Investigadores del Departamento de Ingeniería Ambiental del Instituto de Ingeniería de la UNAM están trabajando en un proyecto innovador para optimizar la producción de biogás a partir de residuos de nopal.
Un enfoque innovador en la fermentación
El equipo, liderado por el investigador Simón González Martínez, se enfoca en las reacciones bioquímicas que ocurren durante la fermentación del nopal, un proceso que, hasta ahora, no se había estudiado en este contexto. Según el académico, la clave radica en lograr una fermentación etanólica eficiente, lo que podría acelerar la generación de este energético.
Este trabajo, que incluye la participación de estudiantes de licenciatura y maestría, es financiado por el Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica de la UNAM y la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación.
El nopal, conocido por su alto contenido de carbohidratos, permite una fermentación rápida. El equipo investiga bajo qué condiciones y en qué cantidades se puede producir etanol, un componente crucial en el proceso. La fermentación, que ocurre en ausencia de oxígeno, genera principalmente ácidos orgánicos y alcoholes, mientras que los metanógenos se alimentan de los desechos de estos organismos para producir biogás, compuesto de dióxido de carbono y metano.
Desafíos en la producción de biocombustibles
A pesar de su potencial, el proceso enfrenta desafíos bioquímicos. Si se produce ácido más rápido de lo que los metanógenos pueden consumirlo, el medio se acidifica, lo que interfiere con la producción de biogás. “Buscamos un equilibrio que a veces es difícil de mantener desde un punto de vista bioquímico”, explica González Martínez.
Además, el investigador menciona que el nopal tiene dos desventajas principales para la producción de biocombustible: su alto contenido de agua, que puede llegar hasta el 95%, y el mucílago, una sustancia viscosa que dificulta el proceso. Este alto contenido de agua implica que una tonelada de nopal contiene aproximadamente 950 kilos de líquido, lo que hace necesario que las plantas de producción estén cercanas a los cultivos para evitar altos costos de transporte.
En México, se producen casi un millón de toneladas anuales de la especie de nopal Opuntia ficus-indica, conocida como “nopal verdura”, y que tiene su mayor producción en Milpa Alta y zonas colindantes del estado de Morelos.
El nopal no solo es valioso por su potencial energético, sino que también posee propiedades alimenticias destacadas, como mejorar el transporte de insulina en personas diabéticas. Sin embargo, su cosecha manual conlleva pérdidas significativas; hasta un 15% de la cosecha se puede perder debido a condiciones climáticas o daños por aves.
Finalmente, el desecho de nopal que queda tras la producción de biogás puede ser utilizado como mejorador del suelo agrícola, ofreciendo una alternativa más ecológica a fertilizantes contaminantes. Aunque algunas empresas en San Luis Potosí y Aguascalientes ya producen biogás a partir de nopal, lo hacen a pequeña escala y sin los procesos óptimos que se están desarrollando en este nuevo proyecto de la UNAM.
Con la mejora de estos procedimientos, se espera que el proyecto pueda implementarse en Milpa Alta, donde los productores ya han mostrado interés en colaborar.
