Economía circular: optimizar los recursos para un futuro sustentable

El futuro del planeta y su población se encuentra en la economía circular.

El incremento constante de la población mundial, acompañado por una creciente escasez de recursos naturales, hace necesario que los gobiernos pongan en marcha medidas urgentes y efectivas que promuevan un cambio de paradigma.

Debemos sustituir el concepto lineal de producción (producir-usar-tirar) por un sistema sostenible y competitivo en el que se haga un uso eficiente de los recursos. Por ello, crear un nuevo modelo que permita cerrar el ciclo productivo, dándole nuevos usos a sus residuos, convirtiéndolos en productos de valor, permitirá lograr un modelo económico más sostenible y respetuoso con el medioambiente: la Economía Circular.

¿En qué consiste la economía circular?

Pero, ¿en qué consiste ese modelo? Se trata de repensar de principio a fin los ciclos de vida de los productos, considerando desde su concepción los impactos ambientales y apostando por un modelo integral de gestión: del rediseño al reciclaje, pasando por la reutilización, la redistribución, la reparación o la renovación.

AINIA Centro Tecnológico cuenta con varias líneas de trabajo en I+D orientadas a desarrollar soluciones tecnológicas que permitan avanzar en el cambio de modelo y en la apuesta por la economía circular.

De residuos orgánicos a bioenergía y bioproductos

El rápido crecimiento de la población y su concentración en las grandes poblaciones ha supuesto un aumento de los residuos urbanos que se generan.

Lograr una gestión integral de estos residuos para su valorización, presentaría una solución al problema de la contaminación ambiental, además de contribuir a la transformación económica hacia un modelo de Economía Circular.

En este sentido, las biorefinerías ofrecen importantes soluciones por su capacidad para transformar la biomasa (residuos orgánicos de origen agrícola, ganadero, forestal, industrial o urbano, microalgas, etcétera) en productos finales: desde bioenergía hasta bioproductos, pasando por bioplásticos, bioquímicos.

Estos productos finales pueden sustituir a productos ya existentes en el mercado, generalmente de origen fósil o, bien, convertirse en nuevos, incorporando funcionalidades diferentes y mejoradas para la obtención de bioplásticos o biometano y biofertilizantes.

En esta línea, el proyecto demostrativo URBIOFIN trata de establecer la viabilidad tecno-económica y medioambiental de una biorrefinería, para convertir residuos urbanos orgánicos, dotarlos de valor y convertirlos en bioproductos.

Biorefinerías, solución innovadora

Las biorefinerías son además, una solución innovadora muy interesante para las empresas del sector del biogás, que buscan diversificar sus propuestas comerciales y obtener nuevos productos de los residuos orgánicos, a través de la tecnología de las plantas de digestión anaerobia.

Estos son algunos ejemplos de los proyectos de I+D que se están haciendo en esta línea de actividad:
•    GREENUPGAS: Desarrollo de una tecnología de upgrading biológico para la producción de biometano.
•    BIOGREEN apuesta por ser la primera biorefinería verde en España basada en un concepto de economía circular.
•    BioREFINA: Desarrollo de un modelo sostenible de producción hortofrutícola basado en el concepto de Economía Circular.

Dentro del concepto de biorefinería, también se puede encontrar una línea de investigación, a partir del uso y explotación de microorganismos vivos para el desarrollo de productos de mayor valor añadido, con gran potencial para sectores como el farmacéutico, biomédico, cosmético, agricultura, alimentación, envases y bienes de equipo, etcétera.

Así, la aplicación de la white biotechnology (biotecnología aplicada a procesos industriales) en la industria alimentaria, por ejemplo, está suponiendo un impulso en valores tan demandados por el mercado actual como el desarrollo de nuevos bioproductos aprovechando subproductos y residuos orgánicos, tales como:

• Desarrollo de alimentos probióticos con los que ayudar al tratamiento de alergias alimentarias o a combatir infecciones y enfermedades de diversa índole.
• Desarrollo de alimentos específicos para el tratamiento de problemas de salud (hipertensión, hipercolesterolemia, diabetes, etcétera).

Tecnología limpias de extracción y purificación

Las tendencias actuales muestran la necesidad de emplear procesos para la obtención de productos más puros y selectivos que aprovechen mejor las materias primas, permitan valorizar fuentes infrautilizadas y que eviten el empleo de disolventes orgánicos tóxicos.

De ahí, la extracción con CO2 supercrítico es un proceso de gran valor para la industria alimentaria tanto por sus numerosas aplicaciones, como por ser una alternativa sostenible, inocua y rentable frente al uso de disolventes orgánicos contaminantes, cuya gestión supone un importante problema para el medioambiente.

Algunos proyectos en los que se están trabajando con CO2 supercrítico son:
•    Biorrefinerías, valor para desechos como hollejos, pepitas de uva y lías de fermentaciones vinícolas
•    Aceites, pigmentos y antioxidantes obtenidos de subproductos alimenticios

Bioproducción en el sector agropecuario

El objetivo básico de la bioproducción en el sector agropecuario pasa por producir bienes de consumo eficientes económicamente, pero con una gestión racional y sostenida de los recursos, que implique un menor impacto ambiental.

A este respecto se observan líneas de trabajo relativas a:

• Desarrollo de bionutrientes y biofertizantes. Por ejemplo, aprovechar la paja del arroz o el  digerido de las plantas de biogás agroindustrial para generar biofertilizantes.

Estos bioproductos mejoran la actividad de los compuestos químicos, pues son capaces de ofrecer idénticas capacidades en cuanto a la activación del crecimiento y la protección de las plantas pero, además, se muestran inocuos con el medioambiente y el ser humano.

 • Obtención de bioestimulantes, biodefensivos y bioelicitores. Con la utilización de estas y otras tecnologías es posible obtener diseños específicos, adaptados a las características concretas de los cultivos y las mejoras que se quieren obtener en ellos.

Uso eficiente de los recursos

Otra línea de trabajo de gran interés de la industria alimentaria es el aprovechamiento del agua y los recursos energéticos.

Las soluciones tecnológicas más innovadoras se basan en una Economía Circular dirigida a aprovechar el 100% de las aguas residuales que se generan en sus procesos productivos para darles nuevos usos y lograr la máxima sostenibilidad y eficiencia.

Así, la oxidación supercrítica es una tecnología avanzada que está despertando interés como alternativa en el tratamiento de algunos residuos altamente recalcitrantes.

Se basa en las propiedades particulares del agua bajo condiciones de temperatura y presión por encima de su punto crítico.

En tales condiciones, el agua puede oxidar completamente (100% de eficiencia) cualquier compuesto orgánico convirtiéndolo en moléculas simples, como son el agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), nitrógeno elemental (N), etcétera.

Por medio de esta tecnología, los contaminantes orgánicos no requieren posteriores tratamientos de inertización, facilitando la disposición final sólo de una pequeña fracción.

Además, el proceso puede mostrar un ahorro energético considerable, debido a que es posible aprovechar el calor producido por las reacciones exotérmicas.

Un ejemplo del enorme potencial de la tecnología de agua supercrítica es el proyecto LO2X, que demuestra en sus resultados finales los beneficios ambientales y socio-económicos de un co- tratamiento sinérgico de lodos de depuradora y residuos (estiércol crudo y digerido, residuos alimentarios de alta carga orgánica, plaguicidas, lixiviados y otros, con recuperación de energía y fósforo mediante Oxidación con Agua SuperCrítica (OASC).

En lo relativo al ahorro energético, iniciativas como el proyecto GREENFOODS, busca apoyar a la industria alimentaria hacia una mayor eficiencia energética y la reducción de las emisiones de carbón de origen fósil.

Nuevos bioplásticos

AINIA Centro Tecnológico investiga soluciones innovadoras que supongan una reducción de los materiales de envasado.

A pesar del hábito del reciclaje, la cantidad de residuos que se deben gestionar continúa creciendo y con ello, la problemática que suponen aquellos envases que no se pueden recuperar o aprovechar.

Por ello, aunque los plásticos presentan ventajas como su funcionalidad y economía, sus inconvenientes son muchos: costes medio-ambientales, emisión de gases con efecto invernadero y, por lo general, su ciclo corto de vida ha implicado un aumento en la cantidad de residuos y elevación de los costes económicos.

Todo esto está pasando factura al medioambiente y hace imprescindible la adopción de una nueva economía del plástico que:
1. Promueva soluciones eficientes para el plástico una vez usado.
2. Reduzca drásticamente  la cantidad de plástico en el medio natural.
3. Elimine paulatinamente las materias primas fósiles para la producción de plástico.

En ese contexto, parece lógico que el siguiente paso en la reducción de residuos pase por el desarrollo de nuevos materiales de envasado que:
- No necesiten ser reciclados por su naturaleza biodegradable o compostable.
- Procedan de fuentes renovables e inagotables.

Algunas de las innovaciones para el sector del envasado que se están desarrollando en AINIA Centro Tecnológico se enfocan en el desarrollo de nuevos materiales de envasado, a partir de los residuos producidos por la industria alimentaria (fuentes orgánicas y no derivados del petróleo).

Un ejemplo de ello, se encuentra en el proyecto PHBOTTLE con el que se ha conseguido desarrollar nuevos envases 100% biodegradables.

Además, estos envases cuentan con propiedades antioxidantes que pueden alargar la vida de los zumos que contienen.

Los bioplásticos utilizados están desarrollados a partir de los azúcares y otros residuos ricos en carbono, nitrógeno y oxígeno existentes en las aguas residuales de las propias industrias de zumos.

Por su parte, el proyecto WHEYPACK ha investigado la forma de obtener envases plásticos en Polihidroxibutirato (PHB). Este biopolímero se obtiene a partir del suero lácteo, lo que supone otro buen ejemplo en relación a los nuevos plásticos.

Autor: José García, Director del Departamento de I+D de AINIA Centro Tecnológico.