Levadura y cambio climático

La levadura se utiliza, por ejemplo, para que el pan o los pasteles ganen volumen, mientras que el cambio climático se refiere principalmente al calentamiento global, que entre otras cosas puede amenazar las poblaciones costeras o los cultivos. Son, pues, dos cuestiones aparentemente muy distantes entre sí. Mezclarlas parecería peor que confundir la "gimnasia" con la "magnesia", como a menudo se dice, aunque al menos éstas son dos palabras con alguna similitud.

El nexo de unión entre los dos fenómenos es el compuesto que los origina, el dióxido de carbono, también identificado mediante la fórmula CO₂. La levadura que incorporamos al pan o los pasteles desprende CO₂, como consecuencia de su actividad vital, y es el responsable del tacto esponjoso. Por otra parte, el cambio climático se origina, en parte, por la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera, hecho que provoca una mayor retención del calor desprendido por la corteza terrestre.

Puede parecer un poco forzado hablar a la vez de los dos temas, pero realmente no lo es. Que una misma sustancia pueda protagonizar fenómenos tan aparentemente dispares es más frecuente de lo que se pueda pensar.  Sin ir más lejos, el oxígeno del aire que respiramos muestra una dualidad de comportamientos similar, pues nos es imprescindible, para la mayor parte de los seres vivos, para obtener energía. Pero, a la vez, puede quemar a todos estos seres vivos, si se dan ciertos cambios en las condiciones ambientales.

Otro ejemplo lo constituye el ozono, que a 30 kilómetros de altura nos protege de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta, que nos envía el Sol. En cambio, su acumulación en la superficie terrestre nos irrita las vías respiratorias. No obstante este efecto nocivo, muy sorprendentemente nuestro cuerpo genera ozono en su interior. Es un recurso de nuestro sistema inmunológico, para luchar contra los agentes invasores, creando así una especie de misil molecular. Vaya unos contrastes, con el ozono.

Las levaduras fueron clasificadas por primera vez como seres vivos por Louis Pasteur, en 1857. Son hongos que consumen hidratos de carbono, o azúcares, y generan o bien alcohol, o dióxido de carbono, u otros compuestos similares, según los casos. El hombre ha aprovechado esta actividad de fermentación, creando múltiples formas de cocinar o de fabricación de licores, desde hace miles de años. Y más que llegarán. Se puede imitar una parte de la acción de las levaduras, mediante lo que se conoce como levadura química. Esta no es más que una mezcla de bicarbonato sódico, una o más sales y un almidón, normalmente de maíz o patata. El almidón, entre otras funciones, absorbe la humedad y permite que los demás componentes actúen durante más tiempo.

Las levaduras forman una gran y compleja familia, con más de 1500 especies diferentes. La levadura más conocida es la que provoca la fermentación de la cerveza o el vino, pero otros parientes pueden llegar a provocar enfermedades en los humanos, sobre todo aquellos con el sistema inmunitario débil o deprimido. En cambio, otras especies son utilizadas por la biotecnología, para fabricar etanol en grandes cantidades y permitir así su uso como combustible. Una variante de la levadura de la cerveza ha sido modificada genéticamente, para fermentar los azúcares presentes en los residuos agrícolas, de la madera y del papel, y obtener así un alcohol que es más barato que las gasolinas procedentes del petróleo.

Hablar del petróleo nos permite conectar con el otro papel destacado que desempeña el dióxido de carbono, el cambio climático. En las combustiones, sobre todo de los derivados del petróleo, se libera dióxido de carbono que se expulsa a la atmósfera. Es ciertamente mucho más gas que el que burbujea en el pan y los pasteles, y proporciona así el tacto y el gusto que tanto apreciamos. Lanzamos tanto dióxido de carbono, que no nos queda más remedio que tratar de reducir su cantidad. Por ello, las estrategias de lucha contra el cambio climático se basan, de una manera u otra, en disminuir la cantidad de CO₂ que está presente en la atmósfera. Esta es una línea de trabajo activísima, sobre la que se están vertiendo, actualmente, muchos recursos económicos y humanos.

Una posibilidad es capturarlo antes de que se disperse en la atmósfera. Una vez capturado, se puede almacenar en formaciones geológicas subterráneas. Por ejemplo, si hay depósitos de petróleo o de gas cercanos, se puede utilizar el CO₂ para ayudar en el proceso de bombeo, sobre todo en los estadios finales de explotación del yacimiento, y finalmente rellenar el pozo con el dióxido de carbono. Esta tecnología, conocida como recuperación mejorada del petróleo, ha recibido no pocas críticas, por el peligro de escape a través de hipotéticas grietas o, incluso, por la salida masiva en caso de movimiento sísmico suficientemente intenso. Puesto que el CO₂ es más pesado que el aire, el escape masivo se concentraría en la superficie, con lo que se asfixiarían animales o personas allí donde tuviera lugar.

Una alternativa al secuestro en grandes depósitos consiste en capturar el CO₂, inmediatamente después de ser generado en la central térmica, mediante el uso de un compuesto químico de aspecto inofensivo, un polvillo blanco, de nombre carbonato amónico. Cuando éste se incorpora al conducto por donde se expulsan los gases de la combustión, la mezcla del carbonato amónico con CO₂ y H₂O forma bicarbonato amónico, un sólido que se deposita en las paredes de la chimenea.

La recuperación de este sólido puede tener entonces varios usos. Si se calienta, se recupera el carbonato amónico original y el CO₂, que se puede almacenar más fácilmente, por ejemplo en forma de líquido a alta presión, mientras que el carbonato amónico se recicla para volver a utilizar en el secuestro original. La tecnología, por lo tanto, no consume carbonato amónico y así sólo tiene el coste del almacenamiento del CO₂. Si este tiene entonces otro uso, su rentabilidad queda garantizada.

Esta discusión apunta a que el dióxido de carbono, que en principio es el residuo estrella en las combustiones, e importante molestia atmosférica es, en realidad, una oportunidad de recurso, de fuente de nuevas funcionalidades y, en último término, de riqueza. Un ejemplo, en el ámbito de colaboración publico-privada, del trabajo que se está llevando a cabo en esta dirección es la Plataforma Tecnológica Española del CO₂ (PTECO2) Se trata de un consorcio formado por veinticinco entidades, algunas de las cuales multinacionales, en una iniciativa que persigue el desarrollo integral de las aplicaciones del dióxido de carbono.

Han trabajado en el desarrollo de nuevas tecnologías de captura, en técnicas de aprovechamiento del CO₂ para transformación química y biológica y en tecnologías de aprovechamiento en los campos de las energías renovables, tratamiento de aguas, alimentación y materiales. La doctora Lourdes Vega, directora de I + D + I de Carburos Metálicos, experta de primera línea en el ámbito, es autora de una completa monografía: El CO₂ como recurso, publicada por la Fundación Gas Natural. Además, es la coordinadora de la sección de usos del CO₂ de la PTECO2. Una rápida revisión de la memoria del 2013 de la Plataforma, así como de la monografía mencionada, permite apreciar el inmenso abanico de posibilidades que el CO₂ está generando, y puede generar en un futuro cercano.

Mencionamos aquí algunos de los usos actuales del CO₂. Destaca, sobretodo, la utilización del CO₂ en estado supercrítico. Este estado del CO₂ se obtiene cuando se somete a más de 73 atmósferas de presión, y se calienta por encima de los 31 grados centígrados. El estado supercrítico describe así un fluido que se caracteriza por mostrar propiedades intermedias entre un líquido y un gas. De esta forma, el CO₂ supercrítico muestra una fluidez cercana a un gas, con una densidad cercana a la del líquido.

En cambio, la capacidad para disolver substancias se incrementa muy notablemente. Por este motivo, puede utilizarse en la extracción de diversas substancias, como la cafeína del café, la grasa del cacao, diversos aceites de los neumáticos, o el lúpulo para la posterior fabricación de cerveza.

La principal ventaja que muestran los procesos que utilizan CO₂ supercrítico es la capacidad de eliminar el disolvente, el propio CO₂, por simple disminución de la presión. Es por tanto una alternativa limpia a los disolventes orgánicos, muchos de ellos clorados, que tantos problemas genera su gestión como residuos.

Dióxido de carbono. Una simple molécula que cumple una función muy compleja dentro de nuestra tecnificada sociedad. Copias idénticas de esta molécula protagonizan las burbujas que lentamente ascienden en la copa de cava, hasta llegar a la superficie y desaparecer en contacto con el aire. Hermanas suyas se encuentran, en cambio, en las emisiones de los tubos de escape, de los mil millones de automóviles que circulan por las carreteras de todo el mundo. Mientras el cava nos inspira alegría o celebración, las emisiones de los coches nos preocupan, sugiriendo así una dualidad que reproduce la esencia misma de la existencia, en un sentido muy literal de la palabra.

Xavier Gimenez

Investigación y Ciencia