Desarrollan perlas de proteína de residuos lácteos y tofu para capturar CO2
Científicos de ETH Zurich crearon perlas biodegradables de residuos lácteos y tofu que absorben CO2 de la atmósfera de manera más efectiva que las tecnologías actuales, utilizando un proceso a temperatura ambiente.
FOTO: Perlas de proteína para captura de CO2
Limitar el calentamiento global a largo plazo por debajo de 1.5°C requerirá mucho más que reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Según los escenarios climáticos del último Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), el mundo necesitará tecnologías capaces de eliminar y almacenar cientos de miles de millones de toneladas de dióxido de carbono (CO2) que ya se encuentran en la atmósfera.
Una de las estrategias que ha recibido creciente atención es la captura directa de aire (DAC), un proceso que elimina CO2 directamente del aire. Empresas y equipos de investigación han dedicado años al desarrollo de sistemas DAC, siendo Climeworks, un spin-off de ETH Zurich fundado en 2009, uno de los primeros en llevar la tecnología al mercado. A pesar de este avance, la captura de carbono de la atmósfera sigue siendo costosa y requiere grandes cantidades de energía.
Perlas de proteína a partir de residuos de la industria alimentaria
Investigadores de ETH Zurich desarrollaron un nuevo material de captura de carbono a partir de una fuente inesperada: los productos residuales de la producción de lácteos y tofu. En un estudio publicado en PNAS, un equipo liderado por el científico de materiales Raffaele Mezzenga, profesor en el Departamento de Ciencias de la Salud y Tecnología de ETH Zurich, describió un método que utiliza suero de leche y subproductos de la producción de tofu para absorber CO2.
Durante la producción de lácteos y tofu se generan grandes cantidades de líquido rico en proteínas. Solo una parte se reutiliza en la fabricación de alimentos, mientras que el resto se descarta. Los investigadores extrajeron proteínas de este flujo de desechos y las ensamblaron en estructuras largas y filamentosas conocidas como fibrillas amiloides.
Estas fibrillas se combinaron con hidróxido de potasio y se formaron en perlas porosas que miden entre medio centímetro y un centímetro de diámetro.
"El material resultante es como una esponja que puede absorber grandes cantidades de CO2 a través del hidróxido de potasio", explica Mezzenga.
Rendimiento de captura de carbono superior a los métodos existentes
Cuando las perlas son expuestas al aire, el hidróxido de potasio reacciona con el CO2, produciendo bicarbonato, una sal del ácido carbónico. Esta reacción elimina eficazmente el dióxido de carbono de la atmósfera.
"En nuestras pruebas con aire ambiente, logramos extraer 97 miligramos de CO2 con un gramo de material", explica Zhou Dong, investigador postdoctoral en el grupo de Mezzenga y autor principal del estudio. Según Dong, ese rendimiento es excepcionalmente alto, superando la capacidad de las tecnologías DAC convencionales entre un 10% y un 50%. Estima que un kilogramo de las perlas de proteína podría teóricamente capturar y aislar alrededor de 100 gramos de CO2 durante un ciclo operativo.
Eliminación de carbono con menor consumo energético
Los sistemas tradicionales de captura directa de aire generalmente dependen del calor y la presión negativa para liberar el CO2 capturado de los materiales que lo retienen. El dióxido de carbono recuperado puede luego almacenarse o convertirse en otros productos, manteniéndolo fuera de la atmósfera a largo plazo. Debido a que este proceso consume cantidades significativas de energía, las instalaciones DAC suelen ser más prácticas en lugares con abundantes recursos de energía renovable.
El equipo de ETH Zurich desarrolló un enfoque diferente. Para liberar el CO2 capturado, los investigadores rocían alternadamente las perlas de proteína con un ácido suave y una base suave durante aproximadamente 10 minutos a temperatura ambiente. Este proceso rompe los enlaces químicos que mantienen el CO2, permitiendo su recolección.
Perlas reutilizables que apoyan una economía circular
El ácido, la base y las perlas de proteína pueden reutilizarse. "Los materiales sintéticos que se utilizan hoy para capturar CO2 se descomponen rápidamente", dice Dong. "Por el contrario, nuestras perlas de proteína permanecen estables durante mucho tiempo". Las pruebas de laboratorio mostraron que el material mantuvo su rendimiento a través de 30 ciclos de captura y liberación de carbono, sin pérdida significativa de eficiencia.
Con el tiempo, la capacidad de adsorción eventualmente disminuiría. Mezzenga estima que podría ser necesario un reemplazo después de varios miles de ciclos. Sin embargo, dado que las perlas son completamente orgánicas, podrían luego reutilizarse como fertilizante agrícola o convertirse en biocombustible. Su naturaleza biodegradable podría permitir que la tecnología se ajuste a un modelo de economía circular más amplio, reduciendo desechos mientras sigue proporcionando valor después de que las perlas sean retiradas de su uso en captura de carbono.
"Los materiales que utilizamos para este proceso son no tóxicos y de calidad alimentaria", señala Mezzenga.
El equipo también realizó un análisis del ciclo de vida y encontró que el nuevo enfoque genera menos contaminación ambiental a lo largo de su vida útil que las tecnologías DAC existentes.
¿Puede la tecnología escalar?
Aunque los resultados son prometedores, se necesitarán pruebas adicionales para determinar si la tecnología puede operar de manera efectiva a escala industrial manteniendo su alta capacidad de captura de carbono. Para el estudio actual, los investigadores trabajaron en un entorno de laboratorio controlado utilizando solo unos pocos gramos de material y capturaron aproximadamente 50 gramos de CO2.
Mezzenga se muestra optimista sobre el futuro de la tecnología. Ha pasado casi dos décadas estudiando fibrillas amiloides y anteriormente las ha utilizado para desarrollar alternativas plásticas biodegradables y tecnologías de purificación de agua. "Estamos seguros de que la tecnología es escalable", dice.
Según Mezzenga, el sistema basado en rociado utilizado para liberar CO2 es compatible con técnicas industriales que ya se utilizan ampliamente. Dong continuará investigando cómo se desempeña el proceso a escalas más grandes.
Los investigadores aún no han calculado el costo exacto de capturar una tonelada de CO2 utilizando el nuevo material. Sin embargo, Mezzenga espera que sea sustancialmente menos costoso que los sistemas convencionales de captura directa de aire. "Nuestra tecnología es más barata y sostenible porque requiere poca energía y se basa en un producto de desecho ampliamente disponible", afirma. "Eso podría ser un cambio radical para el futuro de la eliminación de CO2 del aire".
Lectura rápida
¿Qué se desarrolló?
Perlas biodegradables de proteína a partir de residuos lácteos y de tofu que capturan CO2.
¿Quién lo realizó?
Un equipo de investigadores de ETH Zurich, liderado por Raffaele Mezzenga.
¿Cuándo se publicó el estudio?
El 11 de junio de 2026 en la revista PNAS.
¿Dónde se llevó a cabo la investigación?
En ETH Zurich, Suiza.
¿Por qué es importante?
Ofrece un método más eficiente y sostenible para la captura de CO2 en comparación con tecnologías existentes.
