¿Qué son los residuos vegetales y para qué se utilizan?

En muchas urbes de todo el mundo, los restos de las podas y los trabajos de jardinería terminan cada año en los vertederos. Allí se descomponen y liberan grandes cantidades de gases de efecto invernadero (GEI), como metano y óxidos nitrosos, que calientan la atmósfera y aceleran el cambio climático. Mientras tanto, en zonas rurales alejadas de estas ciudades, millones de agricultores sufren las consecuencias de la baja fertilidad del suelo.

Las malas cosechas y los bajos ingresos forman un círculo vicioso que les impide prosperar y salir de la pobreza. Sin embargo, los problemas de la ciudad y los del campo pueden tener una misma solución. Una que se basa en el aprovechamiento de los residuos vegetales. En Perú, por ejemplo, los residuos de Lima se han utilizado para generar biocarbón con el que fertilizar los suelos de las zonas rurales, y favorecer así un sistema sostenible basado en la economía circular. 

Y esta es solo una de las muchas vidas que pueden tener los residuos vegetales, la materia degradable que deja atrás la jardinería. Estos residuos pueden utilizarse para alimentar calderas de biomasa y, en los últimos años, diferentes proyectos trabajan para convertirlos también en combustibles para el transporte.

Los residuos vegetales son materia orgánica degradable, es decir, materia que se puede descomponer por acción biológica, por el efecto del sol, del agua o de microorganismos. Entran dentro de la clasificación, más general, de biorresiduos, que abarcan cualquier otro residuo orgánico, como los restos de los alimentos.

“A la hora de entender qué es un residuo vegetal, debemos tener en cuenta que no son residuos domésticos, sino residuos que se generan de actividades como la jardinería, la poda y la agricultura”, explica Patricia Pizarro de Oro, profesora de Ingeniería Química en la Universidad Juan Carlos e investigadora en la Unidad de Procesos Termoquímicos del Instituto IMDEA Energía.

“Al no ser residuos domésticos, no se desechan en los contenedores habituales que vemos en las calles de ciudades y pueblos. Deben separarse de forma conveniente en su origen, en primer lugar, por su volumen, normalmente mayor que el de otro tipo de residuos, y en segundo lugar para que pueda hacerse una gestión correcta de los mismos”, explica esta experta.

No gestionar correctamente estos residuos puede traer consecuencias. Si se acumulan y descomponen (como sucede en numerosos vertederos de diferentes lugares del mundo), pueden generar problemas de olores, plagas e incluso enfermedades. En los terrenos agrícolas, pueden dificultar que crezcan los cultivos o impedir que el ganado se alimente.

“Además, entra en juego el valor del recurso. Hoy en día se está estudiando el valor de estos residuos como materia prima para obtener fertilizantes y fuentes de energía, como respuesta a la demanda de soluciones para lograr la economía circular y la transición energética”, señala Pizarro.

El presente: del compost a las calderas de biomasa

En la actualidad, los residuos vegetales se utilizan sobre todo para fabricar compost. El proceso de descomposición de los vegetales genera un material orgánico rico en nutrientes que se deposita sobre los terrenos para enriquecer y nutrir el suelo. Esta es la base, por ejemplo, del ya finalizado proyecto B4SS, que utilizó los residuos orgánicos de Lima para fertilizar los suelos de las zonas rurales del país.

Los residuos vegetales son muy demandados, también, para alimentar las calderas de biomasa. En los últimos años, estas calderas han ido sustituyendo las de diésel o fuelóleos porque tienen un buen contenido energético, es decir, un alto poder calorífico, y son más ecológicas y sostenibles. Su funcionamiento es muy parecido a las de gas o gasóleo. Se introduce una materia prima en el quemador y se controla la combustión en función de las necesidades del usuario. Por lo general, el calor se trasfiere al sistema de agua caliente sanitaria, para proporcionar calefacción o agua caliente.

“Las calderas de biomasa despertaron un gran interés porque permiten ir desplazando los combustibles fósiles al sustituirlos por la biomasa. Su eficiencia y sostenibilidad depende en gran medida del tipo de residuo vegetal que se utilice. Los sistemas más respetuosos con el medioambiente son los que utilizan pellets de muy alta calidad, que tienen un alto contenido energético y dejan muy poco residuo”, señala Pizarro.

“En la combustión de esta masa en la caldera se sigue generando dióxido de carbono (CO2), el principal gas responsable del efecto invernadero, pero el que se libera equivale a la cantidad que la planta había consumido previamente durante su crecimiento. Entonces, al final, el balance neto es cero”, explica la investigadora. “Lo que la planta consumió durante su crecimiento, se libera en la quema”.

Este tipo de combustión se puede utilizar tanto en calderas individuales como colectivas (para alimentar un conjunto de edificios, por ejemplo). Además, puede usarse a nivel industrial. En muchos países en vías de desarrollo, sigue siendo la principal fuente de energía.

El futuro: el potencial de los residuos vegetales

En la actualidad, empresas e investigadores estudian con atención la opción de utilizar los residuos vegetales como materia prima para crear otro tipo de combustibles que puedan sustituir a los fósiles.  “Al fin y al cabo, y aunque tienen otros elementos, los residuos vegetales están formados sobre todo por carbono e hidrógeno, los componentes de los combustibles”, asegura la investigadora de la Universidad Juan Carlos.

“El Instituto IMDEA Energía, por ejemplo, lleva tiempo trabajando en la valorización de residuos vegetales. Ahora mismo tenemos proyectos en los que tratamos de obtener combustibles líquidos que podrían utilizarse en el transporte”, explica Pizarro.

El recientemente finalizado proyecto BIO3, por ejemplo, se basa en un proceso denominado pirólisis, que consiste en descomponer la materia orgánica a temperaturas en torno a los 500 oC y los 600 oC y en ausencia de oxígeno, para que no se queme. La descomposición genera tres tipos de productos: uno sólido, un gas y otro líquido.

El sólido es un residuo carbonoso, una especie de carbón que se conoce como char o biochar. Se trata del biocarbón que se utilizó en el proyecto de aprovechamiento de los residuos vegetales de Lima.

“Luego tenemos una fracción de gases que también tienen cierto poder combustible, pero lo que nos interesa en nuestros proyectos actuales es la fracción líquida, un aceite que es una mezcla de multitud de compuestos orgánicos. Mediante tratamientos catalíticos, podemos mejorar sus propiedades para que se asemejen a las de la gasolina o el gasóleo, los combustibles empleados en el sector de transporte”, sostiene Pizarro.

Actualmente, la pirólisis térmica genera ya un aceite que se emplea en calderas, pero que no tiene la calidad suficiente para ser utilizado en el sector del motor. El aceite sometido a tratamientos catalíticos que sí puede transformar el mundo del transporte, aclara Pizarro, todavía está en fase de desarrollo. 

“Pero en cuanto se encuentren las condiciones de reacción adecuadas y un catalizador activo y, sobre todo, estable, sí puede llegar a ser realidad. De hecho, está cada día más cerca”, señala la experta, dejando claro que la valoración de los biorresiduos puede dar pasos en firme, en los próximos años, hacia la economía circular.