La innovación en tecnologías limpias ofrece soluciones revolucionarias para enfrentar uno de los desafíos más apremiantes de nuestra era: la gestión de los residuos y la reducción de su impacto ambiental. Estos avances tecnológicos están transformando la forma en que abordamos la problemática de los residuos, proporcionando herramientas más eficientes y sostenibles para su tratamiento. Desde métodos de reciclaje avanzados hasta su conversión en energía y otros productos de alto valor añadido, la investigación está abriendo nuevas fronteras en la búsqueda de alternativas que promuevan la circularidad en este campo.
Entre las nuevas soluciones destinadas a minimizar el impacto ambiental ligado a la gestión de los residuos, destacan especialmente aquellas alternativas capaces de lidiar con todo tipo de deshechos, incluso los más complejos o no reciclables. Este es el caso de la valorización energética, una tecnología segura y viable para tratar una amplia variedad de residuos complejos y transformarlos en energía. Valorizar los residuos puede contribuir significativamente a reducir la emisión de gases de efecto invernadero, pues por un lado reduce las emisiones asociadas a la descomposición de los residuos en vertedero, y por otro genera energía renovable y sostenible para diferentes usos, ayudando a descarbonizar el mix energético.
La gran variabilidad y heterogeneidad de los residuos que pueden ser valorizados abre infinidad de oportunidades en lo que a generación de valor añadido se refiere, pero entraña también una serie de desafíos aún pendientes de abordar. Para comprender mejor de qué manera se está trabajando en una mejor gestión de los residuos desde el campo de la investigación, hablamos con tres expertos en el área: Félix Marín Andrés, responsable de Desarrollo y Transferencia de Tecnología en IMDEA Energía; Marcelo F. Ortega Romero, profesor Titular de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía de la Universidad Politécnica de Madrid y Amaya Arteche Calvo, Responsable de Estrategia en Economía Circular y Estrategia, Mercado y Tecnología en TECNALIA. Desde sus diferentes ámbitos, arrojan luz sobre la creciente relevancia que la valorización energética está cobrando y las ventajas atribuidas a su utilización.
El punto de inflexión a nivel investigador que puso el foco sobre el hallazgo de soluciones en pro de la sostenibilidad, se produjo cuando se empezó a reconocer la necesidad de alcanzar objetivos relacionados con la economía circular, explica el profesor Marcelo F. Ortega. En el ámbito de la gestión de los residuos, este cambio movilizó esfuerzos por parte de centros de investigación y universidades para desfosilizar el sector industrial, reconociendo las oportunidades para darles una segunda vida y generar valor. “Este impulso ha catalizado importantes avances en la búsqueda de soluciones más sostenibles para contribuir a un futuro descarbonizado y eficiente”, sostiene el experto.
Félix Marín, por su parte, aclara que en el actual panorama investigador están apareciendo numerosas tecnologías de valorización energética. Los nuevos proyectos, que tienen en común el transformar un residuo cuya mera existencia causa problemas en un bien útil, permiten aplicar procesos novedosos y ampliar el campo de aplicación a muy diferentes tipos de residuos. “Si se adopta una mirada amplia, podemos identificar, tanto tecnologías para seguir utilizando aquello que no da las prestaciones necesarias pero aún tiene vida útil, como tecnologías para aprovechar residuos no reciclables y transformarlos; ya sea en energía, en productos químicos o para recuperar materiales valiosos y sustituir a los de origen natural”, señala Marín.
En línea con la economía circular, la valorización otorga a los residuos una segunda vida, reduciendo el vertido de residuos y las emisiones contaminantes.
Llevado al terreno de aplicación, el éxito en la implementación de proyectos de valorización va a depender en gran medida de la correcta realización de un análisis exhaustivo, tal y como sugiere Amaya Arteche. “Un análisis correcto del proyecto es crucial para garantizar el éxito y la viabilidad del mismo”. Junto con ello, el principal reto técnico está en conseguir una adecuada integración de las distintas tecnologías requeridas para alcanzar una alta eficiencia del proceso global. “La selección de las tecnologías adecuadas a cada caso concreto es fundamental, porque cada tecnología tiene sus ventajas e inconvenientes. En TECNALIA abordamos cada proyecto de I+D seleccionando las mejores tecnologías, considerando la disponibilidad de residuos, la eficiencia energética y los impactos ambientales asociados”, asegura.
La gran complejidad tecnológica que supone alcanzar una elevada eficiencia es precisamente el eslabón que mantiene en continuo desarrollo el campo de la investigación. Seguir desarrollando tecnologías, mejorar aquellas existentes y superar la barrera que hay entre los desarrollos a nivel de laboratorio y su aplicación a escala industrial son algunos de los retos más apremiantes. A ello se suma la incertidumbre derivada de la implantación industrial de los nuevos hallazgos. Contra esto, Arteche pone de manifiesto la necesidad de poder disponer de plantas piloto de cierto tamaño que permitan testear las tecnologías para reducir dicha incertidumbre. “Aquí el apoyo económico industrial e institucional es fundamental”, remarca.
En esta misma línea, Marcelo F. Ortega coincide en los beneficios de testar correctamente la tecnología para, posteriormente, agilizar ese salto de los proyectos piloto a la escala industrial. “Toda investigación y todo proyecto en el cual se estén haciendo pruebas es ya una garantía de que la tecnología se está mejorando. Los centros deben buscar financiación para testar las innovaciones que tienen potencial. De esta manera podrán hallar errores significativos y optimizarlas para que sean económicamente viables y confiables para el mercado”.
En el caso concreto de los deshechos orgánicos, se están produciendo importantes avances, tanto desde universidades y centros de investigación, como desde un creciente número de empresas de diversos tamaños. Félix Marín apunta que en el campo de la investigación aplicada, la industria y la academia colaboran en el desarrollo de los mejores procesos para separar residuos y eliminar sustancias peligrosas, aplicando procesos específicos a cada una de las fracciones. “Aquellos procesos más agresivos, como la pirólisis o la gasificación, se emplean para aquellas fracciones de los desechos para las que no existen otras alternativas, aplicando además técnicas de mejora o upgrading de los productos intermedios generados para que cumplan plenamente con su finalidad”.
"Es necesario poder disponer de plantas piloto de cierto tamaño que permitan testear las tecnologías y reducir las incertidumbres antes de su implantación a nivel industrial", destaca Amaya Arteche, Responsable de Estrategia de Economía Circular y Estrategia, Mercado y Tecnología en TECNALIA.
Las innovaciones en materia de valorización energética, sumadas a los procesos de digitalización y otras tecnologías emergentes, están revolucionado muy positivamente las tareas de gestión y tratamiento de los residuos, permitiendo una mayor eficiencia, una reducción considerable de costes, ampliar el espectro de posibilidades para su aplicación y haciendo posible un mejor cumplimiento de la legislación y los objetivos actuales en materia de reducción de depósito en vertedero.
En TECNALIA trabajan activamente con tecnologías de pirólisis, gasificación y torrefacción de residuos orgánicos y plásticos para su valorización energética. “Las innovaciones más relevantes que estamos obteniendo en los proyectos de I+D relacionados con tecnologías de valorización energética de residuos orgánicos están relacionadas con la obtención de combustibles alternativos a los actuales, principalmente para los sectores marítimo y de aviación; así como reducir el volumen de los mismos, en algunos casos superior al 95%. En relación a la valorización no energética, se están obteniendo materiales y productos químicos que pueden ser aprovechados en otros sectores, como adhesivos, recubrimientos, detergentes, polímeros, etc.”, destaca Amaya Arteche.
La Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía de la Politécnica de Madrid actualmente se enfoca en la producción de biometano, biocombustibles y biofertilizantes. A sabiendas del enorme potencial biomásico español, desde la Escuela buscan nuevos recursos energéticos, tratando de encontrar elementos que ayuden al establecimiento de nuevas tecnologías energéticas renovables a partir de residuos. Ejemplo de ello es su coordinación en un proyecto europeo de producción de biometano vehicular con purines de cerdo. Así, “un subproducto como el purín generado en una granja puede transformarse en biocombustible apto para vehículos o maquinaria agrícola. “Además, gracias al uso de microalgas para el upgrading de biogas a biometano estas microalgas pueden ser aprovechadas como fertilizante orgánico”, explica Marcelo F. Ortega.
Buscando ampliar el campo de aplicación de la valorización a diferentes tipos de residuos, en IMDEA Energía trabajan en la obtención de combustibles como queroseno, bioetanol o hidrógeno a partir de biorresiduos, incluyendo residuos sólidos urbanos, vegetales urbanos y agroindustriales. “También utilizamos la materia orgánica de aguas residuales para producir biogás, residuos animales para producir combustibles como el gasóleo o proyectos más ambiciosos que acoplan diversos procesos como la valorización de CO2, la depuración de aguas y la fijación de nitrógeno, aunque están más lejos de la aplicación en el mercado”, sostiene Félix Marín.
"España es uno de los países líderes en investigación sobre valorización energética gracias a una creciente tendencia por maximizar el valor de los residuos", afirma Marcelo F. Ortega, Profesor Titular de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía de la Universidad Politécnica de Madrid.
Según algunos estudios, en España aún se depositan en vertedero cerca de la mitad de los residuos que podrían ser valorizados energéticamente. Una tendencia que solamente se puede revertir mediante políticas capaces de crear un entorno favorable y promuevan, tanto una menor generación de residuos, como la conversión en energía renovable de los mismos. Con marcos legales que impulsen la inversión y campañas educativas que informen a la sociedad sobre la importancia de una valorización energética correcta y segura, su implementación podría acrecentarse sobremanera.
En esta línea, preguntamos a los expertos por la relevancia que tienen actualmente las políticas gubernamentales y los incentivos económicos en el impulso de nuevos proyectos de valorización. Amaya Arteche sostiene que resultan fundamentales para el impulso de nuevas iniciativas para lograr una correcta gestión integral de los residuos. “Las políticas gubernamentales establecen las reglas del juego y existen normativas específicas que fomentan la valorización energética, al priorizarla en la jerarquía de residuos. Además, definen objetivos europeos, nacionales y regionales en materia de energía y medio ambiente. Como no puede ser de otra manera, los proyectos de valorización se alinean con los objetivos de reducción de emisiones y la transición energética hacia fuentes renovables limpias y eficientes”, apunta.
La valorización energética debe ser considerada un eslabón esencial para cerrar el ciclo de la economía circular.
Asimismo, la experta enfatiza que desde el punto de vista industrial, resulta fundamental crear un marco regulatorio favorable que simplifique los procesos administrativos y agilice la obtención de permisos y licencias para implantar estas tecnologías. Junto con ello, Arteche estima crucial “fomentar la investigación y desarrollo; reducir los riesgos financieros mediante subvenciones, préstamos con intereses bajos, garantía de préstamos o créditos fiscales; e impulsar la colaboración público-privada”.
En representación de IMDEA Energía, Félix Marín expone que las políticas gubernamentales deben contribuir a financiar el desarrollo de las tecnologías más innovadoras y “establecer hojas de ruta que sirvan de guía, aportando estabilidad regulatoria y criterios de evaluación económica estables que limiten la incertidumbre sobre la rentabilidad de las inversiones empresariales”. El experto sostiene que los procesos están en continua mejora y la progresión de la investigación se está abordando desde diferentes perspectivas: innovación radical, que consiste en desarrollar tecnologías completamente novedosas, e innovación incremental, que acostumbra a realizarse en colaboración con la industria para ir mejorando paulatina y progresivamente los procesos y su control.
Como hemos podido comprobar, el potencial de la valorización energética es enorme, y su desarrollo fundamental para avanzar hacia un modelo económico circular. Al brindar la posibilidad de transformar los residuos en recursos de manera sostenible, evitando su deposición en vertedero y generando diferentes subproductos de alto valor añadido, la tecnología de la valorización debe considerarse un eslabón esencial para cerrar el ciclo de los materiales.
En este sentido, cobran especial relevancia las nuevas herramientas digitales, ya que soluciones como la IA, la visión artificial o la robótica permiten optimizar la separación, clasificación y aprovechamiento de los residuos, facilitando su separación selectiva para mejorar el rendimiento en los procesos de valorización posteriores. Amaya Arteche enfatiza la importancia de los sistemas de IoT, “como la sensórica física, el soft-sensing, la sensórica cuántica o el pasaporte digital, además de herramientas como la computación en la nube, que están mejorando considerablemente la eficiencia operativa”.
De cara a los próximos años, Arteche asegura que la valorización de residuos será esencial, pues presenta numerosos beneficios más allá del punto de vista medioambiental. “Del lado económico y social permite mayor independencia energética y de materia prima, creación de empleo, diversificación de mercado, desarrollo de nuevos negocios, mejora de la calidad de vida y un fuerte apoyo a lo local, entre otros”, sintetiza.
El profesor Marcelo F. Ortega expone que “la valorización se encuentra en auge porque tenemos tres retos apremiantes: lidiar con nuestros residuos, emitir menos contaminantes y ser independientes energéticamente”. Un enfoque que refleja la importancia creciente de incentivar la búsqueda de soluciones viables y sostenibles para abordar los desafíos ambientales y energéticos que enfrentamos en la actualidad.
Con la mirada puesta en el futuro, Félix Marín acentúa el imperativo de que la sociedad en su conjunto realice una firme apuesta por la economía circular, adoptando un nuevo enfoque que promueva la gestión responsable de los residuos e impulse un desarrollo económico más sostenible y consciente. En palabras del experto, “se trata de realizar las inversiones necesarias para valorizar los residuos mediante procesos de reducido impacto ambiental; generar productos más sostenibles mediante el ecodiseño y buscar alternativas más respetuosas con el medio ambiente”.
"El futuro pasa por una firme apuesta de la sociedad en su conjunto por la economía circular", concluye Félix Marín, Responsable de Desarrollo y Transferencia de Tecnología en IMDEA Energía.
De esta manera, con una base científica que lo respalda, podemos afirmar que la valorización de residuos emerge hoy como una respuesta clave ante los desafíos más apremiantes de nuestro tiempo. Una tecnología que está permitiendo adoptar enfoques y técnicas transformadoras para alcanzar un nuevo paradigma en la gestión de los residuos, pero que a su vez enfrenta aún retos notorios. Tras repasar algunos hitos significativos y ahondar en los aspectos a mejorar, podemos sintetizar en tres las claves para aprovechar al máximo los beneficios de estos tratamientos y reducir el vertido de residuos: priorizar la inversión en investigación, desarrollo e innovación de nuevas tecnologías de valorización, mejorar la percepción pública de esta tecnología y establecer ayudas y marcos regulatorios que allanen el camino para desenvolver por completo su potencial. Combinadas, se presentan como una oportunidad única para redefinir el concepto de residuo, pues el futuro circular solo entiende de recursos.
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