La fermentación oscura es el primer proceso que permite transformar los residuos sólidos orgánicos en metano hidrógeno y ácidos grasos de cadena corta
La investigadora Elvia Inés García Piña y su equipo de colaboradores transforman la materia orgánica, a partir de la basura, en hidrógeno, un biocombustible limpio que puede utilizarse para producir energía eléctrica por medio de celdas de combustible, así como otros productos derivados que son amigables con el medio ambiente como bioplásticos de gran interés en la industria farmacéutica, y la generación de diferentes pigmentos que no ocasionan daños al medio ambiente.
Con la idea de evitar la emisión de residuos como resultado de los procesos de obtención del hidrógeno (H₂), la profesora-investigadora de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología del Instituto Politécnico Nacional, además de procesar los desechos orgánicos en biorreactores, ha implementado procesos acoplados de dos etapas que permiten obtener subproductos adicionales.
“La fermentación oscura es el primer proceso que permite transformar los residuos sólidos orgánicos en metano, hidrógeno y ácidos grasos de cadena corta. Estos ácidos son utilizados para seguir generando más productos. En el curso de la investigación hemos encontrado microorganismos que son fotosintéticos, así que en una fase lumínica los ácidos de cadena corta se transforman en productos como bioplásticos o polihidroxialcanoatos con características muy interesantes. De manera adicional, estos organismos, al ser fotosintéticos, generan coloración, misma que se utiliza como pigmento”, explicó García Peña.
Los plásticos orgánicos que se obtienen poseen características similares (dependiendo de su composición) a los materiales sintéticos que se usan hoy en día, pero con cualidades adicionales; por ser muy resistentes se pueden utilizar como prótesis con la ventaja de que, al ser de origen microbiano, el cuerpo se puede adaptar mejor o como soportes de tejidos. La doctora en biotecnología por la Universidad Autónoma Metropolitana-Unidad Iztapalapa dijo que han establecido colaboraciones con investigadores en otros países para estudiar más a fondo el tema.
“Profundizando en la producción de biopolímeros estamos optimizando las condiciones para su producción y hay un fuerte interés con dos grupos, un grupo de Australia y otro de Estados Unidos, para utilizar otro tipo de ácidos de cadena corta como el propiónico, láctico y butírico, lo que dará lugar a nuevas tecnologías”, señaló la investigadora, integrante de la Academia Mexicana de Ciencias.
En cuanto a la producción de H₂ como generador de electricidad, la investigadora comentó que, dados los altos costos de crear una planta generadora de hidrógeno de grandes dimensiones y la dificultad para obtener la biomasa en cantidades constantes, han comenzado a trabajar junto con la Universidad de Veracruz para implementar a pequeña escala estos biorreactores en comunidades productoras de café y campesinos agricultores.
La biotecnóloga manifestó que la idea es generar bienestar en casos concretos y dar a conocer los conocimientos de forma tal que sean aplicados después a mayor escala. “Se utilizan insumos domésticos, muy fáciles de conseguir porque con un reactor totalmente equipado sería difícil su operación. Es por lo que estamos tratando de implementar procesos sencillos, robustos, que cualquier persona pueda operar. Hay interés en generar H₂ a partir de algas o bacterias, por lo que otro reto es formar gente y acercarnos a las comunidades para empezar a implementar nuestras tecnologías”.
Una relación cercana con la AMC
Elvia Inés García Peña obtuvo el Premio Weizmann 2002, reconocimiento que entregan en conjunto la Asociación Mexicana de Amigos del Instituto Weizmann de Ciencias y la AMC, a la mejor tesis doctoral en el área de investigación tecnológica por su trabajo “Biodegradación de tolueno con Scedosporium apiospermum: metabolismo y su relación con el funcionamiento de un biofiltro”. Siete años después, realizó una estancia de investigación en el Swette Center for Environmental Biotechnology de la Universidad Estatal de Arizona, financiada por el programa de Estancias de Verano para investigadores jóvenes de la Academia y la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia.
“Como estudiante de doctorado que finalizaba su investigación y como investigadora joven, la Academia Mexicana me dio buenas oportunidades. Después de haber hecho una estancia en Estados Unidos pude dar un gran salto en la aportación al conocimiento. Por supuesto, la generación de conocimiento es infinita, pero uno va dando pasos infinitesimales hacia ello, por lo que estoy agradecida con la Academia y otros organismos que permiten el financiamiento del estudiante, la formación de seres humanos y la generación de conocimiento”, reconoció la científica.
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