¿Y si los barcos y los aviones del futuro funcionaran a partir de residuos agroindustriales uruguayos? Investigadores de la Universidad Tecnológica (UTEC) trabajan en el desarrollo de sistemas capaces de convertir suero de queso y efluentes de la industria cervecera en biocombustibles; todo a partir de bacterias y electricidad. Los beneficios de esta innovación son varios, afirma uno de sus creadores: reduce la contaminación, crea productos con valor agregado y brinda alternativas no solo frente a los combustibles fósiles, sino también frente a los biocombustibles de primera generación, que se hacen con alimentos.

Uno de los expertos que integra el equipo de UTEC es el doctor en Ingeniería Ambiental René Cardeña. Es chileno y llegó a Uruguay en 2022 gracias a una beca de la Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII) para realizar estancias de posdoctorado. El País conversó con él acerca del proyecto y el impacto que puede tener en Uruguay y el mundo.

— ¿Por qué es importante investigar e innovar en estos temas?
— Más que importante, es una necesidad. El mundo avanza hacia el uso de energías renovables; sin embargo, el cuello de botella está en la emisión de gases de efecto invernadero en el transporte y es muy difícil electrificar el de larga distancia, como es el caso de los barcos y los aviones. En este sentido, tanto el hidrógeno como el metano, si se obtienen a partir de residuos, son biocombustibles gaseosos con mucho potencial.

— ¿Cuál es la novedad o el valor de su investigación, si los biocombustibles ya existen?
— Sucede que los que más se utilizan son los biocombustibles de primera generación, es decir, aquellos que se generan a partir de alimentos como el maíz y la caña de azúcar. Entonces, si tomamos en cuenta lo que poco a poco empezamos a vivir y lo que se espera respecto al cambio climático y el rendimiento de los cultivos, entramos en la disyuntiva de si produciremos alimentos para hacer biocombustibles o para alimentar a la población. Nuestra investigación tiene el plus de que partimos de residuos, algo que contamina, para crear productos de valor agregado.

— ¿Con qué residuos agroindustriales trabajan?
— Empezamos con suero de queso de un pequeño emprendimiento artesanal de la ciudad de Trinidad, en Flores, y también trabajamos con efluente cervecero de origen nacional. La idea es continuar con vinazas —efluente de la producción de bioetanol— que se generan en Bella Unión; en este caso apenas estamos en la etapa de caracterización para evaluar si el residuo podría funcionar con sistemas bio-electroquímicos.

Foto: UTEC.

— ¿Qué son esos sistemas?
— Los microorganismos pueden comer fácilmente la materia biodegradable que está en las aguas residuales de la agroindustria. En pocas palabras, consumen la contaminación y generan, en este caso, hidrógeno o metano. Pero hemos visto que, si agregamos un pequeño pulso eléctrico, se dan ciertas reacciones químicas que hacen que produzcan aún más hidrógeno o más metano. Por eso son sistemas bio-electroquímicos. Buscamos mejorar el proceso con esta carga eléctrica adicional.

Lo interesante es que Uruguay es uno de los pocos países de Latinoamérica que están trabajando específicamente en este tema —junto a Chile, México y Brasil—, así que estamos dentro del top de la región.

— Y tiene la particularidad de que el 98% de su matriz de generación eléctrica es renovable, lo que también suma, ¿no?
— Así es. Uruguay es un buen laboratorio para experimentar todo esto porque está súper avanzado en la descarbonización y la electrificación. Incluso podría impulsar la creación de emprendimientos que podrían resultar en empresas que, por qué no, podrían exportar la tecnología o los biocombustibles a otros países.

— ¿Cuáles han sido los principales desafíos hasta ahora?
— Los residuos en sí mismos tienen mucho potencial, pero el desafío está en los microorganismos. Al tratarse de seres vivos, tenemos que cuidar muchos parámetros; un solo descuido puede hacer que dejen de producir los compuestos que queremos obtener. Entonces, la batalla más importante tiene que ver con la estabilidad a largo plazo de los procesos.

Otro desafío es la rentabilidad. Por un lado, usar residuos tiene un doble beneficio porque generamos un producto de valor agregado y al mismo tiempo eliminamos la fuente de contaminación; por ejemplo, en el caso de afluentes, regresamos el agua a un estado de calidad. Pero, por otro lado, los beneficios ambientales no tienen un valor monetario; no podemos decir: ‘Un río limpio vale tantos pesos’. Entonces, debemos hacer que el proceso sea aún más eficiente para que sea redituable.

— ¿Cómo?
— En Uruguay, el tratamiento de aguas residuales más utilizado es el sistema de lodos activados —en el que los microorganismos descomponen la materia orgánica—, que está muy bien para las aguas domiciliarias, pero en la agroindustria la cantidad de contaminación que hay es mucho más grande y se requiere un mayor gasto energético para eliminarla. Entonces, si en vez de solamente gastar energía, generamos un producto de valor agregado, el problema se resuelve. Y una de las cosas que buscamos es lo que llamamos ‘rendimiento energético’, es decir, que lo que gastemos de energía en el proceso sea menor a lo que obtengamos en el producto.

Foto: UTEC.

— ¿En qué etapa se encuentran?
— Ahora estamos en fase de laboratorio. Una vez que comprendamos el sistema y definamos cuáles son las condiciones ideales y cómo mantenerlas, entonces pasaremos a la fase piloto y luego de eso podremos trabajar a una escala real. Y sí, es posible, pero primero debemos trabajar en colaboración con personas que se dedican al área económica y de políticas públicas para analizar los mercados financieros y evaluar qué políticas podrían implementarse para promover el uso de biocombustibles. Actualmente, incluso si tuviéramos la mejor tecnología, estos no son competencia para los combustibles fósiles. Hay que buscarle una vuelta de tuerca para que las empresas quieran invertir en esto.

— Y la idea no es que esto reemplace la movilidad eléctrica, sino que la complemente, ¿no?
— Exacto. Para distancias cortas, la movilidad eléctrica está resuelta. El problema está en el transporte de carga y de larga distancia. Si quisiéramos ponerle una batería a un barco, por ejemplo, esta ocuparía mucho espacio y pesaría demasiado, lo que le sacaría rentabilidad.

— ¿Cuándo podrían pasar a la siguiente fase?
— Depende mucho de cómo avance la tecnología. Lo que está más adelantado es la parte del metano; si todo sigue bien, tal vez en dos años podríamos hablar de un plan piloto para la producción de metano acoplado a un sistema bio-electroquímico. Dependerá también de cómo se avance en esto de favorecer el uso de productos ‘bio’, porque si no es atractivo para las empresas, no querrán financiar el proyecto o parte de él.

En Latinoamérica no solemos adelantarnos a las cosas. En general, preferimos comprar la tecnología o viajar al extranjero y ver qué están haciendo. Pero hay momentos en los que podemos adelantarnos y ser pioneros, y este es uno de ellos.

Ciencia en Uruguay

Sostenibilidad e innovación en equipo

El equipo de investigación ha recibido apoyo de UTEC y del Programa de Desarrollo de las Ciencias Básicas (Pedeciba), señaló Cardeña y agregó que se postuló a un Fondo María Viñas de la ANII.

El experto trabaja junto a la doctora Ángela Cabezas, responsable del Laboratorio de Microbiología Ambiental y Biotecnología de UTEC, y también en colaboración con la doctora Claudia Etchebehere del Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable.

Han recibido tres estudiantes de estancias de investigación corta de México (Universidad Nacional Autónoma de México), Colombia (Universidad del Magdalena) y Chile (Universidad Adolfo Ibáñez). En este sentido, Cardeña sostuvo: “A pesar de que somos un grupo de investigación nuevo, el trabajo que realizamos está teniendo alcance”.

Foto: UTEC.