Pirólisis: qué es y cómo se usa en biomasa y residuos

La pirólisis es uno de esos conceptos que la publicidad nos ha introducido en la cabeza sin dar demasiadas explicaciones de su funcionamiento. Suena científico, lo que parece suficiente para seducir a consumidores deseosos de disponer de un sistema que facilita la engorrosa tarea de limpiar un horno. Pero la pirólisis (término que viene de la unión de “piro”, que significa fuego o calor, y “lisis”, ruptura o descomposición) sirve para otras cosas, entre ellas la transformación de materia orgánica en energía o gestionar residuos, algo muy importante en términos de sostenibilidad. 

¿Qué es la pirólisis y cómo funciona?

La pirólisis es un proceso termoquímico que descompone materiales orgánicos en ausencia de oxígeno mediante la aplicación de calor extremo. A diferencia de la combustión o la gasificación, en las que el oxígeno desempeña un papel fundamental, en la pirólisis la descomposición se produce exclusivamente por el calor. Este proceso se lleva a cabo a temperaturas que oscilan entre los 300º y 900º grados centígrados, lo que provoca la ruptura de enlaces químicos en los materiales orgánicos y su transformación en compuestos gaseosos, líquidos (aceites o alquitrán) y sólidos (carbón vegetal o biocarbón).

El proceso de pirólisis se realiza en tres pasos: 

1. Secado: Primero, elimina el agua contenida en el material a temperaturas inferiores a los 200º grados centígrados
2. Descomposición: A continuación, en esta fase de descomposición térmica, el calor desintegra los compuestos orgánicos en gases volátiles, líquidos y residuos carbonosos
3. Enfriamiento. Por último, los productos gaseosos se enfrían rápidamente para condensar los líquidos y separar los sólidos. 

Dependiendo del tiempo de residencia, la temperatura y la velocidad de calentamiento, se obtienen diferentes proporciones de gases, líquidos y sólidos, lo que permite adaptar el proceso para maximizar la producción de biocombustibles, biochar (biocarbón) o productos químicos específicos.

Pirólisis de biomasa: energía a partir de materia orgánica

La pirólisis de biomasa transforma materia orgánica (residuos agrícolas, forestales o urbanos) en productos energéticos útiles, como biocarbón, bioaceite y gas de síntesis. Este proceso se realiza, como decimos, en ausencia de oxígeno y en las temperaturas antes detalladas, lo que permite la descomposición de los componentes orgánicos sin combustión. 

El resultado es una valorización energética de residuos que, de otro modo, podrían acabar en vertederos o incineradoras. Además, el biocarbón generado puede aplicarse al suelo, mejorando su fertilidad y actuando como sumidero de carbono, contribuyendo así a la mitigación del cambio climático.

Beneficios de la pirólisis de biomasa

La aplicación de la pirólisis a la biomasa ofrece múltiples beneficios ambientales y energéticos:

• Permite la producción de biocombustibles líquidos y gaseosos que pueden sustituir a los combustibles fósiles en sectores como el transporte o la generación eléctrica. Facilita la gestión sostenible de residuos orgánicos, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a su descomposición o incineración. 
• Además, el proceso puede integrarse con fuentes de energía renovable, como la solar, para mejorar su eficiencia energética https://www.iberdrola.es/eficiencia-energetica) y sostenibilidad. 
• Se ha explorado también la copirólisis de biomasa con residuos plásticos, utilizando técnicas de aprendizaje automático para optimizar la producción de combustibles líquidos.

Pirólisis de residuos: una solución para la gestión sostenible

La pirólisis aplicada a residuos sólidos urbanos y plásticos se ha consolidado como una herramienta clave en la transición hacia una economía circular. Este proceso termoquímico permite transformar residuos no reciclables en recursos valiosos, como combustibles líquidos, gases y materiales sólidos reutilizables, reduciendo así la dependencia de materias primas vírgenes y minimizando la cantidad de desechos destinados a vertederos o incineradoras.

En España, la Ley 7/2022 de residuos y suelos contaminados reconoce la pirólisis como una operación de valorización (código R0306), siempre que los productos obtenidos se utilicen en la producción de nuevas sustancias y no como combustibles. Esta legislación impulsa el reciclaje químico como una alternativa sostenible para la gestión de residuos plásticos y otros materiales difíciles de reciclar mecánicamente.

Diversas investigaciones respaldan la eficacia de la pirólisis en la valorización de residuos. Por ejemplo, un estudio realizado en la Universidad Politécnica Salesiana de Ecuador evaluó la pirólisis de residuos plásticos comunes, determinando que el poliestireno produce la mayor fracción líquida, mientras que el polietileno de alta densidad ofrece un producto de mejor calidad, comparable a combustibles tradicionales. 

Asimismo, en la Universidad Industrial de Santander, en Colombia, se analizó la conversión de plásticos como PET, HDPE y PP en combustibles líquidos mediante pirólisis, utilizando simulaciones para optimizar el proceso. 

Como vemos, la pirólisis no sólo reduce el volumen de residuos destinados a vertederos, sino que también genera productos con valor energético, contribuyendo a una gestión de residuos más eficiente y sostenible. Además, al integrar esta tecnología en modelos de economía circular, se promueve la reutilización de materiales y la reducción de la dependencia de recursos fósiles.

Beneficios medioambientales y energéticos

La pirólisis se presenta como una tecnología clave en la lucha contra el cambio climático, al convertir residuos orgánicos y plásticos en recursos energéticos valiosos. Este proceso no sólo reduce el volumen de desechos, sino que, además, minimiza las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a la descomposición anaeróbica y la quema de residuos. 

A diferencia de la incineración, la pirólisis opera en ausencia de oxígeno, lo que impide la formación de compuestos tóxicos como dioxinas y furanos. Sin embargo, el impacto ambiental del proceso depende en gran medida de la gestión de los subproductos generados, especialmente los gases condensables y los residuos carbonosos, que deben ser tratados adecuadamente para evitar la liberación de contaminantes atmosféricos.

Aplicaciones de la pirólisis en la transición energética

Los biocombustibles líquidos obtenidos a partir de biomasa y residuos plásticos pueden utilizarse como sustitutos del diésel y otros combustibles fósiles, reduciendo la dependencia de petróleo importado y fomentando la economía circular. 

Además, el biocarbón resultante del proceso puede emplearse como enmienda agrícola para secuestrar carbono en el suelo, cerrando el ciclo de carbono y mitigando el calentamiento global. 

No obstante, para maximizar su potencial en la transición energética es necesario seguir desarrollando los procesos de pirólisis mediante la integración de fuentes de energía renovable y el desarrollo de tecnologías de captura y almacenamiento de carbono.