Transformar los residuos urbanos en bioproductos nuevos
Los residuos sólidos urbanos (RSU) son los materiales de desecho mezclados y separados que los municipios recogen de los hogares y los comercios minoristas. Incluyen papel, cartón, vidrio, metales, plásticos, biorresiduos, madera, textiles y envases. En 2021, se generaron 530 kg de residuos urbanos per cápita en la Unión Europea (UE), de los cuales se recicló el 49 %. Según el Banco Mundial, el volumen de RSU a nivel internacional pasará de 2 010 millones de toneladas a 3 400 millones de toneladas para el año 2050, un aumento porcentual de más del doble de lo previsto para la población del mundo para ese mismo período. «Si bien esto plantea problemas importantes, también brinda una oportunidad para la economía circular, siempre y cuando podamos revalorizar estos materiales», comenta Caterina Coll, coordinadora de URBIOFIN, un proyecto que recibió financiación de la Empresa Común para las Bioindustrias, una asociación público-privada entre la UE y la industria. El equipo de URBIOFIN estaba interesado en el contenido orgánico de los RSU (un 46 % según un estudio), denominado «fracción orgánica de los RSU» (FORSU), que comprende sobre todo hidratos de carbono, proteínas y lípidos de los residuos alimentarios, así como desechos biodegradables de jardines y parques, todas materias primas útiles para bioproductos valiosos. El equipo de URBIOFIN desarrolló un modelo de prueba de concepto para una biorrefinería urbana como una alternativa más sostenible a las prácticas actuales de procesamiento de la FORSU. «En URBIOFIN se demostró la viabilidad tecnológica, económica y ambiental de convertir los compuestos orgánicos de los residuos sólidos en componentes químicos básicos, biopolímeros y aditivos», agrega Coll, directora ejecutiva de PERSEO Biotechnology, la empresa anfitriona del proyecto.
Una biorrefinería modular
En el centro del proyecto URBIOFIN se encuentra una biorrefinería dividida en tres módulos interconectados. En el primer módulo, se emplea la FORSU para producir bioetanol y bioetileno. La vinaza, un subproducto de la producción de bioetanol, se envía junto con la FORSU restante al segundo módulo, en el que se obtienen poliésteres naturales, denominados polihidroxialcanoatos (PHA), a partir de ácidos grasos volátiles (AGV). A continuación, los PHA se pueden convertir en artículos de consumo basados en biopolímeros. En el tercer módulo, se transforma el biogás del segundo módulo en biometano o biomasa de PHA. Las microalgas obtenidas son hidrolizadas, lo que da lugar a un abono rico en aminoácidos, mientras que el digestato se puede convertir en un abono orgánico granulado sólido seco.
El momento de las pruebas
El concepto de biorrefinería se probó primero a escala de laboratorio y piloto, antes de demostrarse a escala semiindustrial en tres instalaciones españolas. El módulo uno se probó en la planta de PERSEO Biotechnology (La Alcudia, Valencia), parte de los módulos dos y tres se demostró en el Centro de Innovación de Urbaser (Zaragoza) y la producción de PHA se llevó a cabo en la biorrefinería CLaMber (Puertollano). «Mejoramos el proceso de producción de bioetanol a partir de la FORSU, lo que permitió reducir sobremanera los costes de explotación. También demostramos, a escala semiindustrial, la conversión catalítica de bioetanol en bioetileno», señala Coll. El equipo también logró llevar a cabo la conversión de la FORSU en AGV con un sistema de digestión anaerobia de dos etapas, que permitió producir biopolímeros de PHA que, después, se emplearon para fabricar bolsas, envases y agroplásticos (que crean un efecto invernadero y favorecen el crecimiento vegetal). Además, se valorizó el biogás obtenido de la FORSU en biometano mediante un tecnología de microalgas y, con los subproductos de los procesos de microalgas, se produjeron abonos líquidos y abonos granulados sólidos secos.
Una contribución biológica a la economía circular de la UE
URBIOFIN contribuye de forma directa a la nueva Directiva marco sobre residuos de la UE, al aumentar la valorización de residuos urbanos, reducir la cantidad de los mismos que termina en vertederos o incineradoras y, al mismo tiempo, respaldar el Pacto Verde Europeo. En términos más generales, la producción de nuevos bioproductos derivados de residuos ayuda a la transición hacia una economía más circular. El siguiente paso del equipo consistirá en ampliar su biorrefinería urbana a un nivel industrial, siendo así la primera de su tipo. «Dado que nuestra biorrefinería es modular, se puede reproducir en parte o en su totalidad. Ya hemos recibido muestras de interés por parte de clientes potenciales que buscan una alternativa a la gestión actual de la FORSU mediante la digestión o el compostaje», concluye Coll.
Palabras clave
URBIOFIN, residuos urbanos, reciclaje, biorrefinería, materia prima, biopolímeros, bioetanol, abono, Pacto Verde Europeo, microalgas, bioetileno
