Los líquidos que se generan al fabricar tofu o queso suelen terminar en el desagüe. Ahora, investigadores de la ETH Zúrich han transformado esas proteínas desechadas en pequeñas esferas porosas capaces de capturar dióxido de carbono directamente del aire.
El hallazgo llega en un momento con pocas opciones cómodas. El IPCC advierte de que reducir emisiones ya no basta: el mundo necesita eliminar cientos de miles de millones de toneladas de CO₂ que ya están en la atmósfera. Las tecnologías de captura directa existen, pero siguen siendo caras y consumen grandes cantidades de energía. La pregunta es si un residuo alimentario puede cambiar esa ecuación.
El problema que la reducción de emisiones no puede resolver sola
Reducir emisiones es necesario, pero ya no suficiente. El IPCC lo establece con claridad en su último informe: limitar el calentamiento a 1,5 °C exige también extraer activamente el CO₂ que ya flota en la atmósfera. Hablamos de cientos de miles de millones de toneladas acumuladas durante décadas de actividad industrial.
La captura directa de aire, conocida por sus siglas en inglés DAC, es una de las vías más estudiadas. El proceso filtra el CO₂ del aire ambiente para almacenarlo o transformarlo. Climeworks, empresa surgida de la propia ETH Zúrich en 2009, fue pionera en llevar esta tecnología al mercado.
El coste y el consumo energético siguen siendo el obstáculo central. Las instalaciones DAC actuales requieren grandes cantidades de energía para funcionar, lo que las hace viables principalmente donde hay acceso abundante a energía renovable barata. Esa limitación frena su expansión global.
De los residuos del tofu y el queso a unas esferas ‘esponja’
El equipo liderado por Raffaele Mezzenga, profesor en el Departamento de Ciencias de la Salud y Tecnología de la ETH Zúrich, encontró la materia prima en un lugar poco evidente: los líquidos proteicos que se generan al fabricar lácteos y tofu. La mayor parte de esos líquidos se descarta sin más.
De ese flujo de residuos extrajeron las proteínas y las ensamblaron en estructuras filamentosas llamadas fibrillas amiloides —largas, ordenadas, y con una geometría que resulta ideal para lo que viene después.
Las fibrillas se combinaron con hidróxido de potasio y se moldearon en esferas porosas de entre medio centímetro y un centímetro de diámetro. «El material resultante es como una esponja capaz de absorber grandes cantidades de CO₂ gracias al hidróxido de potasio», explica Mezzenga.
Un rendimiento que supera a las tecnologías convencionales
El mecanismo es químicamente directo. Cuando el aire entra en contacto con las esferas, el hidróxido de potasio reacciona con el CO₂ y produce hidrogenocarbonato, una sal del ácido carbónico, retirando así el gas de la atmósfera y fijándolo dentro del material.
Los números llaman la atención. Zhou Dong, investigador postdoctoral y autor principal del estudio, señala que un gramo de material capturó 97 miligramos de CO₂ en condiciones de aire ambiente, una cifra que supera entre un 10 y un 50 % la capacidad de los sistemas DAC convencionales. A otra escala, un kilogramo de esferas podría capturar e aislar unos 100 gramos de CO₂ por ciclo operativo. Son datos preliminares de laboratorio, pero apuntan a un rendimiento por encima de lo habitual en este campo.
Liberar el CO₂ sin calor: el giro que cambia la ecuación energética
Capturar CO₂ es solo la mitad del proceso. La otra mitad —liberarlo para almacenarlo o reutilizarlo— es donde los sistemas tradicionales se encarecen: los DAC convencionales necesitan calor y presión negativa para romper los enlaces que retienen el gas.
El equipo de Zúrich tomó un camino diferente. Para liberar el CO₂ capturado, rocían las esferas de forma alternada con un ácido suave y una base suave durante unos diez minutos, a temperatura ambiente. Sin calor. Sin presión negativa. El proceso rompe los enlaces químicos que retienen el CO₂ y permite recogerlo, y tanto el ácido como la base y las propias esferas son reutilizables, lo que reduce costes y residuos con el tiempo.
Durabilidad, circularidad y el salto a escala industrial
La durabilidad del material también destaca. Las esferas mantuvieron su rendimiento durante 30 ciclos de captura y liberación sin pérdida significativa de eficiencia, y Mezzenga estima que podrían aguantar varios miles de ciclos antes de necesitar reemplazo.
Cuando llegue ese momento, el material no se convierte en un problema. Al ser completamente orgánico y no tóxico, podría reconvertirse en fertilizante agrícola o en biocombustible. Un análisis de ciclo de vida realizado por el equipo confirmó que el enfoque genera menos contaminación ambiental que las tecnologías DAC existentes.
El reto pendiente es la escala. Los experimentos actuales se realizaron con pocos gramos de material en condiciones controladas de laboratorio, y Dong continuará investigando cómo se comporta el proceso a mayor escala. Mezzenga se muestra optimista: el sistema de pulverización utilizado para liberar el CO₂ es compatible con técnicas industriales ya existentes, lo que podría facilitar ese salto. Si los resultados se confirman a escala industrial, un residuo que hoy va al desagüe podría convertirse en uno de los materiales clave de la próxima generación de tecnologías climáticas.