Residuos de tofu y suero lácteo se convierten en un material capaz de capturar CO₂ de la atmósfera

Investigadores de la ETH de Zúrich desarrollan unas microesferas biodegradables a partir de subproductos alimentarios que mejoran la eficiencia de las tecnologías de captura directa de carbono y refuerzan el modelo de economía circular.

Un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH Zurich) ha desarrollado un nuevo material para la captura directa de dióxido de carbono (CO₂) a partir de residuos generados por las industrias láctea y del tofu. El avance, publicado en la revista científica PNAS, propone una alternativa más sostenible y potencialmente más económica a las tecnologías actuales de captura directa de aire (Direct Air Capture, DAC).

La investigación se basa en el aprovechamiento de corrientes residuales ricas en proteínas, como el suero procedente de la fabricación de queso y otros subproductos derivados de la producción de tofu. Aunque una parte de estos materiales se reutiliza en la industria alimentaria, una cantidad significativa termina siendo desechada.

Los científicos extrajeron las proteínas presentes en estos residuos y las transformaron en estructuras fibrilares conocidas como fibrillas amiloides. Posteriormente, las combinaron con hidróxido de potasio para crear unas esferas porosas de entre medio y un centímetro de diámetro capaces de absorber CO₂ presente en el aire.

Según los resultados obtenidos en laboratorio, un gramo de este material puede capturar hasta 97 miligramos de dióxido de carbono, una capacidad que los investigadores sitúan entre un 10% y un 50% por encima de la alcanzada por algunas tecnologías DAC convencionales.

Menor consumo energético

Uno de los principales desafíos de la captura directa de carbono es el elevado consumo energético asociado a la regeneración de los materiales adsorbentes. Los sistemas actuales suelen requerir altas temperaturas o condiciones de vacío para liberar el CO₂ capturado y permitir su posterior almacenamiento o valorización.

La solución desarrollada por la ETH Zurich emplea un proceso alternativo de baja demanda energética. Para recuperar el dióxido de carbono retenido, las microesferas son tratadas de forma alterna con soluciones suaves de ácido y base durante aproximadamente diez minutos a temperatura ambiente, lo que permite romper los enlaces químicos y liberar el gas para su recogida.

Los investigadores destacan que tanto los reactivos utilizados como las propias microesferas pueden reutilizarse en múltiples ciclos operativos.

Aplicaciones alineadas con la economía circular

Las pruebas realizadas muestran que el material mantiene su rendimiento tras al menos 30 ciclos consecutivos de captura y liberación de CO₂ sin pérdidas significativas de eficiencia. Aunque su capacidad de adsorción disminuye gradualmente con el uso, los responsables del proyecto estiman que las esferas podrían funcionar durante varios miles de ciclos antes de requerir sustitución.

Una vez agotada su vida útil como material de captura de carbono, las microesferas podrían destinarse a otros usos, como fertilizante agrícola o materia prima para la producción de biocombustibles. Al estar elaboradas íntegramente con componentes orgánicos y biodegradables, los investigadores consideran que su integración en cadenas de valor circulares podría aportar beneficios adicionales en términos de reducción de residuos y aprovechamiento de recursos.

Además, el equipo ha llevado a cabo un análisis de ciclo de vida que indica que esta tecnología genera un menor impacto ambiental global que otras alternativas de captura directa de carbono disponibles actualmente.

Próximo reto: la escala industrial

Por el momento, los ensayos se han realizado en condiciones controladas de laboratorio utilizando cantidades reducidas de material. Los investigadores reconocen que será necesario validar el comportamiento de la tecnología a escala industrial para confirmar su viabilidad operativa y económica.

No obstante, los responsables del proyecto consideran que el sistema presenta buenas perspectivas de escalabilidad, ya que los procesos empleados para la liberación del CO₂ son compatibles con tecnologías industriales ya consolidadas.

El equipo aún no ha calculado el coste exacto de captura por tonelada de dióxido de carbono, aunque estima que podría situarse por debajo del de las tecnologías DAC convencionales gracias al bajo consumo energético del proceso y al uso de materias primas procedentes de residuos ampliamente disponibles.