Gestión de residuos orgánicos para la producción de biogás y fertilizantes. Una propuesta para expandir la producción y el empleo y reducir la huella de carbono

Claudio Fernández Macor

Santa Fe – CEICS

Ventajas de una fuente de energía a mano

La Argentina se encuentra frente a una crisis energética por partida doble. Por un lado, la falta creciente de energía, que se refleja por caso en la escasez de gasoil, pero sobre todo en la creciente necesidad de importar gas de Bolivia (que ya llega al 17% de lo consumido internamente) y gas licuado. A tal punto que el país, que tenía una balanza superavitaria hasta los primeros años de la década previa en el balance energético, registró entre 2013 y 2021 un saldo negativo de 4.000 millones de dólares al año en importación de crudo, gas y energía eléctrica para el devenir de la actividad cotidiana. La cuestión cobra ribetes más graves cuando la posibilidad de utilizar los recursos de Vaca Muerta, tanto para el mercado interno como para exportación, se ve bloqueada por la disputa entre gobiernos y empresarios por ver quién se queda con el negocio del ahora famoso gasoducto Néstor Kirchner.

En ese contexto, cobra renovado interés el debate sobre la matriz energética y la forma de resolver estas dificultades. Una futura Argentina socialista debería proyectar, en el mediano plazo, el desarrollo en el campo nuclear, donde tiene un recorrido propio de al menos setenta años. Pero en el corto plazo, existen alternativas que deben ser exploradas. Por ejemplo, la vinculada a la generación de gas a partir de residuos orgánicos.

En este punto, desarrollamos una propuesta a partir de la experiencia de un equipo técnico de la Universidad Nacional del Litoral, integrado por ingenieros químicos y ambientales y economistas que trabajan en la instalación de biodigestores en diferentes contextos (tambos, criaderos de cerdos, cadenas de supermercados). Actualmente, el equipo se encuentra trabajando en proyectos de recolección diferenciada de residuos orgánicos urbanos para su utilización en la generación de biogás en dos localidades pequeñas de la provincia de Santa Fe. En base a esa experiencia, desarrollamos una propuesta de “sistema de recolección diferenciada de orgánicos-producción de biogás y fertilizantes” aplicado a aglomerados urbanos de menos de 50.000 habitantes. Entendemos que esta rama productiva puede desarrollarse a muy corto plazo en una economía planificada y contribuir no solo a paliar la escasez de gas, sino también a producir fertilizante orgánico para uso agrícola y sobre todo a emplear productivamente a una buena cantidad de desocupados. Cabe destacar que estos proyectos tienen una alta rentabilidad y un impacto ambiental significativo. El primer punto se relaciona con que la generación de energía y fertilizante tienen un costo variable de “cero”, dado que su principal insumo son los residuos generados por la población. En segundo lugar, tanto la inversión inicial como el costo de mantenimiento son relativamente bajos. Por último, tienen una extensa vida útil. En cuanto al impacto ambiental, el beneficio principal es la posibilidad de reemplazar energía fósil por energía renovable neutral en carbono.

En relación al empleo, por su baja composición orgánica (es decir, por utilizar básicamente mano de obra para su operación y poco capital en maquinarias y otros insumos), permitiría ocupar rápidamente en una actividad productiva a trabajadores hoy desempleados o bien a beneficiarios de planes sociales. El principal componente de la inversión es el biodigestor (su tipo y tamaño depende del volumen de residuos recibidos) que tiene una vida útil de 30 años. Luego, el sistema solo requiere emplear y organizar trabajadores con poca calificación para la recolección diferenciada y para alimentar y mantener el biodigestor, para gestionar el destino del biogás y para tratar, envasar, transportar y distribuir el digesto (fertilizante). En cuanto al trabajo calificado que pueden precisar estos emprendimientos, básicamente se trata de técnicos para la elaboración del proyecto en territorio y la supervisión del funcionamiento.

Cabe señalar que en buena parte de las ciudades grandes de Europa se han implementado estos sistemas. Aunque tienen una diferencia con la propuesta actual: los proyectos del Viejo Continente, de gran escala, requieren una elevada composición del capital, vinculado al dispositivo para la biodigestión pero también a la infraestructura de almacenamiento y distribución del biogás. En Europa, los volúmenes crecientes de biogás generado desde los residuos orgánicos urbanos se utilizan en múltiples destinos, desde la generación de energía eléctrica (España) a una red de distribución (estaciones de servicio) para carga en vehículos a GNC (Alemania). Actualmente, del total de gas natural consumido por la UE para todo destino, el 24% es biogás y se estima llegar a un 30-40 % para 2050 ¹.

En Argentina, la producción de biogás es insignificante, y las 4 plantas más grandes, que producen desde un relleno sanitario, son privadas, propiedad de Industrias Secco S.A. (en Ensenada, González Catán y Avellaneda (Santa Fe)).

Dada la baja complejidad técnica del sistema a pequeña escala, sería factible de implementación en el corto plazo en todos los aglomerados urbanos de hasta 50.000 habitantes. Como resultado rápido, la medida podría redundar en un incremento del trabajo productivo en blanco generador de riqueza (energía y fertilizantes), en un alivio al sector externo al reducir la necesidad de importar gas o por la vía del aumento del saldo exportable de hidrocarburos, y en una reducción de la huella de carbono y del uso de fertilizantes sintéticos de origen fósil.

¿Qué es un biodigestor?

El biodigestor es un dispositivo que produce gas metano (biogás) a partir de residuos orgánicos. El aparato permite la reutilización productiva de estos residuos comunitarios que, luego de un proceso de eliminación de sulfitos, puede utilizarse con las mismas finalidades que el gas natural de red (incluyendo generación de energía eléctrica) o el GNC utilizado por vehículos. La utilización de esta tecnología permite reducir el costo del combustible que reemplaza y, al mismo tiempo, tiene un significativo impacto medioambiental ya que sustituye combustibles fósiles por un combustible carbono neutral; es decir, contribuye a la reducción en la huella de carbono ². Además, como subproducto, se genera material fertilizante orgánico rico en nutrientes que tiene valor de mercado y puede reemplazar parte de los fertilizantes sintéticos.

El proceso comienza con la recolección diferenciada de desperdicios. La mayoría de las pequeñas localidades argentinas no tiene un sistema de recolección y tratamiento de los residuos urbanos acorde, sino que se los dispone en algún espacio periurbano e incluso se los incinera para reducir su volumen y continuar con la disposición en el lugar. Esta forma generalizada de disponer y tratar los residuos contradice todas las recomendaciones especializadas que señalan los daños ambientales y en la salud de las personas que provoca la liberación de gases altamente tóxicos procedentes de la quema de residuos urbanos.

Los resultados esperados

La producción de biogás atiende esta dificultad de diversas formas. Veamos entonces, a modo de proyección, los efectos económicos y medioambientales de este mecanismo si pudiéramos aplicarlo a todos los núcleos urbanos del país en el rango de los 2.000-50.000 habitantes. En base al censo 2010 (sin disponer aún de los datos en detalle del 2022), en estas poblaciones habitan poco más de 6,5 millones de personas. Si le adicionamos el crecimiento demográfico que arrojan los datos preliminares del censo de 2022, alrededor de un 18%, podemos estimar la población de referencia en 7,67 millones de personas. Cálculos de especialistas estiman que cada persona genera término medio 0,45 kg de residuos orgánicos diarios (52% residuos de cocina y 48% residuos de jardín como hojas, pasto y otros) ³. Por lo tanto, el volumen potencial de residuos orgánicos que corresponde al universo de referencia es de 3,45 millones de kg diarios, 24,15 millones de kg a la semana, y 1.259 millones de kg al año.

El volumen de biogás que puede generarse a partir de estos residuos depende del tipo y estado de los residuos orgánicos, y sobre todo de la precisión con que se haga la separación en origen. La estimación en base a otros biodigestores que han instalado investigadores de la UNL es que 10.000 kg de residuo orgánico estándar generan 1.000 m³ de biogás (con una composición de 60% gas metano). Es decir, una ciudad con 20.000 habitantes en el radio urbano produciría 328.500 m3/año de biogás (900 m3 /día). Si extrapolamos el caso a nuestra población de referencia, 1.259.000 toneladas de residuos orgánicos urbanos al año tienen la potencialidad para producir 125.900.000 m³ /año de biogás (344.931 m³/día). Luego de un proceso de purificación, el contenido de metano que compone el biogás aumenta hasta 95%, y puede ser utilizado como gas de red o GNC para vehículos.

Continuando con la ponderación, 1 m³ de biogás (con una composición de 95% metano) equivale a 0,95 m³ de gas natural de red. Por lo tanto, 125.900.000 m3/año de biogás equivalen a 119.605.000 m3/año de gas natural que pueden inyectarse a la red.

En el mercado internacional, tanto el gas natural como el licuado se miden por su contenido calórico. En particular se usa el BTU, que es una unidad térmica británica que refiere a la cantidad de calor necesaria para aumentar en 1 grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua en su máxima densidad (aproximadamente 39° F). Un millón de BTU (MMBTU) equivalen a 27,8 m³ de gas natural. ⁴. Por lo tanto, la producción potencial de biogás (95% metano) de nuestro universo de referencia alcanza 4.302.338 MMBTU. Para valorar la producción de gas tomaremos como referencia de precio internacional, el precio al que Argentina importa gas de Bolivia. Según lo establecido en el contrato de suministro de gas de Bolivia a Argentina (vigente hasta 2026), para el primer envío en 2022 se mantendrá el precio pactado en 2021, pero los suministros restantes se actualizará según indicadores de mercado, y el ministerio de economía estima que el precio se elevará a 18 dólares por MMBTU ⁵. De esta manera, el valor económico producido por nuestro universo de referencia alcanzaría los 77.442.084 dólares/año (al cambio actual 15.488 millones pesos/año). En términos de importaciones, el monto que reemplaza es modesto (en términos de valor, entre un 4 y un 8% de lo importado según se considere o no el aporte del gas natural licuado), pero es una forma barata de reducir el déficit de divisas de la economía, con un efecto adicional en la generación de un segundo negocio.

Es que el proceso del biodigestor arroja como subproductos dos sustancias con poder fertilizante para la actividad agrícola, hortícola, etc.: el BIOL y el BIOSOL. La comercialización mundial de fertilizantes orgánicos, según consultoras internacionales, trepó a casi 7.000 millones de dólares en 2019, con países como China e India entre los máximos consumidores, y tiene perspectivas de continuar en ascenso a medida que aumente la demanda mundial de alimentos. Por eso, esta producción se convierte en una actividad de interés para la agricultura local y también para la exportación. La cantidad de materia de salida del biodigestor es un 90% de la materia de entrada. De este total un 10% es sólido (BIOSOL) y un 90% es liquido (BIOL) ⁶. Por tanto, esta propuesta obtendría una cantidad de 1.019.790 TN/año de BIOL y 113.310/TN de BIOSOL. Esta materia (digesto) requiere un proceso de filtrado, envasado y, de ser necesario, enriquecimiento (se suele utilizar urea) que lo adecúa mejor para su uso como fertilizante y aumenta su valor comercial. La composición química de BIOSOL y BIOL resultante de una mezcla estándar de residuos urbanos pretermitiría producir la siguiente cantidad de fertilizantes:

BIOL: estimación para 1.019.790 TN

BIOSOL: estimación para 113.310 TN.

El valor de mercado de fertilizantes BIOL y BIOSOL con composiciones químicas similares, oscila entre $500 el litro (empresas nacionales pequeñas que venden el BIOSOL casi sin tratamiento) y 27 dólares el litro, en base a empresas de los EE.UU. y Nueva Zelandia que lo comercializan con formula ⁷. Si tomamos como referencia el precio mínimo, de $500 el litro, el valor de mercado del fertilizante producido sería de al menos 566.550 millones de pesos (al cambio actual, 2.832 millones de dólares).

Para recapitular

El valor económico que anualmente produciría el “sistema recolección diferenciada de orgánicos-producción de biogás y fertilizantes”aplicado a todas las aglomeraciones urbanas con población inferior a 50.000 habitantes es de unos 582.038 millones pesos por año, con una vida útil de 30 años (Gas + fertilizante). La inversión necesaria para la implementación completa del sistema, con envasado de fertilizante, para una localidad de 5.000 habitantes es de 18 millones de pesos (capital constante fijo), con una vida útil de 30 años, 5,5 millones por año de capital circulante y 20,16 millones de pesos el costo laboral anual para la gestión y el mantenimiento del sistema, considerando una dotación de 15 trabajadores con una jornada de 36 horas semanales, con salario neto de 80.000 pesos mensuales más las contribuciones a la seguridad social.

Entendiendo que el sistema tiene que replicarse cada 5.000 habitantes, es decir, que en una localidad de 10.000 habitantes hay que instalar dos sistemas, y que el mismo sistema se aplica en localidades de menos de 5.000 habitantes y dada la distribución poblacional en localidades argentinas de menos de 50.000 habitantes inferimos que la cantidad de sistemas a instalar en todo el país es 2.050, lo que equivale una inversión inicial en capital constante fijo (30 años de vida útil) de 36.900 millones de pesos, y en capital circulante de 11.275 millones con un costo laboral anual de 41.328 millones, todo en pesos ⁸.

De esta manera, el total de empleos que podrían generarse en este “sistema nacional de recolección diferenciada de orgánicos-producción de biogás y fertilizantes”,aplicado para este tipo de localidades, alcanzaría 30.750 de forma directa. El excedente económico anual que generaría, considerando lo producido menos el costo, ascendería en los cálculos realizados a 526.464 millones de pesos. Por otra parte, un sistema de este tipo contribuiría a reducir la “huella de carbono”; es decir, la producción de gases de efecto invernadero, muy superior en la generación de gas de hidrocarburos. Un detalle pormenorizado de este efecto podrá ser material para un artículo futuro.

La Argentina tiene un serio problema de dotación energética, que se acumula desde hace años. El desorden en la explotación de recursos existentes y la escasa exploración de otras fuentes alternativas renovables, por la inutilidad de su clase dominante para desarrollar las fuerzas productivas y por las peleas entre empresarios y gobierno por los pocos negocios rentables del sector, nos han traído hasta aquí. Un gobierno socialista, que concentre los medios productivos y las decisiones de planificación económica, deberá producir un cambio estructural en la matriz energética en el marco del agotamiento del paradigma “fósil”, buscando un equilibrio entre energías limpias, eficientes y baratas para sostener una renovada y creciente actividad económica. Es cierto que la producción de biogás, en la escala aquí propuesta, no solucionará los grandes problemas energéticos de la Argentina; pero puede permitir un alivio en el drenaje de divisas por importación de gas y generando de forma subsidiaria un bien secundario como es el fertilizante orgánico, con una demanda en expansión. Todo ello, ocupando población de forma productiva. Para sacar a la Argentina de su descomposición es necesario pensar en todas las actividades que, bajo otras bases sociales, puedan colaborar a frenar el drenaje de riqueza social de manera productiva.

Publicado en El Aromo Nueva Época N° 2 – Junio 2022

1. European Biogas Association, informe 2021, https://tinyurl.com/6vv37x5c.
2. En Argentina hay varias leyes que impulsan la mitigación del cambio climático, por ejemplo, la Ley de Adaptación y Mitigación al Cambio Climático (Ley N.° 3871/11; reglamentada por Decreto N.° 039/14).
3. Gestión de residuos y economía circular (2018). Luis Seguí et al. estima 0.55 kg por persona, pero experiencias en desarrollo llevadas a cabo por investigadores de la UNL nos señalan 0.45 kg/persona
4. Instituto Argentino de Petróleo y el Gas (https://www.iapg.org.ar/docgas/1.pdf)
5. Argentina.gob,7/04/2022; https://tinyurl.com/2p9z3dyh
6. Sandra Aparcana (2008). Estudio sobre el Valor Fertilizante de los Productos del Proceso Fermentación Anaeróbica para Producción de Biogás
7. https://biostart.co.nz/digester/
8. Deben agregarse a este cálculo los gastos de adaptación de la red interconectada para recibir el flujo de esta nueva producción.