¿Qué ocurre con los lodos que se generan al limpiar el agua en las depuradoras? ¿Y con los residuos líquidos sobrantes tras la destilación del vino? Su tratamiento es obligatorio desde hace décadas, en cumplimiento de normativas que buscan proteger el medio ambiente y la salud pública. Generalmente se emplean para producir biogás o compostaje. En algunos casos incluso se tratan conjuntamente para facilitar la descomposición de la materia orgánica por parte de las bacterias, lo que se conoce como digestión anaerobia.

¿Y si pudieran aprovecharse aún más, creando productos de mayor valor energético e industrial? Ese es el objetivo de un grupo de investigación del departamento de Tecnologías del Medio Ambiente de la Universidad de Cádiz, en colaboración con la Universidad de Castilla-La Mancha: combinando ozono y una modalidad de digestión anaerobia llamada fermentación oscura, sin necesidad de oxígeno ni luz, han mejorado el rendimiento de estos desechos, transformándolos en hidrógeno verde, una de las fuentes de energía del futuro, y ácidos grasos volátiles, de interés para sectores como la cosmética, la alimentación o la fabricación de bioplásticos.

Los investigadores José L. García y Encarnación Domínguez.

El trabajo emula el proceso de las biorrefinerías, instalaciones que aprovechan los residuos como fuente de materias primas. “Al igual que en una refinería de petróleo, intentamos obtener combustible, en nuestro caso el biohidrógeno, pero también subproductos valiosos, los ácidos grasos volátiles, susceptibles de utilizarse en otros procesos industriales”, señala a la Fundación Descubre José Luis García, investigador de la Universidad de Cádiz y responsable del estudio.

Una propuesta que no solo mejora el aprovechamiento de desperdicios, sino que impulsa la economía circular desde el ámbito local. Sin moverse de Jerez de la Frontera, los expertos acopian lodos generados en la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) Guadalete y vinazas de la bodega González Byass para convertirlos en recursos energéticos y materiales.

Ozono para maximizar la producción

La innovación de este trabajo, publicado en la revista Bioresource Technology, reside en aplicar ozono como pretratamiento a los lodos antes de combinarlos con las vinazas. “La ozonización se podría comparar a inyectar burbujas de oxígeno en un acuario. Este gas rompe las moléculas grandes y complejas de los desechos orgánicos para generar fracciones más pequeñas y solubles, facilitando la labor de descomposición de las bacterias durante la fermentación oscura”, explica García.

La innovación de este trabajo reside en aplicar ozono como pretratamiento a los lodos antes de combinarlos con las vinazas.

En los ensayos probaron diversas variantes hasta dar con la que maximizó la producción tanto de hidrógeno como de ácidos grasos. “Evaluamos la posibilidad de tratar ambas matrices en conjunto o por separado, y concluimos que el escenario más favorable era hacerlo con la dosis de ozono que se optimizó para el lodo y mezclarlo después con las vinazas”, subraya María Eugenia Ibáñez, investigadora de la Universidad de Cádiz y coautora del estudio. Curiosamente, aplicar el gas directamente a las vinazas no surtió buen efecto, ya que la oxidación excesiva reducía su utilidad.

Hidrógeno y ácidos grasos: productos con futuro

Los expertos proponen una vuelta de tuerca a la gestión tradicional de este tipo de residuos, de forma que lo que hoy son compuestos difíciles de tratar puedan convertirse en materias primas clave para las industrias del mañana.

En concreto, el biohidrógeno tiene múltiples aplicaciones:

• En pilas de combustible que producen electricidad sin emitir contaminantes
  
• Inyectado en redes de gas natural adaptadas
  
• En futuras infraestructuras específicas para su suministro
  
• Como reactivo industrial, especialmente en refinamiento petroquímico
  

Por su parte, los ácidos grasos volátiles tienen un alto valor en distintas industrias:

• Para obtener plásticos biodegradables
  
• Productos cosméticos
  
• Aditivos alimentarios
  
• Sustancias químicas especializadas
  

Un paso hacia la economía circular

Más allá del interés científico, el proyecto plantea un modelo aplicable en el entorno local: aprovechar residuos que se generan en una zona próxima para tratarlos in situ y obtener productos útiles sin depender de recursos externos. En la misma línea, parte del equipo realizó una investigación previa con lodos de depuradora y restos de aceituna de mesa para producir biogás.

Estos enfoques se alinean con las normativas andaluzas de economía circular y gestión de residuos, que impulsan el desarrollo de tecnologías para valorizar desechos como fuentes de energía o recursos agrícolas, al tiempo que se reduce el impacto ambiental y económico derivado de su manipulación.

La investigadora de la Universidad de Cádiz y coautora del estudio, María Eugenia Ibáñez.

Para evaluar la viabilidad y rentabilidad, los investigadores han incluido un análisis económico del proceso. “Al mejorar la biodegradabilidad de los lodos con la dosis óptima de ozono, incrementamos la producción de hidrógeno y ácidos grasos, lo que permite obtener un margen económico positivo tras cubrir los gastos adicionales de tratamiento y energía”, corrobora el investigador de la UCA.

Por tanto, este trabajo demuestra cómo la ciencia puede impulsar soluciones reales y cercanas para los retos de sostenibilidad. Si los residuos son inevitables, lo que está en nuestras manos es darles una segunda vida, convirtiendo el problema en oportunidad.

Más información en #CienciaDirecta: Generan hidrógeno verde a partir de residuos de vino y lodos de depuradora tratados con ozono