En los últimos años científicos de distintas partes del planeta, se han propuesto convertir los desechos orgánicos en fuente de energía sustentable. La idea ofrece solución a problemas tan determinantes para la gran familia humana como el exceso de uso de combustibles fósiles y el manejo de residuos.
Año tras año, millones de toneladas de desechos orgánicos son depositados en basureros que, al descomponerse, emiten gases de efecto invernadero. Es un círculo vicioso con consecuencias negativas para el planeta y, por ende, para quienes lo habitamos.
La solución a estos problemas puede estar en convertir residuos de alimentos o de jardín, estiércol e incluso aguas residuales humanas, en biocarbón para generar energía. Esto podría ayudar a disminuir la demanda industrial de carbón y la necesidad de deshacernos de los desechos orgánicos, así como a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Biocarbón y sus ventajas
Cada año se invierten recursos en combustibles fósiles como el carbón. Esta materia prima está sujeta a cadenas de suministro vulnerables y contribuye a las emisiones de carbono.
El biocarbón podría compensar esos desequilibrios porque es producto neutro en cuanto a la emisión de carbono, y está elaborado a partir de desechos orgánicos.
La tecnología del biocarbón permite recuperar, rápidamente, un material de alto valor lo que evita las emisiones de CO2.
El carbón vegetal puede usarse como fuente de energía, materia prima industrial o como una forma de almacenar carbono, en lugar de emitirlo a la atmósfera.
Este material tiene características similares, independientemente de los residuos biológicos utilizados, aunque las diferentes materias primas influyen en la calidad, determinando el contenido de cenizas.
La carbonización hidrotermal
El término carbonización hidrotermal (HTC) no es tan complicado como parece, es una de las opciones para producir sustituto del carbón mediante agua sobrecalentada bajo presión.
Este proceso emula la formación geológica de carbón fósil de forma acelerada, que en la naturaleza tarda millones de años. Para ello utiliza desechos orgánicos de todo tipo, evita el uso de hulla en procesos industriales y la emisión de metano de los basureros.
En Valencia, España, la empresa de tecnología sostenible Ingelia ha desarrollado un proceso HTC propio. Al momento cuentan con tres plantas, ubicadas en España, Reino Unido y Bélgica, y capacidad total de ocho mil toneladas de biocarbón por año. Aspiran a duplicar su capacidad en los próximos años con nuevas plantas que esperan por la aprobación regulatoria.
La carbonización hidrotermal, un proceso funciona como una olla a presión, puede recuperar hasta el 95% del carbono de los desechos orgánicos. Los residuos biológicos se introducen en un dispositivo o reactor, a temperaturas de 180°C-250°C y bajo una presión del orden de 2 megapascales (MPa) o 20 atmósferas. Es decir, el agua del sistema se sobrecalienta, en lugar de convertirse en vapor.
El reactor convierte los sólidos de la materia orgánica en biocarbón duro, también conocido como hidrocarbón. Por otro lado, los líquidos se recogen por separado para ser usados como biofertilizante. Mientras que los gases que se desprenden, son capturados y utilizados para alimentar el sistema. Los productos resultantes son estériles debido a que las condiciones en el reactor, destruyen los patógenos.
Hidrocarbón o biocarbón
Por otro lado, el hidrocarbón puede pasar por pasos adicionales para hacer un material ‘de diseño’ de mayor valor, eliminando las cenizas y los volátiles. De esta forma se asegura un contenido de carbono de hasta el 90%, capaz de competir con la hulla de primera calidad.
Estadísticas evaluadas por Ingelia indican que por cada tonelada de biocarbón HTC producido, se evitan entre 6,5 y 8,3 toneladas de CO2, en comparación con la gestión de desperdicios orgánicos en basureros.
La tecnología HTC está orientada a las industrias que dependen del carbón, del procesamiento de aguas residuales, o del manejo de residuos orgánicos en general. De la misma forma, representa una opción interesante para quienes desean pasar de la generación de energía a partir del carbón, a las energías renovables.
Opciones más económicas
La inversión requerida para sofisticadas unidades HTC, limitan su alcance. Una opción de bajo costo y tecnología más sencilla, podría ser la solución para aquellas áreas que además carezcan de instalaciones sanitarias adecuadas.
En este sentido, el investigador surcoreano Jae Wook Chung ve el potencial tanto para generar ingresos para las comunidades, como para abordar problemas ambientales y de salud causados por los excrementos sin tratar. Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), unas 673 millones de personas en el mundo deben defecar al aire libre, en la calle, la vegetación o incluso en aguas abiertas.
Investigaciones han demostrado que reactores HTC pueden fabricarse por menos de 200 mil euros, pero Chung plantea desarrollar un modelo aún más simple y más barato denominado FEET. Este dispositivo podría utilizarse en comunidades pobres y de alta densidad.
Pequeño pero cumplidor
El sistema de Jae Wook Chung, mucho más sencillo, puede ser fabricado con materiales disponibles en comunidades humildes como suministros para la construcción. Su tamaño es el equivalente al de un barril de petróleo y está hecho con tubos de acero inoxidable.
Para evitar sondas costosas, plantea monitorear la temperatura y la presión desde el exterior del reactor. Otro punto que resalta el proyecto es la necesidad de garantizar un suministro sostenible de desechos orgánicos para su procesamiento. Lo anterior podría hacerse a través del vaciado organizado de letrinas de pozo o lavabos portátiles.
Chung considera que proporcionar instalaciones sanitarias adecuadas y hacer que el sistema de saneamiento sea rentable para la comunidad, es la clave para hacerlo sostenible.
“El beneficio económico también ayudaría a aquellos que tienen una barrera cultural para usar los inodoros convencionales”, dijo el investigador surcoreano.
Los desechos orgánicos y la energía
Un ejemplo palpable tiene lugar en la ciudad de Nakuru, en Kenia, donde una innovación bastante peculiar está tomando las parrillas y hasta las cocinas. Su origen se remite a la necesidad de descontaminar las fuentes de agua de la localidad.
El proyecto ambiental recolecta, en una primera instancia, el lodo alrededor del Valle del Rift y lo transforma en carbones, que luego son usados para encender y mantener el fuego. Lo sorprendente de la innovación es que la materia prima para su producción, es excremento humano.
Esta especie de “carbón” arde por más tiempo que otros productos como la madera, no emana olor ni afecta el sabor de la comida.
Una empresa en Kenia vio en los desechos orgánicos una oportunidad. Aseguran que el proceso para fabricar el combustible es simple. Inicialmente recolectan los desperdicios humanos y los secan por unas tres semanas, lo que elimina los elementos volátiles y peligrosos para la salud. Luego los procesan y fabrican el material, con forma de pequeñas bolas, que puede ser usado como combustible.
Cada vez hay más alternativas de energía sustentable como el biocarbón. Se prevé que con la caída de la demanda y de los precios del carbón, debido a la desaceleración de la economía causada por la pandemia de la COVID-19, puede pasar tiempo para que este material desplace a los combustibles tradicionales en la industria de todo el mundo. Sin embargo es una solución que está dando resultados tangibles, pues resuelve el manejo de desechos orgánicos y ofrece una alternativa energética a bajo costo, sin elementos contaminantes.
Con información de Tododiarios, Semana, Horizon Magazine, Retema, Alimentos sin desperdicios y Muy Interesante
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