Un equipo de investigadores del grupo de Biotecnología Molecular del área de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Cádiz ha desarrollado un proceso biotecnológico que permite obtener hidrógeno a partir de residuos de la industria del biodiésel, concretamente del glicerol, aplicando un modelo de economía circular en biorrefinerías.

El sistema, validado a escala de laboratorio, transforma subproductos de la fabricación de carburantes en materia prima para producir este biogás mediante el uso combinado de dos microorganismos. En una primera fase, una cepa modificada de Escherichia coli convierte el glicerol en ácido málico a través de fermentación oscura, un proceso que no requiere luz. Posteriormente, este compuesto es utilizado por la bacteria Rhodobacter capsulatus para generar hidrógeno mediante fotofermentación.

Para lograrlo, los investigadores aplicaron técnicas de ingeniería metabólica y biología de sistemas con el objetivo de diseñar una cepa de E. coli capaz de producir ácido málico de forma eficiente, algo que esta bacteria no realiza de manera natural. El proceso permitió alcanzar concentraciones cercanas a 11 gramos por litro en unas 24 horas y mantener la producción durante al menos 72 horas, llegando a duplicarse con la misma concentración, según explica el catedrático de la UCA Jorge Bolívar.

Una de las principales ventajas del sistema es que no requiere purificar el ácido málico antes de la segunda fase, ya que la bacteria fotosintética puede aprovechar directamente los compuestos presentes en el medio de fermentación. Esto simplifica el proceso y reduce costes, facilitando su posible aplicación industrial, según destaca el investigador Antonio Valle.

El estudio, titulado Production of hydrogen from crude glycerol via an integrated process of L-malate biosynthesis by Escherichia coli and photofermentation by Rhodobacter capsulatus, ha sido publicado en la revista Microbial Cell Factories. Durante los ensayos, el equipo utilizó microbiorreactores avanzados del Instituto de Investigación de Biomoléculas (INBIO) de la UCA, que permiten monitorizar variables como temperatura, oxígeno y pH, mejorando la eficiencia del proceso incluso frente al uso de glicerol puro.

Los investigadores subrayan que este avance contribuye a valorizar un residuo abundante de la industria del biodiésel, ya que el glicerol genera más de 50 millones de toneladas anuales a nivel mundial. Aunque actualmente tiene distintos usos industriales, su acumulación supone un reto para la sostenibilidad del sector.

El hidrógeno, considerado un vector energético clave en la transición energética por no emitir dióxido de carbono en su uso, se produce mayoritariamente hoy a partir de combustibles fósiles, lo que refuerza la necesidad de desarrollar métodos sostenibles. En este contexto, los expertos señalan que, aunque aún es necesario optimizar el rendimiento y evaluar su viabilidad a gran escala, este sistema representa un avance hacia modelos energéticos más sostenibles.

El proyecto ha contado con financiación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía y de la Cátedra Fundación Cepsa, y se enmarca en nuevas líneas de investigación que también exploran la producción de hidrógeno a partir de otros residuos, como el bagazo de cerveza.