* Por Lothar Driller, investigador en recursos renovables de Fraunhofer Chile Research.
(ELECTRICIDAD 192) Cada año en Chile se generan unos 4,8 millones de toneladas de residuos sólidos orgánicos y solo el 10% de ellos se valoriza. El resto se deposita en vertederos y rellenos sanitarios, donde producto de su descomposición, se generan alrededor de 3 millones de megatoneladas de CO2.
La mayor parte de ellos tiene un alto grado de humedad, por lo que hasta ahora no existían procesos capaces de procesarlas de una forma eficiente.
La tecnología de carbonización hidrotermal ofrece una solución sustentable a la contaminación causada por los residuos, ya que transforma la materia orgánica, independiente de su humedad y origen, en un biocombustible sólido de elevado poder calorífico y baja humedad, alto rendimiento en la combustión y sin emisiones de CO2.
Este proceso ocurre en un medio acuoso, por lo que la humedad de la biomasa de origen no resulta un inconveniente. El proceso permite concentrar el poder energético de la biomasa de origen en un biocombustible sólido rico en carbón (hasta un 85%) y generar agua fertilizada que puede ser reaprovechada en riego. Además, el proceso genera calor, que puede ser reutilizado en nuevos ciclos.
Este producto tiene un poder calorífico similar o superior al carbón tradicional, de hasta 30 MJ por kilogramo. Puede utilizarse en calderas industriales de mediano tamaño, de entre 100 kW y 1 MW, para sistemas de cogeneración de calor y electricidad y en estufas para calefacción domiciliaria. También puede utilizarse como energía en procesos industriales de la metalurgia, entre otros.
Cabe destacar que el mercado de los pellets para termo-estufas aumentó de 29 mil toneladas en 2013 a 45 mil toneladas en 2014 y se calcula que hay al menos unas 6 mil toneladas faltantes. Un kilo de pellets cuesta entre $180 y $200 y un litro de parafina cuesta en torno a los $720. Sin embargo, un kilo de un biocarbón de alta calidad elaborado a partir de residuos, tiene un poder calorífico muy superior al pellet y cuesta entre $75 y $150.
Además, en conjunto con el Centro de Tecnologías para Energía Solar se evalúa el uso de energía solar para aumentar la rentabilidad del proceso y su independencia de recursos fósiles.
Entre los residuos que se pueden utilizar para generarlo están los desechos de las industrias hortofrutícola, vitivinícola y forestal. Además, se pueden emplear los lodos de las plantas de tratamiento de agua, efluentes de celulosa o sedimentaciones de la piscicultura.
Además de producir biocarbón, esta tecnología permite generar otros productos de valor agregado.
La tecnología de carbonización hidrotermal se usa principalmente en la producción de biocarbón para la combustión (con un precio aproximado de US$100 por ton) a partir de lodos, poda, cortezas, residuos domésticos, etc. Pero tiene una alta versatilidad de aplicaciones. Entre ellas, el hidrolizado de proteína como alimento para animales (US$1.600 por ton). Además, es posible generar materiales de carbón activo (US$1.000 – 2.000 por ton), que se utiliza en filtros para la depuración de agua, absorción de CO2 o como absorbente de bajo costo para aguas contaminadas con uranio, cobre o cadmio.
También es posible producir carbón negro (US$1.000 por ton), que tiene la capacidad de incrementar la eficiencia de células de combustible, y cuyo uso está siendo estudiado para el almacenamiento de energía, células energéticas o tecnologías de cromatografía, con un mercado potencial de US$90 mil millones.
El objetivo es desarrollar procesos basados en la carbonización hidrotermal para la valorización de residuos en Chile y en otros mercados en Latinoamérica. De hecho, se avanza en la investigación y optimización del uso de la carbonización hidrotermal para la valorización de residuos de la industria agrícola y alimenticia de Brasil.
Por otra parte, Fraunhofer Alemania sigue investigando para optimizar este proceso, incorporando una atmósfera de vapor en vez de un medio acuoso, que constituya una solución más eficiente para el uso de residuos secos.