Hoy los principales problemas ambientales de Chile son la contaminación atmosférica y los residuos sólidos urbanos (RSU). Por otro lado, la economía circular busca reutilizarlos, en especial los orgánicos, tales como los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales (LPTARs) y la basura orgánica urbana (BOU) para fines energéticos. En Chile hoy se generan cerca de 7 millones de RSU al año y las tasas de reciclaje no bordean el 10%, dejando un 90% en vertederos y rellenos sanitarios (RS). Con el aprovechamiento de los RSU, esas cifras se revierten, el 90% se valoriza y solo una fracción mínima es dispuesta en RS. Internacionalmente, la OCDE determinó que sus países integrantes, para el año 2030 deberán disponer en RS solo el 10% de sus RSU, apuntando que aún hay naciones que disponen en estos lugares miles de toneladas al día, perdiendo potencial energético, aumentando emisiones de metano, y arriesgando recursos hídricos por filtración. Una de las soluciones es usar plantas Sustentables de Waste to Energy (WTE), generando un vuelco hacia la investigación y el uso de fuentes de energías renovables que permitan reemplazar los limitados yacimientos energéticos fósiles actuales. Pero estas plantas de WTE deben evitar la incineración y sólo aprovechar los residuos que no se reciclan, especialmente los orgánicos.
Para ayudar a resolver este problema energético-ambiental, en este proyecto FONDEF se investigará y optimizará la producción de pellets de alta densidad energética (PADEN) a través de la carbonización hidrotérmica (HTC), para diferentes mezclas de LPTARs y BOU y su posterior gasificación para generar energía, y al mismo tiempo se desarrollará una plataforma integrada de la logística de la biomasa (PILB) como materia prima para la producción de este tipo de pellets para uso industrial. Esto, con el fin de reducir los costos de transporte y secado de dichas materias primas carbonizadas, así como del abastecimiento de los pellets al mercado energético.
Este proyecto cuenta como instituciones asociadas con la Asociación Metropolitana de Municipalidades de Santiago Sur para la Gestión Ambiental y de Residuos (MSUR), GRENOL GmbH y la University of Applied Forest Sciences (HFR) de Alemania, que valoran de manera trascendental los resultados e impactos de este proyecto de interés público, tal como el Ministerio del Medio Ambiente (MMA) valoró el FONDEF D08I1147 que este equipo investigador lideró y que CONICYT lo consideró como uno de las 10 hitos científicos del 2013. Junto a ellos, y en el ámbito de I+D participan los equipos de Ingeniería Química y de Química Ambiental de la USACH y UTFSM, respectivamente, todos ellos con vasta experiencia científica en la materia. El proyecto cuenta además con el soporte internacional científico de la HFR, a través del experto en carbonización hidrotérmica, Dr. Stefan Pelz.
Los principales resultados de este proyecto serán la obtención de PADEN de diferentes mezclas de LPTARs y BOU para su posterior gasificación, usando mejorados procesos de HTC; la obtención de las mejores fórmulas de mezclas de biomasa para PADEN; el desarrollo de una PILB para producción de pellets; una planta piloto de HTC-Secado-Gasificación (HTC-S-G) optimizada para la producción de PADEN, y un análisis del ciclo de vida de una planta de WTE en base a HTC-S-G para el procesamiento de LPTARs y BOU. Todos estos resultados serán difundidos y masificados a la sociedad como una alternativa eficiente y sustentable de WTE.