Estudio prueba la efectividad de los residuos de manzana para producir biogás

Científicos de las universidades de Campinas (Unicamp) y Federal del ABC (UFABC), en el estado de São Paulo, Brasil, utilizaron con éxito el bagazo de manzana para producir biogás. Esta investigación, que salió publicada en la revista Biomass Conversion and Biorefinery, se inserta en la filosofía de “economía circular”, cuyos principios son la baja de costos, el cierre de los ciclos de producción de residuos y el avance de la reutilización y el reciclado de bioenergía y biomateriales.

Las manzanas se ubican entre las frutas más consumidas en todo el mundo, tanto in natura como procesadas en jugos, vinagre y sidra, entre otros productos. Pero los subproductos que genera la industria a menudo se desechan sin ninguna aplicación posterior. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la producción mundial de manzanas en 2020 fue de casi 86,5 millones de toneladas. China (con el 46,85 %), Estados Unidos (con un 5,38 %) y Turquía (con el 4,97 %) son los productores más destacados.

“Las biorrefinerías con tecnología de digestión anaeróbica generan energía eléctrica y térmica, reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y ponen en valor a los residuos, que se convierten en abono orgánico”, explica Tânia Forster Carneiro, quien culminó su doctorado en ingeniería de procesos industriales en la Universidad de Cádiz (España) en el año 2004 y que actualmente es docente de la Facultad de Ingeniería de Alimentos (FEA) de la Unicamp, en el área de bioingeniería y biotecnología.

Tal como explica la investigadora, la digestión anaeróbica o digestión anaerobia es un proceso microbiológico que comprende el consumo de nutrientes y la producción de metano. La modalidad seca (con una concentración total de sólidos dentro del reactor superior al 15 %) está considerada como un tratamiento interesante de los residuos orgánicos sólidos y una destinación final más adecuada ambientalmente cuando se la compara con los rellenos sanitarios.

Los resultados muestran un rendimiento de 36,61 litros (L) de metano por kilo de sólidos removidos, lo que puede generar 1,92 kilovatios hora (kWh) de electricidad y 8,63 megajulios (MJ) de calor por tonelada de bagazo de manzana. La bioenergía recuperada por la industria podría aportar un 19,18 % de la electricidad y 11,15 % del calor en los gastos operativos del reactor. De este modo, los biocombustibles y la bioelectricidad pueden hacer su contribución a las políticas públicas, y disminuir el consumo de combustibles fósiles y la emisión de gases de efecto invernadero procedentes de los residuos orgánicos.

La transición energética

El grupo de investigación constató que la emisión que se evita de gases de efecto invernadero generados por el biogás representó 0,14 kilogramo (kg) de dióxido de carbono (CO2) equivalente de electricidad y 0,48 kg de CO2 equivalente de calor por tonelada de bagazo de manzana.

“La tecnología de digestión anaeróbica es estable y puede implementarse en industrias de pequeña y mediana escala, ayudando en la transición hacia la economía circular y ofertando una mejor destinación para los residuos de frutas, lo que constituye una alternativa para la puesta en valor de los subproductos, con beneficios para la cadena productiva”, dice Forster Carneiro.

Este trabajo también lleva las firmas de los estudiantes e investigadores de la FEA-Unicamp Larissa Castro Ampese (doctoranda), William Gustavo Sganzerla (doctorado directo), Henrique Di Domenico Ziero (doctorando) y Josiel Martins Costa (posdoctorado), aparte de la del profesor Gilberto Martins (del Centro de Ingeniería, Modelado y Ciencias Sociales Aplicadas de la UFABC). Las investigaciones contaron con una serie de apoyos de la FAPESP (18/14938-4, 19/26925-7 y 21/03950-6).

Forster Carneiro y Sganzerla publicaron recientemente un artículo sobre a tecnología de digestión anaeróbica que produce metano con base en el bagazo de malta de la industria cervecera, en el cual demuestran minuciosamente la ganancia de energía eléctrica y térmica mediante cálculos de balance de masa y de energía de todos los flujos de entrada y salida. Por cada tonelada de bagazo de malta, es posible producir 0,23 megavatio hora de energía eléctrica (lea más en: agencia.fapesp.br/39114/).