Sostenibilidad y economía circular son algunos de los lineamientos en los que trabaja la empresa colombiana Biotérmica Innovación. Especializada en la transformación de residuos orgánicos en biomasa, y con grandes oportunidades de crecimiento tanto en Colombia como a nivel internacional, viene optimizando sus procesos integrándose a los avances de las tecnologías digitales, haciéndose más accesible y competitiva a nivel local e internacional
La aplicación de tecnología para la transformación de residuos orgánicos en energía y biocombustibles representa en la actualidad un esfuerzo crucial en la búsqueda de fuentes de energía sostenibles y renovables. Convertir los desechos orgánicos hace parte de una serie de tecnologías que no sólo contribuyen a la gestión de residuos sino que también mitigan las emisiones de gases de efecto invernadero y proporcionan una alternativa sostenible a los combustibles fósiles convencionales.
Los logros en este campo incluyen proyectos piloto exitosos e instalaciones a escala comercial que demuestran la viabilidad de transformar residuos orgánicos en valiosos recursos energéticos, contribuyendo en la transición hacia una economía más circular y sostenible. El ingeniero Iván Barragán, cofundador y CTO de la empresa colombiana Biotérmica Innovación, habló en esta entrevista sobre cómo se abordan los procesos innovadores que emplea esta empresa, y cómo vienen incorporando tecnologías digitales adicionales para mejorar su eficiencia y sostenibilidad.
¿Cuáles son los niveles de eficiencia de Biotérmica Innovación con relación a otros negocios similares de transformación de residuos orgánicos en biomasa, como el caso de Refocosta o la de los ingenios azucareros con el bagazo de la caña para producir etanol, y que tan escalable es la tecnología de ustedes?
La gran diferencia que tenemos frente a otras alternativas que se dan en el mercado está en que nuestras plantas son móviles. No trasladamos la biomasa a la planta sino la planta a la biomasa para hacer un tratamiento desde la fuente y en eso tenemos una posibilidad de hasta 25 toneladas de material por día. Tenemos una eficiencia alta en transformación de carbono y gracias al sistema de catalizadores y condensación logramos una recuperación casi del 98 por ciento del carbono que se procesa en el reactor. Esto supera ampliamente el uso convencional de la biomasa, comparado, por ejemplo, con el bagazo en los ingenios azucareros, lo que aumenta la eficiencia y el contenido energético de nuestros productos. Esto permite, además, que los costos de logística se reduzcan hasta en un cincuenta por ciento.
¿Qué tipo de residuos orgánicos utiliza Biotérmica Innovación como materia prima?
Hemos procesado todo tipo de residuo orgánico catalogado como biomasa residual. Desde lo más complejo que ha sido procesar lodos con alto grado de humedad de las Plantas De Tratamiento de Aguas Residuales -PTAR-, en el que también utilizamos residuos térmicos para el secado y que procesado mediante la pirolisis se logra la eliminación total de patógenos. Los otros casos típicos son residuos orgánicos urbanos, residuos agrícolas de cosecha, residuos de plantas de alimentos y plantas papeleras.
¿De dónde obtienen estos desechos orgánicos y cómo se garantiza que el suministro de los mismos sea constante y confiable?
El origen más permanente es el de los residuos urbanos orgánicos de ciudades pequeñas y medianas, en los que como base calculamos más o menos un kilogramo por día por habitante. Pero poner una planta en estos sitios es viable siempre y cuando exista un contrato a largo plazo -más de cinco años-. Por otro lado, obtenemos biomasas residuales de origen permanente en agroindustrias y cultivos permanentes de ciclo, como palma para aceite, caña de azúcar, café, algodón y banano. También una fracción de desperdicio en las plantas de alimentos y de sacrificio animal, y una alternativa importante que es el caso de las PTAR, en las que la dimensión es más amplia, ya que se puede alcanzar hasta quinientas toneladas por día, lo que implicaría emplazar varias de nuestras plantas.
¿Para el caso de la pirolisis, ustedes producen bioaceite, gas de síntesis y biocarbón, o tienen alguna especificidad en este proceso?
A partir de la misma biomasa residual, nuestras plantas producen simultáneamente Bioaceite, Biocarbono –Biochar- y Gas de Síntesis. Podemos regular las proporciones según el cliente, aunque recientemente hemos tenido preferencia por la producción de Biochar, por la condición que tiene de captura de carbono, enmienda de suelos y reemplazo de algunos fertilizantes tradicionales obtenidos por vía compostaje. Con el Bioaceite hemos tenido una experiencia importante para lograr un poder calorífico cercano al diésel, para ser utilizado en equipos y máquinas de combustión interna, así como en quemadores para calderas y secadores.
Y para el caso del gas de síntesis, ¿el objetivo final es generar calor, electricidad, biocombustibles o productos químicos?
El gas de síntesis es la fracción no condensable que sale de nuestro reactor. Normalmente son hidrocarburos de bajo peso molecular. La composición química tradicional es monóxido de carbono en un 20%, hidrógeno hasta un 15%, metano hasta un 5%. Hemos identificado que partiendo de biomasas residuales se puede producir hidrógeno de bajo costo, a menos de un dólar el kilogramo. El aumento de la proporción de hidrógeno se lo podemos dar al reactor adicionando vapor a alta temperatura y haciendo un craqueo del material. Este Gas de Síntesis tiene aplicaciones a nivel de combustible, térmicas, o en plantas generadoras de gas, acondicionadas a este combustible sintético. Tenemos experiencia con sistemas bifuel, en los que las plantas diésel mantienen un diésel piloto para hacer ignición, y así se ajusta a la marcha y los tiempos del motor para que consuma el Gas de Síntesis y genere electricidad.
¿Cuál es la capacidad de producción de energía de la empresa?
Somos una Startup con dos años en funcionamiento y once plantas en operación. Nuestra escalabilidad de tecnología apunta a que lleguemos a procesar dentro de cinco años, más de 30 mil toneladas anuales, con un lote de equipos cercano a las ochenta plantas de distribución descentralizada. Actualmente estamos montando una planta de cincuenta toneladas por día para residuos orgánicos de fragmentación de chatarra en una siderúrgica, que será una de las experiencias más importantes en la generación de combustibles sintéticos y coque pirolítico o char a partir de residuos.
Es un mercado que está creciendo rápidamente, sobre todo desde el punto de vista ambiental, con los beneficios que trae sustituir combustibles fósiles tradicionales. Con Ecopetrol, por ejemplo, vamos a desarrollar un piloto con la idea de crear una comunión energética alrededor de los residuos y así obtener combustibles, generar electricidad y Gas de Síntesis, para procesos de cocción. De igual manera, esperamos lograr una tri generación, es decir, parte de esa energía convertida en calor residual y utilizarla en ciclos de absorción para generar frío y mantener cadenas de frío. Las aplicaciones son amplias, pero en el momento estamos concentrados en la transformación de biomasas residuales locales.
¿Cómo gestionan los aspectos ambientales asociados al proceso de transformación de desechos orgánicos?
Estamos apuntando a varios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Con la tecnología es posible conseguir una disminución de gases de efecto invernadero. En la sustitución de combustibles de tipo fósil y lograr captura de carbono, apoyamos el objetivo número trece sobre Cambio Climático. En el objetivo del agua, número siete, y que tiene que ver precisamente con la recuperación de materiales, el biochat hace parte de los carbones activados que suelen emplearse para purificar fuentes de agua.
Como nuestra tecnología es de tipo móvil, aplicamos también al objetivo de las Ciudades Sostenibles, ya que es posible ubicarla en centros donde se generen grandes cantidades de biomasa como son plazas de mercado, rellenos urbanos, conjuntos residenciales, centros educativos y centros comerciales, y gracias a que las plantas más pequeñas llegan a procesar una tonelada por día.
Y obviamente está el objetivo de las Energías Renovables, por lo que estos productos reemplazan combustibles fósiles. Esta es una fuente verde para la producción de energía, es decir, que en un sistema similar de refinación, tenemos química verde reemplazando los químicos tradicionales de los combustibles fósiles. Tenemos, así mismo, una fuente de energía limpia, en el caso de utilizar esos mismos productos obtenidos de la gasificación y la pirolisis de las biomasas residuales para aplicaciones térmicas, energéticas y de energía eléctrica.
¿Qué tecnología adicional o procesos específicos innovadores utilizan en Biotérmica Innovación en esa transformación de residuos orgánicos?
Disponemos de plantas móviles que están habilitadas con Internet de las Cosas. De esta manera podemos hacer control remoto en sus operaciones y hacer un seguimiento de su desempeño. Y estamos pensando en aplicar Inteligencia Artificial para que el material que se vaya a procesar en las plantas de pirolisis pueda ajustar la marcha del proceso a las condiciones de temperatura, humedad, tamaño de partícula y de un máximo rendimiento en su operación.
En ese sentido, ¿Cuál es el aporte que ha hecho AZLOGICA ® como socio estratégico de Biotérmica Innovación en torno a los aspectos tecnológicos de producción y cuál ha sido el alcance de esa sociedad?
Desde un comienzo hemos recibido apoyo de AZLOGICA ® en todo lo que es la parte de instrumentación y control, en lo relacionado con el Internet de las Cosas. Como nuestra tecnología es móvil, es importante hacer un monitoreo y control remoto de los equipos para identificar su operación: encendido, apagado, marchas, y comisionamiento de los mismos. Esto ha sido posible utilizando las tecnologías de AZLOGICA ® y sus plataformas disponibles. Un punto clave en el que nos han colaborado es el hecho de que, por ejemplo, hemos logrado comunicar una planta en una vereda en montaña, camino al Nevado del Cocuy, gracias a una sim card que envía datos a nuestros equipos y, si es el caso, a un teléfono celular, colocando alertas e información de los KPI de la planta.
Para las plantas nuevas, hemos visto la oportunidad de que AZLOGICA ® nos ayude en implementar Inteligencia Artificial para que la planta misma aprenda del producto que se está transformando. En el caso de residuos que no son tan homogéneos, ésta podría ajustar su marcha haciendo un escaneo de las condiciones y variabilidades de los materiales con que entra la biomasa, tales como composición, humedad, tamaños de partícula, y así ajustar de manera autónoma las variables en el proceso del reactor. Esto es: tiempos, rampas de temperatura, control de flujos y control de puntos de descarga.
Igual es importante que ese aplicativo de Inteligencia Artificial permita ajustar el proceso para que el producto terminado, sea Biochart, Bioaceite o Gas de Síntesis, mantenga condiciones estables para su uso posterior. Es decir, que la composición química esté dentro de unos rangos y valores de las fichas técnicas que utilizan los clientes. Que el Gas de Síntesis también guarde estabilidad en su composición y flujo, y que el BioChar aparezca con contenido de carbono más alto y condiciones de tamaño partícula deseadas para que pueda ser utilizado en varias aplicaciones. Este es el siguiente paso que estamos dando con AZLOGICA ®: Internet de las Cosas, Inteligencia Artificial, junto al apoyo que recibimos de ellos, en el sentido de lograr que nuestros clientes adopten estas tecnologías, se familiaricen con las mismas y puedan sacar el máximo rendimiento de nuestros equipos
¿Que plataformas y servicios utiliza AZLOGICA ® para este proyecto?
Las plataformas que utiliazamos son Things Manager®, Ecodrive® y DeepEye®.
Estas plataformas permiten adquirir la data de los reactores con sensórica avanzada, midiendo poder calórico, registros de utilización y eficiencia, y en tratamiento de aguas operación y variables físicas y químicas del agua antes y después de su procesamiento y su eficiencia (OEE- Overall Equipment Efficiency)
Utilizamos tecnologías de telecomunicaciones desde redes celulares 2,3,4 y 5G hasta satelital y actualmente pruebas con satélites de baja órbita. Esto implica que no hay limites de conectividad.
Usamos para todo esto los servicios AWS: S3; AWS API Gateway; DynamoDB; AWS Lambda; Elastic Container Registry; Cognito; Bedrock y Otras herramientas de terceros para Gen AI.”
Cómo cree entonces que los avances sustanciales en materia de Inteligencia Artificial Generativa y de Internet de las Cosas, redundarán aún más en la optimización de estos procesos a futuro?
El uso de la Inteligencia Artificial y el Internet En Las Cosas en nuestras plantas, integrado a los aplicativos similares que tengan los clientes, por ejemplo para hacer agricultura inteligente, son retos interesantes a futuro. De igual manera, hemos identificado la oportunidad de integrar a nuestras plantas de proceso, los sistemas de control y de operación de las plantas de procesamiento de alimentos donde existe gran generación de residuos. Y tercero, hemos visto que hay una tendencia a la generación descentralizada, con comunidades energéticas descentralizadas, y en la medida que estos equipos van a estar ubicados, y en manos de las mismas comunidades, requerirán entonces de un mayor grado de automatización y control, para que su operación sea lo más sencilla y más confiable posible. El monitoreo remoto nos va a permitir ver, de igual forma y en la consola, la operación simultánea de diferentes equipos, identificar alertas tempranas para poder hacer ajustes o programar mantenimientos. Asimismo, nos va a permitir rendimientos de productivos, que es bastante valioso desde el punto de vista de analizar los flujos de caja que generan estos equipos cuando están en fase productiva, y así llevar un control operativo y financiero sobre la operación completa.
¿Tiene algún parámetro de comparación en la apropiación de estas tecnologías digitales con relación a la competencia?
Tenemos dos referentes a nivel internacional que también está aplicando esta tecnología. Uno en Alemania y otro en España. Efectivamente, sus plantas también han logrado un nivel de automatización muy alto y de operación absolutamente confiable. El desafío para nosotros es que esta tecnología sea asequible a nivel de América Latina, que tiene unas condiciones diferentes a las europeas, tanto en el CapEx como el OpEx de los proyectos
Queremos ser mucho más competitivos y lograr que estas tecnologías no tengan barreras de entrada, y en ese sentido, la aplicación de estas tecnologías de Internet de las Cosas y la Inteligencia Artificial aumentarán la eficiencia en los procesos en pro de una operación continua y confiable. Lo mismo para el control de los equipos y su mantenimiento. Podemos lograr reducción de costos del OpEx, que permitan que el costo por tonelada procesada baje significativamente y que la tecnología, que en mercados europeos y norteamericanos tiene otros niveles en costos de inversión, puedan llegar a nuestros países con igual nivel tecnológico, pero con un desempeño económico mucho más adaptado a nuestras condiciones.
¿Cuáles son los principales desafíos que enfrenta Biotérmica Innovación en esta industria de conversión de residuos orgánicos en biomasa?
La tecnología de Biotérmica Innovación hace parte de las tecnologías que trabajan la economía circular, gracias a que se están recuperando flujos de energía, agua y materiales para el mismo ciclo en ubicaciones cercanas. Esto está generando impactos de sostenibilidad muy altos con relación a la creación de nuevos negocio verdes. Tiene un impacto social importante. El uso de nuevos materiales que sustituyen materiales contaminantes y que tienen efectos ambientales como la producción de gases de efecto invernadero, y a nivel económico está creando nuevas fuentes de ingresos, así como recuperación en pérdidas de materiales desperdiciados y residuos orgánicos que antes se descartaban. Le apuntamos entonces, totalmente, a la sostenibilidad y a la economía circular. Vemos que en este momento esto genera muchísimas oportunidades, y en los próximos años va a ser una tendencia muy importante, no sólo en Colombia, sino a nivel mundial.
¿Qué papel cree que juega Biotérmica Innovación en la evolución de esta industria transformadora, y cuáles son los planes futuros de expansión o diversificación que tienen?
Tenemos la meta de ampliar el uso y la aplicación de nuestra tecnología en otros segmentos de mercados en Colombia. Comenzar a trabajar no sólo con el tema de biomasa residual sino también con otros materiales que permitan transformarse vía pirolisis y gasificación en su recuperación. Por ejemplo, hay una oportunidad muy grande con el tema de empaques y ya tenemos una primera planta demostrativa en aplicación próxima. Lo otro es incursionar en los mercados internacionales. Hay un gran apetito por esta tecnología en Asia, y hemos logrado presentarnos el año pasado en el GIF -Global Innovation Forum- de Osaka y este año en el City-Tech de Tokio. Vemos que allí hay oportunidades de hacer alianzas estratégicas con las grandes corporaciones que nos permitan escalar esta tecnología en otros niveles de producción, y en otros países.
También puede visitar esta publicación en el diario Portafolio:
https://www.portafolio.co/sostenibilidad/nos-vemos-como-impulsores-de-la-economia-circular-biotermica-innovacion-596155
