Tecnologías verdes para la mejora del rendimiento en la producción de biocombustibles lignocelulósicos

Un equipo multidisciplinar de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), el INIA-CSIC y el CIEMAT ha logrado un avance significativo en la producción sostenible de bioetanol, un combustible renovable derivado de materias primas agrícolas, mediante una estrategia innovadora que combina tecnologías limpias y eficientes.

Bioetanol y descarbonización: un reto pendiente

Aunque los biocombustibles llevan años presentes en el mercado como alternativa a los combustibles fósiles, su implantación sigue siendo limitada. No obstante, su papel en los objetivos de descarbonización es clave, dado que presentan bajas o nulas emisiones de CO₂ durante su producción y uso.

Con el propósito de acelerar su desarrollo, este nuevo estudio propone una integración tecnológica que optimiza el proceso de producción de bioetanol y contribuye, al mismo tiempo, a la revalorización de subproductos.

Un enfoque integrado para una producción más eficiente

El trabajo se centra en el tratamiento de biomasa lignocelulósica de eucalipto mediante un proceso físico de explosión con vapor, utilizado para descomponer la estructura vegetal y facilitar la liberación de azúcares fermentables. Sin embargo, este tratamiento genera inhibidores fenólicos que afectan negativamente a las etapas posteriores.

Para abordar esta limitación, el estudio plantea el uso combinado de extracción asistida por microondas y disolventes verdes. En concreto, el lactato de etilo se ha identificado como el biodisolvente más eficaz, especialmente cuando se aplica irradiación por microondas a 100 °C durante seis minutos.

Este tratamiento no solo permite eliminar los compuestos inhibidores, sino que también mejora la disponibilidad de azúcares para su posterior fermentación, lo que se traduce en un incremento del 23,6 % en la producción de bioetanol respecto a la muestra control.

De residuos a recursos: revalorización de compuestos fenólicos

Más allá de mejorar la eficiencia del proceso, la estrategia permite recuperar antioxidantes naturales a partir de los compuestos fenólicos extraídos. Estos antioxidantes tienen aplicaciones potenciales en industrias como la alimentaria, farmacéutica y cosmética, alineándose con los principios de la bioeconomía circular.

Como destacan Raquel Cañadas y María González Miquel, investigadoras de la UPM, “la integración de tecnologías verdes no solo mejora la producción de bioetanol, sino que también impulsa una bioeconomía circular, maximizando el uso de los recursos disponibles y reduciendo la generación de residuos”.

Siguientes pasos: viabilidad industrial y análisis tecnoeconómico

Con vistas a su futura aplicación industrial, los investigadores avanzan hacia la evaluación de la viabilidad técnica y económica del proceso.

Según Emilio J. González, también de la UPM, “los siguientes pasos incluirán un análisis tecno-económico para evaluar la viabilidad del proceso y su potencial para una implementación a mayor escala”.

Financiación y apoyo institucional

El estudio ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades / Agencia Estatal de Investigación (MCIN/AEI), el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), la Unión Europea y la Comunidad de Madrid, a través de los proyectos PID2022-141965OB-C21-22, PID2022-141965OB-C22, TED2021-132122B-C1 y AgroSUSTEC-CM TEC-2024/BIO-27.

Los autores agradecen también el respaldo de las plataformas interdisciplinarias SusPlast-CSIC y SosEcoCir-CSIC, así como la financiación de la Comunidad de Madrid a través del Programa de Excelencia para el Profesorado Universitario, en el marco del V PRICIT.