El biohidrógeno como vector energético.

Dr. Germán Buitrón Méndez

Estos días hemos oído hablar bastante sobre la reforma energética y las consecuencias que ésta acompaña. Cabe entonces mencionar que además de los combustibles fósiles existen fuentes alternas de energía y, en particular, un vector energético interesante: el hidrógeno.

El hidrógeno es considerado una importante fuente alterna de energía debido a su alto poder calorífico (120 MJ/kg comparado con la gasolina, la cual tiene un contenido de energía de 44 MJ/kg) y por el hecho de que puede obtenerse mediante tecnologías que no generan compuestos nocivos para el ambiente, como muchas que son utilizadas para el procesamiento de combustibles fósiles.

Además del uso que se le puede dar como combustible, el hidrógeno también puede ser utilizado como materia prima en diversos procesos de la industria química y para procesos de tratamiento de contaminantes presentes en el agua, como en la eliminación de nitratos, percloratos, selenatos, etc. Así pues, debido a estos múltiples usos que tiene el hidrógeno, se considera a la industria de su producción como un sector consolidado y en aumento.

El hidrógeno, en general, puede ser producido mediante métodos químicos, electroquímicos, como subproducto del procesamiento del carbón, pero también por métodos biológicos (biohidrógeno). Además, el biohidrógeno se puede producir aprovechando la materia orgánica (contaminación) contenida en las aguas residuales, así como en la fracción orgánica de los residuos sólidos. Existen varios métodos para ello. Por ejemplo, la biofotólisis utiliza microalgas o bacterias, para que activadas con la luz (que puede ser el Sol) generen hidrógeno.

Actualmente, una de las tecnologías más utilizadas y que está siendo escalada ya a niveles mayores se conoce como fermentación oscura. En años recientes, grandes avances se han presentado en cuanto a la generación de biohidrógeno mediante esta técnica. De manera simplificada, para producir biohidrógeno por fermentación oscura se ponen en contacto los residuos presentes en las aguas con un cierto tipo de bacterias en condiciones anaerobias, es decir, en ausencia de aire y en condiciones ácidas. Las bacterias productoras de hidrógeno transforman los residuos en hidrógeno y un subproducto que se conoce como ácidos grasos volátiles. Entre estos ácidos volátiles se encuentra el ácido acético, componente del vinagre, el ácido butírico y el propiónico. Cabe mencionar que, además de obtener el biohidrógeno, éstos ácidos grasos se pueden también utilizar para generar otros productos de valor agregado como el biogás que contiene metano o polímeros para fabricar plásticos biodegradables.

En nuestro laboratorio hemos estudiado la producción de biohidrógeno por fermentación oscura utilizando varios tipos de aguas residuales, entre ellas, las vinazas generadas por la industria tequilera. Las vinazas constituyen el residuo que se genera en el proceso de la fabricación del tequila, después de destilar el alcohol. Se estima que por cada litro de tequila que se fabrica, se utilizan hasta 10 litros de agua, lo que contribuye a la generación de una gran cantidad de vinazas.

En estos estudios hemos evaluado diferentes condiciones de proceso para maximizar la productividad del biohidrógeno. Posteriormente, los ácidos grasos generados son transformados en metano, con lo que se reduce significativamente la materia orgánica que constituye la contaminación del agua y, al mismo tiempo, se generan biocombustibles gaseosos.

De igual manera se ha utilizado la fracción orgánica (restos de comida) de los restaurantes como materia prima para generar primero hidrógeno y con los subproductos, metano. Así, cada vez es más frecuente que los residuos sean considerados como materia prima y no simplemente un desecho.

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