Una propuesta sustentable: transformar residuos orgánicos domiciliarios en biogás y biofertilizantes

Compartimos artículo de Claudio Fernández Macor publicado en Conciencia Eco el 22/12/22


LA GENERACIÓN Y DISPOSICIÓN DE RESIDUOS

Según el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sustentable, en Argentina se producen 20 millones de toneladas de RSU por año, de los cuales la mitad son orgánicos.  Entre un 35% y 45% de los RSU no tienen una disposición final adecuada y entre 25% y 35% son dispuestos en más de 5.000 basurales a cielo abierto. La mayoría de estos vertederos se localizan en localidades medianas y pequeñas que por limitaciones presupuestarias y técnicas no pueden darles un tratamiento adecuado, incumpliendo las leyes nacionales sobre la Gestión Integral de los Residuos Domiciliarios e Industriales, y produciendo serios problemas de contaminación de suelo, agua y atmosfera.

Por otra parte, el creciente volumen de residuos está haciendo colapsar los rellenos sanitarios. Buena parte de los centros urbanos están clausurando rellenos sanitarios e inaugurando nuevos.

Foto de Tom Fisk

En muchos lugares, la basura está degradándose y filtrándose al suelo, incluso termina en los acuíferos.

UNA PROPUESTA SUSTENTABLE: LA BIODIGESTIÓN ANAERÓBICA DE LA FRACCIÓN ORGÁNICA DE LOS RSU

Nuestra propuesta se enmarca en la economía circular, apuntando a reducir la disposición final de los residuos orgánicos reutilizándolos a través de biodigestores para producir biogás y biofertilizante. Es un proyecto de doble impacto: mejora el estado de la naturaleza y crea valor y riqueza. Dependiendo el contexto consta de 4 etapas para su implementación:1- separación de residuos en origen, 2- recolección y disposición diferencia, 4- emplazamiento del biodigestor, 5- aprovechamiento del biogás y biofertilizantes.

¿Nuestra población objetivo? Aglomerados de entre 1.000 y 50.000 habitantes. ¿Por qué?

1- La correcta separación en origen es más factible de lograr en ciudades pequeñas y comunas que en grandes ciudades

2- los basurales a cielo abierto son una realidad generalizada en las pequeñas ciudades

3- la escala permite trabajar con biodigestores de producción nacional, accesibles técnica y económicamente. Por supuesto que en etapas ulteriores debemos avanzar en extender estos sistemas a las grandes ciudades, como se está haciendo en Europa.

¿QUÉ ES LA DIGESTIÓN ANAERÓBICA?

Es un proceso metabólico desarrollado por microorganismos anaeróbicos que actúan sobre la materia orgánica degradándola y convirtiéndola en elementos químicamente más simples que componen lo que conocemos como biogás y biofertilizante. El primero tiene una composición estándar de 60-70% de metano, 30-45% de dióxido de carbono, y restos de anhidrido sulfuroso, nitrógeno e hidrogeno. El biofertilizante es un líquido estable, que ya ha terminado el proceso de digestión y por lo tanto no presenta olor y tiene características similares el humus. En su composición química se encuentran cantidades significativas de nitrógeno, fosforo, potasio, y otros nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas. De esta manera, lo que era basura orgánica contaminante, se ha transformado en bienes con valor de uso y valor de cambio: energía y fertilizante.

Imagen

LOS BIODIGESTORES

Los biodigestores son dispositivos tecnológicos que permiten una reproducción controlada la digestión anaeróbica, si bien su utilización avanza (aunque lentamente) en la actividad privada, fundamentalmente tambos, criaderos de cerdos y pollos, prácticamente no hay avances en lo que refiere al tratamiento de RSU. Según estudios técnicos realizados por Vía Socialista e investigadores de la UNL, el desarrollo extensivo de sistemas de digestión anaeróbica para el tratamiento de la fracción orgánica de RSU es factible económica y ambientalmente, en el primer caso porque el valor económico de los bienes producidos (biogás y biofertilizante) permite pagar la inversión, el mantenimiento del sistema y genera un excedente, y en el segundo por la significativa contribución al ahorro en la huella de carbono,  la reducción en el uso de fertilizantes industriales (agroquímicos) y la reducción en la generación de líquido lixiviado.

Existe gran variedad de biodigestores con diferente grado de complejidad técnica tecnológica. Según nuestro análisis, el modelo más eficiente para el objetivo planteado es el tubular de poliuretano de alta densidad: accesible económicamente y de fabricación nacional, extensa vida útil, apto para la escala propuesta. El análisis que presentamos a continuación se basa en el rendimiento medio de este modelo.

RENDIMIENTO DE UN BIODIGESTOR:

Ensayos realizados por el INTA, el INTI y la UNL permiten hacer la siguiente estandarización: por cada tonelada de RSUO promedio se obtienen 100 m3 de biogás y 900 litros de biofertilizante (BIOL).

ANÁLISIS AGREGADOS DEL RENDIMIENTO

Vemos el rendimiento para una comunidad de 10.000 habitantes.
Según el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sustentable, la cantidad de residuos sólidos orgánicos generados por habitante es 0,45 kg diarios. Si tomamos 0.30 kg diarios, el volumen potencial de residuos orgánicos de la comunidad de referencia es 1.000 toneladas/año, lo que equivale 100.000 m3 de biogás y 900 m3 de biofertilizante.

NUESTRO PROYECTO A NIVEL PAÍS

En base al censo 2010 y los datos preliminares del censo 2022 en los aglomerados de referencia (entre 1.000 y 50.000 pobladores) habitan 7,67 millones de personas. El volumen potencial de residuos orgánicos que corresponde al universo de referencia es de 840.000 tn/año lo que equivale a la producción de 84 millones de m3 de biogás y 756.000 m3 de biofertilizante que en término medio contienen 18.900 tn de nitrógeno y 9.072 tn de fosforo[1].

¿Debería sorprendernos? El sistema permite transformar 840.000 toneladas de residuos orgánicos, la mayor parte del cual no tiene un tratamiento adecuado, en bienes con valor económico: 84 millones de mde biogás y 756.000 mde biofertilizantes. Dejemos los resultados de nuestra evaluación económica para otra oportunidad, y concentrémonos en el impacto ambiental del proyecto.Residuos

Residuos orgánicos.

IMPACTO AMBIENTAL 1: HUELLA DE CARBONO

Tanto la producción de biogás como la producción de biofertilizantes son neutral carbono. La combustión del biogás, como la del gas fósil, produce dióxido de carbono, pero en el caso del biogás es carbono ya fijado por las plantas desde la atmosfera, es decir, es carbono que ya está circulando en la atmosfera, en cambio el carbono contenido en el gas fósil existía en un yacimiento, y por tanto su combustión agrega gases de efecto invernadero a la atmosfera. Lo mismo para la producción industrial de fertilizantes en particular N,P y K, la producción o extracción de cada uno de ellos tiene un factor de emisión asociado. Por ello, reemplazar gas fósil y fertilizantes industriales por biogás y biofertilizantes contribuye a reducir las emisiones de GEI y mitigar el cambio climático.

[1] GROPPELLI Y GIAMPAOLI (2010)

Para determinar el impacto ambiental del proyecto estimamos la huella de carbono del volumen de gas natural y fertilizantes industriales que pueden ser reemplazados por el biogás y los biofertilizantes producidos.

Biogás: dada la equivalencia energética entre biogás y gas natural[1], y el factor de emisión asociado al gas natural[2], la huella carbono que se ahorra es 172.636 tceq/año.

Biofertilizantes: en el caso de los fertilizantes, dada la cantidad de Nitrógeno y Fosforo contenido en el BIOL producido (ver más arriba), y el factor de emisión asociado a su producción industrial[3] la huella de carbono se reduciría en 143.658 tceq/año.

En definitiva, la contribución del proyecto a la reducción en la emisión de GEI alcanza 322.294 tceq/año.

IMPACTO AMBIENTAL 2: REDUCIR USO DE AGROQUÍMICOS

La creciente utilización de fertilizantes industriales en la agricultura se ha impuesto que uno de los principales problemas medioambientales a nivel global. El informe “A Snapshot of the World’s Water Quality”, publicado por UNEP en 2016 señala que la principal causa de la creciente contaminación en ríos y lagos de América Latina, Asia y África es el uso de fertilizantes industriales, en particular fosfato y nitrógeno, poniendo en riesgo la salud de 323 millones de personas. Una reciente investigación que involucró a CONICET, UNL, UNSAM e INTA realizada sobre la cuenca del río salado en Santa Fe detectó altos niveles de contaminación por metales y agroquímicos en el agua y los sedimentos, lo que, según el estudio, pone en riesgo la vida de anfibios y peces[4].Foto de Mark Stebnicki

La agricultura utiliza gran cantidad de fertilizantes químicos.

De acuerdo a un informe Bolsa de Comercio de Rosario (2021) en la Argentina el consumo de fertilizantes industriales se duplico en los últimos 15 años y alcanzo 5.3 millones de toneladas en el año 2021 de las cuales 54% son nitrogenados y 36% fosforados. La contaminación es tan significativa que las propias patronales agrarias empiezan a manifestar cierta preocupación.

Entendemos que una salida viable al problema es estimular la producción y el uso de fertilizantes biológicos en reemplazo de los industriales. En el caso de nuestro proyecto, estaríamos contribuyendo a reemplazar 18.900 tn de nitrógeno y 9.072 tn de fosforo.

 A modo de cierre, la propuesta que aquí presentamos permitiría resolver la disposición de la fracción orgánica de los RSU en localidades de menos de 50.000 y todos los problemas ambientales asociados. Es un proyecto de doble impacto: 1- el valor de los servicios y bienes que se producen permite financiar el proyecto, y 2- tienen un impacto ambiental muy importante. ¿Que hace falta para desarrollarlo?: voluntad política, un estado con capacidad técnica y comprometido, y una conciencia real de los hacedores de política pública sobre la necesidad de dar respuestas urgentes a problemas medioambientales urgentes.

[1] GROPPELLI Y GIAMPAOLI (2010)
[2] HTTPS://WWW.EIA.GOV/ENVIRONMENT/EMISSIONS/CO2_VOL_MASS.PHP
[3] INTERNATIONAL FERTILISER SOCIETY
[4] HTTPS://SANTAFE.CONICET.GOV.AR/RIO-SALADO-CONTAMINACION-QUE-AMENAZA-LA-VIDA/

Artículo escrito por Dr. Claudio Fernández Macor.

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