Análisis de ciclo de vida comparativo entre la deposición en vertedero y el tratamiento biológico mediante digestión anaerobia de residuos de frutas y verduras generados en mercados abiertos

Abstract

El aumento de la población mundial, junto con el crecimiento del consumo per cápita, ha venido acompañado de un gran incremento de la producción de frutas y verduras que, según los datos estadísticos de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, alcanzó en 2019 una producción mundial de más de 2.000 millones de toneladas, de las cuales entorno a un 13 % fueron producidas en el conjunto de países que forman la Cuenca Mediterránea. De esta producción de frutas y verduras, se desperdicia anualmente un 60% de productos hortícolas convirtiéndose por tanto en residuos de frutas y verduras (FVW fruit vegetables waste en inglés). En la actualidad, los métodos más comunes para la gestión de residuos alimentarios son la incineración y el depósito en vertederos. Estas alternativas presentan algunos inconvenientes, como la emisión de gases y el cúmulo de biomasa, ya que una vez depositado el residuo puede provocar la contaminación del suelo o lixiviación, y la ocupación del terreno. Debido a que la producción de residuos continúa creciendo de forma exponencial y para evitar su depósito en el vertedero, se han modificado las leyes con respecto a la acumulación y gestión de los residuos. Por este motivo surge el tratamiento de los residuos alimentarios (bioresiduos) mediante digestión anaerobia, ya que de esta forma se puede obtener un combustible de origen biogénico (biogás), y producir energía eléctrica y térmica. El presente trabajo se ha desarrollado en el marco del proyecto europeo “Employing Circular Economy Approach for OFMSW Management within the Mediterranean Countries (CEOMED)”. Dicho proyecto propone diseñar nuevos planes de gestión para los residuos de frutas y verduras generados en los mercados mayoristas de las ciudades de Amán y Sfax. El objetivo principal de este trabajo se centra en la realización de un Análisis de Ciclo de Vida comparativo con el fin de identificar y comparar los impactos ambientales del sistema utilizado actualmente por el mercado mayorista de la ciudad de Amán (Jordania) para la gestión y el tratamiento de los residuos de frutas y verduras generados, frente a una nueva alternativa que se propone para el tratamiento de éstos mediante la aplicación del proceso de digestión anaerobia. Según los resultados obtenidos, tras llevar a cabo el análisis comparativo, el Sistema 2 tendría menor impacto ambiental que el Sistema 1. Con la alternativa propuesta, se evitaría el transporte de los residuos y las emisiones que esto conlleva, además de la emisión de metano a la atmósfera que se genera por la descomposición de los residuos. Por otro lado, a pesar de que los dos sistemas generan energía eléctrica que es vendida al tendido eléctrico, en el sistema 2, se vende 5 veces más (389%) de energía eléctrica que en el vertedero. La venta de la energía a la Red eléctrica generaría beneficios económicos y medioambientales, ya que la energía eléctrica que se utiliza en la Red eléctrica actualmente proviene de combustibles fósiles, y en este caso proviene de energía verde. Además, en el sistema 2 se generan dos coproductos que no se obtendrían en el sistema 1, compost y fertiirrigante. Con la producción diaria de estos productos, se evitaría aproximadamente el consumo de 11,7 y 30 kg de fertilizantes inorgánicos como el nitrato de amonio y nitrato de calcio, respectivamente.

The increase in population worldwide, couple with growth in per capita consumption, has been accompanied by a higher increase in the production of fruit and vegetables. According to the statistical database of the Food and Agriculture Organisation of the United Nations, it reached a worldwide production of more than 2 billion tonnes in 2.019, of which around 13 % was produced in the countries that make up the Mediterranean Basin. Of this production, 60 % of horticultural products are wasted annually and thus become fruit and vegetable waste (FVW). Currently, the most common methods for food waste management are incineration and landfilling. These alternatives have some disadvantages, such as gas emissions and biomass accumulation, since once the waste is deposited it can cause soil contamination or leachate, and land occupation. Since waste production continues to grow exponentially and avoid landfilling, the laws regarding the accumulation and management of waste have been modified. For this reason, the treatment of food waste (biowaste) by anaerobic digestion has arisen since this way a fuel of biogenic origin (biogas) can be obtained, and electrical and thermal energy can be produced. This work has been developed in the framework of the European project "Employing Circular Economy Approach for OFMSW Management within the Mediterranean Countries (CEOMED)". This project proposes to design new management strategies for fruit and vegetable waste generated in the wholesale markets of the cities of Amman and Sfax. The main objective of this work focuses on carrying out a comparative Life Cycle Assessment to identify and compare the environmental impacts of the system currently used by the wholesale market of the city of Amman (Jordan) for the management and treatment of fruit and vegetable waste generated, compared to a new alternative proposed for the treatment of these by applying the anaerobic digestion process. According to the results obtained, after carrying out the comparative analysis, System 2 would have a lower environmental impact than System 1. With the proposed alternative, the transport of waste and its emissions, as well as the emission of methane into the atmosphere generated by the decomposition of waste, would be avoided. On the other hand, although both systems generate electricity that is sold to the grid, in system 2, 5 times more electricity (389%) is sold than in the landfill. Selling the energy to the Grid would generate economic and environmental benefits, as the electrical energy currently used in the Grid comes from fossil fuels and, in this case, it comes from green energy. In addition, system 2 generates two co-products that would not be obtained in system 1, compost and fertiirrigant. With the daily production of these products, the consumption of approximately 11.7 and 30 kg of inorganic fertilizers such as ammonium nitrate and calcium nitrate, respectively, would be avoided.