Más allá del oro líquido: cómo la electricidad puede dar una nueva vida al principal residuo del olivar

A simple vista, el material de partida no parece especialmente prometedor. Una mezcla de pulpa, hueso y agua resultante tras la extracción del aceite de oliva. Es el alperujo, uno de los residuos agroindustriales más abundantes en Andalucía, del que se generan millones de toneladas cada año. Tras la fermentación, se transforma en una pasta todavía más compleja, en la que conviven restos vegetales y bacterias flotantes. Sin embargo, entre esa maraña se esconden moléculas capaces de convertirse en materias primas para la industria. El desafío consiste en encontrarlas y separarlas del resto.

Para lograrlo, un equipo de investigación de la Universidad de Granada (UGR) y el Instituto de la Grasa de Sevilla (IG-CSIC), en colaboración con el Instituto IMDEA de Alcalá de Henares, ha recurrido a la electrodiálisis, una tecnología que utiliza corriente eléctrica y membranas selectivas para desplazar determinadas moléculas dentro de un líquido. La técnica se emplea habitualmente para desalinizar agua o purificar sustancias en las industrias alimentaria y química.

Equipo de investigación. De izquierda a derecha: F.G. Fermoso (IG-CSIC), A. Serrano (UGR), A. Trujillo (UGR) y E. Jiménez (UGR/IG-CSIC).

Su funcionamiento podría compararse con el de un filtro selectivo: al aplicar electricidad, las moléculas con carga atraviesan unas membranas y se concentran en compartimentos diferentes, aislándose del resto. El resultado es una mezcla suficientemente limpia para continuar su aprovechamiento, principalmente como materia prima para fabricar bioplásticos, biocombustibles y otros productos de interés para la industria química, cosmética o farmacéutica.

Del laboratorio al residuo real

La electrodiálisis se había probado con disoluciones preparadas en laboratorio, mucho más sencillas y controladas. La novedad del trabajo, publicado en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering, reside en aplicarla directamente a un fermentado real de alperujo, donde la presencia de numerosas sustancias desconocidas podía interferir en la separación.

Para conocer hasta qué punto afectaba esta complejidad, los científicos realizaron dos ensayos paralelos. En uno utilizaron el fermentado obtenido del residuo y, en el otro, una mezcla sintética preparada con la misma proporción de ácidos grasos. El sistema recuperó alrededor del 60 % de estos compuestos en la disolución de laboratorio frente al 55 % en la muestra real.

La diferencia fue reducida pese a las dificultades que planteaba el fermentado. “Conseguir que el sistema funcione en esas condiciones, con casi un 50 % de materia no identificada, significa que la tecnología es muy robusta”, reconoce a la Fundación Descubre el investigador de la UGR Antonio Serrano, responsable del proyecto.

Además, el proceso presenta otras ventajas frente a métodos tradicionales de separación, como el ahorro energético, alcanzando una eficiencia eléctrica de corriente del 86 %. La destilación, por ejemplo, separa las moléculas mediante calor, con el consiguiente gasto energético. Otros sistemas las capturan en resinas, materiales que actúan como una especie de esponja selectiva, pero requieren productos químicos para desprenderlas posteriormente. “La electrodiálisis utiliza únicamente una corriente eléctrica para desplazar los iones a través de membranas selectivas, lo que puede reducir el consumo energético, simplificar el proceso y facilitar el escalado industrial”, detalla la investigadora de la UGR Elena Jiménez, autora principal del estudio.

Fermentadores de alperujo a escala de laboratorio y electrodiálisis.

El resultado es una mezcla mucho más limpia y concentrada, prácticamente líquida, que facilita la recuperación de ácidos grasos volátiles. Estos constituyen una materia prima de interés en diversos procesos biotecnológicos:

• Plásticos biodegradables, similares a los utilizados en bolsas compostables.
  
• Cosméticos y productos de higiene.
  
• Detergentes y productos de limpieza.
  

Hacia una extracción continua

En el experimento, la fermentación y la electrodiálisis se realizaron en discontinuo, es decir, primero los microorganismos produjeron los ácidos y después se aplicó la corriente eléctrica para recuperarlos. El siguiente paso será integrar ambas fases para retirarlos conforme se generan, sin romper la cadena. De esta forma se evitaría la acumulación, que acaba frenando la actividad de los microorganismos, lo que favorecería además un aumento de la productividad y una reducción de costes, al eliminar etapas intermedias.

El modelo se aproxima al concepto de biorrefinería: instalaciones que obtienen diferentes materias primas a partir de la biomasa, del mismo modo que una refinería convencional produce distintos derivados del petróleo. Esto permitiría diversificar el trabajo de las almazaras. “En lugar de hacer una inversión para gestionar el alperujo u ofrecérselo a una orujera, podrían darle una salida como otro producto que le aporte un beneficio económico, sacarle mayor rentabilidad, y conseguir así que el sector del olivar sea más sostenible y competitivo”, subraya Serrano.

En ello trabaja la ciencia andaluza, para conseguir que aquella pasta opaca de pulpa, hueso, agua y microorganismos con la que comienza el proceso deje de considerarse únicamente un residuo difícil de gestionar para incorporarse de nuevo al ciclo productivo como materia prima, prolongando así la utilidad del olivar más allá del oro líquido.

Más información #CienciaDirecta: Aplican electricidad para obtener ácidos grasos del alperujo útiles para la industria