Oportunidades en el marco de la nueva bioeconomía

Un aprovechamiento eficiente y sostenible de subproductos orgánicos a través de modelos circulares evitando su disposición en vertederos, es uno de los objetivos de la bioeconomía para hacer frente al desafío de la escasez de recursos biológicos en el horizonte del 2050.

La bioeconomía se define como el conjunto de actividades económicas que usan recursos renovables de origen biológico, tanto terrestres como de origen marino, para la producción de alimentos, piensos, biomateriales, productos químicos y bioenergía.

Debido a varios factores como el crecimiento poblacional y el agotamiento de los recursos fósiles, se producirá un incremento en la demanda de materias primas orgánicas y una mayor competencia entre los sectores de la bioeconomía que está forzando a los distintos gobiernos a posicionarse y definir una estratégica en materia de bioeconomía.

En el horizonte 2050, todos los sectores pertenecientes a la bioeconomía deberán producir eficientemente y realizar un uso integral y sostenible de sus materias primas orgánicas, y adoptar o desarrollar nuevas alternativas para reutilizar o transformar los residuos actuales en materias primas secundarias y/o nuevos (bio)productos que se incorporarán progresivamente al mercado con el apoyo de las políticas de compra pública y otros incentivos.

Biotecnología para la sostenibilidad

En este contexto de la bioeconomía, la tecnología de digestión anaerobia es reconocida como una tecnología robusta para la valorización sostenible y circular de subproductos orgánicos, y es ampliamente utilizada e implementada a nivel industrial en Europa para la producción de biometano y digeridos para su aplicación como fertilizante.

Diagrama de la digestión anaerobia bajo el prisma de la economía circular. Fuente: Ainia, adaptado de Ellen MacArthur Foundation.

Pero las posibilidades de la digestión anaerobia van más allá del modelo clásico. La evolución de la digestión anaerobia a una tecnología upstream de residuos heterogéneos para la masiva de plataformas químicas y su posterior transformación en bioproductos constituye una tendencia destacada que seguirá creciendo en los próximos años.

Concretamente, AINIA propone desplegar la digestión en un sistema en dos fases de fermentación separadas para obtener un mayor número de productos diferentes. Siguiendo este modelo es posible obtener plataformas tales como, ácidos grasos volátiles (AGVs), CO₂, metano y digerido, que pueden a su vez ser transformadas en diferentes productos finales mediante la integración de diferentes procesos biotecnológicos.

[themeone_quote color=»accent-color1″] Este sistema basado en la digestión anaerobia en dos fases permitiría la obtención de un portfolio de productos finales más amplio, incluyendo biofueles, calor, electricidad, ingredientes para alimentación, biomateriales y productos químicos. [/themeone_quote]

De esta manera, una instalación en donde la digestión anaerobia representa el núcleo del proceso y de una forma integrada se agreguen diferentes procesos biotecnológicos de transformación de las diferentes plataformas en productos finales, permitiría la explotación integral de un subproducto siguiendo un esquema de biorrefinería. Lo que representaría una contribución real para un desarrollo sostenible y competitivo, a pesar de que todavía existen retos técnicos y científicos a superar o resolver para alcanzar la completa valorización de residuos de forma efectiva y sostenible.

La clave para mejorar la sostenibilidad económica y ambiental de los procesos de transformación de los subproductos orgánicos en energía renovable, alimentos, piensos, fertilizantes y/o químicos, pasa por el desarrollo de nuevos procesos y la demostración de estos u otros ya existentes.

Así, el desarrollo de proyectos como URBIOFIN (H2020-BBI-JTI-2016), cuyo principal objetivo es la demostración de una innovadora biorrefinería integrada -donde la digestión anaerobia en dos fases juega un papel muy relevante- para la transformación de la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales en nuevos productos biobasados (productos químicos, biopolímeros o aditivos), es de gran importancia para promover un desarrollo sostenible.

Diagrama del proyecto URBIOFIN bajo el prisma de la economía circular. Fuente: AINIA, adaptado de Ellen MacArthur Foundation.

Bajo este modelo, se integran diferentes procesos de base biotecnológica que permiten por un lado que la mayor parte de los nutrientes presentes en la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales se puedan devolver a la biosfera ya que se capturan en los productos fertilizantes. Y, por otro lado, la mayor parte del carbón orgánico contenido en el sustrato se transforma en composites plásticos biodegradables y en bioetileno.

De forma similar al modelo industrial petroquímico, URBIOFIN se basa en la utilización de todas las fracciones o componentes de un sustrato dado; en este caso la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales. Aunque, comparando los productos bio-basados obtenidos en URBIOFIN con sus homólogos basados en el petróleo, se puede observar una alta reducción en el consumo de recursos fósiles, lo que contribuiría a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y su impacto en el cambio climático.