Biorrefinerías basadas en la fracción orgánica de los residuos urbanos

1. Introducción
La necesidad de aprovechar recursos y el suministro energético a partir de fuentes renovables ha estimulado el uso de materias primas renovables en el marco de la biorrefinería, entendiendo ésta como el conjunto de procesos sostenibles a partir de biomasa para lograr su conversión en bioproductos y bioenergía [1]. Dentro de los residuos orgánicos, la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos (FORSU) destaca por su creciente generación (actualmente existe un consenso sobre la necesidad de ser recogida selectivamente) y requerimientos de tratamiento (donde el compostaje y la digestión anaerobia tienen un papel predominante). A diferencia de otros residuos orgánicos de tipo industrial, la FORSU se caracteriza por una alta complejidad, heterogeneidad e inestabilidad.

Este trabajo tiene como objetivo constatar el potencial de la FORSU como materia prima para biorrefinerías mediante alternativas tecnológicas que van más allá de los tratamientos convencionales. En este sentido, la hidrólisis enzimática se ha identificado como una tecnología clave para aumentar las posibilidades de la FORSU a través del fraccionamiento de sus componentes estructurales [2]. Además, también se presentan múltiples escenarios para la posterior utilización de dichas moléculas, junto con configuraciones adecuadas para la integración de los procesos que conformen la biorrefinería. Por último, se han identificado los retos para la implementación de las biorrefinerías de FORSU.

2. La valorización actual de la FORSU
La alta biodegradabilidad y el contenido de humedad de la FORSU convierten a esta fracción en el principal contribuyente al impacto ambiental de los residuos sólidos urbanos (RSU) depositados en vertederos en forma de emisión de gases de efecto invernadero [3]. En consecuencia, se han realizado importantes esfuerzos nacionales e internacionales para evitar el vertido de FORSU. Por ejemplo, en la Unión Europea, las últimas directivas relativas a este tema priorizan la reducción de vertidos de materia orgánica sin ningún tratamiento previo. Además de estas directivas, la Comisión Europea lanzó en 2015 el Plan de Acción de Economía Circular, que tiene también como objetivo reducir el vertedero como destino de cualquier tipo de residuos.

En este contexto, es evidente que se necesitan soluciones ambiciosas para garantizar que la FORSU sirva para un propósito más sostenible que el depósito en vertedero y de impacto ambiental positivo. En un principio, las tecnologías más implementadas fueron la digestión anaerobia y el compostaje. Se ha demostrado que la digestión anaerobia para la producción de biogás es un proceso robusto, eficiente y de coste relativamente bajo [4], pero la mejora del biogás (upgrading) es necesaria para su utilización efectiva como combustible estándar [5]. Por otro lado, cuando la digestión anaerobia y el compostaje se aplican juntos, se permite la recuperación de energía junto con el reciclaje de nutrientes como enmienda orgánica en el suelo [6].