Científicos de la Universidad Autónoma de Madrid utilizaron la carbonización hidrotermal para convertir residuos orgánicos en un material que contiene carbono, estable e inofensivo y con propiedades aptas para su uso como biocombustible.
El grupo de investigación WASTE2VALUE, perteneciente al grupo PROSIAM del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Autónoma de Madrid (UMA), está especializado en el reciclaje de materiales y energía a partir de residuos de biomasa. La atención se centra en la carbonización hidrotermal (HTC) en línea con los principios de una economía circular.
Ahora, en un trabajo publicado en la revista Waste Management, el equipo de investigación ha descrito el proceso de creación de materiales de carbono benignos y estables adecuados para su uso como biocombustibles sólidos mediante el proceso de hidrocarbonato, el calor del estiércol de cerdo y la biomasa lignocelulósica.
Residuos orgánicos no tratados resultan contaminantes
La contaminación por purín de cerdo es un problema medioambiental grave que puede tener un impacto significativo en la calidad del agua, el suelo y el aire. Los purines son un subproducto de la cría de cerdos y están formados por una mezcla de orina, heces y agua. Contienen altos niveles de nutrientes, como nitrógeno y fósforo, que pueden ser perjudiciales para el medio ambiente si no se manejan adecuadamente.
Estos deshechos de los porcinos son un tipo de residuo difícil de reciclar y muy contaminante, por lo que controlarlo es obligatorio en España. Dado que la cocarbonización hidrotermal tiene lugar en presencia de agua, el líquido resultante es rico en materia orgánica disuelta y nutrientes, especialmente fósforo, permitiendo la recuperación de biogás rico en metano y fertilizantes biológicos inorgánicos.
Estos resultados abren un nuevo método para tratar el estiércol de cerdo (purines), que anteriormente se utilizaba como fertilizante para cultivos, provocando impactos ambientales negativos como eutrofización, nitrificación y emisiones de gases de efecto invernadero.
Además, el fertilizante orgánico resultante tiene un valor añadido bajo. El producto sólido del tratamiento CWA mejora las propiedades del residuo primario, aumentando su contenido en carbono y poder calorífico, al tiempo que reduce su contenido en nitrógeno, azufre y cenizas.
Carbonización hidrotermal
El proceso HTC, realizado a temperaturas entre 180°C y 250°C y por períodos cortos de tiempo (de 5 a 240 minutos), destruye microorganismos patógenos y descompone contaminantes emergentes, como medicamentos y hormonas. Además, facilita la transferencia de fósforo y otros compuestos térmicamente inestables a la fracción líquida, donde pueden recuperarse, creando productos de alto valor añadido como biofertilizantes y energías (biogás).
El tratamiento anaeróbico de la fracción líquida permite obtener aguas residuales con baja concentración de materia orgánica, que pueden ser utilizadas como agua de riego o filtración en las mismas explotaciones porcinas. Estos resultados confirman que HTC es una tecnología prometedora para recuperar productos valiosos a partir de residuos agroindustriales, al tiempo que permite la recuperación de agua en circuito cerrado y reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, promoviendo procesos sostenibles.
Proceso energéticamente sostenible
Por tanto, el proceso para tratar estos residuos orgánicos es energéticamente sostenible, reduce la dependencia de los combustibles fósiles y promueve la producción de biocombustibles renovables, limpios y respetuosos con el medio ambiente. Además, esta tecnología también ofrece una solución para eliminar los estanques de estiércol de cerdo y recuperar 5-6 veces más energía que la digestión anaeróbica sin necesidad de pretratamiento energético.
El biofertilizante resultante se caracteriza por altos niveles de nutrientes necesarios para las plantas y bajos niveles de metales pesados, cumpliendo con los requisitos de las normas de la Unión Europea.
WASTE2VALUE, en colaboración con Arquimea Agrotech, ha desarrollado un reactor continuo de HTC para procesar estiércol porcino, biomasa lignocelulósica y otros residuos orgánicos como lodos de depuradora y biorresiduos, convirtiéndolos en productos de alto valor añadido.
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