I+D y Economía Circular, tres líneas de trabajo

La Europa 2020 camina hacia el uso eficiente de sus recursos. El cambio de paradigma hacia la Economía Circular es también una de las principales estrategias de la EU para generar crecimiento y empleo.

Se trata de superar el concepto lineal de producción y repensar de principio a fin los ciclos de vida de los productos, considerando desde su concepción los impactos ambientales y apostando por un modelo integral de gestión: del rediseño al reciclaje, pasando por la reutilización, la redistribución, la reparación o la renovación.

Innovación para desarrollar la Economía Circular

En AINIA tenemos varias líneas de trabajo en I+D orientadas a desarrollar soluciones tecnológicas que permitan avanzar en el cambio de modelo y en la apuesta por la Economía Circular. Citamos tres de ellas como ejemplo.

1. Transformación de residuos orgánicos en bioenergía y bioproductos: La apuesta por las biorefinerías

“La biomasa es la materia prima de una biorefinería del mismo modo que el petróleo lo es de una refinería tradicional. Por biomasa se entiende desde residuos orgánicos de origen agrícola, ganadero, forestal, industrial o urbano, hasta microalgas o plantas acuáticas. Las biorefinerías se caracterizan por transformar las biomasa en varios productos finales, desde bioenergías hasta bioproductos, pasando por bioplásticos, bioquímicos… Los productos finales de las biorefinerías pueden sustituir a productos ya existentes en el mercado, generalmente de origen fósil, o bien convertirse en nuevos incorporando funcionalidades diferentes o mejoradas”.

Estamos trabajando en producción de ácidos grasos para la obtención de bioplásticos, entre otras líneas de actividad, sin olvidar la obtención de biometano y biofertilizantes de base microalgal, entre otros productos.

Las biorefinerías son, además, una solución innovadora muy interesante para las empresas del sector del biogás que están buscando diversificar sus propuestas comerciales y obtener nuevos productos de los residuos orgánicos a través de la tecnología de las plantas de digestión anaerobia.

Algunos ejemplos de los proyectos de I+D que estamos haciendo en esta línea de actividad son:

• GREENUPGAS: Desarrollo de una tecnología de upgrading biológico para la producción de biometano.
• BIOGREEN apuesta por ser la primera biorefinería verde en España basada en un concepto de Economía Circular.
• BioREFINA: Desarrollo de un modelo sostenible de producción hortofrutícola basado en el concepto de Economía Circular.
• También pueden visualizar este vídeo en el que aportamos nuestra visión sobre el potencial de la biorefinerías.

Tecnologías limpias de extracción y purificación

También desde la perspectiva de soluciones tecnológicas para el aprovechamiento de los residuos orgánicos deben contemplarse las tecnologías limpias de extracción y purificación de compuestos bioactivos de interés. En concreto, una tecnología muy interesante es el CO2 supercrítico.

La extracción con CO2 supercrítico es un proceso inocuo, rentable, respetuoso con el medio ambiente y adecuado para la obtención de sustancias activas y eliminación de impurezas, que utiliza en CO2 supercrítico como un potente disolvente.

Las tendencias actuales muestran la necesidad de emplear procesos para la obtención de productos más puros, más selectivos, que aprovechen mejor las materias primas, permitan valorizar fuentes infrautilizadas y que eviten el empleo de disolventes orgánicos tóxicos. Algunos proyectos con los que estamos trabajando con CO2 supercrítico son:

• Biorrefinerías, valor para desechos como hollejos, pepitas de uva y lías de fermentaciones vinícolas

• Aceites, pigmentos y antioxidantes obtenidos de subproductos alimenticios

El interés creciente por la “White Biotechnology”

Finalmente, la aplicación de la “White Biotechnology” está suponiendo un impulso en valores tan demandados por el mercado actual como la personalización y el desarrollo de nuevos bioproductos, en muchos casos aprovechando subproductos y residuos orgánicos actuales. Si quieren profundizar sobre el tema, les animamos a que lean el artículo: “Tecnología y diferenciación de producto: El interés creciente por los bioprocesos”

2. El uso eficiente de los recursos: Agua, energía, desperdicio de alimentos

En esta línea de trabajo de I+D de AINIA, el foco principal se centra en avanzar y mejorar la eficiencia y sostenibilidad en el uso de recursos finitos como agua, energía, deshechos y desperdicio de alimentos… teniendo en cuenta con visión integral todo el ciclo de vida del producto.

Hay que tener en cuenta como la estrategia Europa 2020 promueve la aplicación de soluciones circulares que aprovechen al máximo los recursos naturales para obtener nuevos beneficios.

Uso eficiente del agua

Según datos del INE, la inversión anual de las industrias alimentarias en la gestión del ciclo del agua supone aproximadamente el 50% de su inversión medioambiental. De ella, un 40% se destina a sistemas de depuración. Aunque esta inversión va en aumento, las empresas alimentarias necesitan soluciones eficaces y viables económicamente para poder desarrollar nuevos modelos circulares con los que alcanzar el objetivo vertido 0, en consonancia con los nuevos retos de la bioeconomía.

Las últimas tendencias en soluciones tecnológicas para la industria alimentaria se basan en una economía circular dirigida a aprovechar el 100% de las aguas residuales que se generan en sus procesos productivos, para darles nuevos usos y lograr la máxima sostenibilidad y eficiencia en el uso de los recursos. Para conocer más sobre las tecnologías que se están aplicando en este campo, pueden leer este artículo: “La reutilización del agua en la industria alimentaria, hacia la máxima eficiencia en el uso del agua”.

Reutilización de agua y recuperación de nutrientes en lodos contaminados

En cuanto a la oxidación supercrítica, es una tecnología avanzada que recientemente está despertando interés como alternativa interesante para el tratamiento de algunos residuos.

La tecnología se basa en las propiedades particulares del agua bajo condiciones de temperatura y presión por encima de su punto crítico (T>374ºC y P>217,7 atm).

En tales condiciones, el agua puede oxidar completamente (100% de eficiencia) a cualquier compuesto orgánico a moléculas simples como son el agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), nitrógeno elemental (N), etc.

Por medio de esta tecnología los contaminantes orgánicos no requieren posteriores tratamientos de inertización, facilitando la disposición final sólo de una pequeña fracción. Además, el proceso puede mostrar un balance energético positivo debido a que es posible aprovechar el calor producido por las reacciones exotérmicas y la expansión de agua tras el proceso supercrítico.

Un ejemplo del enorme potencial de la tecnología de agua supercrítica en su aplicación en una I+D planteada desde un concepto de Economía Circular es el proyecto LO2X, que está demostrando en sus resultados finales los beneficios ambientales y socio-económicos de un co- tratamiento sinérgico de lodos de depuradora y residuos (estiércol crudo y digerido, residuos alimentarios de alta carga orgánica, plaguicidas, lixiviados y otros) con recuperación de energía y fósforo mediante Oxidación con Agua SuperCrítica (OASC).

Uso eficiente de la energía

Respecto a la energía, el sector agroalimentario europeo podría ahorrar más de 4.400 Gwh al año, según se desprende de los resultados obtenidos de las 204 auditorías energéticas realizadas en 2014 en el marco del proyecto europeo GREENFOODS. Esta energía equivaldría a la retirada de la circulación de 30.000 coches, la instalación de 44 turbinas eólicas o el ahorro en el consumo de 350.000 barriles de petróleo. Para conocer más sobre soluciones tecnológicas orientadas a la mejora de la eficiencia energética y la reducción de emisiones, pueden leer este artículo: “3 herramientas útiles para la mejora de la eficiencia energética en industrias alimentarias”.

Soluciones innovadoras en envases para luchar limitar el desperdicio de alimentos

En cuanto al desperdicio de alimentos, es un problema mundial que exige medidas a todos los niveles. Las estimaciones indican que cada habitante de la Unión Europea desecha de media 179 kilos de alimentos en buen estado al año, medio kilo de comida al día. A lo que hay que sumar el uso de los recursos naturales y la contribución del desperdicio alimentario en la generación de residuos.

El Tribunal de Cuentas Europeo ha examinado las medidas adoptadas para reducir este desaprovechamiento de productos alimenticios. En el informe: La lucha contra el despilfarro de alimentos: una oportunidad para la UE de hacer más eficiente el empleo de recursos en la cadena de suministro alimentario, se llega a la conclusión de que no han sido suficientes y que la estrategia de la UE contra el desperdicio de alimentos tiene que reforzarse.

Dentro de la cadena alimentaria donde más se tira es en los hogares, responsables del 42% de los alimentos que terminan en el cubo de la basura. En concreto España, según datos de la Comisión Europea, es el sexto lugar de Europa en lo que a desperdicio alimentario se refiere, por detrás de Alemania, Holanda, Francia, Polonia e Italia. Así, los españoles desperdiciamos más de 3 toneladas de alimentos anualmente, que suponen 164,47 kilos por persona/año.

Profundizábamos en el tema y proponíamos 10 soluciones innovadoras para luchar contra el desperdicio de alimentos en el ámbito de la I+D en envases en el artículo: “Envases innovadores contra el desperdicio de alimentos”, cuya lectura aconsejamos.

3. Big Data, inteligencia artificial e Internet de las cosas para avanzar en los nuevos modelos de negocios basados en la Economía Circular

Por último, no podemos olvidar que la transformación digital y tecnologías como el Big Data, la Inteligencia artificial o los aplicativos móviles están ayudando en la generación de nuevos modelos de negocio que posibilitan una innovación colaborativa.

En la industria conectada podemos integrar sistemas de información y conocimiento basados en redes colaborativas. Permite una gestión más eficiente y optimizada de las cadenas de valor, así como del uso de los recursos.

La digitalización permite el registro de los datos que se producen en todas las etapas de la producción, comercialización, gestión de insumos, residuos… y su evaluación constante en términos de eficiencia.

Supone una solución óptima para superar las barreras en cadenas de valor complejas, consiguiendo mecanismos de intercambio electrónico de información entre todos los agentes de la cadena o del proceso productivo de forma automática y en tiempo real. Todo ello haciéndolo compatible con estándares de identificación de producto, uso de aplicativos móviles, actualización constante de normativa legal… en plataformas inteligentes integradas dentro de los sistemas de gestión de la información existentes en cada empresa miembro de la cadena.

Si están interesados en conocer cómo AINIA puede ayudarles a plantear proyectos de I+D desde un enfoque de Economía Circular, que le aporten un mayor valor añadido y sostenibilidad a sus negocios, llámenos y podremos aportarle ideas y propuestas, porque trabajamos la I+D desde todas las perspectivas del ciclo de vida del producto/producción y bajo los principios centrales del modelo de Economía Circular: La preservación de las fuentes de materias primas finitas; la optimización de los recursos, reciclando los productos y manteniéndolos el máximo tiempo de vida en el sistema, y minimizando su impacto en el entorno. Finalmente, cerramos ciclo dándole nuevos usos a sus residuos, convirtiéndolos en nuevos productos de valor.