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Desde pastos hasta instalaciones de procesamiento, la industria cárnica es intensiva en recursos.

La digestión anaeróbica puede transformar lo que antes se consideraba una carga en una fuente de energía fiable

La necesidad de prácticas sostenibles en las operaciones industriales nunca ha sido mayor. Entre los sectores que enfrentan una presión creciente para reducir el impacto medioambiental está la industria de procesamiento de carne. Aunque la conversación pública sobre esta industria suele centrarse en las emisiones y los residuos, es importante reconocer la considerable sofisticación técnica y el valor económico que ofrece. En esta edición de la serie Tech Talk de Fluence, exploramos cómo los profesionales del agua y las aguas residuales pueden desempeñar un papel vital en la mejora de la sostenibilidad mediante  estrategias innovadoras de conversión de residuos en energía.

Comprendiendo el panorama industrial

La industria de procesamiento de carne es una piedra angular de la economía global. Solo en Estados Unidos, contribuye con más de 1 billón de dólares en actividad económica. La capacidad de innovación del sector es considerable y abarca sistemas mecánicos, procesos biológicos y biociencias. Apoya numerosas industrias aguas abajo mediante la creación de subproductos utilizados en piensos animales, fertilizantes, combustibles, cosméticos y productos farmacéuticos.

Sin embargo, a pesar de su avance tecnológico y escala económica, el procesamiento de carne sigue siendo objeto de un escrutinio riguroso por sus prácticas medioambientales, especialmente en lo que respecta al consumo de aguas residuales y energía. El reto, por tanto, es claro: ¿Cómo pueden las instalaciones seguir satisfaciendo las altas demandas de producción mientras mejoran la gestión ambiental y la eficiencia operativa?

Replanteando los residuos como un activo energético

Tradicionalmente, los residuos del procesamiento de carne —especialmente los de los sistemas de lavado, los procedimientos de limpieza in situ (CIP) y los subproductos orgánicos— se han tratado como corrientes de residuos costosas. Estos residuos, que incluyen grasas, aceites, grasas y sólidos orgánicos, suelen dirigirse a  sistemas de tratamiento de aguas residuales con el objetivo principal de una eliminación segura.

En Fluence, defendemos un cambio de paradigma. Consideramos estos residuos no como pasivos, sino como fuentes valiosas de energía. Nuestro objetivo es desarrollar sistemas económicamente viables que conviertan estos flujos de residuos en recursos, permitiendo a las instalaciones alcanzar un rendimiento energético neto positivo.

Flotación por aire disuelto en tratamiento primario

Uno de los sistemas de tratamiento primario más comunes utilizados en instalaciones de procesamiento de carne es  la flotación por aire disuelto (DAF). Las unidades DAF eliminan eficazmente sólidos, grasas, aceites y grasas suspendidos de las aguas residuales antes de su tratamiento o descarga aguas abajo. Aunque estos sistemas están ampliamente implementados, su subproducto — el lodo DAF — a menudo se considera únicamente un desafío de eliminación.

Sin embargo, este lodo es altamente denso en energía, contiene lípidos y compuestos orgánicos volátiles que son muy adecuados para la digestión anaeróbica. Recuperar energía de lodos DAF representa una oportunidad sustancial para mejorar tanto los resultados medioambientales como la eficiencia operativa.

Vías de tratamiento y sus implicaciones

Las instalaciones suelen emplear una de varias estrategias de tratamiento basadas en las limitaciones del sitio y los requisitos regulatorios:

• Sistemas basados en lagunas: Comunes en zonas rurales debido a su menor coste y simplicidad, las lagunas anaeróbicas requieren una superficie de tierra significativa y largos tiempos de retención.
• Tratamiento mecánico y biológico: Los sistemas que incorporan pretratamiento mecánico y pulido biológico aeróbico o anóxico pueden reducir los recargos de descarga, pero a menudo generan volúmenes sustanciales de lodos sin crear valor energético.
• Tratamiento anaeróbico de alta velocidad: Cuando se combinan con un pretratamiento eficaz, estos sistemas pueden reducir los requerimientos terrestres y generar biogás. Sin embargo, si se utiliza DAF aguas arriba, gran parte del potencial energético de los residuos puede haber sido ya eliminado.

Este último punto es fundamental: el sistema DAF, aunque esencial para eliminar sólidos, también extrae la mayor parte del contenido calórico de las aguas residuales. Por lo tanto, dirigir el lodo DAF — no el efluente DAF — para  la digestión anaeróbia es clave para maximizar la recuperación energética.

Potencial energético y diseño de sistemas

Una mejora de la digestión anaeróbica en esta planta de procesamiento avícola permitió aumentar la producción y reducir costes.

En una instalación típica que procesa 1 millón de GPD (3.785 m3/d) de aguas residuales, el lodo DAF puede representar entre 30.000 y 50.000 GPD (114-189 m3/d). Este material puede generar más de 1.500 pies cúbicos (42,5 m3) de biometano por tonelada. Agregado, esto equivale a 30.000 a 40.000 kilovatios-hora de energía renovable diarios.

En comparación con las lagunas anaeróbicas tradicionales, que pueden requerir 30 millones de galones (113.562 m3) de volumen, nuestros digestores de alta velocidad diseñados para lodos DAF suelen requerir solo entre 1 y 1,5 millones de galones (3.785-5.678 m3). Esta reducción sustancial en los requisitos de espacio permite una aplicabilidad más amplia, especialmente en terrenos con limitaciones territoriales.

Beneficios económicos y medioambientales

Desde una perspectiva económica, instalaciones de este tamaño pueden esperar reducir los costes operativos en más de 1 millón de dólares anuales. El retorno de la inversión de estos sistemas suele oscilar entre dos y tres años, independientemente de cualquier incentivo o crédito fiscal disponible bajo legislación reciente como la Ley de Reducción de la Inflación.

En cuanto al medio ambiente, los beneficios también son significativos. Una instalación que genere 30.000 kilovatios-hora al día puede compensar más de 11.000 toneladas de emisiones anuales de dióxido de carbono, equivalente a retirar más de 2.400 vehículos de gasolina de la carretera. Estos sistemas contribuyen de manera significativa a la reducción de carbono y a los objetivos de sostenibilidad corporativa.

Ejemplos de implementación

Fluence ha implementado estos sistemas en una variedad de tipos de instalaciones. En una explotación ganadera que soporta aproximadamente 1.200 cabezas, un digestor de 1,3 millones de galones (4.921 m3) procesa lodos, sebo y sólidos DAF para generar suficiente energía y compensar toda la carga de tratamiento de aguas residuales. En otro caso, una  planta de procesamiento de aves con un volumen digestivo menor de aproximadamente 790.000 galones (3.900 m3) produce más de 50.000 kilovatios-hora al día mediante la digestión de lodos mixtos y subproductos de fundición.

Estos casos demuestran la viabilidad y escalabilidad de este enfoque a diferentes escalas operativas y materias primas.

Enfoque futuro

El potencial de recuperación de energía de aguas residuales en operaciones de procesamiento de carne es considerable. Al centrar el enfoque en corrientes de residuos de alta resistencia como los lodos DAF, las instalaciones no solo pueden reducir los costes de eliminación, sino también generar cantidades significativas de energía renovable.

El camino hacia un procesamiento sostenible de la carne está en la innovación, y la integración de soluciones de conversión de residuos en energía ofrece una vía convincente para el avance medioambiental y económico.

Para saber más sobre cómo la digestión anaeróbica puede beneficiar a tu empresa, contacta con Fluence. Nuestros expertos pueden trabajar contigo para determinar la viabilidad y los beneficios.