La economía circular es un concepto que se interrelaciona con la sostenibilidad. Desde su diseño es reparadora y regenerativa. Su objetivo es mantener el valor de los productos, los materiales y los recursos (como el agua y la energía) durante el mayor tiempo posible, reduciendo al mínimo la generación de residuos. Se trata de implementar una nueva economía basada en el principio de cerrar el ciclo de vida de los productos, los servicios, los residuos, los materiales, el agua y la energía.
En este marco, surge la posibilidad de utilizar los efluentes generados por la agroindustria. Tradicionalmente, estos efluentes son aguas residuales que generan problemas ambientales si no se tratan adecuadamente. Tratarlos ya nos proporciona una ganancia ambiental, pues se produce agua que puede ser reutilizada. Sin embargo, esto tiene un costo. En el nuevo esquema de economía circular, los efluentes son materia prima y se puede obtener no sólo agua limpia, sino otros productos de valor agregado.
Por ejemplo, los efluentes generados en la agroindustria contienen una muy alta concentración de materia orgánica (contaminación). Cuando se tratan estos efluentes para reducir la contaminación, también es posible obtener biogás, y con este se puede producir electricidad. Es decir, durante el tratamiento se genera energía y no sólo se consume, como en los procesos tradicionales. El tratamiento de agua se convierte entonces en un proceso productor de bioenergía.
Pero se puede ir aún más lejos y no sólo producir biocombustibles, sino otros productos, como los plásticos biodegradables. Es decir, en un proceso de biorrefinería de residuos, la materia prima se transforma en químicos, biocombustibles y, por supuesto, agua limpia que poder ser reutilizada.
Un ejemplo muy claro de este concepto es el que nuestro grupo aplica a los efluentes vitivinícolas. El proceso de producción de vino genera entre 0.2 y 4 litros de efluentes por litro de vino producido. Estos efluentes tienen una alta concentración de materia orgánica, debido principalmente al contenido de azúcares, alcoholes, levaduras y ácidos residuales en el procesamiento de la uva.
Una de las propuestas consiste en aplicar un proceso que se conoce como digestión anaerobia. El producto final de la degradación de la materia orgánica en este proceso es el biogás con un alto contenido de metano. Sin embargo, durante el proceso descubrimos que es posible obtener intermediarios de alto valor agregado, como los ácidos caproico y caprílico, muy utilizados como suplementos en alimento de animales (pollos, cerdos, ganado). A su vez, hemos visto que estos ácidos son una excelente materia prima para la producción de plásticos biodegradables.
Los plásticos biodegradables o, como se conocen químicamente, polihidroxialcanoatos, los generamos con microorganismos fototróficos anaerobios, es decir, que se reproducen en ausencia de aire y con presencia de luz (como la luz solar). Estos microorganismos conocidos como bacterias púrpuras acumulan los polímeros como material de reserva y también llevan a cabo la degradación de la materia orgánica. El proceso consiste en hacer que los microorganismos acumulen los polímeros utilizando como alimento los ácidos generados durante el tratamiento de los efluentes vitivinícolas.
En resumen, se agrega un residuo al proceso anaerobio (efluentes vitivinícolas). En el proceso se forman ácidos, que se extraen y son utilizados posteriormente como materia prima para producir plásticos biodegradables. El efluente sigue el tratamiento y se forma finalmente biogás (que contiene metano) y agua limpia. Este nuevo proceso cumple con la definición de economía circular, pues además de reducir la contaminación y tratar el agua se producen plásticos biodegradables y un biocombustible gaseoso, como es el biogás. Evidentemente, los costos del tratamiento se abaten por el valor que los productos generados tienen en el mercado.
El doctor Germán Buitrón Méndez es investigador de la Unidad Académica del Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Juriquilla
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