La conversión a gran escala de residuos en bioenergía puede neutralizar las emisiones de GEI en São Paulo

Los desechos agrícolas aportan actualmente un 25 % de la producción de electricidad residencial en las ciudades paulistas, y dicho porcentaje podría trepar al 70 %, según los investigadores participantes en un seminario online sobre el tema

Por Elton Alisson  |  Agência FAPESP – El mayor aprovechamiento de los residuos agrícolas para la generación de energía y el uso de residuos sólidos urbanos también con ese mismo fin podrían neutralizar o tornar negativas las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) del estado de São Paulo (en Brasil), de acuerdo con científicos ligados al Programa FAPESP de Investigaciones en Bioenergía (BIOEN). 

El estado de São Paulo posee una de las matrices energéticas más limpias del mundo, con la participación de más de un 50 % de biocombustibles destinados al transporte, y el uso de residuos agrícolas para la generación de energía ha venido aumentando: aporta un 25 % de la electricidad que llega a los hogares de las ciudades paulistas.

Este porcentaje podría trepar al 70 % con el uso de parte de la paja de la caña de azúcar que queda en los campos luego de la zafra, y al 98 % mediante el uso total de este insumo para la cogeneración de energía en las centrales de azúcar y alcohol del estado que adhirieron al Renovabio –el programa del gobierno federal brasileño que apunta a expandir la producción de biocombustibles–, según consignó Gláucia Mendes de Souza, docente del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (IQ-USP) e integrante de la coordinación del BIOEN, durante el seminario online intitulado “La puesta en valor de los residuos”, que tuvo lugar el pasado 24 de febrero.

“El potencial de generación de bioelectricidad con residuos producidos en otros segmentos de la agroindustria, como en el caso del sebo animal descartado en la industria de la carne, es tan grande como el de la caña de azúcar. La cantidad de residuos de otras biomasas disponibles en el estado de São Paulo, que posee 190 mil kilómetros cuadrados con cultivos, pasturas y bosques plantados destinados al uso económico, es grande”, dijo Mendes de Souza.

Durante el evento, se suscribió un protocolo de intenciones entre la FAPESP y la Secretaría de Infraestructura y Medio Ambiente del Estado de São Paulo con miras a colaborar mutuamente para reforzar la base de conocimiento y estimular proyectos científicos y tecnológicos orientados hacia la puesta en valor de los residuos.

“Esta colaboración se enfoca en la transformación de los residuos: de ser un problema, pueden convertirse en oportunidades y en beneficios para la sociedad, y apunta fundamentalmente al desarrollo de acciones orientadas hacia el tema de la bioenergía, que incluyen la producción de biocombustibles tales como el etanol de segunda generación, el biodiésel y el biogás. Son acciones tendientes a reemplazar derivados de petróleo en la matriz energética del estado de São Paulo, que ya es sumamente especial en comparación con la de otras regiones del mundo”, dijo Marco Antônio Zago, presidente de la FAPESP.

A juicio de Luiz Eugênio Mello, director científico de la FAPESP, “la colaboración con la Secretaría de Infraestructura y Medio Ambiente permitirá trasladar el conocimiento producido en los laboratorios a la escala de la producción y de su utilización en la sociedad.”

Bioenergía y bioproductos

Un método desarrollado durante los últimos años por investigadores del Núcleo Interdisciplinario de Planificación Energética de la Universidad de Campinas (Nipe-Unicamp) ha ayudado a localizar, cuantificar y caracterizar esos residuos agrícolas y urbanos para la producción de bioenergía y la reducción de las emisiones de equivalente de dióxido de carbono (CO₂). 

Esta metodología, desarrollada por el profesor Rubens Augusto Camargo Lamparelli, se basa en la adquisición de datos y mapas vía satélite con una resolución espacial de 250 metros y a intervalos de 16 días. Mediante herramientas espaciales, es posible ubicar donde se están los residuos agrícolas y urbanos en una zona y realizar estudios tendientes a evaluar la factibilidad económica de instalar una industria procesadora para la conversión de esos insumos en bioenergía y bioproductos, por ejemplo.  

Este método fue aplicado inicialmente en la evaluación de la región administrativa de Campinas, que abarca a 92 ciudades. Los investigadores detectaron que los residuos agrícolas más abundantes en la región son de caña de azúcar y residuos sólidos urbanos, destinados en la actualidad a los rellenos sanitarios.  

Al evaluar el potencial de generación de biocombustibles basados en la materia orgánica de los residuos urbanos sólidos presentes en los rellenos sanitarios en comparación con la de los residuos agrícolas, los investigadores constataron que sería similar al de una central de azúcar y alcohol, con una producción de 100 millones de litros anuales.

“Esto no quiere decir que se debe usar basura para producir biocombustible. Es tan solo un ejemplo de derroche de un insumo valioso”, subrayó Telma Franco, docente de la Facultad de Ingeniería Química de la Unicamp e investigadora del Nipe.

Los científicos también analizaron el potencial de producción de biometano partiendo de la materia orgánica de los residuos urbanos sólidos enviados a los más de diez rellenos sanitarios situados en el área metropolitana de Campinas. 

“Verificamos que ese material posee potencial para generar más de 120 millones de metros cúbicos de biometano anuales”, afirmó Franco.

La alternativa a los rellenos sanitarios

De acuerdo con datos que aportó Yuri Schmitke, presidente de la Asociación Brasileña de Recuperación Energética de Residuos (Abren), en la actualidad, el 40 % de la basura producida en Brasil va a parar a los basurales, a rellenos controlados y a rellenos que no capturan metano o que lo hacen de manera inadecuada.

Tan solo el 50 % del metano producido por los residuos urbanos –que es responsable de entre el 3 % y el 5 % de las emisiones totales de GEI– se captura en los rellenos. El resto va a parar a la atmósfera, donde es 25 veces más nocivo que el CO₂.

Por estas razones, en el quinto informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) se consigna que el tratamiento térmico de los residuos sólidos urbanos constituye una alternativa para contribuir a la mitigación del calentamiento global, pues disminuye ocho veces las emisiones de GEI, según explicó Schmitke.

El tratamiento térmico también genera entre siete y diez veces más energía con la misma cantidad de basura. Mientras que un relleno genera 65 kilovatios (kW) de biogás por tonelada de residuos sólidos, el tratamiento térmico produce entre 450 y 600 kW, comparó el experto. 

“Los rellenos sanitarios también revisten riesgos para la calidad del agua disponible en el planeta. Debido a los beneficios climáticos, económicos y ambientales, los países desarrollados han elegido el tratamiento térmico como alternativa a los rellenos sanitarios”, afirmó Schmitke.

Existen actualmente 2.448 centrales de tratamiento térmico en actividad en el mundo, de las cuales 1.063 están ubicadas en Japón, 419 en China y 209 en Corea del Sur. En América del Sur hay proyectos para la construcción de centrales de este tipo, pero de menor porte, en Brasil inclusive.

En el estado de São Paulo, por ejemplo, existen cinco proyectos de construcción de centrales de tratamiento térmico, distribuidas por los municipios de Barueri, Mauá y Diadema, en el área metropolitana de São Paulo, y en la región de Baixada Santista (en los alrededores de la ciudad portuaria de Santos), con 183 megavatios (MW) de potencia instalada en total.

“Hemos realizado un trabajo con todos los municipios con miras a ofrecer soluciones viables para el correcto aprovechamiento de los residuos. Tenemos dos proyectos en fase de licenciamiento ambiental en la Cetesb [la Compañía Ambiental del Estado de São Paulo] y con dictámenes del Consema [Consejo Estadual de Medio Ambiente], que son las de las localidades de Mauá y de Santos, con capacidad de procesamiento de dos mil toneladas de residuos por día”, dijo Marcos Penido, secretario de Infraestructura y Medio Ambiente del Estado de São Paulo. 

Puede accederse al evento entero en el siguiente enlace: fapesp.br/14748/webinar-valorizacao-de-residuos.