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Chemical building blocks from versatile MSW biorefinery

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Grandes avances tecnológicos convierten los residuos orgánicos en productos sostenibles

La fracción orgánica de los residuos sólidos municipales podría convertirse en productos químicos de gran valor para diversas industrias. Unos investigadores y empresas financiados con fondos europeos han logrado extraer, a partir de residuos orgánicos, diversos productos útiles como disolventes y plásticos, contribuyendo así a que la economía de base biológica avance hacia un futuro más sostenible.

Tecnologías industriales

En la UE, la cantidad de residuos municipales generados por persona en 2019 ascendió a 502 kg, un 3 % menos que el pico alcanzado en 2008 de 518 kg por persona. En general solo se recicla o convierte en compost una proporción limitada (48 %) de los residuos municipales generados, mientras que el resto se deposita en vertederos o se incinera. Los principales componentes de los residuos municipales generados son materiales orgánicos y desperdicios alimentarios, que representan entre un 30 % y un 50 %.

Un concepto de biorrefinería versátil

Al convertir los residuos sólidos municipales en materias primas químicas, los procesos de reciclaje químico pueden mejorar considerablemente las tasas de reciclaje de residuos orgánicos en productos de mayor valor que el compost o la bioenergía. El proyecto financiado con fondos europeos PERCAL desarrolló tecnologías innovadoras y sostenibles para la gestión de residuos que contribuyen a alcanzar una economía circular. El desarrollo y optimización de una biorrefinería versátil que combine la hidrólisis y la fermentación de materias primas en un único paso constituyen un gran salto cualitativo en la valorización de los residuos orgánicos municipales. PERCAL aprovechó la tecnología PERSEO Bioethanol®, una planta a escala precomercial en Valencia (España) desarrollada por PERSEO Biotechnology con capacidad para procesar 25 t de residuos orgánicos al día. «Nuestra tecnología sustituye las fuentes fósiles y permite fabricar productos químicos sostenibles y de alto valor a partir de residuos orgánicos utilizados en una amplia variedad de productos cotidianos. La valorización de los residuos orgánicos debería mejorar la competitividad de la industria europea y reducir la presión sobre el medio ambiente, evitando así que parte del flujo de residuos termine en vertederos o incinerada», señala Caterina Coll, directora general de PERSEO Biotechnology.

Convertir la basura en bioproductos de segunda generación

PERCAL aprovechó la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales como materia prima para desarrollar productos químicos intermedios con un enorme atractivo industrial. Estas sustancias químicas intermedias incluyen el ácido succínico, el ácido láctico y el etanol, todas ellas complementarias al bioetanol producido mediante el sistema de biorrefinería de PERSEO Biotechnology. Aprovechando la amplia experiencia del socio del proyecto con PERSEO Bioethanol®, los investigadores combinaron diferentes cócteles de enzimas comerciales eficientes que mejoran la eficacia de la hidrólisis de carbohidratos. Los productos químicos intermedios, es decir, el ácido láctico y el ácido succínico, se produjeron mediante la fermentación de hidrolizados (procedentes de la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales) utilizando novedosos métodos de electrólisis con membrana y electrodiálisis. Los investigadores también lograron valorizar el contenido proteico y lipídico de los subproductos de la fermentación para producir agentes tensoactivos de base biológica. «Utilizamos un prototipo de planta de destilación de reactivos para aumentar la escala de producción de lactato de etilo a partir de ácido láctico. Este líquido incoloro podría utilizarse en productos de limpieza y tintas de impresión. Mediante catalizadores adecuados, también obtuvimos colas termoplásticas renovables (lactida y ácido poliláctico) mediante la extrusión reactiva de ácido láctico y otros comonómeros. Estas colas termoplásticas resultan muy prometedoras para su utilización en el envasado», explica Coll. El ácido succínico podría actuar como componente básico en la producción de poliol. Estos compuestos orgánicos permiten la obtención de materiales de recubrimiento textiles flexibles basados en poliuretano. Las innovaciones de PERCAL reflejan una estrategia de biotransformación consolidada para producir sustancias químicas de alta calidad a partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales. Si se alcanzan avances en relación con otros desafíos del bioprocesamiento, algún día la conversión de residuos orgánicos en productos útiles podría llegar a ser competitiva con los procesos existentes.

Palabras clave

PERCAL, residuos sólidos municipales, biorrefinería, ácido láctico, productos químicos de alto valor, fracción orgánica, fermentación, hidrólisis, bioetanol, ácido succínico, biodisolventes

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