La gran cantidad de residuos que se generan cada día suponen un gran desafío medioambiental.

Los datos más recientes indican que en el mundo se generan aproximadamente 1.000 millones de toneladas de residuos sólidos urbanos (RSU) al año, y se espera que este volumen aumente hasta los 40.000 millones de toneladas para 2050.

Además, la tasa de reciclaje de estos residuos alcanza tan sólo el 32%, con lo que una buena parte de ellos acaba en vertederos. Y la tasa de recuperación de energía a partir de los RSU supone un 14%, siendo un porcentaje que puede y debe mejorarse.

Para cambiar estos datos, es necesario desarrollar estrategias y tecnologías innovadoras que permitan reducir el consumo de energía, promover prácticas sostenibles y aprovechar el potencial de los residuos como un recurso para generar energía. De esta forma se conseguirá una gestión de residuos más eficiente y sostenible.

Separación y reciclaje de residuos eficiente

Un primer paso fundamental en la gestión de residuos es la separación y clasificación de los residuos para poder dar paso a los siguientes escalones de la jerarquía de residuos: la reutilización, el reciclaje, la valorización energética y la eliminación.

La implementación de técnicas avanzadas en esta etapa de separación y clasificación puede reducir considerablemente la cantidad de residuos que acaba en vertederos, mejorando las tasas de reciclaje y valorización energética.

Los avances de los últimos años en tecnología inteligente o industria 4.0 han permitido el desarrollo de nuevas herramientas que facilitan y resuelven los principales problemas de esta etapa.

Estas tecnologías son las llamadas tecnologías inteligentes de residuos o Smart Waste Technologies (SWT) y entre ellas se incluyen: la robótica, la inteligencia artificial (IA), el internet de las cosas (IoT), la computación en la nube (cloud computing), el análisis de datos y la tecnología en comunicación.

La IA es la que mayor expectación ha generado por su rápido desarrollo, siendo aplicada en:

• La identificación y separación de residuos mediante la percepción visual.
• La gestión de los puntos de recogida y contenedores mediante el uso de sensores inteligentes.
• Instalaciones de clasificación a gran escala.

La aplicación de la IA a la gestión de residuos va a permitir reducir los costes de gestión, al tiempo que se favorece una mayor tasa de reciclaje y de mayor calidad, se optimizan los recursos empleados en la gestión y se mejora la seguridad en la gestión de residuos peligrosos y tóxicos.

Valorización energética eficiente de los residuos

La valorización energética de los residuos o WTE (Waste To Energy) es un proceso que implica la transformación de los distintos tipos de residuos en fuente de energía.

Esta transformación se lleva a cabo en instalaciones especializadas (plantas WTE) y son varias las tecnologías empleadas dependiendo del tipo de residuo: incineración, coprocesamiento, digestión anaeróbica, captura de gases de vertedero, pirólisis, gasificación, entre otras.

En el caso de la valorización de la fracción orgánica de los RSU, la digestión anaerobia sería la tecnología más eficiente al permitir transformar los residuos en biogás o biometano. Estos gases renovables pueden ser luego empleados para generar electricidad, calor o como biocombustible.

Aunque la tecnología de la digestión anaerobia o biogás está madura, continua en constante innovación y optimización de sus procesos para mejorar su eficiencia y sostenibilidad.

Algunas de las mejoras u optimizaciones que se están implementando son:

• Aprovechamiento del excedente de calor: Aproximadamente el 50% de la energía generada por el biogás se presenta en forma de calor. Este excedente puede aprovecharse de varias maneras: para suministrar calor a través de redes urbanas, calentar invernaderos o emplearse en procesos industriales, contribuyendo así a la eficiencia operativa y a la reducción de costos.
• Procesos de codigestión para mejorar la producción: La codigestión, que implica el tratamiento conjunto de diferentes tipos de residuos orgánicos, mejora el equilibrio de nutrientes y las características de la materia prima, resultando en una mayor eficiencia en la producción de biogás. Esta práctica, aplicada principalmente en plantas de tamaño medio o grande, contribuye a la estabilización del sistema y permite el autoconsumo, además de la comercialización de excedentes.
• Optimización del upgrading o transformación del biogás en biometano: el objetivo es desarrollar tecnologías de upgrading más simples y económicas. Un ejemplo de esto lo tenemos en el proyecto UPbiomet+. Este busca mejorar el rendimiento energético, estableciendo una nueva tecnología de digestión anaerobia para producir mayor cantidad de biometano, mediante la transformación de CO2 en CH4 extra.
• Desarrollar a nivel normativo y tecnológico la valorización de los digestatos: La valorización del subproducto de la digestión anaerobia, el digestato, requiere de un desarrollo normativo y técnico que permita su aprovechamiento y comercialización. Incorporar sistemas de pasteurización eficientes en las plantas de biometano, como propone el proyecto BIOGÁS PASTEUR, mejora la calidad y seguridad del digestato, haciendo que su tratamiento sea más eficiente y rentable.
• Aplicación de la tecnología digital para mejorar la rentabilidad y sostenibilidad de las plantas: Aprovechar los avances de las tecnologías digitales e incorporarlos como mejoras tecnológicas en las plantas pueden servir para optimizar su rentabilidad y eficiencia. Un ejemplo de esta aplicación lo tenemos en el proyecto DIGITALTWIN4BIOGAS, cuyo objetivo es la creación de gemelos digitales basados en inteligencia artificial para mejorar la viabilidad y sostenibilidad de las plantas de producción de biometano.

Para mejorar la eficiencia y sostenibilidad de la transformación de los residuos en energía es necesario continuar innovando y avanzando en los desarrollos tecnológicos que faciliten los procesos, permitan mejores prácticas de gestión, favorezcan la circularidad y resulten rentables.

Desde Waste2Energy podemos informarte de la tecnología más adecuada para la transformación de tus residuos en energía. Contacta con nosotros para resolver todas tus dudas.