Un equipo de investigadores de la Universidad de Valladolid logra un combustible elaborado con residuos de cerveza con propiedades similares a la gasolina convencional. El butanol obtenido a partir de la cascarilla del grano de malta tiene un alto poder calorífico y es un 50% más eficiente que el etanol
Llenar el depósito del coche con cerveza está mucho más cerca de la realidad de lo que puede parecer. Detrás de este peculiar logro está el grupo de investigadores de Tecnología de Procesos Químicos y Bioquímicos de la Universidad de Valladolid. El equipo mixto de ingenieros de química y ecología acaba de conseguir un combustible aprovechando los residuos de la fabricación de cerveza y han publicado sus logros en la revista Chemical Engineering Journal. Un ejemplo redondo de economía circular.
El potencial del descubrimiento tiene bastante magnitud si se tiene en cuenta que el consumo de cerveza en España ha alcanzado cifras récord en los últimos años. En 2017, se consumieron 3.792 millones de litros de cerveza, según la Agencia Tributaria.
Durante el proceso de fabricación de esta bebida, se origina el llamado bagazo. De hecho, por cada 100 litros de cerveza producidos, se generan 20 kilos de residuos sólidos. Pero, ¿qué es el bagazo? “Se trata del principal resto de la industria. El proceso de producción cervecero se inicia con el macerado de la malta del cereal. Es decir, se mezcla con agua y de ahí extraen los azúcares. Luego se añade lúpulo y antes de pasarlo a la parte de fermentación para hacer la cerveza se separa el licor, que tiene azúcares, del sólido, que también los contiene (tiene incluso proteínas), pero más difíciles de extraer. Esa cascarilla de grano de malta que queda es el bagazo”, explica Mónica Coca, investigadora principal del proyecto.
El grupo de investigadores al que pertenece lleva unos diez años trabajando con bioetanol. En su caso, de segunda generación, es decir fabricados a partir de residuos agrícolas como la paja de cereal. Los de primera generación, como los de soja, llevan muchos años siendo cuestionados porque compiten con los terrenos de producción agrícola para alimentación.
En 2012 obtuvieron financiación pública y comenzaron a colaborar con varias empresas de Castilla y León para ver de qué forma se podían valorizar residuos de remolacha y de melazas. Y fue ahí cuando descubrieron el bagazo. “Nos pareció interesante, porque tenemos mucho cereal en la región y dos grandes empresas productoras de cerveza. Incluso han surgido nuevas firmas más pequeñas con el boom de las marcas artesanas. También nos dimos cuenta de que sólo parte del residuo se usaba para alimentación animal”, continúa Coca. Por lo general, sólo las granjas cercanas de rumiantes retiran el desecho, pagando unos 25 euros por tonelada. El resto termina como residuo, generando costes a las empresas fabricantes de cerveza por su retirada y correcta gestión.
A diferencia del etanol, el butanol es un alcohol de cuatro átomos de carbono (el primero sólo tiene dos). Esto le da ciertas ventajas, cuenta la investigadora. La primera que tiene un poder calorífico parecido a la gasolina y mucho mayor que el etanol. El del butanol equivalen a 29 megajulios por litro y el del etanol a sólo 19,6. La diferencia es casi un 50%. Eso significa que para producir la misma energía necesitas la mitad del combustible. Aparte resulta más seguro porque tiene cuatro átomos; es menos corrosivo y menos inflamable. Y puede mezclarse sin problema con el diésel y la gasolina.
De hecho, desde el año pasado la Agencias de Protección Ambiental de los Estados Unidos permite la mezcla de biobutanoles con combustible fósiles, al menos en porcentajes de hasta el 16%. Además, es un combustible que ya es operativo. Durante la Segunda Guerra Mundial, los aviones ingleses ya volaban con butanol a partir de melazas. Luego cayó en el olvido por el desarrollo del resto de carburantes y ahora se vuelve a investigar con fuerza. “Hay empresas que ya están produciendo a partir de jarabes de maíz, remolacha, caña de azúcar. Pero el verdadero reto es producirlo a partir de residuos agrícolas, forestales o de cerveza, como en este caso”, dice Coca.
El proceso está formado por cuatro etapas. La primera es el tratamiento del residuo. “Hemos estudiado diferentes fórmulas para romper la celulosa, es decir, la parte sólida sobrante. Para hacer butanol es importante que la materia prima tenga mucho azúcar, en torno al 40-50%, porque al final se trata de un proceso de fermentación”, explica Coca. Primero modifican la estructura del bagazo con calor, para lo que aplican energía de microondas de alta temperatura, entre 180-190 grados, y mezclan con agua durante 2-3 minutos. Para romper del todo la estructura se añade un catalizador hecho a base de enzimas. La celulosa está formada por cadenas largas que tienen que separarse en otras más sencillas de glucosa, sacarosa…
La tercera parte es propiamente la de la fermentación, en la que son las bacterias las encargadas del trabajo de asimilación y transformación de la materia prima en biobutanol. Por último hay que purificar, limpiar el butanol, que se encuentra diluido en la mezcla final resultante.
El grupo de investigadores ha contado, además, con la colaboración y los residuos de la empresa vallisoletana de Cerveza Milana y de Mahou San Miguel. Y con el bagazo no sólo han obtenido combustible, sino que están trabajando en la obtención de otros productos. “El bagazo tiene celulosa y semicelulosa, otro polímero. Con la celulosa se puede fabricar biobutanol y con el otro subproducto se pueden hacer prebióticos y antioxidantes para el sector de la alimentación. Se trata de hacer las plantas más rentables, buscando productos de valor añadido, y de reducir costes en los procesos para replicarlos a escala industrial”, concluye la investigadora.
Cada año se desperdician en España 7,7 millones de toneladas de comida. Es por eso que grupos de investigación y empresas buscan la mejor forma para reducir dichos remanentes. Lo hacen a través de nuevos envases, pero también buscando nuevos productos. Por ejemplo de la naranjas se puede obtener zumo, pero también alimentos para animales a partir de su piel o productos de limpieza, si lo que se extrae es el limonemo. Esta sustancia natural tiene propiedades desengrasantes.
Otra propuesta interesante: la del cuero vegano. Piñatex es un tejido hecho a base de los residuos del cultivo de la piña que, además, no utiliza químicos. La industria de la piña produce anualmente 13 millones de toneladas de hojas como subproducto; unos restos que se queman como biogás o se utilizan como fertilizante natural. Al menos así sucedía hasta que la española Carmen Hijosa se puso a investigar y encontró este residuos. Ahora la marca trabaja con cooperativas de Filipinas que destinan parte de su residuo a la producción textil.
