Secretos microbianos que transforman la producción de biogás
El biogás es una fuente de energía renovable y almacenable, pero su producción mediante digestión anaerobia aún no se conoce del todo. Los científicos e ingenieros siguen refiriéndose a las transformaciones que se producen durante el proceso llevado a cabo por los microorganismos como una «caja negra». El equipo del proyecto MICRO4BIOGAS(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, se propuso esclarecer este misterio biológico con el objetivo de optimizar el proceso de producción de biogás. «En MICRO4BIOGAS nos centramos en mejorar el proceso de dos formas principales», afirma Manuel Porcar, coordinador del proyecto MICRO4BIOGAS e investigador de la Universidad de Valencia. La investigación profundizó en el conocimiento microbiológico de la digestión anaerobia mediante técnicas avanzadas de análisis y seleccionó «microorganismos clave implicados en el proceso que pueden mejorar la estabilidad, robustez y rendimiento de la producción de biogás».
Desvelación de secretos microbianos
El equipo de MICRO4BIOGAS obtuvo resultados excepcionales en sus dos planteamientos. Uno de los logros más importantes del proyecto fue el descubrimiento de una comunidad microbiana básica común a la mayoría de los digestores anaerobios del mundo. «Los Darwinibacteriales es un nuevo orden taxonómico que se ha descrito en este proyecto y que parece mejorar la producción de metano gracias a su interacción con arqueas metanógenas(se abrirá en una nueva ventana) », explica Porcar. El equipo de investigación aisló satisfactoriamente cepas microbianas que demostraron mejoras apreciables en la producción de biogás. Los ensayos de laboratorio y a escala preindustrial demostraron que varias cepas podían aumentar la producción de biogás en más de un 15 %, y en algunos casos también se producía una mejora de la calidad del gas debido a un mayor contenido de metano. De manera impresionante, los experimentos indicaron que el trasplante de digestatos seleccionados, el material rico en nutrientes que queda tras la digestión anaerobia, podía aumentar la producción de biogás en un 30 % y reducir al mismo tiempo los tiempos de puesta en marcha de la producción. Estas pruebas se realizaron en la planta piloto de biogás de Aras de los Olmos, una localidad española que pretende autoabastecerse de toda su energía por medios renovables.
Desarrollo de soluciones prácticas de bioaumentación
El planteamiento del proyecto se centró en la bioaumentación(se abrirá en una nueva ventana), es decir, la introducción de microorganismos beneficiosos para mejorar los procesos biológicos. Aunque esta técnica se aplica en muchos campos de la ciencia, su aplicación a la producción de biogás se ha visto limitada debido a la insuficiente comprensión de la digestión anaerobia(se abrirá en una nueva ventana) y a la falta de aditivos microbianos eficaces y validados científicamente. El equipo de MICRO4BIOGAS demostró que las cepas microbianas cultivadas y el trasplante de microbioma podían servir como estrategias eficaces de bioaumentación. Este último es especialmente valioso cuando los organismos no pueden cultivarse en condiciones de laboratorio, como las Darwinibacteriales. De cara a la aplicación práctica, el proyecto prevé el desarrollo de kits de bioaumentación en dos formas: productos en polvo que contengan bacterias beneficiosas y arqueas(se abrirá en una nueva ventana) o digestatos seleccionados enriquecidos con consorcios microbianos específicos. «Los operarios de la planta solo tendrían que añadir el producto al reactor y esperar a que mejore la producción de biogás», dice Porcar. Aunque se necesitan más pruebas antes de que surjan productos listos para el mercado, en MICRO4BIOGAS se han sentado unas bases cruciales para el desarrollo de nuevas soluciones microbianas. «La digestión anaerobia es un proceso muy variable y se lleva a cabo de forma diferente según el operador de biogás. Tenemos que determinar si nuestras cepas y comunidades microbianas pueden apoyar todos los procesos o solo mejorar algunos específicos», señala Porcar. «Además, aún deben abordarse factores no científicos, como la viabilidad económica de los aditivos microbianos para los productores o el marco normativo para su comercialización en cada país. Dicho esto, estamos mucho más cerca de la aplicación en la vida real que hace cuatro años». Al abrir la «caja negra» de la digestión anaerobia, el equipo de MICRO4BIOGAS sienta las bases de productos de bioaumentación que podrían transformar las plantas de biogás de todo el mundo en productores de energía renovable eficientes y predecibles, avances que apenas están empezando a desarrollarse.
