Introducción
Cada día se generan grandes cantidades de materiales orgánicos a lo largo de toda la cadena alimentaria. Aparecen durante la producción agrícola, en las industrias que transforman los alimentos, en los centros de distribución, en los comercios, en la restauración y también en los hogares. Una parte de estos materiales ya no puede destinarse al consumo humano, pero eso no significa que haya perdido todo su valor. Muchos continúan conteniendo una cantidad importante de materia orgánica y, por tanto, pueden conservar un potencial energético que es posible recuperar.
La digestión anaerobia ofrece una vía para aprovechar ese potencial. En ausencia de oxígeno, diferentes comunidades de microorganismos degradan la materia orgánica y producen biogás. Este gas puede utilizarse para generar electricidad y calor o puede someterse a procesos de depuración y enriquecimiento para obtener biometano. De esta manera, una materia que ha dejado de tener utilidad dentro de la cadena alimentaria puede incorporarse a un nuevo ciclo y convertirse en una fuente de energía renovable.
No todos los residuos alimentarios presentan las mismas características ni producen exactamente la misma cantidad de biogás. Su composición, contenido de humedad, concentración de materia orgánica, presencia de nutrientes y posibles sustancias inhibidoras influyen en el comportamiento del proceso. Por eso, conocer qué materiales pueden aprovecharse y cómo deben gestionarse resulta fundamental para conseguir una valorización eficiente.
1. Los alimentos también pueden convertirse en energía
Los alimentos están formados por diferentes componentes orgánicos que contienen energía química. Mientras permanecen dentro de la cadena alimentaria, esa energía se aprovecha mediante el consumo o la transformación de los productos. Cuando un alimento deja de ser apto para su finalidad original o se convierte en un subproducto de un proceso de elaboración, una parte de esa energía continúa presente en la materia orgánica.
La digestión anaerobia permite recuperar una parte de ese potencial. En el interior de un digestor, los microorganismos descomponen progresivamente la materia orgánica en ausencia de oxígeno y generan biogás. El proceso convierte los compuestos orgánicos en una mezcla gaseosa cuyo componente energético principal es el metano.
Esto permite establecer una conexión muy interesante entre el sistema alimentario y el energético. Una materia que ya no puede seguir cumpliendo su función original puede pasar a desempeñar otra completamente diferente. El alimento deja de ser alimento, pero su materia orgánica puede convertirse en una materia prima para producir energía renovable.
La valorización energética no significa que todos los alimentos deban dirigirse a una planta de biogás. La prioridad debe ser siempre aprovechar los alimentos mediante el uso más adecuado posible y evitar que se conviertan en residuos. Cuando esto ya no es posible, la digestión anaerobia puede representar una vía para recuperar parte del valor que todavía conservan.
La diferencia es importante porque la economía circular no consiste simplemente en encontrar una utilidad para cualquier residuo. Consiste en aprovechar los recursos de la manera más eficiente posible y evitar que materiales que todavía contienen valor terminen perdiéndose.
2. Restos de frutas y verduras
Los restos de frutas y verduras constituyen una de las fracciones orgánicas que pueden utilizarse en procesos de digestión anaerobia. Cáscaras, pulpas, partes no comercializables, piezas deterioradas y restos generados durante el procesamiento pueden contener una elevada proporción de materia biodegradable.
Estos materiales presentan además una característica especialmente interesante: proceden de actividades que generan grandes cantidades de materia orgánica de forma continua. Mercados, centrales hortofrutícolas, industrias de transformación, almacenes y establecimientos de distribución pueden generar cantidades significativas de restos vegetales.
Cuando estos materiales se destinan a una planta de digestión anaerobia, su materia orgánica puede ser aprovechada por los microorganismos para producir biogás. El resultado es una transformación en la que una materia que ya no puede comercializarse como alimento encuentra una nueva función dentro del sistema energético.
La composición de estos residuos hace que su comportamiento pueda ser diferente dependiendo del tipo de fruta o verdura, del grado de maduración, de la cantidad de agua y de otros factores. Por eso, el conocimiento de las características de cada materia resulta esencial para diseñar correctamente el proceso de tratamiento.
También puede ser interesante combinar distintos materiales. La mezcla de diferentes sustratos permite ajustar determinadas características de la alimentación del digestor y favorecer unas condiciones adecuadas para la actividad de los microorganismos.
Así, los restos de frutas y verduras no deben contemplarse únicamente como materia descartada. En determinadas condiciones pueden convertirse en una materia prima para la producción de biogás y formar parte de un modelo en el que los recursos orgánicos permanecen en circulación durante más tiempo.
3. Pan, cereales y productos de alimentación
El pan y otros productos elaborados a partir de cereales contienen materia orgánica que puede ser aprovechada mediante digestión anaerobia. En las cadenas de fabricación, distribución y comercialización pueden aparecer productos que no llegan al consumidor por diferentes motivos, como cambios en la demanda, problemas de comercialización o pérdida de las condiciones necesarias para su venta.
Cuando estos productos ya no pueden destinarse a un uso alimentario adecuado, pueden existir otras posibilidades de valorización. Su contenido orgánico puede convertirse en materia prima para producir biogás, siempre que sus características sean compatibles con el proceso y se gestione de acuerdo con la normativa correspondiente.
La misma lógica puede aplicarse a otros productos alimentarios ricos en materia orgánica. Diferentes ingredientes y productos descartados pueden presentar un potencial energético considerable, aunque ese potencial depende de su composición y de las condiciones en las que se incorporen al proceso de digestión anaerobia.
Los residuos alimentarios pueden presentar además una elevada proporción de sólidos volátiles, que representan la fracción de la materia orgánica susceptible de ser transformada durante el proceso. Esto explica por qué determinados residuos procedentes de la industria alimentaria pueden resultar interesantes como sustratos para la producción de biogás.
La posibilidad de recuperar esta materia permite conectar dos realidades que normalmente observamos por separado. Por un lado está la industria que produce alimentos y, por otro, la generación de energía renovable. La digestión anaerobia crea un puente entre ambas mediante el aprovechamiento de los recursos que permanecen en los materiales descartados.
4. Subproductos de la industria agroalimentaria
La industria agroalimentaria genera una enorme diversidad de subproductos y materiales orgánicos. Cada proceso de transformación puede producir materias que no forman parte del producto final, pero que todavía contienen componentes aprovechables.
Entre ellos pueden encontrarse pulpas, restos vegetales, determinados efluentes orgánicos, subproductos líquidos y otros materiales generados durante el procesamiento de alimentos. La naturaleza de estos materiales depende completamente de la actividad industrial de la que procedan, por lo que cada uno debe estudiarse atendiendo a su composición y características.
La digestión anaerobia puede ofrecer una vía de valorización para parte de estos materiales. En lugar de limitar su gestión a una eliminación o tratamiento sin recuperación energética, el proceso permite aprovechar la materia orgánica para producir biogás.
Este aprovechamiento resulta especialmente interesante cuando la generación del residuo es continua y existe una cantidad suficiente para garantizar un suministro estable a una instalación. La planificación y la gestión de las materias primas son fundamentales para que el proceso funcione correctamente.
La industria alimentaria puede convertirse así en una fuente de materias primas para la producción de energía renovable. El mismo territorio que produce y transforma alimentos puede generar también recursos energéticos a partir de los materiales orgánicos que quedan después de esos procesos.
La valorización de estos subproductos encaja directamente en la economía circular porque permite mantener dentro del sistema una materia que, de otro modo, podría perder gran parte de su potencial. El objetivo es que el valor no desaparezca simplemente porque el material haya dejado de formar parte del producto comercial.
5. Productos que ya no pueden venderse
La distribución y comercialización de alimentos generan materiales que pueden quedar fuera del mercado aunque todavía contengan una elevada cantidad de materia orgánica. Productos deteriorados, excedentes que no encuentran salida comercial o alimentos que han superado determinadas condiciones de comercialización pueden convertirse en residuos cuando ya no existe una alternativa adecuada para su aprovechamiento.
En estos casos, la primera cuestión es determinar si existe alguna posibilidad de evitar el desperdicio y destinar el producto a un uso prioritario. Cuando esto no resulta posible, la valorización energética puede permitir recuperar parte de los recursos que contiene.
La digestión anaerobia ofrece precisamente esa posibilidad. Los microorganismos aprovechan la materia orgánica y la transforman en biogás, de modo que un producto que ha perdido su valor comercial puede adquirir un nuevo valor energético.
Esta transformación resulta especialmente interesante desde la perspectiva de la economía circular porque permite evitar que toda la energía y la materia contenidas en un producto desaparezcan junto con su valor comercial. La pérdida de utilidad para una actividad no implica necesariamente la pérdida absoluta de utilidad para todas las demás.
Un alimento que ya no puede venderse como alimento puede seguir teniendo valor como materia orgánica. Esa diferencia entre valor comercial y valor material es una de las claves para comprender las posibilidades de la valorización energética.
6. ¿Todos los residuos alimentarios sirven igual?
No todos los residuos alimentarios se comportan de la misma manera dentro de un digestor. La composición de cada materia influye directamente en la actividad de los microorganismos y en la cantidad y calidad del biogás que puede obtenerse.
La cantidad de materia orgánica biodegradable es uno de los elementos importantes, pero no es el único. También influyen el contenido de humedad, el tamaño de las partículas, el pH, la relación entre carbono y nitrógeno, la temperatura, el tiempo de permanencia dentro del digestor y la carga orgánica que recibe el proceso.
Algunos residuos pueden contener concentraciones elevadas de determinados compuestos que, si se incorporan en cantidades inadecuadas, pueden dificultar la actividad de los microorganismos. Por este motivo, una planta no puede limitarse a introducir cualquier residuo alimentario sin estudiar previamente sus características.
La preparación de las materias también puede ser importante. En determinados casos pueden necesitarse operaciones destinadas a reducir el tamaño de las partículas, homogeneizar los materiales o eliminar elementos que no deben entrar en el proceso.
La clave está en conocer bien aquello que se introduce en el digestor. Cuanto mejor se conocen las características de las materias primas, mayor capacidad existe para diseñar una alimentación adecuada y mantener unas condiciones favorables para la producción de biogás.
Por eso, hablar de residuos alimentarios como materia prima para producir biogás no significa que todos sean iguales. Cada uno tiene unas características determinadas y la tecnología permite estudiar esas diferencias para aprovecharlos de manera eficiente.
7. La codigestión permite combinar materias
Una de las posibilidades más interesantes de la digestión anaerobia es la codigestión, que consiste en tratar conjuntamente diferentes materias orgánicas. Esta estrategia permite combinar sustratos con características distintas y buscar una alimentación más equilibrada para el proceso biológico.
Los residuos alimentarios pueden mezclarse con otras materias orgánicas adecuadas cuando las características de cada sustrato y el diseño de la instalación lo permiten. La combinación puede aportar diferentes nutrientes y mejorar determinados parámetros del proceso, aunque siempre es necesario estudiar previamente la composición de las materias y controlar las condiciones de funcionamiento.
La codigestión también permite aprovechar recursos procedentes de sectores diferentes. Una planta puede recibir materias de origen agroalimentario, ganadero u otros residuos orgánicos adecuados, siempre dentro de los límites establecidos por la normativa y por las características técnicas de la instalación.
Esta posibilidad amplía considerablemente el campo de la valorización. En lugar de considerar cada residuo de manera aislada, se puede estudiar cómo diferentes materias pueden formar parte de un mismo proceso.
El resultado es una visión mucho más completa de la economía circular. Los residuos de diferentes actividades pueden encontrar una vía común de aprovechamiento y convertirse en materias primas para la producción de energía renovable.
La codigestión demuestra, además, que el valor de un residuo no depende únicamente de sus características individuales. También puede depender de cómo se combine con otras materias y de la capacidad tecnológica de la instalación para gestionar esa mezcla de manera adecuada.
8. Del residuo alimentario al biogás
El recorrido desde un residuo alimentario hasta el biogás comienza mucho antes de que la materia entre en el digestor. Primero es necesario identificar las materias que pueden aprovecharse, conocer su composición y establecer un sistema adecuado de recepción y preparación.
Una vez preparadas, las materias orgánicas llegan al digestor anaerobio, donde se mantienen en condiciones controladas y sin presencia de oxígeno. Allí comienza una sucesión de procesos biológicos en los que diferentes grupos de microorganismos degradan progresivamente los compuestos orgánicos.
El proceso conduce finalmente a la formación de biogás. Su composición está formada principalmente por metano y dióxido de carbono, junto con pequeñas cantidades de otros compuestos. El metano es el componente que aporta el principal contenido energético del gas.
Ese biogás puede aprovecharse de diferentes maneras. Puede utilizarse para producir electricidad y calor o puede someterse a procesos de depuración y enriquecimiento para obtener biometano.
Cuando se obtiene biometano, el aprovechamiento energético de la materia orgánica puede ampliarse todavía más. El gas renovable puede destinarse a diferentes aplicaciones energéticas y convertirse en una vía para integrar los residuos orgánicos dentro de sistemas energéticos de mayor escala.
El recorrido completo demuestra que la digestión anaerobia no es simplemente un sistema para tratar un residuo. Es una tecnología capaz de transformar materia orgánica en un recurso energético y de integrar ese recurso dentro de un nuevo ciclo.
9. Energía y economía circular
La utilización de residuos alimentarios para producir biogás representa una aplicación directa de la economía circular porque permite recuperar valor de una materia que ya ha dejado atrás su primera función.
El sistema alimentario necesita materias primas, energía, agua, transporte, transformación y distribución. En cada una de esas etapas pueden aparecer materiales orgánicos que todavía conservan parte de su valor. La valorización energética permite recuperar una parte de ese valor y convertirlo en energía renovable.
Esto resulta especialmente importante porque permite establecer una relación entre dos necesidades diferentes. Por un lado, existe la necesidad de gestionar correctamente los residuos orgánicos. Por otro, existe la necesidad de producir energía de origen renovable. La digestión anaerobia puede conectar ambas cuestiones mediante un único proceso.
La materia orgánica se transforma en biogás y el biogás puede convertirse en electricidad, calor o biometano. De esta forma, el residuo alimentario entra en un nuevo ciclo productivo y deja de ser contemplado exclusivamente desde la perspectiva de aquello que hay que eliminar.
La economía circular busca precisamente este tipo de relaciones. No se trata solamente de reciclar materiales, sino de mantener los recursos dentro del sistema y aprovechar sus diferentes posibilidades antes de considerarlos definitivamente agotados.
En el caso de los residuos alimentarios, la digestión anaerobia permite añadir una dimensión energética a la gestión de la materia orgánica. Una parte de lo que antes se consideraba únicamente un residuo puede convertirse en una fuente de energía renovable.
10. Cuando los alimentos siguen teniendo valor después de dejar de ser alimentos
Un alimento puede perder su función original y conservar, sin embargo, un valor considerable como materia orgánica. Esta diferencia permite comprender por qué los residuos alimentarios pueden convertirse en una materia prima interesante para la producción de biogás.
Frutas y verduras, productos de panadería, cereales, subproductos de industrias agroalimentarias, determinados excedentes y otros materiales orgánicos pueden presentar un potencial de valorización cuando sus características son adecuadas. Cada uno requiere un estudio específico, porque la composición y las condiciones del proceso influyen en el rendimiento obtenido.
La digestión anaerobia permite que los microorganismos transformen esa materia orgánica en biogás. Una parte del contenido energético que permanecía en los alimentos pasa de esta manera a un gas renovable que puede aprovecharse para producir electricidad y calor o que puede ser depurado y enriquecido para obtener biometano.
El proceso adquiere todavía más interés cuando se contempla dentro de un modelo de codigestión. Diferentes materias orgánicas pueden combinarse para conseguir una alimentación equilibrada del digestor y aprovechar recursos procedentes de distintas actividades. De esta manera, residuos que aparecen en diferentes puntos de la cadena alimentaria pueden integrarse en un mismo sistema de valorización cuando las condiciones técnicas y normativas lo permiten.
El verdadero interés de este modelo está en que no obliga a elegir entre gestión de residuos y producción de energía. Permite trabajar sobre ambas cuestiones al mismo tiempo, aprovechando una materia orgánica que ya existe para obtener un nuevo recurso energético.
La idea fundamental es sencilla: que un alimento haya dejado de ser útil como alimento no significa que todos sus recursos hayan desaparecido. La materia orgánica permanece y puede contener energía, nutrientes y otros componentes susceptibles de aprovechamiento.
La tecnología permite descubrir ese potencial y convertirlo en nuevos recursos. El biogás representa así una vía para transformar determinados residuos alimentarios en energía renovable y para mantener una parte de los recursos dentro del ciclo productivo durante más tiempo.
Cuando esta posibilidad se integra con una gestión adecuada de los residuos, con la recuperación de recursos y con la producción de energías renovables, la economía circular deja de ser un concepto abstracto y se convierte en un proceso concreto. Aquello que ya no puede continuar como alimento puede iniciar un nuevo recorrido como materia prima energética.
Ese es uno de los grandes valores de la digestión anaerobia: no limitarse a gestionar aquello que sobra, sino buscar todo lo que todavía puede aprovecharse. Los residuos alimentarios pueden dejar de ser únicamente el final de una cadena y convertirse en el comienzo de otra, en la que la materia orgánica se transforma en biogás, el biogás puede convertirse en energía o biometano y los recursos permanecen en circulación durante más tiempo.
Bibliografía
- Biogás — Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía.
- Biomasa: Digestores anaerobios — Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía.
- Guía teórico-práctica sobre el biogás y los biodigestores — Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura.
- Hoja de Ruta del Biogás — Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía.
- Effects of anaerobic digestion of food waste on biogas production and environmental impacts: a review — Kah Rong Chew y otros autores.
- Biogas production from food wastes: A review on recent developments and future perspectives — Safoora Mirmohamadsadeghi y otros autores.
- Anaerobic digestion of food waste – Challenges and opportunities — Fuqing Xu y otros autores.
- Using Food Wastes in Farm-Based Anaerobic Digesters — Norman Scott y otros autores.