Sustentabilidade e inovação latino-americana transformando resíduos orgânicos

Sustentabilidade e economia circular são alguns dos princípios nos quais a empresa colombiana Biotérmica Innovación se destaca. Especializada na transformação de resíduos orgânicos em biomassa, com grandes oportunidades de crescimento tanto na Colômbia quanto internacionalmente, a empresa está otimizando seus processos ao se integrar aos avanços das tecnologias digitais, tornando-se mais acessível e competitiva em nível local e global.

A aplicação de tecnologia na transformação de resíduos orgânicos em energia e biocombustíveis representa atualmente um esforço crucial na busca por fontes de energia sustentáveis e renováveis. A conversão de resíduos orgânicos é parte de uma série de tecnologias que não apenas contribuem para a gestão de resíduos, mas também mitigam as emissões de gases de efeito estufa e oferecem uma alternativa sustentável aos combustíveis fósseis convencionais.

Os sucessos neste campo incluem projetos-piloto bem-sucedidos e instalações em escala comercial que demonstram a viabilidade de transformar resíduos orgânicos em valiosos recursos energéticos. Contribuindo para a transição para uma economia mais circular e sustentável, o engenheiro Iván Barragán, cofundador e CTO da Biotérmica Innovación, falou nesta entrevista sobre os processos inovadores empregados pela empresa e como estão incorporando tecnologias digitais adicionais para melhorar sua eficiência e sustentabilidade.

Quais são os níveis de eficiência da Biotérmica Innovación em comparação com outras empresas semelhantes na transformação de resíduos orgânicos em biomassa, como Refocosta ou os engenhos açucareiros usando bagaço de cana para produzir etanol, e quão escalável é a tecnologia de vocês?

A grande diferença que temos em relação a outras alternativas de mercado está no fato de que nossas plantas são móveis. Não transportamos a biomassa para a planta, mas sim a planta para a biomassa, permitindo o tratamento desde a fonte, com uma capacidade de até 25 toneladas de material por dia. Alcançamos uma eficiência elevada na transformação de carbono, recuperando quase 98% do carbono processado no reator, graças ao sistema de catalisadores e condensação. Isso supera amplamente o uso convencional de biomassa, comparado, por exemplo, com o bagaço nos engenhos açucareiros, aumentando a eficiência e o conteúdo energético de nossos produtos. Isso também reduz os custos logísticos em até cinquenta por cento.

Que tipo de resíduos orgânicos a Biotérmica Innovación utiliza como matéria-prima?

Processamos todos os tipos de resíduos orgânicos categorizados como biomassa residual. Desde os mais complexos, como o processamento de lodos com alto teor de umidade de estações de tratamento de águas residuais (ETARs), até resíduos térmicos para secagem. Trabalhamos com resíduos orgânicos urbanos, resíduos agrícolas de colheitas, resíduos de plantas alimentícias e papeleras.

De onde são provenientes esses resíduos orgânicos e como é garantido que o fornecimento seja constante e confiável?

A origem mais constante é dos resíduos urbanos orgânicos de cidades pequenas e médias, onde calculamos aproximadamente um quilo por dia por habitante. No entanto, é viável instalar uma planta nesses locais apenas se houver um contrato de longo prazo, de mais de cinco anos. Além disso, obtemos biomassa residual permanentemente em agroindústrias, cultivos permanentes como palma para óleo, cana-de-açúcar, café, algodão e banana. Também coletamos uma fração de resíduos em plantas de alimentos e abatedouros, e uma alternativa importante é a coleta de resíduos nas ETARs, onde a dimensão pode ser maior, chegando a quinhentas toneladas por dia, o que requereria a instalação de várias de nossas plantas.

Para o processo de pirólise, vocês produzem bioóleo, gás de síntese e biocarvão, ou há alguma especificidade nesse processo?

A partir da mesma biomassa residual, nossas plantas produzem simultaneamente bioóleo, biocarvão (biochar) e gás de síntese. Podemos ajustar as proporções de acordo com o cliente, embora recentemente tenhamos preferido a produção de biochar devido à sua capacidade de captura de carbono, melhoria do solo e substituição de alguns fertilizantes tradicionais obtidos por compostagem. Com o bioóleo, alcançamos um poder calorífico semelhante ao diesel, utilizado em equipamentos e máquinas de combustão interna, bem como em queimadores para caldeiras e secadores.

Quanto ao gás de síntese, qual é o objetivo final: gerar calor, eletricidade, biocombustíveis ou produtos químicos?

O gás de síntese é a fração não condensável que sai do nosso reator, normalmente contendo hidrocarbonetos de baixo peso molecular. A composição química tradicional é de monóxido de carbono em 20%, hidrogênio até 15%, metano até 5%. Identificamos que, a partir de biomassa residual, é possível produzir hidrogênio a baixo custo, a menos de um dólar por quilo. Podemos aumentar a proporção de hidrogênio adicionando vapor a alta temperatura ao reator, realizando um craqueamento do material. O gás de síntese tem aplicações como combustível, térmicas ou em usinas de geração de gás adaptadas a esse combustível sintético. Temos experiência com sistemas bifuel, nos quais as plantas a diesel mantêm um piloto a diesel para iniciar, ajustando-se ao funcionamento e aos tempos do motor para consumir o gás de síntese e gerar eletricidade.

Qual é a capacidade de produção de energia da empresa?

Somos uma startup com dois anos de operação e onze plantas em funcionamento. Nossa escalabilidade tecnológica visa processar mais de 30 mil toneladas anuais dentro de cinco anos, com uma frota de cerca de oitenta plantas de distribuição descentralizada. Atualmente, estamos instalando uma planta de cinquenta toneladas por dia para resíduos orgânicos de fragmentação de sucata em uma siderúrgica, que será uma das experiências mais importantes na geração de combustíveis sintéticos e coque pirolítico a partir de resíduos.

É um mercado que está crescendo rapidamente, especialmente do ponto de vista ambiental, com os benefícios de substituir combustíveis fósseis tradicionais. Com a Ecopetrol, por exemplo, planejamos desenvolver um piloto com o objetivo de criar uma comunidade energética em torno dos resíduos, obtendo combustíveis, gerando eletricidade e gás de síntese para processos de cocção. Da mesma forma, esperamos alcançar uma tri geração, onde parte dessa energia convertida em calor residual é usada em ciclos de absorção para gerar frio e manter as cadeias de frio. As aplicações são amplas, mas, no momento, estamos concentrados na transformação de biomassa residual local.

Como a Biotérmica Innovación gerencia os aspectos ambientais associados ao processo de transformação de resíduos orgânicos?

Estamos buscando atingir vários Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). Com a tecnologia, é possível reduzir as emissões de gases de efeito estufa, apoiando o Objetivo 13 sobre Mudanças Climáticas, substituindo combustíveis fósseis e capturando carbono. No Objetivo 7, relacionado à água, que trata da recuperação de materiais, o biochar faz parte dos carvões ativados usados para purificar fontes de água.

Como nossa tecnologia é móvel, também contribuímos para o Objetivo das Cidades Sustentáveis, já que é possível localizá-la em áreas onde são geradas grandes quantidades de biomassa, como mercados, aterros sanitários, conjuntos residenciais, instituições educacionais e centros comerciais. E, obviamente, existe o Objetivo de Energias Renováveis, pois esses produtos substituem os combustíveis fósseis. Esta é uma fonte verde de produção de energia, ou seja, em um sistema semelhante de refino, temos química verde substituindo os produtos químicos tradicionais dos combustíveis fósseis. Também temos uma fonte de energia limpa ao usar esses produtos obtidos da gasificação e pirólise de biomassa residual para aplicações térmicas, energéticas e elétricas.

Que tecnologias adicionais ou processos inovadores específicos a Biotérmica Innovación utiliza na transformação de resíduos orgânicos?

Temos plantas móveis habilitadas com Internet das Coisas (IoT). Dessa forma, podemos controlar remotamente suas operações e monitorar seu desempenho. Estamos considerando a aplicação de Inteligência Artificial para que o material a ser processado nas plantas de pirólise possa ajustar o andamento do processo às condições de temperatura, umidade, tamanho de partícula e obter o máximo desempenho em sua operação.

Nesse sentido, qual é a contribuição da AZLOGICA ® como parceira estratégica da Biotérmica Innovación em relação aos aspectos tecnológicos de produção, e qual é o alcance dessa parceria?

Desde o início, recebemos apoio da AZLOGICA ® em tudo o que envolve instrumentação e controle, relacionado à Internet das Coisas. Como nossa tecnologia é móvel, é importante monitorar e controlar remotamente os equipamentos para identificar sua operação: ligado, desligado, modos e comissionamento. Isso foi possível utilizando as tecnologias da AZLOGICA ® e suas plataformas disponíveis. Um ponto-chave em que eles nos ajudaram é que conseguimos comunicar uma planta em uma aldeia nas montanhas, a caminho do Nevado del Cocuy, graças a um cartão SIM que envia dados para nossos equipamentos e, se necessário, para um telefone celular, gerando alertas e informações dos KPIs da planta.

Para as novas plantas, vemos a oportunidade de a AZLOGICA ® nos ajudar a implementar a Inteligência Artificial para que a própria planta aprenda com o produto que está sendo transformado. No caso de resíduos que não são tão homogêneos, ela pode ajustar seu funcionamento escaneando as condições e variabilidades dos materiais que entram na biomassa, como composição, umidade e tamanho de partícula, ajustando autonomamente as variáveis no processo do reator, como tempos, rampas de temperatura, controle de fluxo e pontos de descarga.

É importante que esse aplicativo de Inteligência Artificial permita ajustar o processo para que o produto final, seja biochar, bioóleo ou gás de síntese, mantenha condições estáveis para uso posterior. Ou seja, que a composição química esteja dentro dos intervalos e valores das fichas técnicas usadas pelos clientes. Que o gás de síntese também mantenha estabilidade em sua composição e fluxo, e que o biochar tenha um teor de carbono mais alto e condições de tamanho de partícula desejadas para ser usado em várias aplicações. Este é o próximo passo que estamos dando com a AZLOGICA ®: Internet das Coisas, Inteligência Artificial, juntamente com o apoio que recebemos deles, para garantir que nossos clientes adotem essas tecnologias, se familiarizem com elas e possam extrair o máximo desempenho de nossos equipamentos.

Quais plataformas e serviços a AZLOGICA ® utiliza para este projeto?

As plataformas que utilizamos são Things Manager®, Ecodrive® e DeepEye®. Essas plataformas permitem adquirir dados dos reatores com sensores avançados, medindo poder calorífico, registros de utilização e eficiência, e, no tratamento de águas, operação e variáveis físicas e químicas da água antes e depois do processamento, além da eficiência geral do equipamento (OEE – Overall Equipment Efficiency).

Usamos tecnologias de telecomunicações, desde redes celulares 2,3,4 e 5G até satélites, e atualmente realizamos testes com satélites de baixa órbita. Isso implica que não há limites de conectividade. Para tudo isso, usamos os serviços da AWS: S3; AWS API Gateway; DynamoDB; AWS Lambda; Elastic Container Registry; Cognito; Bedrock e outras ferramentas de terceiros para IA (Inteligência Artificial).

Como você acredita que os avanços significativos em Inteligência Artificial Generativa e Internet das Coisas impactarão ainda mais na otimização desses processos no futuro?

O uso de Inteligência Artificial e Internet das Coisas em nossas plantas, integrado aos aplicativos semelhantes que os clientes podem ter, por exemplo, para agricultura inteligente, são desafios interessantes para o futuro. Da mesma forma, identificamos a oportunidade de integrar aos nossos processos os sistemas de controle e operação das plantas de processamento de alimentos, onde há uma grande geração de resíduos. E terceiro, vimos que há uma tendência para a geração descentralizada, com comunidades de energia descentralizadas, e, à medida que esses equipamentos estarão localizados e nas mãos das mesmas comunidades, exigirão um maior grau de automação e controle, para que sua operação seja o mais simples e confiável possível. O monitoramento remoto nos permitirá ver, da mesma forma e na console, a operação simultânea de diferentes equipamentos, identificar alertas precoces para fazer ajustes ou programar manutenções. Além disso, nos permitirá obter rendimentos produtivos, o que é muito valioso para analisar os fluxos de caixa gerados por esses equipamentos quando estão em fase produtiva, controlando operacionalmente e financeiramente toda a operação.

Você tem algum parâmetro de comparação na adoção dessas tecnologias digitais em relação à concorrência?

Temos dois referências a nível internacional que também estão aplicando esta tecnologia. Um na Alemanha e outro na Espanha. Efetivamente, suas plantas também atingiram um nível de automação muito alto e operação absolutamente confiável. O desafio para nós é que essa tecnologia seja acessível na América Latina, que tem condições diferentes das europeias, tanto em termos de CapEx como de OpEx dos projetos. Queremos ser muito mais competitivos e garantir que essas tecnologias não tenham barreiras de entrada, e nesse sentido, a aplicação dessas tecnologias de Internet das Coisas e Inteligência Artificial aumentará a eficiência nos processos em prol de uma operação contínua e confiável. O mesmo para o controle dos equipamentos e sua manutenção. Podemos conseguir redução de custos de OpEx, o que permitirá que o custo por tonelada processada diminua significativamente e que a tecnologia, que em mercados europeus e norte-americanos tem outros níveis em custos de investimento, possa chegar aos nossos países com o mesmo nível tecnológico, mas com um desempenho econômico muito mais adaptado às nossas condições.

Quais são os principais desafios enfrentados pela Biotérmica Innovación na indústria de conversão de resíduos orgânicos em biomassa?

A tecnologia da Biotérmica Innovación faz parte das tecnologias que trabalham a economia circular, recuperando fluxos de energia, água e materiais para o mesmo ciclo em locais próximos. Isso está gerando impactos de sustentabilidade muito altos em relação à criação de novos negócios verdes. Tem um impacto social significativo. O uso de novos materiais que substituem materiais contaminantes e têm efeitos ambientais, como a produção de gases de efeito estufa, e, economicamente, está criando novas fontes de receita, assim como a recuperação de perdas de materiais desperdiçados e resíduos orgânicos que antes eram descartados. Estamos totalmente comprometidos com a sustentabilidade e a economia circular. Vemos que, neste momento, isso gera muitas oportunidades, e nos próximos anos será uma tendência muito importante, não apenas na Colômbia, mas em todo o mundo.

Qual papel você acredita que a Biotérmica Innovación desempenha na evolução dessa indústria transformadora, e quais são os planos futuros de expansão ou diversificação?

Temos a meta de ampliar o uso e a aplicação de nossa tecnologia em outros segmentos de mercado na Colômbia. Começar a trabalhar não apenas com biomassa residual, mas também com outros materiais que possam ser transformados por pirólise e gaseificação em sua recuperação. Por exemplo, há uma grande oportunidade com embalagens, e já temos uma primeira planta demonstrativa em fase de aplicação. Outro objetivo é entrar nos mercados internacionais. Há um grande interesse por essa tecnologia na Ásia, e conseguimos nos apresentar no Global Innovation Forum (GIF) de Osaka no ano passado e este ano no City-Tech de Tóquio. Vemos oportunidades lá para fazer parcerias estratégicas com grandes corporações que nos permitam escalar essa tecnologia para outros níveis de produção e em outros países

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