Biorefinerías de desechos de alimentos: una segunda oportunidad para los desperidicios alimenticios

¿Biorefinerías de desechos? El término “refinería” es comúnmente asociado con la transformación de materia prima de origen fósil. Sin embargo, si vamos a revertir los efectos del cambio climático, ¿no sería este el momento de contar con procesos e instalaciones que conviertan los desechos en algo útil? ¿Energía? ¿Fertilizantes? ¿Enzimas? ¡Ya es posible! 

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Son evidentes los desafíos que enfrentamos actualmente la humanidad. Una población que crecerá de aproximademente 7.800 a 9.600 millones de habitantes para el año 2050. Emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) que contaminan el ambiente. Y un problema de manejo de desechos que solo se multiplicará con el aumento de habitantes, específicamente que alcanzará las 2.200 millones de toneladas de basura en los centros urbanos en 2025¹. Hay que enfatizar que estas dificultades solo se agravan en los países en vías de desarrollo con obstáculos a nivel de “presupuesto, infraestructura y de instalaciones de mantenimiento²”. Con este panorama en mente, queda la incógnita: ¿Qué hacemos con los desechos? Es aquí donde aparece la alternativa de la biorefinería con procesos orgánicos, químicos y térmoquímicos para la transformación y creación o revalorización de energía, compuestos o materiales a partir de desechos.

¿Y en qué consisten las biorefinerías de desechos? Pues, no hay un estándar, ya que “el tipo deseado de energía o bioproductos determinan la ruta tecnológica para una biorefinería, seguido de la disponibilidad y cantidad de materia prima³”.  Sin embargo, su objetivo es similar y es atacar el creciente desafío del manejo de desechos, sobretodo en las ciudades del mundo en desarrollo, donde un 60% de la basura es recolectada y el resto se encuentra todavía en las calles o en botaderos al aire libre⁴. También es importante no amenazar el suministro de alimentos y he ahí la innovación y utilización de tecnologías que aprovechen los desechos y residuos como los procesos termoquímicos (como la pirólisis, incineración, gasificación por arco de plasma, carbonización y la licuefacción) utilizados para producir distintos tipos de energía. La extracción y la transesterificación que utilizan agentes químicos y sirven para la obtención de combustibles líquidos y bioproductos o los procesos orgánicos o bioquímicos como la fermentación que utilizan agentes biológicos para transformar las materias primas en combustibles líquidos y gaseosos, y bioproductos⁵. El potencial es enorme y aliviaría presiones de tipo económica, ambiental y de salud pública.

El tema de los tipos de desechos o residuos utilizados en las biorefinerías amerita su propio apartado ya que tiene una conexión directa con la bioeconomía circular. El desperdicio de alimentos es un problema global, donde un tercio de los alimentos destinados para el consumo humano (alimentos en mal estado, cultivos abandonados en los campos, desechos de frutas y verduras, restos de comida de hogares, restaurantes y hoteles) terminan en la basura, y causa pérdidas económicas por un trillón de dólares, genera contaminación y hasta hay perjuicios para la nutrición⁶. Eliminar completamente el desperdicio de alimentos es utópico, pero reducirlo es factible. Es aquí donde entran en acción las biorefinerías de desechos de alimentos, que reutilizan los desechos alimenticios y con los procesos previamente mencionados, generan energía (biocombustibles), se elaboran químicos o materiales (productos químicos de plataforma, bioproteínas y enzimas, biopolímeros, biofertilizantes, compuestos fenólicos, pectina y aceites esenciales), y en vez de generar desperdicios, los aprovecha⁷. Es decir, aplica claramente los principios de la bioeconomía y la potencia. En el caso ecuatoriano, “las industrias cervecera, aceitera, bananera, cacaotera, cafetera, arrocera, de exportación de rosas…son potenciales fuentes de bioenergía, biomateriales y bioproductos⁸”.

Perspectivas de la bioeconomía circular en la industria alimenticia

Adaptado de Tsegaye B. et al., 2021

El futuro de las biorefinerías es prometedor, sin embargo, hay consideraciones que se deben tomar en cuenta. Es necesario superar dificultades de acceso a la biomasa adecuada, ya que no toda es apta para la transformación o reutilización. Los residuos sólidos urbanos se encuentran en la mayor cantidad, pero pueden ser muy heterogéneos y pueden requerir varios procesos hasta obtener productos útiles. Además, no todos los usos que se podrían dar a los desechos son los más sostenibles, ya que se puede reemplazar algún uso ya existente, y por ende, traer un impacto negativo al ambiente. Sin embargo, la creación de bases de datos de disponibilidad de biomasa; comprender que las biorefinerías de desechos alimenticios pueden coexistir con otro tipo de instalaciones a manera de un sistema integrado y la promoción del avance de las tecnologías que permitan el procesamiento de compuestos antes no procesables o que sean más sostenibles, definitivamente añadirán valor a los productos o materiales resultantes de las biorefinerías y abordarán las inquietudes mencionadas⁹.

Son innegables los beneficios que traería la implementación y optimización de las biorefinerías de desechos de alimentos: independencia de combustibles fósiles y reducción de la huella de carbono, recuperación de energía con la elaboración de biocombustibles, reutilización de recursos, cuidado de la salud humana y del medio ambiente, además de promover la investigación y desarrollo para avanzar la tecnología empleada en las biorefinerías¹⁰. No obstante, todavía hay restricciones en lo que se puede conseguir con esta tecnología. Existen aún tipos de biomasa que no se pueden transformar con los procesos existentes. La biomasa adecuada para su revalorización no se encuentra en las cantidades necesarias. Es el momento de impulsar estas tecnologías, ya que los retos ambientales y económicos que encara nuestro planeta son cada vez más abrumadores y necesitamos respuestas que partan de la bioeconomía circular para que estas sean sostenibles y disminuyamos nuestro rastro de desechos.

¹ Nizami A.S.,  Rehan M., Waqas M., et al. 2017. Waste biorefineries: Enabling circular economies in developing countries. Bioresource Technology. p.1104

² Ibid. Nizami A.S.,  Rehan M., Waqas M., et al. 2017. p.1102

³ Ibid. Nizami A.S.,  Rehan M., Waqas M., et al. 2017. p.1108

⁴ Ibid. Nizami A.S.,  Rehan M., Waqas M., et al. 2017. p.1102

⁵ Tsegaye B., Jaiswal S, and Jaiswal A. K. 2021.Food Waste Biorefinery: Pathway towards Circular Bioeconomy. Foods. p.1

⁶ Id.

⁷ Ibid. Tsegaye B., Jaiswal S, and Jaiswal A. K. 2021. p.8

⁸ Orejuela Escobar L.M. 2018. Biorefinería: un modelo de negocios de productos de alto valor agregado a partir de desechos agrícolas e industriales y promotora de desarrollo sustentable en el contexto de la bioeconomía. Casa Editora Universidad del Azuay. p.199

⁹ Sadhukhan J., Martinez-Hernandez E., Siew Ng K. 2016. Biorefinery value chain creation. Chemical Engineering Research and Design. p.1-3

¹⁰ Ibid. Sadhukhan J., Martinez-Hernandez E., Siew Ng K. 2016. p. 1