Descubren una nueva forma de generar energía a partir de residuos orgánicos

Un equipo de científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) ha realizado un avance significativo en el campo de la bioelectrónica. Los investigadores consiguieron triplicar la capacidad de la bacteria E. coli para producir electricidad.

Este logro, publicado en la revista científica Joule, supone un gran avance en el uso de soluciones sostenible para el tratamiento de residuos orgánicos. También abre nuevas perspectivas en la generación de electricidad microbiana.

El potencial de E. Coli

Los investigadores fueron liderados por la ingeniera Ardemis Boghossian. A través de un proceso llamado “transferencia extracelular de electrones”, se creó una ruta optimizada a través de las membranas internas y externas de la bacteria. Esto provocó una triplicación de su capacidad para producir electricidad.

La versatilidad de la bacteria E. coli permite su desarrollo en una amplia gama de entornos, lo que incluye su presencia en aguas residuales. Este aspecto es especialmente relevante, ya que el estudio ha demostrado que la bacteria modificada puede generar electricidad de manera efectiva a partir de los sustratos orgánicos presentes en ese tipo de aguas.

Uno de los aspectos más destacables de este avance es que la bacteria E. coli modificada no requiere la presencia de productos químicos para su funcionamiento. Esto contrasta con otros microorganismos que solo pueden generar electricidad en condiciones muy específicas y con la ayuda de ciertos compuestos químicos.

Las implicaciones del estudio van más allá del tratamiento de residuos. La flexibilidad genética de las bacterias modificadas les permite adaptarse a diferentes entornos y ser aplicadas en campos diversos como la electrosíntesis o la biodegradación. Según la EPFL, esta versatilidad abre un amplio abanico de posibilidades en términos de aplicaciones prácticas.

Otro avance extraordinario

De otro lado, la Universidad de la Isla del Príncipe Eduardo (UPEI) en Canadá está investigando nuevas fórmulas para producir hidrógeno, buscando alternativas a los combustibles fósiles. La profesora Yulin Hu, de la Facultad de Ingeniería de Diseño Sostenible, lidera el proyecto y ha enfocado su atención en los desechos de cáscara de patata.

El equipo de investigación ha comenzado a simular el uso de los desechos de patata para producir hidrógeno, con resultados prometedores. La financiación del proyecto, proporcionada por el Consejo de Ingeniería y Ciencias Naturales de Canadá (NSERC), permitirá pasar de la simulación a la construcción de una máquina para probar la viabilidad de esta idea.

La profesora Hu destaca el potencial del hidrógeno como fuente de combustible en una variedad de aplicaciones. Además de alimentar las instalaciones existentes de producción de patatas fritas y alevines, el hidrógeno podría utilizarse en la agricultura para producir fertilizantes, así como en el transporte, incluyendo automóviles y otros medios de movilidad.

Un proyecto destacado

Un equipo internacional de investigadores, liderado por la Universidad de Lund en Suecia, ha logrado un avance tecnológico importante al convertir el CO2 del efecto invernadero en combustible utilizando la energía solar. Este invento promete revolucionar el sector de los combustibles.

El estudio, publicado en Nature Communications, destaca el uso de materiales avanzados y espectroscopia láser ultrarrápida como elementos clave en este proceso.

Los investigadores han demostrado la capacidad de la energía solar para convertir el dióxido de carbono en combustible. Esto marca un hito en la investigación sobre la captura y conversión de gases de efecto invernadero.

Los científicos consiguieron un avance inicial al lograr la transferencia de dos electrones en este proceso. Sin embargo, para crear un dispositivo a gran escala, se necesitan desarrollos adicionales, especialmente en los primeros pasos del proceso.

Aunque todavía quedan desafíos por superar, esta investigación abre nuevas posibilidades para combatir el cambio climático y avanzar hacia un futuro más sostenible en la producción de energía.

Digestión anaeróbica

Uno de los sistemas más utilizados para la generación de energía a partir de residuos orgánicos es la digestión anaeróbica, un proceso que se lleva a cabo en biodigestores o plantas de biogás. En estos sistemas, los residuos orgánicos se introducen en un tanque hermético donde son descompuestos por microorganismos en ausencia de oxígeno, produciendo biogás como subproducto. Este biogás puede ser utilizado para alimentar motores de cogeneración que generan electricidad y calor de forma simultánea, aprovechando así al máximo la energía contenida en los residuos orgánicos. 

Además de la producción de biogás, la digestión anaeróbica de residuos orgánicos también tiene otros beneficios ambientales. Por un lado, este proceso permite reducir la cantidad de residuos orgánicos que van a parar a vertederos, evitando así la emisión de gases de efecto invernadero como el metano. Por otro lado, la producción de biogás a partir de residuos orgánicos es una forma de aprovechar recursos que de otro modo serían desperdiciados, contribuyendo a la economía circular y a la sostenibilidad medioambiental.

En España, la generación de energía a partir de residuos orgánicos está regulada por la Ley 22/2011 de residuos y suelos contaminados, que establece los principios y obligaciones en materia de gestión de residuos orgánicos y fomenta la valorización energética de los mismos. En este sentido, se han desarrollado numerosas plantas de biogás y biodigestores en todo el país, que permiten aprovechar los residuos orgánicos para la producción de energía limpia y renovable.

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