Los residuos agrícolas y alimentarios suelen verse como un problema, pero cada vez hay más proyectos que demuestran que, bien gestionados, pueden convertirse en una fuente de alimentos, energía y fertilizantes. Uno de los caminos más interesantes para conseguirlo es el uso de hongos, capaces de transformar restos orgánicos en productos de alto valor añadido dentro de la llamada bioeconomía circular.
En los últimos años, distintos equipos de investigación y proyectos europeos y estadounidenses han estudiado cómo aprovechar el poder de los hongos para revalorizar subproductos agrícolas, estiércoles y aguas residuales. Desde la producción de proteínas comestibles mediante fermentación fúngica, hasta la fabricación de biofertilizantes peletizados o la depuración de aguas procedentes de procesos termoquímicos, la idea de fondo es la misma: cerrar ciclos, reducir residuos y generar nuevas oportunidades para el sector agrario.
Una de las líneas de trabajo más prometedoras consiste en utilizar hongos para transformar restos agrícolas y alimentarios en alimentos ricos en proteínas y otros nutrientes, mediante un proceso conocido como fermentación fúngica. Este enfoque parte de una realidad evidente: buena parte de los subproductos de la agricultura y de la industria alimentaria contienen todavía muchos nutrientes aprovechables, pero actualmente acaban infrautilizados o directamente desechados.
En este contexto se están estudiando hongos capaces de colonizar residuos como restos de frutas, subproductos de cultivos, residuos de procesado de alimentos o incluso mezclas más complejas procedentes de diferentes cadenas agroalimentarias. El hongo utiliza esos materiales como fuente de carbono y energía, los descompone y, a la vez, forma biomasa fúngica rica en proteínas, fibra y otros compuestos de interés.
La fermentación fúngica permite, por tanto, convertir un flujo de residuos en nuevas materias primas alimentarias sostenibles. Estas podrían utilizarse tanto para alimentación humana (por ejemplo, en forma de ingredientes ricos en proteína fúngica) como para piensos de alta calidad, siempre que se cumplan los requisitos de seguridad alimentaria, control de contaminantes y estandarización del proceso.
Esta estrategia encaja de lleno en el concepto de bioeconomía circular, en el que los residuos de un sistema se transforman en recursos para otro. Sin embargo, los investigadores señalan que aún quedan retos importantes: es necesario optimizar los procesos a nivel técnico, garantizar la inocuidad de los productos finales, escalar las instalaciones a nivel industrial y, sobre todo, lograr que los costes de producción sean competitivos frente a las alternativas convencionales.
Otro aspecto clave es la variabilidad de los residuos de partida: su composición puede cambiar según la época del año, el tipo de cultivo o el proceso industrial del que procedan. Esta variabilidad obliga a diseñar sistemas flexibles, capaces de ajustar condiciones como la temperatura, el pH, la aireación o el tiempo de fermentación para que los hongos trabajen en su rango óptimo y mantengan una calidad constante en el producto final.
Fermentación fúngica: hongos que convierten residuos en alimentos
Una de las líneas de trabajo más prometedoras consiste en utilizar hongos para transformar restos agrícolas y alimentarios en alimentos ricos en proteínas y otros nutrientes, mediante un proceso conocido como fermentación fúngica. Este enfoque parte de una realidad evidente: buena parte de los subproductos de la agricultura y de la industria alimentaria contienen todavía muchos nutrientes aprovechables, pero actualmente acaban infrautilizados o directamente desechados.
En este contexto se están estudiando hongos capaces de colonizar residuos como restos de frutas, subproductos de cultivos, residuos de procesado de alimentos o incluso mezclas más complejas procedentes de diferentes cadenas agroalimentarias. El hongo utiliza esos materiales como fuente de carbono y energía, los descompone y, a la vez, forma biomasa fúngica rica en proteínas, fibra y otros compuestos de interés.
La fermentación fúngica permite, por tanto, convertir un flujo de residuos en nuevas materias primas alimentarias sostenibles. Estas podrían utilizarse tanto para alimentación humana (por ejemplo, en forma de ingredientes ricos en proteína fúngica) como para piensos de alta calidad, siempre que se cumplan los requisitos de seguridad alimentaria, control de contaminantes y estandarización del proceso.
Esta estrategia encaja de lleno en el concepto de bioeconomía circular, en el que los residuos de un sistema se transforman en recursos para otro. Sin embargo, los investigadores señalan que aún quedan retos importantes: es necesario optimizar los procesos a nivel técnico, garantizar la inocuidad de los productos finales, escalar las instalaciones a nivel industrial y, sobre todo, lograr que los costes de producción sean competitivos frente a las alternativas convencionales.
Otro aspecto clave es la variabilidad de los residuos de partida: su composición puede cambiar según la época del año, el tipo de cultivo o el proceso industrial del que procedan. Esta variabilidad obliga a diseñar sistemas flexibles, capaces de ajustar condiciones como la temperatura, el pH, la aireación o el tiempo de fermentación para que los hongos trabajen en su rango óptimo y mantengan una calidad constante en el producto final.
El ejemplo del sector del champiñón: sustratos poscultivo como recurso
El cultivo de hongos comestibles, como el champiñón, genera tras cada ciclo productivo un material conocido como sustrato poscultivo de hongos (SPCH). Se trata del sustrato sobre el que crecieron los hongos, compuesto principalmente por restos orgánicos de origen agrícola y ganadero (estiércoles, paja, subproductos vegetales) que han perdido buena parte de sus nutrientes originales después de varias cosechas.
Este SPCH representa un volumen enorme de residuos para los productores, cuyo tratamiento y gestión resultan costosos y logísticamente complejos. La opción habitual ha sido reconvertirlo en compost para su uso como abono, pero este material presenta un gran inconveniente: tiene un contenido de humedad muy elevado, en torno al 70 %, lo que encarece su transporte y dificulta su manipulación a gran escala.
Hasta ahora, la forma más simple de secar este sustrato era dejarlo al aire libre y esperar a que el sol hiciera el trabajo, un método lento, poco controlable y dependiente del clima. Esto complica la planificación de la producción de fertilizantes a partir de SPCH y reduce su atractivo económico para las empresas del sector.
Frente a este problema, el proyecto europeo Smartmushroom ha desarrollado una técnica innovadora para suprarreciclar los residuos agrícolas procedentes del cultivo de hongos, convirtiéndolos en un biofertilizante peletizado mediante un proceso respetuoso con el medio ambiente e integrado en la lógica de la bioeconomía circular.
La idea central de Smartmushroom es transformar el SPCH fresco en un recurso valioso, utilizando sus propios componentes para generar energía y, al mismo tiempo, crear un abono de alto valor agronómico que pueda venderse en cualquier región de Europa. De este modo, un residuo problemático se convierte en una fuente dual de beneficios: reducción de costes y nueva vía de ingresos.
Smartmushroom: biogás, secado eficiente y pellets de biofertilizante
La tecnología propuesta por Smartmushroom parte de los SPCH frescos, que se someten primero a un proceso de hidrólisis seguida de digestión anaeróbica. En esta digestión, la materia orgánica es descompuesta por microorganismos en ausencia de oxígeno, produciendo biogás rico en metano y un digestato rico en nutrientes.
El biogás generado se aprovecha para alimentar un sistema de secado diseñado específicamente para tratar una mezcla de digestato y SPCH. Este proceso consigue reducir la humedad del material hasta alrededor de un 28 % de contenido de agua, una cifra mucho más adecuada para su transporte y posterior transformación en pellets.
El secado se acelera combinando la condensación de la humedad con la adsorción en filtros de sepiolita, un mineral con una gran capacidad para retener agua. Esta combinación permite extraer el exceso de humedad de manera más rápida y controlada que el simple secado al aire libre, además de independizar el proceso de las condiciones climáticas.
Una vez seco, el SPCH puede enriquecerse con fertilizantes naturales que aportan nitrógeno, fósforo y potasio, ajustando la formulación a las necesidades específicas de diferentes cultivos. Tras este enriquecimiento, el material se peletiza, es decir, se compacta en pequeños cilindros sólidos fáciles de almacenar, transportar y aplicar en el campo mediante maquinaria agrícola convencional.
Para poner a prueba la viabilidad del proceso, el equipo de Smartmushroom llevó a cabo ensayos en tres grandes bloques: optimización de la digestión anaeróbica, ajuste del sistema de secado y evaluación agronómica del biofertilizante peletizado en distintos cultivos y condiciones de campo.
Optimización del biogás y diseño de la planta piloto
En la fase de laboratorio, se trabajó con el SPCH como materia prima principal para la digestión anaeróbica, probando distintas mezclas con otros sustratos residuales procedentes de la agricultura. El objetivo era maximizar la producción de biogás y, en particular, elevar el contenido de metano, el componente con mayor poder energético.
Tras numerosos ensayos, se determinó que la mejor combinación era una mezcla formada por siete partes de SPCH, dos partes de aguas residuales procedentes de la fabricación de mermelada y una parte de glicerina. Esta proporción permitió establecer parámetros óptimos de alimentación para la planta piloto, asegurando un equilibrio adecuado de materia orgánica fácilmente degradable y estabilidad del proceso biológico.
Paralelamente, se ajustaron variables clave del secador, como la temperatura de operación, el tiempo de residencia del material y la velocidad de la cinta transportadora. Estos parámetros se optimizaron para aprovechar al máximo la energía contenida en el biogás, adaptándose al mismo tiempo a posibles fluctuaciones en la composición del material de entrada.
El resultado fue el diseño de un sistema de secado con ajuste automático, capaz de adaptarse a cambios en la mezcla de digestato y SPCH sin perder eficiencia. Esta automatización reduce la necesidad de intervención humana constante y mejora la robustez del proceso, algo imprescindible cuando se piensa en una eventual industrialización.
En cuanto a la infraestructura, Smartmushroom construyó una planta piloto de secado de SPCH en Sustratos de La Rioja, empresa gestora autorizada de residuos del cultivo de hongos en la región. Los digestores anaeróbicos se instalaron en módulos tipo contenedor, en lugar de recurrir a edificios de hormigón, lo que permite adaptar con mayor facilidad la capacidad de tratamiento a volúmenes variables de SPCH según la temporada y la demanda.
La instalación incluye además una secadora equipada con quemador alimentado por el biogás generado, capaz de llevar el SPCH hasta el nivel de humedad requerido por la cadena de producción encargada de fabricar los pellets de biofertilizante. De este modo, se consigue un sistema relativamente compacto e integrado, en el que energía y fertilizante se generan a partir del mismo flujo de residuos.
Resultados agronómicos y capacidad de producción del biofertilizante
Los pellets de SPCH obtenidos se probaron como biofertilizante en una amplia gama de cultivos, tanto en invernaderos como en campos abiertos de España y Serbia. Entre las especies ensayadas se incluyeron lechuga, coliflor, pimiento, tomate, brócoli, viñedos y distintos cereales, lo que permitió evaluar el comportamiento del abono en sistemas hortícolas, leñosos y extensivos.
Los ensayos mostraron resultados tan convincentes que muchos de los agricultores participantes manifestaron su interés en seguir utilizando los pellets tras la finalización de las pruebas. Este grado de aceptación en campo es un indicador clave de que el producto funciona no solo sobre el papel, sino en las condiciones reales de manejo agrícola.
En términos de capacidad, la planta piloto de Smartmushroom es capaz de transformar unas 36 000 toneladas de SPCH fresco al año en aproximadamente 8 500 toneladas de pellets de biofertilizante. Este salto de volumen ilustra bien la intensidad de agua presente en el sustrato inicial y la importancia del secado para concentrar nutrientes en un formato compacto.
Desde el punto de vista económico, la innovación se traduce en un doble beneficio para los productores de hongos. Por un lado, les permite ahorrar los costes de gestión de residuos, estimados en unos 29,2 millones de euros para el conjunto del sector europeo. Por otro, abre una nueva línea de negocio basada en la venta del biofertilizante a otras explotaciones agrícolas.
A todo ello se suma el impacto ambiental positivo del sistema. Al tratarse de un proceso que incorpora materia orgánica al suelo y retira CO₂ de la atmósfera, el biofertilizante actúa como una forma de secuestro de carbono y herramienta contra la degradación del suelo, ya que aporta hasta un 50 % de materia orgánica al terreno, mejorando su estructura y capacidad de retención de agua.
El proyecto ya ha desarrollado simulaciones de industrialización y considera que la planta piloto está lista para ser ampliada si las condiciones de mercado y logísticas lo permiten. Además, el consorcio planea organizar visitas técnicas a la instalación para que otros actores del sector agrícola conozcan de primera mano la tecnología, siempre que no existan restricciones de movilidad como las vividas durante la pandemia de la COVID‑19.
Hongos para tratar aguas residuales y generar fertilizantes
Más allá del caso del SPCH, el uso de hongos también se está explorando en otra línea de enorme interés: el tratamiento de aguas residuales procedentes de procesos de licuefacción hidrotérmica (HTL), una tecnología que convierte biomasa húmeda en biocrudo mediante altas temperaturas y presiones.
La HTL se aplica sobre materias primas como estiércol porcino, residuos de alimentos u otros subproductos orgánicos. El proceso genera un biocrudo aprovechable como combustible y una fase acuosa conocida como HTL-AP (fase acuosa de licuefacción hidrotermal), que contiene numerosos nutrientes, especialmente nitrógeno en formas orgánicas, además de posibles metales pesados y compuestos tóxicos según el origen de la biomasa.
Hasta ahora, esta fase acuosa se consideraba en gran medida un residuo problemático, ya que su contenido nutricional no podía aprovecharse directamente en agricultura: gran parte del nitrógeno se encuentra en moléculas orgánicas complejas que las plantas no pueden absorber, y su eventual carga de contaminantes planteaba riesgos ambientales.
Dos estudios de la Universidad de Illinois Urbana‑Champaign han analizado el potencial de un hongo de pudrición blanca, Trametes versicolor, para transformar esta agua residual en una solución útil como fertilizante, a la vez que se reducen los compuestos potencialmente tóxicos presentes en la mezcla.
El papel de Trametes versicolor en la mejora de la HTL-AP
En el primero de los estudios, liderado por la investigadora Vitória Leme, se desarrollaron métodos específicos para cultivar Trametes versicolor y aplicarlo a soluciones que contenían un 5 % de HTL-AP. El tratamiento se prolongó durante tres días, tiempo suficiente para observar cambios significativos en la composición química del agua residual.
Los resultados mostraron que la acción del hongo aumentaba de forma notable las concentraciones de nitrato y amoníaco, es decir, transformaba parte del nitrógeno orgánico presente en la fase acuosa en formas minerales que las plantas pueden absorber directamente. De este modo, un residuo difícil de gestionar se convierte en una potencial fuente líquida de fertilización.
Además, Trametes versicolor es conocido por su capacidad para producir enzimas oxidativas que degradan moléculas complejas y, a menudo, tóxicas, como ciertos contaminantes orgánicos persistentes. En el contexto de la HTL-AP, esto abre la puerta a una posible reducción de la carga de tóxicos y metales asociados, aunque este aspecto requiere un seguimiento muy cuidadoso dependiendo del residuo de partida.
Cuando Leme finalizó su trabajo, la investigación continuó con Karla López, estudiante de Tecnología y Gestión de Sistemas Agrícolas, que se centró en combinar el tratamiento fúngico con un proceso de nitrificación bacteriana. En este segundo estudio, se inocularon simultáneamente T. versicolor y bacterias nitrificantes en la HTL-AP.
Esta combinación resultó especialmente eficaz: se observó un aumento de hasta 17 veces en las concentraciones de nitrato en la fase acuosa tratada. Las bacterias nitrificantes se encargan de oxidar el amoníaco generado (o ya presente) hasta nitrato, mientras que el hongo facilita la liberación inicial del nitrógeno orgánico y ayuda a degradar compuestos que podrían inhibir a otros microorganismos.
El estudio también analizó distintos factores que influían en el rendimiento del sistema, como el pH de la solución. Los mejores resultados, tanto en nitrato como en amoníaco, se obtuvieron cuando los microorganismos operaban en un rango de pH entre 6 y 7,5, un intervalo bastante habitual en muchos procesos biológicos y relativamente sencillo de mantener mediante ajustes básicos.
Otro hallazgo relevante fue la producción de una enzima capaz de degradar toxinas, lo que respalda la función depuradora del hongo sobre ciertos compuestos presentes en los biorresiduos. Esto sugiere que el tratamiento fúngico podría no solo mejorar el valor fertilizante de la HTL-AP, sino también hacerla más segura para su uso agrícola.
De las aguas tratadas al riego de cultivos: economía circular en la práctica
A partir de estos resultados, el equipo del profesor Paul Davidson trabaja actualmente en el uso de las aguas residuales tratadas para cultivar plantas en sistemas hidropónicos. La idea es comprobar hasta qué punto el líquido resultante puede servir como solución nutritiva, cerrando completamente el ciclo entre residuos orgánicos, tratamiento fúngico‑bacteriano y producción vegetal.
En un escenario ideal, todo el tratamiento se llevaría a cabo lo más cerca posible del lugar donde se realiza la licuefacción hidrotérmica. Por ejemplo, si se utiliza estiércol porcino como materia prima húmeda, tendría sentido situar la planta de HTL y el sistema de tratamiento biológico junto a una granja con miles de cerdos, donde el flujo de estiércol es constante y abundante.
De esta forma, se podrían recoger los residuos ganaderos, procesarlos mediante HTL para generar biocrudo y HTL-AP, y a continuación someter esta fase acuosa a tratamiento con Trametes versicolor y bacterias nitrificantes en una instalación específica. Las aguas tratadas, ricas en nitrato y con una menor carga de compuestos problemáticos, podrían usarse como fertilizante para cultivos cercanos.
Este enfoque reduce de manera notable la necesidad de transportar biomasa pesada y húmeda a grandes distancias, lo que implica un ahorro de costes logísticos y emisiones de transporte. Además, conecta directamente la gestión de residuos ganaderos con la fertilización de cultivos, configurando sistemas de economía circular territorial donde los nutrientes se reciclan localmente.
En la práctica, si una explotación porcina está rodeada de tierras agrícolas, el sistema podría generar un fertilizante líquido adaptado a las necesidades de los cultivos de la zona, reduciendo el consumo de abonos sintéticos derivados de combustibles fósiles. Todo ello contribuiría a una producción agraria más sostenible, menos dependiente de insumos externos y con una huella ambiental más baja.
En paralelo, el desarrollo de estas tecnologías refuerza la idea de que los hongos, ya sea en forma de fermentación sobre residuos sólidos o como agentes de tratamiento en aguas residuales complejas, pueden convertirse en piezas clave de las nuevas cadenas de valor de la bioeconomía circular agrícola. Tanto los trabajos con SPCH como los estudios sobre HTL-AP apuntan en la misma dirección: transformar problemas de residuos en soluciones productivas.
Todo este conjunto de investigaciones y proyectos demuestra que los hongos tienen un potencial enorme para revalorizar residuos agrícolas, ganaderos y alimentarios mediante procesos relativamente eficientes, que combinan generación de energía, fabricación de fertilizantes y producción de biomasa nutritiva. Aunque aún quedan desafíos técnicos, regulatorios y económicos, la dirección está clara: aprovechar mejor lo que antes se tiraba y tejer sistemas agrícolas más circulares, en los que los residuos de unos se convierten en los recursos de otros.
