Un equipo de investigación de las universidades de Jaén y São Paulo de Brasil ha confirmado la obtención de hidrógeno a partir de los sarmientos de vid mediante un proceso que no requiere de combustibles fósiles ni emite contaminantes. Con este trabajo consiguen dar nuevo valor a los desechos de la industria vinícola, al mismo tiempo que crean energía respetuosa con el medio ambiente.

Grupo de investigación de la Universidad de Jaén que ha participado en este proyecto.

Casi el 93% de los residuos que se producen en la vendimia son los restos de la poda, los sarmientos. Hasta el momento, se usaban para producir compostaje orgánico o bien como leña. Sin embargo, desde hace unos años, los investigadores buscan alternativas para dar valor a unos residuos que pueden tener un gran atractivo para otras industrias como la farmacéutica o cosmética, por su alto contenido en lignina, a partir de la que se pueden obtener compuestos con propiedades antioxidantes.

Además, la fermentación de la biomasa produce otros productos como el hidrógeno destinado a combustible, tal como describen los expertos en el artículo ‘Vine shoots pre-treatment strategies for improved hydrogen production and metabolites redistribution in Clostridium butyricum’ publicado en la revista Industrial Crops and Products. En él confirman que los sarmientos sometidos a un pretratamiento biológico mediante una enzima es la mejor opción para iniciar la producción a escala industrial.

Este proceso, a diferencia de otros tratamientos que utilizan reactivos químicos o físicos, son más amigables con el medio ambiente, ya que no es necesario gestionar el reciclado de los productos de desecho y no libera compuestos tóxicos. “Además se aumenta hasta en casi un 250% la producción de hidrógeno con respecto a otros métodos de pretratamiento», indica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Jaén Juan Miguel Romero-García, coautor del artículo.

De esta manera, los expertos abren nuevas vías de estudio para la generación de energía limpia a partir de la biomasa de los sarmientos con un método limpio y sostenible. Un sistema que no requiere reactivos químicos que haya que gestionar posteriormente como residuos, ni necesita de un alto consumo energético en su proceso.

Química y física frente a la biología

El proceso para la degradación de los sarmientos puede ser de distinta índole. Por un lado, el método físico incorpora la explosión con vapor de la biomasa, lo que requiere de un alto consumo de energía. El químico, por su parte, agrega compuestos como el etanol, que puede generar residuos contaminantes. 

La obtención de hidrógeno es posible a partir de los sarmientos de vid.

El biológico, por último, introduce enzimas como la lacasa, que separan los compuestos. Estos procedimientos logran la descomposición de la lignina y la alteración de la celulosa de la fibra vegetal, lo que resulta en la liberación de azúcares. 

Posteriormente, se incluye un microorganismo llamado Clostridium butyricum, que fermenta la masa obtenida y produce, además de hidrógeno, ácidos orgánicos. Concretamente, ácido butírico y ácido acético, muy demandados por las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica.

Los expertos han comparado los niveles de hidrógeno, lignina y estos ácidos obtenidos por cada uno de estos métodos, concluyendo que el basado en el proceso biológico es el que más combustible verde produce.

Además, también han comparado estos resultados aplicando hidrólisis enzimática para romper la estructura molecular y producir azúcares antes de la fermentación. En este caso, el que más rendimiento ha presentado ha sido el sarmiento sometido al tratamiento químico.

Ahora proponen continuar sus estudios para una evaluación tecnoeconómica y ambiental del proceso. El próximo paso que plantean es el análisis del impacto medioambiental de la instalación a gran escala de estos resultados y la viabilidad económica del desarrollo de una biorrefinería basada en los sarmientos de vid.

El investigador de la Universidad de Jaén Juan Miguel Romero-García, uno de los autores del artículo.

El trabajo se ha financiado mediante el proyecto ‘Producción de biocompuestos y bioenergía a partir de la fracción de hemicelulosa de sarmientos’ del Ministerio de Ciencia e Innovación y fondos de la Fundación de Investigación de São Paulo (FAPESP).

Reportaje sobre esta nota de prensa: Hidrógeno, de la vid al coche

Referencias

Camila A.B. Silva Rabelo, Alfonso M. Vidal, Rocío Casanova-González, Juan Miguel Romero-García, Maria Bernadete A. Varesche, Inmaculada Romero y Eulogio Castro. ‘Vine shoots pre-treatment strategies for improved hydrogen production and metabolites redistribution in Clostridium butyricum’. Industrial Crops and Products. 2023.

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