Soluciones suaves a temperatura ambiente liberan el gas capturado
En los laboratorios de la ETH Zúrich, la frontera entre el desperdicio y el remedio se ha vuelto porosa: investigadores han convertido residuos de la industria alimentaria —suero de queso y subproductos del tofu— en microesferas capaces de capturar dióxido de carbono del aire con una eficiencia superior a las tecnologías existentes. Lo que la cadena alimentaria descarta, la química lo reencarna como herramienta climática, cerrando un ciclo que va del plato al planeta. El hallazgo, publicado en PNAS, no solo promete mayor rendimiento, sino un consumo energético radicalmente menor, lo que lo sitúa como una de las propuestas más coherentes con la lógica de la economía circular aplicada a la crisis climática.
- Las tecnologías actuales de captura directa de CO₂ consumen enormes cantidades de energía para regenerar sus materiales, un obstáculo que frena su despliegue masivo.
- Las nuevas microesferas proteicas capturan hasta 97 mg de CO₂ por gramo, superando entre un 10 y un 50% la eficiencia de los sistemas DAC convencionales.
- En lugar de altas temperaturas o vacío, basta con soluciones suaves de ácido y base a temperatura ambiente durante diez minutos para liberar el gas capturado.
- El material resiste al menos 30 ciclos sin pérdidas significativas y, al agotarse, puede reconvertirse en fertilizante o materia prima para biocombustibles.
- El gran desafío pendiente es la validación industrial: todo lo demostrado ocurrió en laboratorio, y escalar la tecnología al mundo real será la prueba definitiva de su viabilidad.
En los laboratorios de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, un equipo de investigadores ha encontrado una forma de convertir residuos proteicos de la industria alimentaria —el suero del queso y los subproductos del tofu— en microesferas porosas capaces de absorber CO₂ directamente del aire. El proceso consiste en reorganizar las proteínas extraídas en estructuras fibrilares llamadas fibrillas amiloides, que luego se combinan con hidróxido de potasio para formar esferas de entre medio centímetro y un centímetro de diámetro. Un solo gramo de este material puede retener hasta 97 miligramos de dióxido de carbono, superando en un 10 a 50% la eficiencia de las tecnologías de captura directa de aire ya disponibles en el mercado, según resultados publicados en PNAS.
La innovación más relevante no es solo la capacidad de captura, sino la forma en que se libera el gas. Mientras las tecnologías convencionales requieren altas temperaturas o condiciones de vacío para regenerar sus adsorbentes, las microesferas de Zúrich se tratan con soluciones suaves de ácido y base durante apenas diez minutos a temperatura ambiente. El consumo energético cae de manera drástica. Los ensayos muestran que el material mantiene su rendimiento tras al menos 30 ciclos consecutivos, y los investigadores estiman que podría operar durante varios miles de ciclos antes de necesitar reemplazo.
Cuando las esferas lleguen al final de su vida útil como captadoras de carbono, su naturaleza completamente orgánica y biodegradable les abre una segunda existencia: como fertilizante agrícola o materia prima para biocombustibles. Un análisis de ciclo de vida confirma que el impacto ambiental global de esta tecnología es menor que el de otras alternativas de captura directa. El equipo reconoce que el paso decisivo será validar el proceso a escala industrial, aunque considera que los métodos empleados son compatibles con tecnologías industriales ya consolidadas, lo que hace viable la escalabilidad.
En los laboratorios de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, un equipo de investigadores ha encontrado una manera de transformar lo que la industria alimentaria descarta en una herramienta para combatir el cambio climático. Partiendo de residuos proteicos —el suero que queda de la fabricación de queso, los subproductos de la producción de tofu— han creado microesferas porosas capaces de absorber dióxido de carbono directamente del aire.
El proceso comienza con la extracción de proteínas de esas corrientes residuales. Los investigadores las reorganizan en estructuras fibrilares llamadas fibrillas amiloides y luego las combinan con hidróxido de potasio para formar esferas de entre medio centímetro y un centímetro de diámetro. Lo que resulta es un material poroso con una capacidad de captura notable: un gramo puede retener hasta 97 miligramos de dióxido de carbono. Esa cifra representa un avance significativo. Supera en entre un 10 y un 50 por ciento la eficiencia de las tecnologías de captura directa de aire que ya existen en el mercado, según los resultados publicados en la revista científica PNAS.
Pero la verdadera innovación no está solo en cuánto captura, sino en cómo se libera el gas una vez atrapado. Las tecnologías convencionales de captura de carbono enfrentan un obstáculo importante: requieren enormes cantidades de energía para regenerar los materiales adsorbentes. Típicamente necesitan temperaturas muy altas o condiciones de vacío para romper los enlaces químicos y recuperar el CO₂ capturado. La solución de Zúrich funciona de manera radicalmente diferente. Las microesferas se tratan alternadamente con soluciones suaves de ácido y base durante aproximadamente diez minutos a temperatura ambiente. Eso es todo lo que se necesita para liberar el gas. El consumo energético cae dramáticamente.
Los ensayos de laboratorio muestran que el material mantiene su rendimiento después de al menos 30 ciclos consecutivos de captura y liberación sin pérdidas significativas. Aunque la capacidad de adsorción disminuye gradualmente con el uso, los investigadores estiman que las esferas podrían funcionar durante varios miles de ciclos antes de necesitar reemplazo. Tanto los reactivos como las propias microesferas pueden reutilizarse múltiples veces, lo que refuerza el modelo de economía circular que el equipo buscaba desde el inicio.
Una vez que las microesferas lleguen al final de su vida útil como captadores de carbono, no necesariamente terminarán en un vertedero. Porque están hechas completamente de componentes orgánicos y biodegradables, podrían destinarse a otros usos: como fertilizante agrícola o como materia prima para producción de biocombustibles. Un análisis de ciclo de vida realizado por el equipo indica que esta tecnología genera un impacto ambiental global menor que otras alternativas de captura directa de carbono disponibles actualmente.
Los investigadores son conscientes de que el siguiente paso es crucial. Hasta ahora, todos los ensayos se han realizado en condiciones controladas de laboratorio con cantidades reducidas de material. Validar el comportamiento de la tecnología a escala industrial será necesario para confirmar su viabilidad operativa y económica real. Sin embargo, el equipo ve perspectivas prometedoras. Los procesos empleados para liberar el CO₂ son compatibles con tecnologías industriales ya consolidadas, lo que sugiere que la escalabilidad es factible. El desafío ahora es demostrar que lo que funciona en el banco de laboratorio puede funcionar también en las plantas de producción del mundo real.
Citações Notáveis
Los investigadores 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.— Equipo de investigadores de la ETH Zúrich
A Conversa do Hearth Outra perspectiva sobre a história
¿Por qué estos residuos de tofu y suero lácteo funcionan mejor que los materiales que ya se usan?
Porque contienen proteínas que pueden reorganizarse en estructuras muy porosas. Esas estructuras tienen una geometría natural que el CO₂ encuentra fácil de penetrar y quedarse atrapado. Es casi como si la naturaleza ya hubiera diseñado la forma correcta.
Pero el verdadero ahorro está en la energía, ¿no? En cómo se recupera el gas.
Exactamente. Las tecnologias convencionales necesitan hornos o vacío. Esto solo necesita soluciones químicas suaves a temperatura ambiente. Es como la diferencia entre romper algo con un martillo y simplemente desatarlo.
¿Y cuántas veces pueden usarse estas esferas antes de que se rompan?
Al menos 30 ciclos sin problemas significativos. Probablemente miles más. Pero eso es lo que aún no sabemos con certeza a escala industrial.
¿Qué pasa cuando finalmente se gastan?
No son tóxicas. Son biodegradables. Podrían convertirse en fertilizante o combustible. Nada se desperdicia. Es el ciclo completo.
¿Entonces por qué no está esto ya en las plantas de producción?
Porque el laboratorio y la fábrica son mundos diferentes. Necesitan demostrar que funciona con volúmenes grandes, con variaciones en las condiciones, con los costos reales. Eso toma tiempo.