Research Trends in the Valorisation of Potato Peels for Fermentative Biohydrogen Production: A Bibliometric Analysis (2015-2025)

Cada día, la industria alimentaria mundial genera montañas de residuos. Entre los subproductos más comunes se encuentran las pieles que se pelan de las patatas durante su procesamiento. Tradicionalmente, estas pieles se tratan como basura, enviándose a menudo a vertederos donde se pudren y liberan gases de efecto invernadero, o se queman, lo que aumenta la contaminación del aire. Sin embargo, oculto dentro de este material desechado se encuentra una fuente de energía potencial. Las patatas son ricas en almidón, un tipo de carbohidrato que ciertos organismos microscópicos pueden descomponer. Cuando estos microbios se alimentan de los azúcares liberados de las pieles de patata, producen un gas llamado hidrógeno. Este hidrógeno es un combustible limpio que, al utilizarse, solo libera agua, ofreciendo una forma de convertir un problema de residuos en una fuente de energía renovable. El desafío para los científicos ha sido averiguar cómo hacer esto de manera eficiente y a gran escala, pasando de simples experimentos a la creación de un sistema que realmente pudiera alimentar hogares o industrias.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Tecnología de Durban, en Sudáfrica, ha analizado recientemente con una nueva perspectiva cómo la comunidad científica ha abordado este desafío durante la última década. En lugar de realizar nuevos experimentos en un laboratorio, realizaron una revisión exhaustiva de los estudios existentes publicados entre 2015 y 2025. Utilizaron un método llamado análisis bibliométrico, que es esencialmente una forma de mapear el panorama de la investigación científica observando quién publica, dónde y qué temas están recibiendo más atención. Al examinar 24 estudios específicos que se centraban estrictamente en la obtención de hidrógeno a partir de pieles de patata, los investigadores reconstruyeron una imagen clara de cómo ha crecido este campo y hacia dónde se dirige.

La historia de esta investigación es una de crecimiento constante. En los primeros años del periodo de estudio, de 2015 a 2020, el campo estaba en su infancia. Los científicos planteaban principalmente preguntas básicas: ¿Pueden las pieles de patata servir realmente de alimento para estos microbios? ¿Es siquiera posible obtener hidrógeno de ellas? Durante este tiempo, se publicaron solo unos pocos artículos cada año, centrados principalmente en demostrar que el concepto era factible. Sin embargo, se produjo un cambio significativo después de 2020. El número de estudios comenzó a aumentar, apareciendo la mayor cantidad de publicaciones en 2021, 2022 y nuevamente en 2025. Este aumento sugiere que la comunidad científica ha superado la fase del "¿podemos hacerlo?" y ahora está profundamente comprometida con la fase del "¿cómo podemos hacerlo mejor?". Los investigadores ya no solo están probando si el proceso funciona; están intentando activamente que sea más rápido, más eficiente y más fiable.

Geográficamente, el esfuerzo por resolver este rompecabezas se concentra en algunas regiones clave. China surgió como el país más productivo, publicando el mayor número de estudios. Sin embargo, al observar el impacto del trabajo —medido por la frecuencia con la que otros científicos citan estos artículos en sus propias investigaciones—, Corea del Sur destacó por tener las contribuciones más influyentes. India y Polonia también realizaron contribuciones significativas, mientras que Sudáfica, hogar de los autores de esta revisión, se estableció como una voz líder en el campo desde una perspectiva africana. Esta distribución resalta que, si bien el problema de los residuos de patata es global, las soluciones científicas están siendo impulsadas actualmente por naciones con fuertes inversiones en energías renovables y tecnologías de gestión de residuos.

A medida que la investigación maduraba, el enfoque del trabajo se desplazó en una dirección muy específica. Al principio, los estudios se centraban mucho en la biología del proceso: comprender los microbios, las enzimas que producen y la composición química de las propias pieles de patata. Con el tiempo, la conversación cambió. Los estudios más recientes tratan menos de la biología por sí sola y más de la ingeniería. Los científicos se concentran ahora en construir mejores sistemas para contener los microbios y los residuos de patata, optimizando las condiciones dentro de estos sistemas y utilizando modelos informáticos avanzados para predecir cómo obtener la mayor cantidad de hidrógeno de cada lote. Las palabras clave que aparecen con más frecuencia en los artículos más recientes ya no son solo sobre la patata o la bacteria; son sobre "biorreactores", "optimización" e "intensificación de procesos". Esto indica un campo que está creciendo, pasando de la mesa de un laboratorio universitario al diseño de máquinas a escala industrial.

Los investigadores también identificaron cuatro temas principales que dominan la conversación actual. El primero es la producción real de hidrógeno y cómo hacer que el proceso sea más robusto. El segundo es el ajuste fino de la fermentación oscura, un tipo específico de reacción biológica que ocurre sin luz, que se ha convertido en el método preferido para esta tarea. El tercer tema involucra los detalles microscópicos: cómo comen los microbios, cómo las enzimas descomponen el almidón y cómo caracterizar el residuo de patata para obtener los mejores resultados. El cuarto es el hardware: el diseño de los tanques y reactores donde ocurre esta magia, y cómo medir el rendimiento para asegurar que valga la pena el esfuerzo. Estas cuatro áreas están profundamente conectadas, demostrando que el progreso en un área, como un mejor diseño de reactor, a menudo depende de la comprensión de otra, como el comportamiento de los microbios.

A pesar del entusiasmo y el claro progreso, los autores de esta revisión advierten cuidadosamente que la tecnología aún no está lista para que el mundo la utilice a gran escala. Casi todo el trabajo revisado hasta ahora se ha realizado en entornos de laboratorio pequeños. Si bien los resultados son prometedores, existe una brecha significativa entre un pequeño experimento en un laboratorio y una gran fábrica que pueda procesar toneladas de pieles de patata cada día. Los estudios demuestran que es posible obtener hidrógeno y que podemos mejorar la cantidad que obtenemos, pero el salto al éxito comercial requiere más que una mejor ciencia; requiere una mejor ingeniería y planificación económica. Los investigadores sugieren que el siguiente paso es construir plantas piloto —instalaciones de prueba de tamaño medio— para ver si el proceso se mantiene bajo condiciones del mundo real. También señalan que el futuro más prometedor reside en las "biorrefinerías", donde las pieles de patata no solo se utilizan para el hidrógeno, sino que se procesan para crear múltiples productos valiosos a la vez, como fertilizantes u otros productos químicos, haciendo que todo el proceso sea más rentable y sostenible.

Esta revisión sirve como una hoja de ruta de dónde ha estado la ciencia y hacia dónde debe ir. Confirma que convertir las pieles de patata en combustible limpio es un campo de estudio viable y creciente, impulsado por la necesidad global de encontrar fuentes de energía sostenibles y gestionar mejor los residuos. El camino a seguir es claro: pasar de experimentos a pequeña escala a demostraciones a gran escala, integrar el proceso en las industrias alimentarias existentes y continuar refinando la tecnología hasta que sea lo suficientemente robusta como para ser una parte estándar de nuestro futuro energético. La piel de patata, que antes era un simple residuo, ahora se ve como un ingrediente clave en una economía más limpia y circular, pero llegar allí requerirá paciencia, inversión y la colaboración continua de científicos e ingenieros de todo el mundo.