Bacterias nativas ayudan a producir hidrógeno

“No obstante, como este tipo de sustancias se producen a partir de químicos que pueden ser perjudiciales para el medioambiente, desde el Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia (IBUN) se buscan alternativas de menor impacto ambiental y más económicas”, explica el Microbiólogo José Mauricio Bernal, investigador y coordinador del Banco de Cepas y Genes del IBUN.

En la búsqueda de nuevos sustratos para producir el llamado hidrógeno verde, el IBUN, en conjunto con un equipo investigador de la Universidad Santo Tomás, experimenta también con la cáscara de banano, que es una buena fuente de celulosa y azúcares para que estos microorganismos se alimenten, además de ser un residuo abundante, pues cada año se producen en el mundo 6 millones de toneladas de este.

Después de un tratamiento químico, para ayudar a la cáscara de banano a liberar algunos azúcares, se fermenta con la bacteria como sustrato y se produce el hidrógeno. Aunque los resultados todavía no son los mejores, pues el medio de cultivo que se ha utilizado con esta cáscara ha sido el mismo que se usa con el glicerol, este se está mejorando para aumentar la producción del hidrógeno.

Los microorganismos del género Clostridium son anaeróbicos, forman endosporas, ayudan a la descomposición de tejidos vegetales al destruir sus membranas, y su metabolismo funciona fermentando diferentes tipos de azucares. “Según el sustrato que se use, estas bacterias lo metabolizan y producen diferentes sustancias en diferentes momentos durante la fermentación”, menciona el investigador Bernal.

Hacia las biorrefinerías

La biotransformación tanto de la glicerina cruda como de la cáscara de banano representan un camino para convertir las bacterias en la base de las biorrefinerías, lo que permitiría sustraer productos como el etanol, el hidrógeno, el butanol y el monómero 1,3-propanodiol, que se pueden usar como combustibles alternativos y reemplazar subproductos del petróleo, que no son biodegradables.

En esa dirección viene trabajando el IBUN desde hace más de 10 años. “Como ya teníamos aisladas estas cepas, empezamos a buscar qué más podríamos hacer con ellas y nos dimos cuenta de que, además de los solventes, también producía hidrógeno, pero los sustratos son muy costosos, pues por lo general se usa glucosa”, precisa el investigador de la UNAL.

Avances de laboratorio

“Para producir hidrógeno con glicerina cruda como sustrato se han hecho ensayos a nivel laboratorio y se está investigando en procesos de ingeniería bioquímica y metabólica para incrementar su rendimiento en la producción de 1,3-propanodiol. Tenemos incluso los planos para construir una la planta piloto”, menciona el coordinador Bernal.

“Se trata de avances significativos en el desarrollo de las biorrefinerías a nivel de laboratorio. Ya se sabe qué produce y cómo produce la bacteria cuando se alimenta con glicerol, buscar alternativas a ese medio forma parte de las investigaciones necesarias para producir hidrógeno verde en el país”, asegura el docente.

La biotecnología industrial (o blanca) tiene un gran potencial para transformar la producción de energía y generar procesos más sostenibles. Ahora, para el proceso de la descarbonización de las economías y la transición energética, estos avances juegan un papel muy importante en ayudar a reducir los gases de efecto invernadero y el uso de combustibles petroquímicos, desarrollar industrias ecoeficientes y disminuir el consumo de fuentes no renovables.