Los biocombustibles representan una opción muy interesante para contribuir al actual reto de la descarbonización, ya que tienen bajas o nulas emisiones de dióxido de carbono durante su producción y utilización final. Aunque los biocombustibles están presentes en el mercado desde hace unos años, tanto su fabricación como su uso son mucho menores que la de los carburantes convencionales.
Para intentar acelerar este proceso, un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA-CSIC) y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), ha realizado un estudio que supone un avance significativo para la producción de biocombustibles respetuosos con el medio ambiente mediante la integración de técnicas de extracción innovadoras con disolventes verdes. Los resultados obtenidos abren nuevas posibilidades para los biocombustibles de segunda generación. Al mismo tiempo, con el trabajo realizado, han puesto en valor subproductos valiosos −como los antioxidantes− que contribuyen al objetivo general de hacer económicamente viable la producción de bioetanol.
Para producir combustibles renovables de manera sostenible y económica a partir de materiales vegetales se requieren pretratamientos eficaces, como el uso del pretratamiento físico de explosión con vapor. Este proceso descompone la estructura de la biomasa, facilitando el acceso a la fuente de azúcares que posteriormente se transforman en bioetanol mediante procesos de fermentación. Sin embargo, puede generar inhibidores fenólicos que dificultan las etapas posteriores de conversión. Para abordar este problema, un estudio recientemente publicado en la revista Renewable Energy y realizado entre investigadores de la UPM, el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA-CSIC) y el CIEMAT, ha explorado el uso combinado de la tecnología de extracción asistida por microondas y disolventes verdes para optimizar la producción de bioetanol y la recuperación de antioxidantes a partir de biomasa de eucalipto pretratada.
Este estudio se basa en investigaciones previas publicadas en la revista Journal of Environmental Management, que demostraron el potencial de los disolventes verdes para extraer ciertos compuestos fenólicos, catalogados como inhibidores, de la biomasa lignocelulósica, lo que a su vez mejora la producción de azúcares fermentables, clave para la obtención de bioetanol.
Una estrategia integrada con resultados prometedores
El equipo de investigación ha propuesto una solución innovadora basada en el uso de disolventes verdes junto con tecnologías de extracción asistida por microondas. Este enfoque permite eliminar selectivamente los inhibidores fenólicos, que pueden ser posteriormente revalorizados como antioxidantes naturales. El estudio reveló que el biodisolvente lactato de etilo es el disolvente más eficaz para esta tarea, especialmente cuando se combina con irradiación por microondas a 100 °C durante seis minutos. Este tratamiento no solo ayuda a extraer los compuestos deseados, sino que también mejora la disponibilidad de azúcares en la biomasa, facilitando su fermentación posterior. Como resultado, la producción de bioetanol aumentó un 23,6% en comparación con la muestra control, lo que mejora la eficiencia del proceso y hace que sea más rentable y sostenible.
Perspectivas futuras y aplicación industrial
El estudio también destaca la importancia de aprovechar los compuestos fenólicos extraídos como antioxidantes naturales, los cuales tienen aplicaciones en diversas industrias, como la alimentaria, farmacéutica y cosmética. Según Raquel Cañadas y María González Miquel, investigadoras de la UPM que han formado parte del equipo de trabajo, "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". Como concluye Emilio J. González, también investigador de la UPM, “con vistas a su futura aplicación industrial, los siguientes pasos de la investigación incluirán un análisis tecno-económico para evaluar la viabilidad del proceso y su potencial para una implementación a mayor escala”.
Este estudio es parte de varios proyectos de investigación financiados 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, incluyendo los proyectos PID2022-141965OB-C21-22, PID2022-141965OB-C22, TED 2021-132122B-C1 y AgroSUSTEC-CM TEC-2024/BIO-27. Los autores agradecen este respaldo financiero, así como el apoyo de las plataformas interdisciplinarias SusPlast-CSIC y SosEcoCir-CSIC. Además, los investigadores de la UPM reconocen la financiación de la Comunidad de Madrid a través del Programa de Excelencia para el Profesorado Universitario, en el marco del V PRICIT.