Hidrógeno “verde” producido con residuos de rellenos sanitarios, ¿biocombustible del futuro?

La acumulación de los residuos orgánicos es una amenaza no solo para la salud pública y la vida útil de los rellenos sanitarios, sino que también es un agravante de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) –especialmente metano y dióxido de carbono (CO₂)– que causan el calentamiento global del planeta. Se calcula que en el mundo el 40 % de estos terminan en rellenos sanitarios sin tratamiento adecuado y solo el 19 % se valorizan de alguna manera.

El ingeniero ambiental Jhon Germán Valencia Ortiz, estudiante del Doctorado en Estudios Ambientales de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, obtuvo un hidrógeno “verde” que  se diferencia del hidrógeno tradicional por su origen y por su impacto ambiental, ya que el primero proviene de fuentes aprovechables como residuos de alimentos que se acumulan en rellenos sanitarios.

Otra diferencia es que durante su obtención se reduce significativamente la huella de carbono en comparación con el hidrógeno convencional, el cual se produce a partir de fuentes fósiles como el gas natural y el carbón, o mediante electrólisis, que consiste en separar el hidrógeno del agua utilizando electricidad.

Residuos con potencial

El estudiante Valencia realizó la parte experimental del proceso biológico en el Laboratorio de Análisis Ambiental de la UNAL Sede Palmira y evaluó el potencial de producción nacional a partir de los datos del Informe Nacional de Disposición Final de Residuos Sólidos de la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios.

Basado en el concepto de “energía circular”, que consiste en el aprovechamiento de estos residuos mediante el proceso biológico de fermentación oscura, en donde los microorganismos a temperatura ambiente (37 °C) hacen el trabajo sin requerir de otras fuentes de electricidad, el investigador planteó la mezcla que combina la alta eficiencia energética del hidrógeno, con la disponibilidad y las bajas emisiones de GEI del metano.

“Así no solo se contribuye con la transición hacia fuentes de energía más limpias, sino que además se ofrece una alternativa que puede aprovechar la infraestructura existente para el transporte y almacenamiento de gas”, explica el investigador.

Según sus cálculos, “en Colombia sus habitantes producen cerca de 11,9 millones de toneladas de residuos anuales, de los cuales se podrían obtener cerca de 5 millones de toneladas de hidrógeno ‘verde’ mezclado con metano, con lo que se evitaría la emisión al ambiente de 3,94 millones de toneladas de dióxido de carbono del relleno sanitario”.

Alternativa prometedora

El estudio planteó varios escenarios con los siguientes resultados preliminares: en el primero, el biogás producido se evaluó sin purificación previa, con la que obtuvo una mezcla de 235,35 m³ por tonelada de residuos orgánicos, con un 6,8 % de hidrógeno y un poder calorífico o cantidad de energía liberada de 17,34 MJ/kg (megajulios por kilogramo).

En el segundo, el biogás se sometió a un proceso de purificación, lo que elevó la concentración de hidrógeno al 11,1 % con 50,96 MJ/kg.

En un tercer escenario se obtuvieron 80,72 m³ de mezcla con una concentración de hidrógeno del 19,8 % y un potencial energético de 51,97 MJ/kg.

“Redujimos las emisiones de CO₂ de 2,89 a 0,28 kg/m³ del proceso de producción de hidrógeno verde mezclado con metano”, destaca el autor del estudio.

La investigación demuestra que el hidrógeno y su mezcla son una alternativa prometedora para hacer la transición energética hacia la reducción de las emisiones de CO₂ en rellenos sanitarios, por lo que el hidrógeno verde sí tiene el potencial para ser un biocombustible del futuro y ofrecer una solución sostenible ante la crisis energética y ambiental.