Al replantear el destino de las sobras tras su salida de nuestros platos, investigadores de la HKUST demuestran que desechar los residuos alimentarios húmedos por el alcantarillado urbano puede reducir drásticamente las emisiones y ahorrar dinero. Su nuevo marco podría transformar la gestión del desperdicio alimentario en las principales ciudades del mundo.
Las sobras de sopa, los fideos húmedos y los restos de verduras quizá no parezcan soluciones para el cambio climático. Pero un nuevo estudio de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST), realizado en colaboración con la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, sugiere que, en muchas grandes ciudades, esas sobras húmedas podrían ayudar a reducir los gases de efecto invernadero y las facturas de gestión de residuos si se desechan por el desagüe en lugar de en el vertedero.
Al analizar datos de 29 grandes ciudades de todo el mundo, incluidas Hong Kong, Beijing y Nueva York, el equipo de investigación descubrió que moler los desechos alimentarios y desviarlos hacia el sistema de alcantarillado puede ser más efectivo que depender principalmente de vertederos en lugares donde los desechos alimentarios son especialmente húmedos.
Sus hallazgos, publicado en la revista Ciudades Naturales, apuntan a una palanca sorprendentemente poderosa para los líderes de la ciudad: cuánta humedad hay en el flujo de desechos alimentarios.
La mayoría de las ciudades aún dependen del vertido o la incineración para gestionar los residuos alimentarios, incluso con el crecimiento de la población urbana y el aumento del volumen de basura. Esto supone un problema porque los residuos alimentarios contienen una gran cantidad de agua, lo que encarece su recogida y transporte, y reduce su eficiencia para su combustión. En los vertederos, la descomposición de los alimentos también es una fuente importante de metano, un potente gas de efecto invernadero. En Estados Unidos, solo los residuos alimentarios representan más de la mitad de las emisiones de metano de los vertederos.
El equipo de investigación, dirigido por el profesor de ingeniería civil y ambiental de la HKUST Chen Guanghao, el investigador postdoctoral Guo Hongxiao y el estudiante de doctorado Zou Xu, se propuso repensar este sistema.
Recopilaron datos detallados sobre la composición de los residuos alimentarios, la generación de aguas residuales, el consumo de energía y los costes de tratamiento en ciudades de todo el mundo. Posteriormente, crearon un nuevo marco analítico, denominado modelo de Flujo de Biorresiduos Urbanos (UBF), para comparar diferentes maneras de gestionar los residuos alimentarios.
Uno de sus hallazgos clave es que el factor más importante para la eficiencia del tratamiento no es la cantidad de residuos alimentarios que produce una ciudad o el tipo de alimentos que tira, sino lo húmedos que son esos residuos.
Una mayor carga de humedad se asoció con mayores costos de tratamiento y mayores emisiones cuando los residuos alimentarios se gestionaban por separado en vertederos o incineradores. Por el contrario, cuando los residuos alimentarios húmedos se trituraban, se enviaban a la red de alcantarillado y se trataban junto con las aguas residuales, los sistemas generales en muchas ciudades se volvieron más económicos y limpios.
Utilizando el marco UBF, el equipo identificó un umbral de aproximadamente 46.8 kilogramos de humedad en los residuos alimentarios por persona y año. Por encima de ese nivel, un sistema integrado que desvía los restos de comida al alcantarillado y los combina con vertederos o incineración suele ser menos costoso que mantener completamente separados los residuos alimentarios y las aguas residuales.
Ese umbral es importante para ciudades con una dieta rica en ingredientes frescos, sopas y caldos, como Hong Kong, Pekín y Seúl. Estos hábitos alimentarios generan flujos de residuos alimentarios más húmedos, cuyo transporte a los vertederos es especialmente ineficiente.
En Hong Kong, los investigadores descubrieron que la instalación de trituradoras de residuos alimentarios y la adopción de un sistema integrado aumentarían los costos operativos anuales del tratamiento de aguas residuales y lodos, pero estos aumentos se verían más que compensados por una drástica reducción del gasto en vertederos. En general, estiman que los costos totales de gestión de residuos en Hong Kong, incluyendo los costos de capital, operativos y de trituradora, se reducirían aproximadamente un 11 %.
Los beneficios climáticos son aún mayores. Para Hong Kong, el estudio sugiere que el tratamiento integrado podría reducir las emisiones directas e indirectas de gases de efecto invernadero en casi un 47 %.
El trabajo de muestreo detallado del equipo en Hong Kong ayudó a explicar por qué el cambio tiene sentido allí, según Zou.
“Tomando como ejemplo Hong Kong, nuestro análisis de muestras de desperdicio de alimentos y aguas residuales muestra que el desperdicio de alimentos representa el 57.78% de la demanda química total de oxígeno que entra al sistema de tratamiento de biorresiduos. Esto demuestra por qué debemos replantearnos la gestión del desperdicio de alimentos», declaró Zou en un comunicado de prensa. «El modelo UBF ofrece una herramienta analítica eficaz para ciudades con altos niveles de humedad en los residuos alimentarios, como Hong Kong».
La demanda química de oxígeno es una medida estándar de la cantidad de materia orgánica presente en las aguas residuales. Si más de la mitad de esa carga proviene de residuos alimentarios, como en Hong Kong, canalizar ese material a través de sistemas diseñados para recuperar energía de la materia orgánica puede representar una gran oportunidad.
En muchas plantas de tratamiento de aguas residuales, esa oportunidad surge a través de la digestión anaeróbica, un proceso en el que los microbios descomponen los desechos orgánicos en ausencia de oxígeno para producir biogás, que puede utilizarse como combustible.
Guo señaló que algunas ciudades ya están avanzando en esa dirección, especialmente en América del Norte.
En comparación con la recogida selectiva y el vertido tradicionales, el sistema integrado puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero entre un 24 % y un 88 % en diferentes ciudades. Aproximadamente la mitad del desperdicio de alimentos en EE. UU. ya se gestiona mediante este método, pero sigue siendo poco común en Asia —declaró Guo en el comunicado de prensa—. El modelo UBF ayuda a ciudades como Hong Kong a identificar enfoques más eficientes y sostenibles para la gestión del desperdicio de alimentos.
El análisis global del estudio sugiere que el potencial está muy extendido.
El uso de sistemas de aguas residuales para procesar residuos alimentarios húmedos, junto con la digestión anaeróbica, permite utilizar los lodos como combustible y recuperar el calor generado durante la incineración para la generación de electricidad. Nuestro estudio muestra que, de 29 ciudades de todo el mundo, 27 reducirían el consumo energético anual per cápita en aproximadamente un 20.6 %, y 26 reducirían las emisiones de gases de efecto invernadero per cápita en aproximadamente un 22.6 % si se adoptara un tratamiento integrado —añadió Chen—. Por supuesto, las ciudades difieren, y no todas se adaptarán al mismo modelo. Sin embargo, para aquellas con una alta carga de humedad en los residuos alimentarios y altos costes de procesamiento de residuos sólidos, el tratamiento integrado es una solución práctica. Esperamos que esta investigación proporcione una base científica para que las ciudades formulen estrategias más adecuadas para la gestión de residuos alimentarios.
El trabajo no sugiere que todas las ciudades deban empezar a desechar inmediatamente todos los residuos alimentarios. La infraestructura local, las normativas, los tipos de vivienda y el comportamiento público son factores importantes. Algunas ciudades podrían beneficiarse más ampliando el compostaje o mejorando la captura de gases de vertedero, especialmente donde los residuos alimentarios son relativamente secos.
Pero el marco UBF ofrece a los planificadores una forma de cuantificar las compensaciones y diseñar sistemas que se ajusten a las condiciones específicas de su ciudad, en lugar de confiar en soluciones únicas.
Para estudiantes y jóvenes profesionales interesados en la sostenibilidad, el estudio es un recordatorio de que las soluciones climáticas pueden encontrarse en lugares inesperados, como fregaderos y alcantarillas. También muestra cómo los datos y el pensamiento sistémico pueden convertir un problema complejo como el desperdicio de alimentos en una oportunidad para ahorrar dinero, reducir las emisiones y recuperar energía.
Mientras las ciudades de todo el mundo buscan formas prácticas de cumplir los objetivos climáticos y, al mismo tiempo, servir a las poblaciones en crecimiento, el mensaje del equipo dirigido por HKUST es sencillo: en las condiciones adecuadas, las sobras de ayer pueden ayudar a alimentar las ciudades bajas en carbono del mañana.