NEWAPP, estudio de la valorización de residuos alimentarios a través de carbonización hidrotermal (HTC)

Los restos del desayuno como pieles de naranja, plátano, poso de café, etc., o en general restos de comida se engloban en los restos de biomasa húmeda. Hoy en día es difícil valorizar estos residuos. Por esto la Unión Europea financia con 1.76 millones de euros el proyecto NEWAPP que evalúa el aprovechamiento de este tipo de biomasa sobre la base del proceso de carbonización hidrotermal (hydrothermal carbonization, HTC).

El proyecto NEWAPP busca residuos de biomasa infravalorados, estudia su transformación mediante el proceso HTC y optimiza posibles aplicaciones para el producto. El proceso HTC tiene la ventaja de poder emplear biomasa húmeda sin secar. Se lleva a cabo en presencia de agua a temperaturas moderadas, alrededor de 200 ºC, en un reactor a presión. La presencia de agua no quiere decir que este proceso consuma agua, al contrario. El proceso produce agua por deshidratación química y física, y concentra el contenido de carbono en el producto sólido. El producto final es un carbón tipo lignito.

El estudio lo lleva a cabo un consorcio integrado por tres grupos de socios: asociaciones de pymes, pymes y organizaciones de investigación. El proyecto NEWAPP se desarrolla para el apoyo de pymes dentro del séptimo programa marco. Las asociaciones EUBIA, BVSE y ACR+, se sientan en la silla del conductor en este proyecto, tienen el control y los derechos en los resultados. EUBIA es la asociación europea de la industria de biomasa, BVSE es la asociación federal alemana de materias primas de fuente secundaria y gestión de residuos y ACR+ es la asociación de ciudades y regiones para el reciclaje y la gestión sostenible de recursos con sede en Bruselas. Los pymes son Ingelia, empresa valenciana, y Terra Preta, empresa alemana. De las tareas de investigación están encargados el Instituto de Tecnología Química (ITQ), instituto mixto de la Universitat Politècnica de València y el CSIC, el TTZ Bremerhaven y la Universidad Técnica de Dinamarca.

Ingelia es el pilar más importante en el proyecto ya que ellos son los propietarios de la tecnología HTC que llevan desarrollando junto con el ITQ desde 2009. Ellos prestan su planta piloto construida en Nàquera, Valencia, para los ensayos del proyecto a escala de toneladas. Por otro lado, Terra Preta es una pequeña empresa que se dedica a la elaboración de mantillo mezclando diferentes componentes. Su participación en el proyecto indica que se baraja la aplicación del carbón HTC producido como acondicionador de suelos. Por su composición química tiene una afinidad elevada con el agua en comparación con el carbón fósil lo que contribuye a la retención de agua en el suelo. Sin embargo, la aplicación más concreta y con mayor volumen es la de carburante sólido. Como ya se ha mencionado anteriormente, el proceso HTC es la concentración de biomasa manteniendo eficientemente el carbono y la energía en el sólido.

Después de un año de trabajo en el proyecto NEWAPP se ha concluido la primera fase del proyecto que consistió en la selección de cinco residuos de biomasa y la evaluación de la introducción de posibles productos en el mercado. Para la elección de los residuos se aplicaron unos criterios como volumen de producción y contenido en materia orgánica lignocelulósica. Sobre todo se investigó si el residuo tenía una manera de explotación establecida y/o su eliminación era problemática para la sociedad y el medio ambiente. Con estos parámetros se llegó a considerar los siguientes residuos: residuos de poda y hierbajo, residuos de comida, la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos, lodos de depuradora y el digestado de una planta de biogas.

Actualmente se está procesando estos residuos de biomasa acompañado de un gran esfuerzo analítico. Se está cuantificando la entrada de biomasa a la planta y las salidas de los productos sólidos, líquidos y gaseosos. El producto sólido es el carbón HTC. El líquido es el agua del proceso. Durante el proyecto se estudia su concentración por ósmosis inversa y su aplicación como fertilizante. El proceso HTC extrae nutrientes valiosos de biomasa como por ejemplo el potasio. Como gas se produce dióxido de carbono por descarboxilaciones químicas, pero en cantidades muy pequeñas.

En los últimos meses se instaló equipamiento para medir exactamente la energía térmica transferida al reactor. Los datos producidos en los ensayos serán utilizados en el proyecto para el análisis del ciclo de vida del proceso HTC con el tipo de planta de Ingelia. Además se propondrá unos estándares para materias primas y productos del proceso HTC según sean los resultados. Otro objetivo es la elaboración de un plan de negocio.

La aplicación más prometedora del carbón HTC es su uso como carburante sólido. En este aspecto cumple la mayoría de los límites de la norma EN 14961-6 para pellets procedentes de biomasa en uso no industrial. El valor a vigilar y ajustar es el contenido de cenizas. Este asunto se abarca de varias maneras. Se instaló unidades de tratamiento después del proceso basado en diferentes densidades. Sin embargo, pequeñas partículas de cenizas pueden estar pegadas al carbón. Estas deben ser extraídas por métodos químicos. El tratamiento químico se está estudiando en el ITQ en el marco del proyecto NEWAPP con avances muy positivos.

El tema HTC atrae a productores de residuos e inversores de la misma manera que a productores de carburantes sólidos como se ha observado en el primer workshop del proyecto NEWAPP (Disponible en YouTube). Este workshop se celebró en noviembre en Valencia con asistentes de España y de Italia. El evento fue inaugurado por el Secretario Autonómico de Infraestructuras, Territorio y Medio Ambiente, el Ilmo. Sr. D. Victoriano Sánchez-Barcáiztegui. Se presentó el proyecto NEWAPP y se destacaron propiedades claves del proceso HTC y de la tecnología desarrollada por Ingelia. El workshop contó con contribuciones externos como la Dirección General de Calidad Ambiental de la Generalitat Valènciana, la Smarty Agency (Italia) y la CPL Industries (Reino Unido). Una de los conclusiones destacadas fue que el mercado de biocarburantes sólidos está preparado para recibir la llegada del carbón HTC. Una segunda edición de este workshop se celebrará en marzo de 2015.

Inicialmente el proyecto NEWAPP ha sido una apuesta de la Unión Europea. Los primeros resultados que genera y la resonancia que percibe demuestran que la apuesta ha sido acertada. El proyecto NEWAPP puede ser seguido en la página web www.newapp-project.eu/es/, donde se publicarán todos los avances del proyecto y los resultados obtenidos.

Foto: Apertura del primer Workshop del proyecto. De izq. a der. Michael Renz (ITQ), Victoriano Sánchez-Barcáiztegui (Secretario de Infraestructuras y Medio Ambiente de la Generalitat Valenciana), Marisa Hernández (Ingelia).