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El proyecto europeo ECOMO combina bioelectrocatálisis, fermentación e ingeniería metabólica para producir diaminas, compuestos químicos de alto valor utilizados en la fabricación de materiales poliméricos.
La iniciativa busca aprovechar corrientes residuales mediante electricidad renovable y avanzar hacia procesos químicos menos dependientes de materias primas fósiles.
La Universidad Técnica de Múnich (TUM) participa en el desarrollo de nuevas rutas biotecnológicas para convertir residuos en materias primas de interés industrial. A través del proyecto europeo ECOMO, el equipo investigador trabaja en un proceso que utiliza dióxido de carbono (CO₂) y compuestos nitrogenados presentes en aguas residuales para obtener diaminas, moléculas empleadas como componentes de partida en la fabricación de polímeros.
La iniciativa, financiada por el Consejo Europeo de Innovación (EIC) dentro del programa Horizonte Europa, combina electricidad renovable con procesos electroquímicos y biológicos. Su objetivo es demostrar la viabilidad de producir estos compuestos a partir de corrientes residuales y desarrollar módulos biohíbridos que puedan integrarse en infraestructuras de biorreactores existentes.
El proceso ECOMO se basa en una secuencia de tres etapas que integra distintas tecnologías de conversión. En primer lugar, las enzimas reducen electroquímicamente el CO₂ para obtener monóxido de carbono (CO). Posteriormente, bacterias acetogénicas transforman este gas en acetato mediante fermentación gaseosa. Por último, microorganismos modificados metabólicamente convierten el acetato en diaminas.
Uno de los aspectos innovadores del proyecto es la integración de procesos electroquímicos y biocatalíticos para generar monóxido de carbono dentro del propio cultivo bacteriano, en lugar de producirlo directamente en el electrodo. Para ello, se emplea un mediador que transfiere electrones a partículas suspendidas sobre las que se inmoviliza la enzima monóxido de carbono deshidrogenasa.
Esta estrategia busca facilitar la compatibilidad entre las etapas electroquímicas y biológicas, uno de los retos técnicos de este tipo de procesos híbridos. El consorcio pretende demostrar la viabilidad de la ruta de producción y extender posteriormente el concepto a otros productos derivados del CO₂.
La TUM también participa en SOLARSPOON, otro proyecto financiado por el EIC que desarrolla reactores fotoelectroquímicos capaces de captar CO₂ y nitrógeno del aire y utilizar energía solar para producir proteínas y lípidos.
La tecnología se basa en cianobacterias y microorganismos productores, junto con el diseño de electrodos y reactores que permitan integrar las reacciones y facilitar la separación de los productos. El objetivo es desarrollar un prototipo con una eficiencia de conversión de energía solar en producto del 1 % o superior a la de procesos agrícolas convencionales, según los criterios planteados por el proyecto.
Ambas iniciativas incorporan análisis del ciclo de vida y evaluaciones tecnoeconómicas para estudiar sus posibles ventajas ambientales y económicas frente a las rutas de producción convencionales.
Los dos proyectos se encuentran actualmente en niveles bajos de madurez tecnológica, entre TRL 1 y TRL 4. Por ello, la investigación se centra en validar los procesos, optimizar su diseño y determinar sus necesidades energéticas y materiales antes de avanzar hacia aplicaciones de mayor escala.
La valorización de CO₂ y corrientes residuales como materias primas químicas abre una vía de investigación para reducir la dependencia de recursos fósiles y favorecer la circularidad de los procesos industriales, aunque su viabilidad económica y su escalabilidad todavía deben demostrarse.
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