Hidropirólisis de biomasa lignocelulósica: una tecnología emergente para la valorización integral de residuos
Proyecto BIVALIA – Bioeconomía y Valorización de Recursos Naturales
Contacto: David Serrano Granados (david.serrano@imdea.org); Jennifer Cueto (jennifer.cueto@imdea.org)
Introducción: convertir residuos en oportunidad
La transición hacia un modelo energético y productivo más sostenible exige nuevas formas de aprovechar los recursos disponibles. En este contexto, los residuos agroalimentarios representan tanto un reto como una oportunidad. La industria alimentaria genera grandes cantidades de subproductos que, en muchos casos, tienen un aprovechamiento limitado y un coste asociado a su gestión. Transformar estos residuos en nuevos productos, energía o materias primas es uno de los pilares de la bioeconomía y un objetivo central del proyecto BIVALIA.
Una parte importante de estos residuos está formada por biomasa lignocelulósica, presente en restos vegetales, bagazos, orujos y subproductos ricos en fibras naturales. Aunque se trata de un recurso abundante y renovable, su compleja estructura dificulta su valorización. Para superar esta barrera, están emergiendo tecnologías termoquímicas avanzadas capaces de convertir estos materiales en productos de alto valor añadido, entre las que destaca la hidropirólisis.
¿Qué es la hidropirólisis y por qué es diferente?
La hidropirólisis es un proceso termoquímico que permite descomponer la biomasa mediante calor en presencia de hidrógeno. A diferencia de la pirólisis convencional, que se realiza en atmósfera inerte, la incorporación de hidrógeno modifica el entorno químico en el que se forman los productos, influyendo directamente en la transformación de las moléculas generadas durante el calentamiento. Dentro de esta familia de procesos existen distintas variantes. Algunas operan a altas presiones de hidrógeno, mientras que otras, especialmente interesantes desde el punto de vista industrial, funcionan a temperaturas similares a la pirólisis convencional y a presiones cercanas a la atmosférica. Esta modalidad, conocida como hidropirólisis a baja presión, permite aprovechar el efecto químico del hidrógeno sin recurrir a condiciones extremas, lo que facilita su integración en esquemas de conversión más sencillos y flexibles. En el marco de una bioeconomía sostenible, este enfoque solo tiene sentido cuando el hidrógeno empleado es de origen renovable, es decir, hidrógeno verde, producido a partir de fuentes de energía renovables. De este modo, el proceso mantiene un balance ambiental coherente y alineado con los objetivos de descarbonización y economía circular que persigue BIVALIA.
Qué aporta la hidropirólisis frente a la pirólisis convencional
El principal valor añadido de la hidropirólisis es que orienta la conversión de la biomasa hacia productos más aprovechables desde el punto de vista energético y químico. Al estar presente durante toda la descomposición térmica, el hidrógeno verde favorece la formación de compuestos líquidos más ligeros y estables, con menor contenido de heteroátomos como oxígeno, lo que mejora de forma directa su calidad como base para combustibles renovables o como materia prima para la industria química. Al mismo tiempo, este entorno químico limita la conversión de los vapores hacia productos sólidos no deseados, lo que se traduce en una menor formación de char y en un mayor aprovechamiento de la materia prima en forma de líquidos y gases. Esta redistribución de productos resulta especialmente interesante cuando se trabaja con residuos, donde maximizar la fracción valorizable es un objetivo clave. La hidropirólisis a baja presión también facilita la integración de etapas posteriores de mejora del producto. Al mantener los compuestos en fase vapor, estos pueden tratarse directamente mediante catalizadores de hidrotratamiento, dando lugar a aceites de mayor calidad en procesos más compactos y coherentes con el concepto de biorrefinería integrada, siempre dentro de un esquema energético basado en fuentes renovables.
De los plásticos a la biomasa: una experiencia previa que refuerza el enfoque
Aunque la aplicación de la hidropirólisis a biomasa lignocelulósica es todavía un ámbito en desarrollo, esta tecnología ya ha sido explorada con éxito en otros tipos de residuos. En particular, investigaciones previas desarrolladas por IMDEA Energía han aplicado la hidropirólisis catalítica a baja presión a la valorización de residuos plásticos procedentes de aparatos eléctricos y electrónicos. Estos estudios permitieron validar experimentalmente el comportamiento del proceso y comprender en profundidad el papel del hidrógeno en la conversión termoquímica. La experiencia adquirida en el control del proceso, el diseño catalítico y la gestión de subproductos constituye una base sólida para trasladar este enfoque al tratamiento de residuos agroalimentarios.
La hidropirólisis dentro del enfoque BIVALIA
Para el proyecto BIVALIA, la hidropirólisis representa una oportunidad especialmente interesante dentro del enfoque de biorrefinería integrada que promueve este proyecto. En la Comunidad de Madrid, gran parte de los residuos agroalimentarios se generan de forma dispersa, en pequeñas y medianas empresas que, de manera individual, no disponen de volumen suficiente para implementar sistemas propios de valorización. Esto hace necesario pensar en tecnologías flexibles, capaces de tratar de forma conjunta residuos procedentes de distintos sectores y convertirlos en productos útiles dentro de un mismo ecosistema industrial. En este sentido, la hidropirólisis puede actuar como una pieza clave dentro de las etapas de conversión y refino de las biorrefinerías que plantea BIVALIA. Muchos residuos de la industria cervecera, vitivinícola, láctea o de la ganadería intensiva contienen fracciones lignocelulósicas que no siempre pueden aprovecharse mediante procesos biológicos convencionales. La conversión termoquímica de estas fracciones permitiría transformar materiales de bajo valor en bioaceites, gases energéticos y sólidos carbonosos que pueden reincorporarse al sistema, cerrando los ciclos de materia y energía.
La idea es sencilla: primero se extraen de los residuos aquellos compuestos de mayor valor para la industria alimentaria y, posteriormente, lo que no puede aprovecharse por estas vías se transforma mediante tecnologías como la hidropirólisis. De este modo, casi nada se desperdicia y los residuos pasan a ser un recurso dentro de un modelo de economía circular.
Mirando al futuro: ciencia aplicada al territorio
Así entendida, la hidropirólisis deja de ser únicamente una tecnología avanzada para convertirse en una herramienta al servicio de un nuevo modelo productivo. Integrada en las biorrefinerías que propone BIVALIA, permite aprovechar de forma casi completa residuos que hasta ahora tenían un destino limitado, transformándolos en energía, materiales y moléculas útiles para la industria. El valor de iniciativas como el proyecto BIVALIA reside en su capacidad para conectar conocimiento científico, experiencia previa y necesidades reales del territorio. Apostar por procesos como la hidropirólisis significa avanzar hacia una economía circular tangible, en la que los residuos dejan de ser un problema para convertirse en parte de la solución. Es en este tipo de proyectos, que combinan investigación, sostenibilidad y visión de futuro, donde se construyen las bases de una transición energética y material más justa, eficiente y cercana a la sociedad.
