Os modelos matemáticos poden facilitar o avance tecnolóxico das biorrefinerías
O enxeñeiro químico e investigador do grupo de Biotecnoloxía Ambiental do instituto CRETUS da USC, Alberte Regueira López, desenvolveu na súa tese de doutoramento modelos matemáticos para facilitar o avance tecnolóxico das biorrefinerías de plataforma carboxiladas, coa intención de que sexan sistemas de produción alternativos aptos para unha nova economía circular. Baixo a dirección do catedrático Juan Manuel Lema Rodicio e do investigador posdoutoral Miguel Mauricio Iglesias do Departamento de Enxeñaría Química da USC, a investigación centrouse na modelaxe matemática deste tipo de biorrefinerías que están chamadas a xogar un papel importante na economía verde e circular do futuro inmediato.
A plataforma carboxilada é o único esquema de biorrefinería que permite converter e valorizar residuos orgánicos reais como, por exemplo, augas residuais da industria conserveira ou láctea, en produtos de alto valor engadido tales como bioplásticos ou biocombustibles. “Nunha primeira etapa, estes residuos son transformados en ácidos graxos volátiles, coma o ácido acético ou butírico, en procesos de fermentación anaerobia; porén, que ácidos graxos volátiles se obteñen neste proceso e en que proporcións depende en boa medida do tipo de residuo ou das condicións da operación”, explica o investigador. Deste xeito, deseñar procesos de fermentación anaerobia dirixidos á valorización de residuos en produtos químicos é aínda un reto complexo. “Esta tese presenta, por primeira vez, as ferramentas matemáticas que permiten predicir os produtos desta transformación”, apunta.
Idear as mesturas máis axeitadas
Neste contexto, desenvolvéronse modelos matemáticos para predicir que ácidos graxos volátiles producen nas fermentacións anaerobias dependendo dos residuos orgánicos empregados e das condicións nas que se opera. “Estes modelos teñen un gran potencial como ferramentas de deseño xa que con eles pódense determinar a priori as condicións de operación do reactor óptimas e idear as mesturas máis axeitadas de residuos orgánicos, aproveitando as posibles sinerxías entre residuos de distinta natureza, para dirixir o proceso cara a produción daqueles ácidos que desexemos”, explican.
Os resultados da tese publicáronse en diversas revistas internacionais do eido da enxeñaría ambiental e biotecnolóxica como Water Reserach, Chemical Engineering Journal ou Biotechnology and Bioengineering; alén de ser presentados en conferencias de ámbito internacional. Durante a súa tese, Alberte Regueira, colaborou con importantes centros de investigación españois e europeos como a Universidade de Alcalá de Henares, a Universidade de Newcastle en Reino Unido e a Universidade Técnica de Delft nos Países Baixos.
Esta investigación desenvolveuse co apoio do Ministerio de Educación a través dunha bolsa FPU e estivo enmarcada dentro do proxecto internacional BIOCHEM, no que participa a Universidade Técnica de Hamburgo en Alemaña e o centro VTT de Finlandia, financiado con fondos do Goberno de España, cuxo obxectivo é proporcionar un método para o deseño asistido por modelos matemáticos de procesos de fermentación anaerobia de cultivos mixtos.