De acuerdo con cifras de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat), se estima que México produce 94 mil 800 toneladas diarias de basura, de la cuales al menos 40 por ciento se concentra en los estados de México, Jalisco, Veracruz y el Distrito Federal.
Ante ese panorama, el profesor-investigador Nelson Caballero Arzápalo, de la Universidad Autónoma de Yucatán (UADY), realizó un estudio para extraer la energía almacenada en desechos orgánicos (cítricos, plátano y papaya, entre otros), además de aquellos que produce la industria avícola, con el objetivo de aprovecharlos en la generación de energía alterna para consumo de la población y reducir la contaminación propiciada por dichos residuos.
Para tal fin, el equipo de investigadores de la UADY se basó en el método de la digestión anaerobia, el cual consiste en descomponer el material biodegradable en ausencia de oxígeno para generar biogás, cuyo componente energético principal es el metano, conteniendo asimismo dióxido de carbono y otros gases trazas.
El biogás puede ser aprovechado como combustible en vehículos, fábricas o en el hogar a manera de sustituto del gas butano. La cantidad y calidad de esta sustancia energética depende de varios factores, ente ellos el tipo de residuo utilizado, así también de ciertos parámetros de control como la temperatura y pH.
Para realizar la digestión anaerobia, Caballero Arzápalo detalló que los desechos primero pasan por una fase ácida donde todas las partículas grandes originadas por desperdicios son transformados mediante un proceso realizado por enzimas y bacterias, a una especie de moléculas pequeñas a partir de las cuales se desprenden alcoholes, y posteriormente se convierten en ácido acético, el cual finalmente se convierte en gas metano y dióxido de carbono.
En esta última etapa mientras más se logre reducir el segundo componente mayor será la cantidad de metano y la calidad del biogás generado, aseguró.
El investigador de la UADY comentó que los residuos, por su naturaleza, cuentan con energía almacenada que de manera directa o indirecta captaron previamente a través del Sol. Para el caso de los desechos vegetales es más notorio el proceso de almacenamiento de energía mediante la fotosíntesis. En tanto, los residuos de origen animal cuyo combustible es en gran medida adquirido indirectamente a través del consumo de alimentos de tipo vegetal.
Caballero Arzápalo destacó que a diferencia de otras investigaciones similares, la de la UADY emplea energía solar a fin de proveer temperatura necesaria a los reactores y hace el proceso autosustentable.
Señaló que con la ayuda de la temperatura el proceso es favorecido, pues agiliza la transformación de los polímeros a alcoholes y ácidos grasos, y finalmente a gas metano. El estudio ha comprendido experimentos en dos escalas diferentes, a micro y meso-escala, usando como digestores viales y reactores especiales respectivamente.
En los experimentos a micro-escala fueron por lotes (batch) realizados con el fin de conocer las características principales de la biodegradabilidad de los desechos, mientras que los realizados a meso-escala resultaron de una alimentación continua con el fin de asemejar una aplicación a mayor escala.
“Al incrementar la temperatura con la radiación solar no sólo se acelera el proceso, sino también la intención es eliminar los organismos patógenos que puedan tener los desechos orgánicos”, indicó.
Asimismo, el especialista de la UADY mencionó que los resultados obtenidos fueron favorables, pues tan sólo un gramo de papaya genera hasta 340 mililitros de ese gas. En tanto, con los desechos de plátano se alcanzó 310 mililitros y en el caso de los restos de la producción de cítricos, los resultados fueron superiores, ya que se consiguió hasta 400 mililitros por gramo.
De acuerdo con el titular de la investigación, la energía en forma de biogás que se produjo durante la investigación fue monitoreada en cuanto a su cantidad y calidad con la ayuda de bolsas especiales de almacenamiento y equipos de laboratorio de análisis respectivamente.
“La intención es emplear la energía en los mismos campos agrícolas en donde se generen los desperdicios con el fin de hacer funcionar bombas de irrigación o máquinas de arado, como lo hace cualquier tipo de energía convencional”, expuso el investigador de la UADY.
Es de destacar que otra particularidad de esta investigación es que luego de extraer la energía de los desechos, el sólido residual se puede aprovechar como composta o abono de cultivos y jardines, mientras que el agua residual, después de un proceso de tratamiento simple, puede reutilizarse en riego.
“En México, tenemos mucha materia prima que puede utilizarse y hacer eficiente esta transformación en un desarrollo sustentable, porque mucho de lo que tiramos y desperdiciamos puede aprovecharse para producir energía y apoyar el suministro energético en los hogares e instituciones contribuyendo asimismo a revertir la contaminación que los desechos ocasionan”, concluyó Caballero Arzápalo.
El proyecto contó con la colaboración de investigadores del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY), de la Universidad Técnica de Múnich y de Universidad de Ciencias Aplicadas de Stuttgart, ambas de Alemania, así como con el financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.
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