La producción de CO2 a partir de residuos y sus posibles aplicaciones industriales: transporte, captura y uso para la creación de materiales innovadores, para la alimentación y los combustibles sostenibles

por Marco Arezio

La cuestión de la producción y gestión de residuos representa un desafío significativo a nivel global, no solo por el impacto visual y ambiental que conlleva, sino también por su contribución a las emisiones de gases de efecto invernadero.

Entre estos gases, el dióxido de carbono (CO2) es uno de los más significativos, directamente relacionado con los procesos de descomposición de los residuos orgánicos en los vertederos y en las plantas de incineración de residuos.

El CO2 producido a partir de los residuos es a menudo percibido como un subproducto que debe gestionarse, pero las recientes innovaciones tecnológicas e industriales están transformando esta emisión en un recurso aprovechable.

En este artículo, exploraremos qué se entiende por CO2 producido a partir de residuos, cuáles son los procesos mediante los cuales se transporta y, finalmente, cómo se utiliza a nivel industrial para generar valor y contribuir a la reducción de las emisiones netas de gases de efecto invernadero.

El CO2 producido a partir de residuos: orígenes y contexto

El CO2 es un subproducto natural de la descomposición de la materia orgánica. En los residuos sólidos urbanos, la fracción biodegradable (compuesta por alimentos, papel, madera, tejidos, etc.) pasa por un proceso de descomposición aeróbica o anaeróbica.

Durante la descomposición aeróbica (en presencia de oxígeno), como ocurre en las compostadoras o en las plantas de tratamiento mecánico-biológico, la materia orgánica se descompone en dióxido de carbono y agua.

En condiciones anaeróbicas (sin oxígeno), como en los vertederos, la descomposición genera una mezcla de gases llamada biogás, compuesta principalmente por metano (CH4) y CO2.

Otra fuente significativa de producción de CO2 a partir de residuos proviene de las plantas de incineración. La incineración, una tecnología utilizada para reducir el volumen de residuos sólidos urbanos, implica la combustión de materiales orgánicos e inorgánicos a altas temperaturas.

Durante el proceso, los materiales orgánicos liberan CO2 y otras sustancias contaminantes, que deben ser gestionadas mediante sistemas de filtración y captura de humos.

Transporte de CO2: problemáticas y soluciones

Una vez producido, el CO2 puede ser emitido directamente a la atmósfera, contribuyendo al efecto invernadero, o capturado y transportado para su uso o almacenamiento.

El transporte de CO2, conocido también como transporte de CO2, es un componente crucial de la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS), una tecnología que busca reducir las emisiones netas de dióxido de carbono mediante la captura y reutilización del gas.

El transporte de CO2 puede realizarse en tres formas principales:

En forma gaseosa: a presión a través de conductos o tuberías, a menudo utilizadas para distancias cortas. El CO2 se comprime a una presión moderada (alrededor de 10-15 bar) para reducir su volumen y facilitar su transporte.

En forma líquida: para transporte a largas distancias, el CO2 se licúa mediante enfriamiento y compresión a alta presión (superior a 70 bar). Una vez líquido, puede transportarse en camiones cisterna o barcos cisterna similares a los utilizados para el transporte de gas natural licuado (GNL).

En forma sólida: en forma de hielo seco, el CO2 puede ser transportado en contenedores, aunque este método es menos común debido a las dificultades asociadas con la gestión térmica del proceso de solidificación.

Además del transporte físico, también es necesario considerar la infraestructura y los costos asociados.

Sin embargo, la tecnología de tuberías ya se utiliza ampliamente en los sectores petrolero y del gas natural, lo que facilita la conversión de algunas infraestructuras para el transporte de CO2.

Uso industrial del CO2: de las emisiones al desarrollo de nuevos productos

El CO2 capturado a partir de residuos no debe tratarse necesariamente como un simple residuo. En los últimos años, la industria ha desarrollado varias aplicaciones innovadoras para el CO2, transformándolo en un recurso valioso.

A continuación, algunas de las principales formas en que el CO2 se utiliza a nivel industrial:

Producción de combustibles sintéticos: el CO2 puede utilizarse como materia prima para la producción de combustibles sintéticos mediante procesos de conversión química.

Uno de estos procesos es la reacción con hidrógeno obtenido a partir de fuentes renovables (por ejemplo, la electrólisis del agua alimentada por energía eólica o solar) para producir metanol u otros hidrocarburos sintéticos.

Estos combustibles pueden ser utilizados en el transporte, contribuyendo a la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles.

Producción de materiales de construcción: una de las aplicaciones más prometedoras es el uso de CO2 en la producción de cemento y hormigón de baja huella de carbono. A través de procesos de carbonatación, el CO2 puede ser atrapado dentro de los materiales de construcción, reduciendo la cantidad total de CO2 liberado a la atmósfera.

Algunas empresas emergentes están desarrollando tecnologías para reemplazar el cemento tradicional con alternativas que absorben más CO2 del que emiten durante el ciclo de producción.

Producción de plásticos y polímeros: el CO2 puede utilizarse como materia prima para la síntesis de polímeros y plásticos, reduciendo la dependencia de los productos petroquímicos. Por ejemplo, el CO2 puede utilizarse para producir polioles, componentes clave en la fabricación de poliuretano, un plástico ampliamente utilizado en varios sectores, desde la automoción hasta la construcción.

Agricultura y cultivo en invernaderos: el CO2 puede utilizarse para aumentar la productividad agrícola. En entornos controlados como los invernaderos, el aumento de la concentración de CO2 favorece la fotosíntesis, acelerando el crecimiento de las plantas y aumentando los rendimientos.

Industria alimentaria y de bebidas: el CO2 se utiliza ampliamente para la carbonatación de bebidas, como la producción de refrescos y cerveza. Además, el CO2 de calidad alimentaria se utiliza para la refrigeración y el envasado en atmósfera modificada, prolongando la conservación de los productos alimentarios.

Conclusiones

El CO2 producido a partir de residuos, aunque representa uno de los mayores desafíos en términos de emisiones, puede transformarse en un recurso valioso si se gestiona adecuadamente.

El transporte de CO2, a través de tuberías o barcos cisterna, y su uso industrial en numerosas aplicaciones representan soluciones innovadoras para ayudar a reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero.

En un contexto de economía circular, la gestión del CO2 no debe verse solo como un problema, sino como una nueva oportunidad de negocio. Las tecnologías de captura, utilización y almacenamiento de carbono ofrecen soluciones concretas para valorizar el gas como materia prima, reduciendo al mismo tiempo el impacto ambiental.

Con inversiones en investigación y desarrollo y una regulación adecuada, la industria podría aprovechar plenamente el potencial del CO2 para favorecer la transición hacia una economía de bajas emisiones de carbono.