{"id":135514,"date":"2026-09-08T08:29:31","date_gmt":"2026-09-08T07:29:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=135514"},"modified":"2026-07-22T09:38:49","modified_gmt":"2026-07-22T08:38:49","slug":"valorizacion-de-residuo-alimentario-mediante-la-integracion-de-procesos-de-carbonizacion-hidrotermal-y-fermentacion-acidogenica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2026\/09\/08\/135514","title":{"rendered":"Valorizaci\u00f3n de residuo alimentario mediante la integraci\u00f3n de procesos de carbonizaci\u00f3n hidrotermal y fermentaci\u00f3n acidog\u00e9nica."},"content":{"rendered":"

En el marco del proyecto BIVALIA-CM<\/strong>, financiado por la Comunidad de Madrid centrado en el desarrollo de estrategias sostenibles para la gesti\u00f3n y valorizaci\u00f3n de residuos de la industria agroalimentaria bajo el concepto de biorrefiner\u00eda, el grupo de investigaci\u00f3n WASTE2VALUE<\/strong> del Departamento de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de la Universidad Aut\u00f3noma de Madrid ha investigado una estrategia integrada para la valorizaci\u00f3n de residuos alimentarios basada en la carbonizaci\u00f3n hidrotermal (HTC) y la fermentaci\u00f3n acidog\u00e9nica del agua de proceso generada. Esta aproximaci\u00f3n tiene como objetivo maximizar el aprovechamiento de la materia org\u00e1nica soluble presente en dicha corriente l\u00edquida, transform\u00e1ndola en productos de valor a\u00f1adido, al tiempo que se favorece la recuperaci\u00f3n energ\u00e9tica y material del residuo de partida.<\/p>\n

La aplicaci\u00f3n de la carbonizaci\u00f3n hidrotermal al residuo alimentario (180 \u00baC, 1 h) permiti\u00f3 obtener dos corrientes diferenciadas: un hidrochar, con potencial aplicaci\u00f3n como biocombustible s\u00f3lido o enmienda org\u00e1nica para suelos, y un agua de proceso caracterizada por una elevada concentraci\u00f3n de materia org\u00e1nica (60,7 gDQO<\/sub>\/L), compuesta principalmente por carbohidratos y prote\u00ednas (59,7 y 14,1%, respectivamente, en t\u00e9rminos de demanda qu\u00edmica de ox\u00edgeno; DQO).<\/p>\n

La valorizaci\u00f3n biol\u00f3gica de esta corriente l\u00edquida se llev\u00f3 a cabo mediante fermentaci\u00f3n acidog\u00e9nica en un reactor continuo de mezcla completa (CSTR), con el fin de identificar las condiciones \u00f3ptimas de operaci\u00f3n para maximizar tanto la recuperaci\u00f3n energ\u00e9tica, asociada a la producci\u00f3n biol\u00f3gica de hidr\u00f3geno (H\u2082), como la recuperaci\u00f3n material mediante la generaci\u00f3n de \u00e1cidos grasos vol\u00e1tiles (AGV), compuestos plataforma de elevado inter\u00e9s para numerosas aplicaciones industriales.<\/p>\n

Los ensayos mesof\u00edlicos (36 \u00baC) se realizaron empleando como in\u00f3culo un digestato procedente de una estaci\u00f3n depuradora de aguas residuales previamente sometido a pretratamiento t\u00e9rmico (105 \u00baC, 1 h), para inhibir la actividad de microorganismos consumidores de hidr\u00f3geno. Por su parte, en los experimentos termof\u00edlicos (55 \u00baC) se utiliz\u00f3 un lodo mixto previamente adaptado a dicha temperatura. El rendimiento de la fermentaci\u00f3n acidog\u00e9nica estuvo condicionado por diversas variables de operaci\u00f3n, entre ellas la temperatura (36-55 \u00baC), el pH (4,8\u20136,0), la velocidad de carga org\u00e1nica (2,5\u20137,5 gDQO<\/sub>\/L\u00b7d) y el tiempo de retenci\u00f3n hidr\u00e1ulico (3,5\u20135 d).<\/p>\n

En condiciones mesof\u00edlicas, los mejores resultados se alcanzaron a pH 4,8, una velocidad de carga org\u00e1nica de 5 gDQO<\/sub>\/L\u00b7d y un tiempo de retenci\u00f3n hidr\u00e1ulico de 5 d, obteni\u00e9ndose una producci\u00f3n de hidr\u00f3geno de 39,5 mL\/gDQO<\/sub> y una concentraci\u00f3n de AGV de 4,6 gDQO<\/sub>\/L, compuesta principalmente por \u00e1cido ac\u00e9tico (36%) y \u00e1cido but\u00edrico (31%). El an\u00e1lisis de la comunidad microbiana revel\u00f3 el predominio de bacterias pertenecientes al g\u00e9nero Clostridium<\/em>, ampliamente reconocidas por su capacidad para producir hidr\u00f3geno a trav\u00e9s de rutas fermentativas. Sin embargo, los mejores resultados globales se obtuvieron en condiciones termof\u00edlicas. A pH 5,5, con una velocidad de carga org\u00e1nica de 5 gDQO<\/sub>\/L\u00b7d y un tiempo de retenci\u00f3n hidr\u00e1ulico de 5 d, se alcanz\u00f3 una producci\u00f3n de hidr\u00f3geno de 57 mL \/gDQO<\/sub> y una concentraci\u00f3n de AGV de 7,8 gDQO<\/sub>\/L, constituida principalmente por \u00e1cido ac\u00e9tico (33%) y \u00e1cido but\u00edrico (51%). Este comportamiento puede atribuirse a la mayor actividad metab\u00f3lica e hidrol\u00edtica de la biomasa termof\u00edlica, as\u00ed como a operar en unas condiciones adecuadas para favorecer la degradaci\u00f3n eficiente de la materia org\u00e1nica, evitando simult\u00e1neamente la acumulaci\u00f3n de compuestos inhibidores. Asimismo, el tiempo de retenci\u00f3n hidr\u00e1ulico aplicado permiti\u00f3 minimizar el lavado de biomasa y limitar el desarrollo de microorganismos competidores. El an\u00e1lisis microbiol\u00f3gico revel\u00f3 que, bajo condiciones termof\u00edlicas \u00f3ptimas, la comunidad microbiana estuvo dominada por miembros de Thermoanaerobacterales Family III<\/em>, junto con representantes de las familias Clostridiaceae<\/em> y Lactobacillaceae<\/em>. La interacci\u00f3n metab\u00f3lica entre bacterias productoras de hidr\u00f3geno y bacterias acidol\u00e1cticas favoreci\u00f3 la conversi\u00f3n de la materia org\u00e1nica soluble en hidr\u00f3geno y \u00e1cidos grasos vol\u00e1tiles, contribuyendo a la mejora del rendimiento global del proceso.<\/p>\n

Los resultados obtenidos muestran que la integraci\u00f3n de los procesos de carbonizaci\u00f3n hidrotermal y fermentaci\u00f3n acidog\u00e9nica constituye una estrategia prometedora para la valorizaci\u00f3n integral de residuos alimentarios, permitiendo la obtenci\u00f3n simult\u00e1nea de materiales carbonosos, hidr\u00f3geno renovable y \u00e1cidos grasos vol\u00e1tiles de inter\u00e9s industrial. Esta aproximaci\u00f3n maximiza el aprovechamiento del residuo, reduce la generaci\u00f3n de corrientes de desecho y se alinea plenamente con los principios de la econom\u00eda circular, la descarbonizaci\u00f3n y el desarrollo de una bioeconom\u00eda sostenible basada en el aprovechamiento eficiente de residuos org\u00e1nicos.<\/p>\n

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M\u00e1s informaci\u00f3n: doi.org\/10.1016\/j.ijhydene.2024.09.289<\/a>; doi.org\/10.1016\/j.ijhydene.2026.153494<\/a><\/p>\n

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