Para comprobar la rentabilidad económica de este proceso biológico que aplica microorganismos para obtener energía eléctrica y térmica, los expertos simularon y compararon los costes de esta metodología empleando residuos de caña de azúcar y maíz, generados en la extracción de etanol (utilizado como combustible en los vehículos). A partir de ahí, idearon un método que mejora la eficiencia de la producción y genera carburante sostenible, que puede reutilizarse en la propia fábrica o en otros edificios.
En el estudio, titulado ‘Techno-economic evaluation of bioenergy production from anaerobic digestion of by-products from ethanol flex plants’ y publicado en Science Direct, los científicos también evalúan el impacto ambiental que produce el proceso de generación de biogás a partir de estos residuos.
Normalmente, este sistema provoca emisiones negativas para el medio ambiente, como el dióxido de carbono (CO2). Sin embargo, la propuesta de los expertos incrementa el aprovechamiento de los desechos industriales y disminuye sus efectos adversos en el entorno.
”Hemos confirmado que con este método podemos reducir aproximadamente 4.000 toneladas de CO2 al año, el equivalente en peso a media torre Eiffel”, explica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Cádiz Miriam Tena.
Los expertos estiman que este método podría generar, aproximadamente, 15 gigavatios de electricidad por hora al año y 137.000 gigajulios de energía térmica al año, cantidad suficiente para abastecer a dos millones y medio de hogares. “La energía producida puede destinarse a la propia planta de producción de etanol o a la red eléctrica”, añade Miriam Tena.
Viabilidad económica
El equipo de investigación centró su labor en la evaluación de la digestión anaerobia de los residuos generados en las plantas de extracción de etanol a partir de caña de azúcar y maíz. Este proceso implica que bacterias y arqueas (ambos organismos microscópicos) realizan sus funciones biológicas en ecosistemas sin oxígeno, donde se alimentan de la materia orgánica y la degradan. Se trata de la misma descomposición que sufre, por ejemplo, el tejido humano cuando muere por falta de irrigación sanguínea y se gangrena.
Este proceso microbiológico genera dos subproductos. Por una parte, biogás, que se puede usar para producir energía eléctrica y térmica. Por otra, un material sólido con aspecto de lodo, procedente de los propios desechos de las bacterias y empleado, habitualmente, como biofertilizante o como biocombustible.
Para determinar si el empleo de este proceso era viable económicamente, los expertos calcularon de forma teórica la producción de biogás en tres escenarios diferentes. El primero, con los desechos del maíz, el segundo con los de la caña de azúcar y el tercero con residuos de ambos tipos de plantas.
Por un lado, analizaron parámetros técnicos, como el coste de la maquinaria utilizada en el proceso de digestión anaerobia, el precio del agua y la electricidad. Por otro lado, simularon parámetros económicos, por ejemplo, el precio de venta del biogás, financiación y costes de la planta de producción. “Nuestro objetivo era validar un método que, por un lado, nos permitiera obtener energía más limpia y, por otro, pudiera sostenerse económicamente en una empresa”, explica Miriam Tena.
Esta labor investigadora se ha extendido actualmente a lodos procedentes de depuradora y residuos agroalimentarios como vinazas de vino para la obtención de hidrógeno y metano. El trabajo ha sido financiado por la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo (FAPESP) y el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq). También ha recibido apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación de España mediante la ayuda para contratos predoctorales.
