Adnan Asad Karim, María Lourdes Martínez Cartas, Manuel Cuevas Aranda
Grupo Bioprocesos, Universidad de Jaén (UJA)
El cultivo de olivar es uno de los pilares fundamentales del sector agroalimentario español, obteniéndose a partir de él cerca del 70% del aceite de oliva de la Unión Europea (UE). En la presente campaña 2024-25 las almazaras españolas extraerán alrededor de 1,3 millones de toneladas de aceite de oliva (Fuente: Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación). Esta cifra implicaría, además, la generación de unos 5,2 millones de toneladas de alperujo; es decir, de una cantidad enorme de biomasa. La UE tradicionalmente ha importado grandes cantidades de carbón mineral procedente de terceros países, para asegurar su abastecimiento energético. Sin embargo, estos flujos han disminuido significativamente en los últimos años (al incentivarse el empleo de fuentes de energía más limpias y la autosuficiencia energética) al mismo tiempo que se ha aumentado el uso de los pellets de biomasa.
Es importante señalar que, aunque estos nuevos combustibles tienen una naturaleza renovable y un origen endógeno, también manifiestan una densidad energética más reducida que la de los carbones minerales. Por otro lado, el precio de los pellets de madera se ha incrementado significativamente en los últimos años, por lo que sería interesante la búsqueda de otros materiales que puedan competir técnica y económicamente con ellos.
Entre la biomasa residual disponible en la Unión Europea, el alperujo es uno de los subproductos agroindustriales con mayor potencial de utilización, sobre todo en los países de la cuenca mediterránea. Normalmente la valorización del alperujo implica su transporte desde las almazaras hasta las orujeras, que son las instalaciones industriales donde el orujo se seca para proceder, después, a la extracción de su aceite mediante hexano líquido. Este esquema de proceso, centrado en la recuperación del aceite de orujo de oliva, presenta varios puntos con baja eficiencia energética, lo que ha motivado que en la Universidad de Jaén (UJA), en el marco del proyecto OliPFUEL, proyecto financiado por la Unión Europea, los investigadores Adnan Asad Karim, María Lourdes Martínez Cartas y Manuel Cuevas Aranda hayan desarrollado un método de carbonización hidrotérmica asistida por microondas para convertir el alperujo de oliva en un material rico en carbono, denominado hidrochar, para su aplicación como biocombustible.
La carbonización hidrotérmica, también conocida como pirólisis húmeda, es un método en el que la biomasa se calienta a presión, y en presencia de agua, para transformarse en un material carbonoso (hidrochar) con alta densidad energética. El sistema de calentamiento habitualmente utilizado implica mecanismos de transferencia de calor por conducción y convección, lo cual conduce a extensos tiempos de residencia y a calentamientos desiguales dentro del reactor. Para superar estas limitaciones, los investigadores de la UJA utilizaron un sistema de calentamiento mediante microondas, el cual permitió disminuir significativamente los tiempos de tratamiento.
El hidrochar producido mostró mejores características combustible que los orujillos de aceituna, siendo estas propiedades comparables con las del lignito en términos de poder calorífico, contenido en cenizas y tendencia a la escorificación.
Las condiciones óptimas del proceso de carbonización hidrotérmica por microondas fueron 250°C y 30 min para la producción de hidrochar de alperujo de oliva, lo que es comparativamente más rápido que el proceso de carbonización hidrotérmica convencional descrito anteriormente (con tiempos de tratamiento superiores a 60 minutos). Además, los reactores de microondas utilizados para la producción de hidrochar también podrán ser más sostenibles, ya que no presentan el riesgo de corrosión del material del reactor y de contaminación metálica que suele producirse en los reactores de acero convencionales.
El plan de futuro de los investigadores de la UJA incluye: investigar en la economía y eficiencia del proceso de preparación de hidrochar, evaluar otras aplicaciones de los hidrochar, establecer colaboraciones con la industria en términos de escalado del proceso y realizar análisis tecnoeconómicos y de mercado sobre la comercialización de los hidrochar.
La valorización del alperujo beneficiará económicamente al sector oleícola al minimizar las necesidades de transporte y reducir la energía consumida en la etapa de secado, al tiempo que se obtienen nuevos productos de base biológica comercializables. Además, el uso de hidrochar reducirá el consumo de carbón fósil perjudicial para el medio ambiente y contribuirá a políticas europeas, como el Pacto Verde Europeo, la Estrategia Europea de Bioeconomía y el cumplimiento de ODS relacionados con la protección medioambiental y la generación de energía limpia.
El proyecto 'OliPFUEL' está financiado por la Unión Europea a través del programa Horizon Europe Marie Skłodowska-Curie European Postdoctoral Fellowships (HORIZON-MSCA-2021-PF-01;Project ID: 101062601) y se ha desarrollado durante los dos últimos años en el Instituto Universitario de Investigación del Aceite de Oliva y los Aceites de Oliva (INUO) y en la Escuela Politécnica Superior de Linares, ambos centros de la Universidad de Jaén.
