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INTRODUCCIÓN
Con el 78 % de la población de América Latina y el Caribe (ALC) habitando en zonas urbanas, la gestión de biorresiduos de origen residencial (BOR) en esta región es un problema complejo, especialmente en los grandes centros urbanos (GCU). Los BOR, conformados por residuos de alimentos (BOR-A) y de jardín (BOR-J) generados en los hogares, son una fracción significativa de los residuos sólidos municipales (RSM), toda vez que representan hasta dos terceras partes de los residuos sólidos residenciales en países en desarrollo (Coffey y Coad 2010), los cuales, a su vez, son el flujo predominante de los RSM a nivel de ALC (BID 2015) -en promedio el 67 % (Tello et al. 2010)- y a nivel global (Kawai y Tasaki 2016). Asimismo, en conjunto con los residuos biodegradables procedentes de mercados, restauración colectiva, industrias de alimentos, poda de árboles y corte de césped de áreas públicas, los BOR forman parte de los biorresiduos municipales (CE 2015a), los cuales constituyen a nivel global el 44 % de los RSM (Kaza et al. 2018). No obstante, por su origen residencial, que demanda un compromiso activo de los ciudadanos (EC 2016), los BOR podrían tener un alto potencial de contaminación, lo que incrementa los desafíos de su valorización.
Los sistemas de gestión de biorresiduos responden a una finalidad que, según las definiciones de la CE (2015a), puede ser de valorización o de eliminación. La valorización de biorresiduos, entendida como la recuperación de nutrientes (reciclaje) y de energía, es la base de la gestión integrada circular de esta fracción (Cobo et al. 2018). Además, la gestión de biorresiduos es considerada como la columna vertebral de los sistemas de gestión de residuos (MAAMA 2013), dado que su reciclaje no sólo posibilita la obtención de productos finales valiosos, sino que su gestión diferenciada conduce al incremento significativo de las tasas globales de reciclaje, mejores resultados en la recuperación de otras fracciones de materiales (MAAMA 2013, EEA 2016), reducción de impactos ambientales y alargamiento de la vida útil de los rellenos sanitarios (Vögeli et al. 2014).
Por lo tanto, la alta proporción de biorresiduos en los RSM de países en desarrollo (Hoornweg y Bhada-Tata 2012, Wilson et al. 2012, UNEP-ISWA 2015) sugiere la conveniencia de un enfoque de valorización, en lugar de la eliminación en sus GCU. Sin embargo, la más reciente información regional encontrada, emitida una década atrás, reveló una incipiente valorización de biorresiduos en ALC (Tello et al. 2010), además evidenció una necesidad de actualización.
Al respecto, el Banco Interamericano de Desarrollo relacionó algunas experiencias de compostaje en GCU de ALC (Tello et al. 2010). Si bien esta evaluación no aportó información técnica de los sistemas, del flujo de biorresiduos tratados (si incluye o no a los BOR), ni de su grado de implementación, sí concluyeron que las prácticas de compostaje no se encuentran proporcionalmente implementadas -según la relevancia de los biorresiduos- en los RSM generados en ALC (Tello et al. 2010).
Por su parte, en países de alto ingreso económico (AIE) se evidencia una mayor implementación de la valorización de biorresiduos (EEA 2013, USEPA 2016). No obstante, al igual que en los países en desarrollo, en éstos se presentan desafíos para su gestión (Levis et al. 2011, EEA 2013, NSWEPA 2014). Por ejemplo, mientras, en 2010 la Unión Europea envió a disposición final, en promedio, el 40 % del total de los biorresiduos y hasta el 100 % en algunos estados miembros (JRC-IES 2011), en 2014, los EUA eliminaron el 76.3 % de residuos de alimentos y el 31.6 % de residuos de jardín (USEPA 2016). En este sentido, la comprensión de los aspectos técnicos que han determinado el desvío de los biorresiduos de rellenos sanitarios, y más aún su valorización, son de interés para autoridades locales, nacionales y regionales de países alrededor del mundo.
La literatura revisada evidenció que, a la fecha, se han publicado los resultados de evaluaciones regionales (OPS 2005, Tello et al. 2010, EEA 2013, BID 2015, EEA 2016) y nacionales (USEPA 2016) del estado de la gestión de RSM en diferentes contextos, aspectos que influyen en el reciclaje de RSM (23 países) (Troschinetz y Mihelcic 2009) y el estado de la gestión de residuos de alimentos en países en desarrollo (Thi et al. 2015). Otros estudios se han enfocado al análisis comparativo de la gestión de RSM en distintas ciudades alrededor del mundo. Entre ellos, los estudios realizados por UN-Habitat (2010) y Wilson et al. (2012) en 20 ciudades de países de alto, medio y bajo ingreso económico; 11 de ellas GCU (dos de ALC); asimismo, el análisis realizado por Abarca et al. (2013) sobre los factores que influyen en los sistemas de gestión de residuos en 36 ciudades de países en desarrollo a escala mundial.
Aun cuando estos estudios han evaluado aspectos técnicos o de gobernanza de la gestión de los RSM, presentando información y resultados consolidados a nivel de países y ciudades sobre la gestión de residuos, se han enfocado, en menor medida, a los biorresiduos (o alguna de sus fracciones), analizando principalmente el elemento de tratamiento. En la revisión realizada no se encontraron estudios enfocados al análisis de sistemas de gestión de BOR, con fines de valorización, que consideraran sus elementos y su interrelación.
De acuerdo con esto, la valorización de los BOR supone un desafío para la gestión de los RSM en todos los contextos. No obstante, la poca documentación de los sistemas en funcionamiento a nivel mundial contrasta con los altos requerimientos técnicos para su implementación en GCU. Por lo tanto, el análisis de las experiencias de valorización de BOR es útil para apoyar procesos de toma de decisiones para la gestión de esta fracción de residuos, especialmente en GCU de países en desarrollo. El objetivo de este estudio fue analizar los aspectos técnicos y la interrelación de los elementos que constituyen los sistemas de valorización de BOR en funcionamiento en GCU alrededor del mundo, e identificar los sistemas-tipo implementados y las similitudes y contrastes entre los contextos evaluados; también, proveer consideraciones futuras en el contexto de países en desarrollo en la región de ALC.
MATERIALES Y MÉTODOS
Selección de literatura
Para garantizar una base científica y técnica confiable y actualizada se seleccionaron fuentes de información de alta calidad y recientes. Éstas se conformaron por artículos científicos; documentos técnicos y de planificación nacionales y locales, disponibles en bases de datos como ScienceDirect, Academic Search Premiere y Scopus; y páginas de internet oficiales de las entidades gubernamentales y no gubernamentales de las regiones, países y ciudades estudiadas, los cuales fueron publicados en el periodo comprendido entre 2010 y 2017, en idiomas como español, inglés, portugués, francés, alemán, catalán y danés.
Selección de GCU referentes de valorización de BOR
Inicialmente se definió un grupo de GCU objeto de estudio conformado por 70 ciudades de 34 países en cinco regiones de dos contextos (países en desarrollo de ALC y países de AIE) (Cuadro I). En ALC, fueron objeto de estudio 37 GCU, ya que la información disponible limitó la consideración del total; entre estos, se encuentra el caso de Ciudad Juárez, León, Zapopan, Heroica Puebla, Ciudad Nezahualcóyotl, Maracaibo, Córdoba, Guayaquil y La Habana. Por su parte, en el grupo de países de AIE se estudiaron 33 GCU.
CUADRO I GRUPO DE GRANDES CENTROS URBANOS OBJETO DE ESTUDIO
| Región | Contexto | País | Núm. | GCU objeto de estudio | Núm. |
| ALC | En desarrollo | México, Brasil, Colombia1, Argentina, Ecuador, Bolivia, Uruguay, Costa Rica, Venezuela, República Dominicana, Perú, Chile1 | 12 | Ciudad de México, Ecatepec de Morelos, Mexicali, Guadalajara, Monterrey, Tijuana, São Paulo, Rio de Janeiro, Porto Alegre, Campinas, Goania, São Luís, Guarulhos, Recife, Maceió, Belém, São Gonçalo, Fortaleza, Belo Horizonte, Salvador, Curitiba, Manaus, Brasília, Bogotá, Medellín, Cali, Barranquilla, Buenos Aires, Rosario, Lima, Quito, Santa Cruz de la Sierra, Montevideo, San José, Caracas, Santo Domingo, Santiago de Chile | 37 |
| Norteamérica | AIE2 | Canadá, Estados Unidos | 2 | Ottawa, Toronto, Vancouver, San Francisco, Nueva York, San Antonio | 6 |
| Europa | AIE2 | Austria, Alemania, Irlanda, Bélgica, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Francia, Grecia, Italia, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, Suecia, Suiza | 17 | Viena, Berlín, Múnich, Dublín, Bruselas, Copenhague, Bratislava, Liubliana, Madrid, Barcelona, Mallorca, Principado de Asturias, París, Atenas, Milán, Oslo, Ámsterdam, Lisboa, Londres, Estocolmo, Zúrich | 21 |
| Asia | AIE2 | República de Corea, Japón | 2 | Seúl, Daejeon, Tokio, Chiba | 4 |
| Oceanía | AIE2 | Australia | 1 | Sídney, Adelaida | 2 |
| Total de países considerados | 34 | Total de GCU estudiados | 70 | ||
1Pertenece a la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (UN 2014). 2excepto por República de Corea, los países de AIE responden a la clasificación de economías desarrolladas de acuerdo con UN (2014). AIE: alto ingreso económico. ALC: América Latina y El Caribe. GCU: gran centro urbano
En segunda instancia, entre los GCU objeto de estudio, se seleccionó un grupo de GCU referentes, con experiencias significativas y representativas de valorización de BOR, conforme a los siguientes criterios: i) en el sistema de gestión implementado en el GCU, los materiales o energía obtenidos sustituyen a aquellos generados por otras fuentes, como resultado principal (según lo definido por la CE [2015a]), por lo que el producto final es utilizado; ii) cuenta con información técnica que permite su caracterización, y iii) considerando los mayores avances en la gestión de biorresiduos en el contexto de países AIE, en éste se seleccionaron los GCU que han implementado sistemas de valorización de BOR a nivel de ciudad, mientras que en el caso de países de ALC -a fin de localizar GCU referentes que apuestan por un enfoque de valorización-, se seleccionaron todas las experiencias de valorización, sin importar su grado de implementación. Por consiguiente, los GCU de AIE para los cuales se reportaron experiencias de valorización de BOR en etapas tempranas de implementación (por ejemplo, a nivel de prueba piloto) no fueron considerados.
Cabe señalar que en este estudio se consideraron como GCU ciudades con una población superior a un millón de habitantes en su zona urbana y otras ciudades principales, como las capitales de países de AIE que no alcanzaban esta cifra en 2013. Además, los países de AIE a los que pertenecen las ciudades estudiadas responden a la clasificación establecida por el Banco Mundial (es decir, tienen un ingreso nacional bruto per cápita mayor a $12615 USD) (UN 2014) y son miembros activos de la Organización de Cooperación para el Desarrollo Económico (OCDE) (Cuadro I).
Análisis de los sistemas de valorización de BOR de los GCU referentes e identificación de sistemas-tipo
Se caracterizaron los sistemas de gestión implementados para la valorización de BOR, reconociendo los aspectos técnicos de los siguientes elementos: i) separación en la fuente (flujos de los residuos que se gestionan), ii) presentación (tipos de contenedores), iii) recolección, iv) tratamiento o disposición final y v) productos finales y uso.
Considerando que los procesos en funcionamiento en los GCU referentes se podrían relacionar con una tendencia en la implementación de sistemas de valorización de BOR alrededor del mundo, se identificó un conjunto de sistemas-tipo en los contextos estudiados, los cuales corresponden a combinaciones de esquemas y métodos de los diferentes elementos que los componen. Así, una vez caracterizados, los sistemas de gestión implementados en los GCU referentes fueron clasificados de acuerdo con características similares en todos los elementos, conformando los sistemas-tipo. En el elemento de tratamiento, la clasificación se realizó según el método de tratamiento principal, en caso de contar con postratamientos (por ejemplo, digestión anaerobia con compostaje del digestato), o según el método de tratamiento de BOR-A, cuando se lleva a cabo la gestión diferenciada de las fracciones de BOR.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Estado de la valorización de BOR en los GCU de países en desarrollo de ALC
Los BOR son una fracción de interés en el flujo de residuos de los GCU de ALC. Estudios de caracterización realizados en algunas ciudades revelan que su proporción es del 47 % al 80 % de los residuos sólidos residenciales. Es el caso de ciudades como Quito, con el 53.94 % (Castillo 2012); Buenos Aires, con el 47.48 % (FIUBA-CEAMSE 2011); Mexicali, con el 80 % (Ojeda-Benítez et al. 2003); Bogotá, con el 61.43 % (UAESP 2011); Medellín, con el 55,39 % (UDEM 2015), y Cali, con el 65.54 % (DAPM-Univalle 2006).
Pese a la relevancia de los BOR, entre los 37 GCU estudiados en ALC, sólo se pudo evidenciar la valorización de esta fracción en tres de ellos, considerados en este estudio como GCU referentes de este contexto (Cuadro II). En las ciudades restantes se encontró que la gestión de BOR se realiza con un enfoque de eliminación, donde esta fracción es parte de flujos residuales destinados a la disposición final (Cuadro II). Según las características e interrelación de los elementos de los sistemas implementados, en estos GCU referentes se reconoce la implementación de tres sistemas-tipo para la valorización de BOR (Cuadro III), que si bien tienen en común el tipo de presentación (en bolsas plásticas), el producto final y el uso (compost/aplicado al suelo), difieren en los esquemas de separación en la fuente, tipo de recolección, método de tratamiento y tipo de instalación (centralizado o descentralizado) (Cuadro III).
CUADRO II ENFOQUE DE GESTIÓN DE BIORRESIDUOS DE ORIGEN RESIDENCIAL EN LOS GRANDES CENTROS URBANOS OBJETO DE ESTUDIO DE AMÉRICA LATINA Y EL CARIBE, Y SELECCIÓN DE GRANDES CENTROS URBANOS REFERENTES DE VALORIZACIÓN
| Población urbana (millones de habitantes) | Núm. de GCU objeto de estudio | Enfoque de gestión de BOR de los GCU objeto de estudio | Fuentes de información | ||
| Valorización (GCU referente) | Eliminación(GCU con disposición final y otros) | ||||
| 1-2 | 21 | Rosarioa,b | -Ecatepec de Morelosc -Mexicalid -Guadalajarae -Monterreyf -Tijuanag -Campinash -GoiâniaiRecifej -MaceiókBelémi -São Gonçaloi | -São Luísi -Guarulhosl,1 -Quitom -Santa Cruz de la Sierran, ñ -Porto Alegreo,2 -Montevideop -San Joséq -Caracasr -Barranquillas,t | aMR (2017a); bGándara y Guerrero (2013); cAEM (2018); dCalva-Alejo y Rojas-Caldelas (2014); eGEJ (2017); fCESOP (2012); gColef (2010); hPC (2018); iIPEA (2012); jGEP (2011); kSLUM-PM (2018); lPG (2011); mIneco-Tragsatec (2016); nMMA-A (2011); ñRíos y Mendoza (2013); oPPA (2013); pThemelis y Díaz-Barriga (2012); qMSCR (2016); rAMC (2012); sAB (2015); tSSPD de Colombia-DNP (2017). |
| 2-5 | 11 | Medellína,b | -Brasiliac,3 -Fortalezad -Belo Horizontee -Salvadorf -Curitibag,h | -Manausi -Buenos Airesj,k,3 -Calil,b -Santo Domingom -Santiago de -Chilen | aAMVA (2014); bSSPD de Colombia-DNP (2017); cSLU (2018); dPF (2012); eADRMBH (2015); fSETIN (2010); gPMC (2010); hNeto y Moreira (2009); iIBAM (2010); jFIUBA-CEAMSE (2011); kRosso y Marcolini (2015); lDAPM (2015); mFerreras (2015); nHamatschek y Faulstich (2010). |
| >5 | 5 | Ciudad de Méxicoa | -São Paulob -Río de -Janeiroc,d,e | -Limaf -Bogotág,h | aSEDEMA (2018); bJacobi y Besen (2011); cPrudencio (2010); dPenido-Monteiro (2012); ePCRJ (2012); fMinam Perú (2012); gUAESP (2015); hSSPD de Colombia-DNP (2017). |
| Total GCU | 37 | 3 | 34 | ||
1Se reporta un proyecto de compostaje de BOR en el huerto municipal; no obstante, la información disponible es insuficiente para su caracterización. 2Hay una planta de clasificación y compostaje de RSM que en 2011 trató 10.7 t/d de BOR; sin embargo, se documenta que los BOR tratados provienen de la recolección conjunta y no se evidencia su valorización. 3Se reporta TMB con compostaje: planta Bella Vista, en Buenos Aires, con capacidad instalada de 1100 t/d de RSM, y plantas Ceilandia y Asa Sul en Brasília-Ceilandia, con capacidades instaladas aproximadas de 600 y 300 t/d, respectivamente (Mansur 2015, GB 2018); GCU: gran centro urbano
CUADRO III CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE VALORIZACIÓN DE BIORRESIDUOS DE ORIGEN RESIDENCIAL EN LOS GRANDES CENTROS URBANOS REFERENTES DE AMÉRICA LATINA Y EL CARIBE
| Sistema- tipo | SF/presentación | Tipo de recolección | Método de tratamiento | Producto final/ uso | GCU (generación de BOR en t/d) | Fuentes de información |
| 1 | Flujo de residuos mezclados/bolsas plásticas | Conjunta | TMB con compostaje | Compost/aplicación en parques y áreas públicas1 | Rosario (ND) | MR (2017a) |
| 2 | BOR2/bolsas plásticas | Selectiva (manual) | Compostaje comunitario | Compost/aplicación en el suelo | Medellín (6803) | AMVA (2014), Acodal-AMVA (2013), SSPD de Colombia-DNP (2017), UDEM (2015) |
| 3 | BOR2/bolsas plásticas | Selectiva | Compostaje | Compost/aplicación en cultivos | Ciudad de México (29283) | SEDEMA (2015, 2018) |
| Tecnologías identificadas (GCU, núm. de plantas, capacidad instalada en t/d) | ND (Rosario, 1 planta, 2004), compostaje modular (Medellín, 92 plantas, 91.95), pilas estáticas con volteo mecánico (Ciudad de México, 8 plantas, 25316) | |||||
SF: separación en la fuente, GCU: gran centro urbano, BOR: biorresiduos de origen residencial, TMB: tratamiento mecánico biológico, ND: no disponible. 1También se utiliza como material de cobertura del relleno sanitario. 2Se refiere al conjunto de los BOR, es decir, a la mezcla de BOR-A y BOR-J. 3Calculado a partir de información reportada en las fuentes consultadas. 4Se refiere al flujo de residuos mezclados. 5Se refiere a BOR. 6Se refiere a biorresiduos municipales, suma de capacidades de tratamiento de ocho plantas de compostaje en Ciudad de México (SEDEMA 2018)
El sistema-tipo1 representa la situación de Rosario, en la que el flujo de residuos provenientes de la recolección domiciliaria, que contiene a los BOR, se procesa en una instalación de tratamiento mecánico biológico (TMB), donde se realiza una clasificación manual y mecánica para la recuperación de reciclables secos, seguida por un proceso de compostaje. En este sistema, el uso del producto final (Cuadro III) se realiza con previa confirmación de su calidad (tanto fisicoquímica como microbiológica) (MR 2017a).
El sistema-tipo 2 representa la experiencia de Medellín. La capacidad instalada de este sistema revela un bajo nivel de implementación (Cuadro III) en este, el conjunto de los BOR (mezcla de BOR-A y BOR-J) separados en la fuente y recogidos selectivamente por recicladores organizados, es tratado mediante compostaje (descentralizado a pequeña escala). De este modo, en la zona urbana existen 92 instalaciones, 55 de las cuales tratan los BOR generados en 38 condominios residenciales/multiusuarios (Acodal-AMVA 2013), en el marco del proyecto de Eco-Huertas (SGCT-UDEM 2015).
Por su parte, el sistema-tipo 3, implementado en Ciudad de México, representa la experiencia más significativa de ALC debido a la capacidad de tratamiento instalada (Cuadro III), con Bordo Poniente como la planta de compostaje de biorresiduos separados en la fuente documentada más grande de la región, que de acuerdo con la Secretaría del Medio Ambiente de la ciudad es de 2500 t/d (SEDEMA 2018). El compost producido es apto para su uso en áreas verdes y agricultura (tipo B, según SMADF [2012]) gracias, en gran medida, a la aplicación de la norma que estableció criterios y especificaciones técnicas de separación en la fuente, clasificación, recolección selectiva y almacenamiento de residuos (SMADF 2015).
En comparación con Medellín y Ciudad de México, Rosario ha implementado una gestión no diferenciada. Sin embargo, Rosario reporta la valorización de residuos (incluidos los BOR) como finalidad del sistema implementado (MR 2017a), así como la ejecución de una prueba piloto de separación en la fuente y recolección selectiva de BOR (MR 2017b). Esto sugiere que podría estar en una transición hacia una gestión diferenciada de BOR.
Por otro lado, el enfoque de descentralización adoptado por Medellín establece diferencias frente a los otros sistemas, tanto en términos de recolección como de tratamiento. Si bien su capacidad instalada no es comparable con la de Ciudad de México, es importante señalar que Medellín tiene proyectado implementar entre 10 a 12 plantas de compostaje de 40 a 45 t/d para aumentar la cobertura de la valorización de los BOR (SGCT-UDEM 2015). Este escenario podría sugerir que Medellín le apuesta a un esquema de gestión que concuerda con lo recomendado por Drescher y Zurbrügg (2006) para grandes ciudades de países en desarrollo: una combinación de plantas de pequeña escala descentralizadas con plantas centralizadas de tamaño medio.
Estas experiencias identificadas en Rosario, Medellín y Ciudad de México indican un interés de ALC por el aprovechamiento de los BOR. Sin embargo, también ratifican que, al igual que para los residuos de alimentos en los países en desarrollo (Thi et al. 2015), en los GCU de ALC el destino principal de los BOR es la disposición final. Debido al grado de implementación de los sistemas en funcionamiento (Cuadro III), aun en estos GCU referentes -aunque en menor proporción en Ciudad de México-, una parte significativa de los BOR se envía a la disposición final, tal como sucede para el total de los BOR generados en la mayoría de los GCU objeto de estudio (Cuadro II). Esta situación revela pocos avances en comparación con lo reportado para ALC por Tello et al. (2010) y BID (2015) para el flujo de RSM en general (que contiene a los BOR).
La predominancia de la disposición final de BOR puede constituir un riesgo ambiental, toda vez que la vida útil de la infraestructura no es finita y, en una perspectiva de impactos de largo plazo, incluso los rellenos sanitarios tecnológicamente más sofisticados presentan fallas que materializan las emisiones potenciales aisladas mediante los mecanismos de control implementados (Christensen et al. 2011). Esta situación es más crítica en ALC, donde se ha reportado la existencia de rellenos sanitarios con inconvenientes de operación y control (Noguera y Olivero 2010), así como la persistencia de prácticas inadecuadas de disposición final (BID 2015).
Respecto a la disposición final, vale la pena mencionar que la información disponible no fue suficiente para clasificar las infraestructuras utilizadas. Pese a esto, las fuentes consultadas (Cuadro II) reportan como adecuados los sitios actuales de disposición final de 13 de los 37 GCU objeto de estudio: Ciudad de México (reportado como relleno sanitario autorizado), São Paulo y Belo Horizonte (reportados como rellenos regularizados), Guarulhos, Rosario, Bogotá, Medellín, Cali, Barranquilla, Buenos Aires, San José, Quito y Lima (reportados como rellenos sanitarios).
Finalmente, en algunos GCU de ALC también se identificaron sistemas de gestión no diferenciada de BOR que no constituyen valorización, como el sistema de TMB con compostaje en Buenos Aires (Cuadro II) que desvía los BOR de la disposición final, reportando el uso del material estabilizado como cobertura primaria del relleno sanitario. Éste es también el caso de Bogotá, Monterrey y Sao Paulo (Cuadro II), que recuperan energía del biogás generado en los rellenos sanitarios. Este biogás es considerado una de las mayores fuentes antrópicas de emisiones de metano (Kumar y Samadder 2017). Por lo tanto, su recuperación es una de las acciones de mitigación del cambio climático establecidas para el sector de residuos -como es el caso de Colombia (IDEAM 2017)-, aunque dicha recuperación se caracteriza por su ineficiencia (Kumar y Samadder 2017).
Estado de la valorización de BOR en países de AIE
Se analizó un grupo de 24 GCU referentes de valorización de BOR (Cuadro IV). Los nueve GCU restantes (Cuadro I) no cumplen con alguno de los criterios de selección establecidos. Es el caso de Nueva York (C40 Cities 2013), Atenas (SO 2015), Estocolmo (BiPro-CRI 2015) y el Principado de Asturias (COGERSA-GPA 2014), cuyos sistemas se reportaron en etapas tempranas de implementación; Chiba y Bratislava, para las cuales no se encontró información suficiente para su caracterización, y, por último, Ámsterdam (BiPro-CRI 2015, AEB Amsterdam 2018), Lisboa (BiPro-CRI 2015) y Tokio (CAT 23 Cities-SCICWM 2014), donde los BOR se gestionan en flujos de residuos mezclados mediante incineración. En éstos, la asociación entre energía recuperada y BOR tratados, que incluso podrían requerir energía para su secado, demanda un análisis fuera del alcance de este estudio (por ejemplo, de eficiencia energética [MAAMA 2013]), para su clasificación como sistemas de valorización energética de BOR.
CUADRO IV GRANDES CENTROS URBANOS REFERENTES DE VALORIZACIÓN DE BIORRESIDUOS DE ORIGEN RESIDENCIAL EN PAÍSES DE ALTO INGRESO ECONÓMICO POR TIPO DE TRATAMIENTO
| Población (millones de habitantes) | Grupos de GCU por método de tratamiento implementado | |||
| Compostaje | Digestión anaerobia | Producción de alimentos para animales | TMB con digestión anaerobia | |
| < 1 | Copenhague, Dublín, Ottawa, San Francisco | Liubliana, Mallorca, Oslo, Vancouver, Zúrich. | - | - |
| 1-2 | Adelaida, San Antonio | Barcelona, Bruselas, Milán, Múnich, Viena. | Daejeon | - |
| 2-5 | París, Sídney | Berlín, Toronto. | - | Madrid |
| >5 | Londres | - | Seúl | - |
| Número de experiencias | 9 | 12 | 2 | 1 |
GCU: gran centro urbano, TMB: tratamiento mecánico biológico
A continuación se analizan los aspectos técnicos de los sistemas-tipo identificados en los GCU referentes de este contexto, a partir de la clasificación realizada por método de tratamiento (Cuadro IV) (compostaje, digestión anaerobia y otros).
Sistemas de valorización de BOR en el grupo de GCU que han implementado el compostaje
En los GCU de este grupo, la valorización de los BOR se realiza mediante una gestión diferenciada. Se identificaron tres esquemas de separación en la fuente que definen los flujos gestionados: i) conjunto de BOR, ii) BOR-J, y iii) flujos independientes de BOR-A y BOR-J. Éstos se configuran, principalmente, por medio de sistemas (sistemas-tipo 4 a 8) en los cuales los BOR se presentan en contenedores retornables y su recolección es selectiva, y se valorizan mediante la producción de compost de alta calidad (Cuadro V).
CUADRO V CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE VALORIZACIÓN DE BIORRESIDUOS DE ORIGEN RESIDENCIAL EN GRANDES CENTROS URBANOS DE PAÍSES DE ALTO INGRESO ECONÓMICO, MEDIANTE COMPOSTAJE
| Sistema-tipo | SF/presentación | Tipo de recolección | Producto final/uso | GCU | Fuentes de información |
| 4 | BOR/ contenedor | Selectiva | Compost/aplicación en jardines, cultivos y proyectos paisajísticos | - Dublína,b,c- Ottawad,e,f - San Antoniog,h - San Franciscoi,j,k - Adelaida3,l,m | aCré (2018); bBiPro-CRI (2015); cEPA (2016); dVE (2011); eOrgaworld (2014); fCO (2016); gCSA (2015); hHagney (2016); iSFE (2016); jRecology (2016); kSFE (2017), lZaman (2014); mCA (2019). |
| 5 | BOR-A crudos de origen vegetal1 y BOR-J/contenedor | Selectiva | Compost/distribuido gratuitamente a la comunidad | Copenhaguea,b,c | aCC (2014); bChang y Pires (2015); cKK (2014) |
| 6 | BOR/ND | No aplica2 | Compost/en jardines públicos y privados | Parísa,b,c | aBiPro-CRI (2015); bMP (2017); cParis (2016). |
| 7 | BOR-J/contenedor | Selectiva | Compost/mejorador de suelos en jardinería y agricultura | Sidney4,a,b | aCS (2011); bCS (2017). |
| 8 | BOR/contenedor | Selectiva | Compost/mejorador del suelo en cultivos locales | Londres5,a,b | aCL (2014); bCL (2016). |
| BOR-A/contenedor | |||||
| BOR-J/contenedor | |||||
| Tecnologías identificadas (GCU, capacidad instalada en t/d) | Hileras (San Antonio, ND), hileras cubiertas (San Francisco, 274), túnel (Ottawa, 220), composteras comunitarias6 (París, ND) | ||||
SF: separación en la fuente, GCU: gran centro urbano, BOR: biorresiduos de origen residencial, BOR-A: fracción de residuos de alimentos en los BOR, BOR-J: fracción de residuos de jardín en BOR, ND: no disponible. 1Los BOR-A de origen animal se gestionan mezclados en la fracción resto, con recolección conjunta e incineración con recuperación de energía. 2No cuenta con sistema de recolección, ya que se lleva a cabo compostaje in situ: doméstico y comunitario. 3El gobierno local ha estado promoviendo la gestión diferenciada de BOR-A, proporcionando contenedores y bolsas compostables para el almacenamiento temporal de residuos de alimentos en las cocinas de las residencias, para una presentación conjunta con los BOR-J. 4Los BOR-A se gestionan mezclados en la fracción resto; se tratan en una planta de TMB y el compost-como-salida obtenido es utilizado para rehabilitar suelos de zonas mineras. 5En 29 de los 33 distritos se realiza la recolección selectiva de BOR-J (en algunos de ellos en conjunto con BOR-A y en 17 de las fracciones independientes de BOR-A y BOR-J) (BiPro-CRI 2015); en algunos distritos, los flujos de BOR-A separados en la fuente son tratados mediante digestión anaerobia (RN 2018). 6600 L de capacidad. También se reporta el uso de vermicompostaje en algunos casos
Sistemas de valorización de BOR en el grupo de GCU que han implementado la digestión anaerobia
En este grupo, la valorización de los BOR también se realiza a través de sistemas de gestión diferenciada, en dos de los esquemas de separación en la fuente previamente mencionados: i) conjunto de BOR y ii) flujos independientes de BOR-A y BOR-J, y configuraciones del tratamiento que pueden incluir, además de la digestión anaerobia, el compostaje. Las características de los sistemas analizados condujeron al planteamiento de cuatro sistemas-tipo (9 a 12) en los cuales también predomina la presentación en contenedores retornables y la recolección selectiva, y se resalta la obtención de distintas formas de energía (Cuadro VI).
CUADRO VI CARACTERÍSTICAS DE SISTEMAS DE VALORIZACIÓN DE BIORRESIDUOS DE ORIGEN RESIDENCIAL EN GRANDES CENTROS URBANOS DE PAÍSES DE ALTO INGRESO ECONÓMICO, MEDIANTE DIGESTIÓN ANAEROBIA
| Sistema- tipo | SF/ presentación | Tipo de recolección | Método de tratamiento | GCU | Fuentes de información | |
| Métodos | Producto final/uso | |||||
| 9 | BOR/contenedores | Selectiva | Digestión anaerobia + compostaje del digestato | -Biogás/energía eléctrica y calor1,3,4,5,6, combustible para instalaciones de tratamiento2 y vehículos de recolección4 -Digestato líquido/biofertilizante4 -Compost/agricultura y jardinería1,2,3,4,6, como fertilizante de alta calidad5 | -Barcelonaa,b,c,d -Mallorcae,f,g -Milánh,i,j- -Torontok,l,m -Vancouvern,ñ -Berlíno,p -Múnichq,r -Zúrichs,t | aEB (2009); bMAAMA (2013); cAB (2016); dEMR (2016); eTIRME (2013); fCM (2016); gTIRME (2015); hAMSA S.p.A. (2015); iMontello S.p.A. (2015); jKovács (2016); kDickenson (2013); lGorrie (2015); mCT (2016); nSinoski (2012); ñCV (2016); oBSDUDE (2013); pBSR (2016); qAWM (2012); rAWM (2016); sSZ (2016); tBZ (2016) |
| 10 | BOR/ bolsas y contenedores | Selectiva | Digestión anaerobia | - Biogás/energía eléctrica y calor - Digestato/sustrato para la producción de biomasa algal | Liublianaa,b | aOblak (2015); bKovács (2016) |
| 11 | BOR-A/ bolsas7 | Selectiva | Digestión anaerobia + compostaje del digestato | - Biogás/energía eléctrica y calor (usado en distrito de calefacción8) | - Bruselasa,b,c - Vienad | aECN (2019); bPB (2016); cBTA International (2016); dThon (2013) |
| BOR-J/bolsas o contenedores | Compostaje | - Compost/aplicación al suelo Compost/agricultura | ||||
| 12 | BOR-A/ bolsas | Conjunta | Digestión anaerobia + compostaje del digestato | - Biogás/ combustible para buses locales - Digestato/fertilizante líquido y sólido | Osloa,b,c,d | aHafeez (2013); bEWTEA (2013); cWärtsilä (2014); dHolmerz (2015) |
| Tecnologías identificadas (GCU, capacidad instalada, t/d) | ND (Barcelona, 5349; Milán, 937; Vancouver, 11010; Viena, 96; Oslo, 137); húmeda (Mallorca, 258; Berlín, 164; Liubliana, 36); húmeda BTA (Toronto, 393; Bruselas), seca (Múnich, 110; Zúrich, 110) | |||||
SF: separación en la fuente, GCU: gran centro urbano, BOR: biorresiduos de origen residencial, BOR-A: fracción de residuos de alimentos en los BOR, BOR-J: fracción de residuos de jardín en BOR, ND: no disponible. 1Barcelona. 2Toronto. 3Vancouver. 4Berlín. 5Múnich. 6Zúrich. 7Los BOR-A separados voluntariamente son vaciados en contenedores comunitarios (sin bolsa) para su posterior recogida. 8Viena. 9Suma de capacidades de tratamiento en los digestores anaerobios de biorresiduos separados en la fuente del Ecoparque de Barcelona y de Montcada I Reixac. 10Capacidad de la instalación Richmond (no se incluyó la instalación Delta)
Sistemas de valorización de BOR en el grupo de GCU que han implementado otros métodos de tratamiento
En los GCU de este grupo se configuran dos sistemas-tipo (13 y 14). El primero está basado en el procesamiento térmico seco y húmedo de los BOR-A separados en la fuente, para la producción de alimentos de animales, como sucede en Seúl y Daejeon; el segundo, en la valorización energética de los BOR como parte de la fracción residual, mediante el uso del TMB con digestión anaerobia como tratamiento central. Este último es el caso de Madrid, donde también se reporta el uso de compost producido a partir de biorresiduos separados mecánicamente (Cuadro VII).
CUADRO VII CARACTERÍSTICAS DE SISTEMAS DE VALORIZACIÓN DE BIORRESIDUOS ORIGEN RESIDENCIAL EN GRADES CENTROS URBANOS DE PAÍSES DE ALTO INGRESO ECONÓMICO, MEDIANTE OTROS MÉTODOS DE TRATAMIENTO
| Sistema-tipo | SF/presentación | Tipo de recolección | Método de tratamiento | Producto final/uso | GCU | Fuentes de información |
| 13 | BOR-A/bolsas y contenedores (incluye contenedores inteligentes comunitarios) | Selectiva | Procesamiento térmico, compostaje1 | Alimentos húmedos y secos/alimentos para animales - Compost/ abono para suelos | - Seúla - Daejeonb | aSMG (2014); bPadeyanda et al. (2016) |
| 14 | Fracción residual (incluye BOR)/contenedores | Conjunta2 | TMB con digestión anaerobia + compostaje del digestato | - Biogás/ generación de energía - Compost/ comercializado al público en general | Madrida,b | aAM (2010); bDGPTV (2014) |
| Tecnologías identificadas (GCU, capacidad instalada, t/d) | Procesamiento térmico (Seúl, 1060), | procesamiento térmico (Daejeon, 386), TMB (Madrid, 7373) | ||||
SF: separación en la fuente, GCU: gran centro urbano, BOR: biorresiduos de origen residencial, BOR-A: fracción de residuos de alimentos en los BOR, TMB: tratamiento mecánico biológico. 1Compostaje en menor proporción. 2recolección conjunta para biorresiduos. 3suma de las capacidades de las plantas de biometanización Las Deshesas y La Paloma
Sobre los sistemas de valorización de BOR en funcionamiento en GCU en países de ALC y AIE
Las experiencias de valorización de los GCU referentes alrededor del mundo se representan en 14 sistemas-tipo de valorización de BOR. En 12 de ellos, implementados en el 92 % de los GCU referentes, se gestionan diferentes flujos de BOR separados en la fuente, en mayor medida mediante tratamientos biológicos, a partir de los cuales se obtienen compost y energía. En los sistemas tipo restantes (3 y 14), donde los BOR se gestionan mediante TMB, también se obtienen estos productos finales. No obstante, en esos sistemas el enfoque de gestión no diferenciada contrasta con la situación deseada; esto es, con la separación en la fuente como condición del reciclaje de biorresiduos con fines de obtención de productos finales para uso en suelos (MAAMA 2013, Saveyn y Eder 2014, Manfredi et al. 2015), que, para el caso de Colombia, es obligatoria (ICONTEC 2011). En este sentido, la falta de separación en la fuente podría restringir el uso del compost en estos sistemas.
Las características técnicas de los esquemas de separación en la fuente implementados revelan que, aunque en el 50 % de los sistemas-tipo identificados en ALC y AIE se separa en la fuente el conjunto de BOR, en el contexto de AIE se han establecido otros esquemas de separación asociados con la gestión diferenciada de alguno o ambos flujos de las fracciones individuales de BOR. Es el caso del sistema-tipo 7, que solo valoriza los BOR-J (Cuadro V); de los sistemas-tipo 12 (Cuadro VI) y 13 (Cuadro VII), que valorizan únicamente los BOR-A, y del sistema-tipo 11, que, a diferencia de los demás, valoriza ambos flujos de manera independiente (Cuadro VI). Este último se asocia con configuraciones más tecnificadas, ya que sugiere mayores necesidades de infraestructuras para la recolección y el tratamiento de los flujos gestionados, así como de logística.
En cuanto a la presentación de los BOR, contrario a la situación típica de los GCU referentes de ALC sobre el uso de bolsas plásticas, en los sistemas-tipo de los GCU de AIE la presentación se realiza, principalmente, mediante contenedores retornables y, en menor medida, en bolsas biodegradables. Este aspecto se considera importante, ya que el uso de contenedores retornables reduce la presencia de restos de plástico que pudieran alterar la calidad de los productos finales para uso en suelos; además, disminuye los problemas operativos y requerimientos de equipos necesarios para separar los biorresiduos de la bolsa plástica en planta.
Por otro lado, en este estudio se ratifica la importancia de la recolección selectiva de los BOR separados en la fuente, en el marco de los sistemas de valorización, realizada en 10 sistemas-tipo, implementados en el 85 % de los GCU referentes de ambos contextos. Asimismo, se resaltan los menores requerimientos de recolección propios de los sistemas de compostaje comunitario implementados en Medellín (Cuadro III) y París (Cuadro V), y la solución de Oslo, que sustitiyó la recolección selectiva usando un sistema de clasificación óptico (Cuadro VI), conservando una gestión diferenciada.
En este estudio se confirmó que el compostaje y la digestión anaerobia son los métodos de tratamiento más utilizados en los GCU referentes alrededor del mundo y en proporción casi igual. No obstante, los métodos de tratamiento utilizados varían en los contextos evaluados. En ALC se evidenció la implementación de compostaje y TMB con compostaje (Cuadro III). En los países de AIE, además del compostaje, se identificó el uso de digestión anaerobia y, en menor proporción, de TMB con digestión anaerobia y producción de alimentos para animales (Cuadro IV).
Las diferencias entre los métodos de tratamiento implementados en los contextos estudiados concuerdan con lo reportado por Thi et al. (2015), quienes reconocieron un mayor uso del compostaje y la poca importancia de la digestión anaerobia en el tratamiento de residuos de alimentos en países en desarrollo. Estas se podrían relacionar, entre otros factores, con los mayores costos de capital y operacionales de la digestión anaerobia (MAAMA 2013), y del TMB basado en ésta, que podrían afectar su viabilidad económica en el contexto de países en desarrollo, tal como fue advertido por CCAP (2012) para Colombia.
Respecto al reciclaje de los BOR-A mediante producción de alimentos para animales, su implementación únicamente se evidenció en GCU referentes asiáticos, estableciendo no sólo una diferencia de contexto entre países de ALC y de AIE, sino también entre las regiones del grupo de países de AIE. Estas diferencias podrían relacionarse con aspectos legales. Por ejemplo, en países asiáticos como la República de Corea, este uso ha sido motivado por leyes locales, debido a la alta demanda del producto obtenido (Thi et al. 2015), y se realiza en condiciones industriales estrictamente controladas que garantizan un consumo seguro de los alimentos producidos (UNEP-ISWA 2015). En países de la Unión Europea se ha prohibido este uso por el temor a infectar a los animales (UNEP-ISWA 2015). En el caso de Estados Unidos se controla el manejo y el tipo de residuos utilizados para este fin; entre ellos, de los residuos que contienen carne (EPA 2016).
Por otro lado, los resultados de este estudio muestran una correspondencia entre los esquemas de separación en la fuente y los métodos de tratamiento implementados en los sistemas en funcionamiento. El conjunto de los BOR es tratado tanto mediante compostaje como por digestión anaerobia, mientras que los flujos independientes de BOR-A son tratados, principalmente, mediante digestión anaerobia y producción de alimento para animales, y los de BOR-J mediante compostaje. Por su parte, los flujos de BOR no separados en la fuente son tratados por medio de TMB.
En cuanto a los productos finales y su uso, se evidenció, por un lado, que los sistemas implementados en ALC y AIE que consideran el compostaje, bien sea como tratamiento principal o como postratamiento de la digestión anaerobia (en el caso de AIE), producen compost -utilizado en la jardinería (pública y privada) y en la agricultura (Cuadro V)-. A partir de las fuentes consultadas (Cuadros V, VI y VII), se confirmó que la comercialización del compost se realiza en algunos GCU tales como Ottawa, San Francisco, Vancouver y Madrid, aspecto importante para la sostenibilidad financiera de las instalaciones de compostaje (UN 2010). Por otro lado, en los sistemas en funcionamiento en AIE se evidenció además la obtención de energía eléctrica, calor, combustible vehicular y biofertilizantes líquidos, como una ventaja comparativa de la digestión anaerobia, los cuales suplen necesidades energéticas de comunidades, instalaciones de tratamiento, vehículos de recolección de residuos y transporte público (Cuadro VI). Como se mencionó, en los sistemas de AIE también se producen alimentos para animales (Cuadro VII).
Por último, al igual que en ALC, pero en menor proporción, también se evidenciaron desafíos de cobertura en sistemas implementados en GCU de AIE como Londres, donde el compostaje de BOR sólo se realiza a los residuos generados en el 9 % de las viviendas (ML 2011); Dublín, donde el 53 % de las residencias cuentan con recolección selectiva de BOR (BiPro-CRI 2015); Viena, donde se trata aproximadamente el 41 % de los biorresiduos generados (BiPro/CRI 2015), u Oslo, donde se recoge selectivamente el 40 % de los BOR-A (Holmerz 2015).
En la Unión Europea los avances en la gestión de biorresiduos se han atribuido a la implementación de instrumentos como separación en la fuente obligatoria, prohibición de la disposición final de biorresiduos e implementación del esquema de “paga por lo que tires” (PAYT, por sus siglas en inglés) y de impuestos a la disposición final (EEA 2016). Éstos han sido motivados por políticas regionales emitidas (EC 2016) que, inicialmente, se orientaron a la restricción y, por consiguiente, al desvío de los biorresiduos de la disposición final (CE 1999). Posteriormente se enfocaron a la recuperación de recursos mediante valorización (CE 2008, 2015a, b), así como a la consideración de los principios de la economía circular (CE 2015c).
Por último, los GCU de países asiáticos de AIE reportan las mayores coberturas de valorización de residuos de alimentos: 95-97 % en Seúl (Chrobog 2015) y 99 % en Daejeon (Padeyanda et al. 2016); cifras alcanzadas luego de la prohibición de la disposición final de residuos de alimentos vigente en Corea desde 2005 (LCS 2013, Padeyanda et al. 2016) y de los resultados satisfactorios obtenidos a partir de la implementación de la tecnología de contenedores inteligentes. Lo anterior ha incentivado no sólo una mayor captura de BOR-A por parte del sistema, sino también la reducción de la generación de residuos de alimentos (Chrobog 2015, Padeyanda et al. 2016).
CONCLUSIONES
La alta proporción de los BOR -y en general de los biorresiduos- en el flujo de RSM en los GCU alrededor del mundo y los impactos ambientales relacionados con su gestión han generado la necesidad de establecer estrategias para su valorización. No obstante, su implementación es mayor en países de AIE, donde se confirmó que al menos 24 GCU valorizan los BOR, primando la aplicación de métodos de tratamiento biológico como compostaje y digestión anaerobia, generalmente precedidos por la separación en la fuente y la recolección selectiva. Por su parte, en la mayoría de los GCU de ALC, la disposición final es la alternativa de gestión de los BOR. En esta región se identificaron tres experiencias de valorización de esta fracción (Ciudad de México, Medellín y Rosario), las cuales difieren en el grado de implementación y en la aplicación de la separación en la fuente y de la recolección selectiva, aunque las tres se enfocan al compostaje.
Aspectos como la reducción del volumen de residuos, la posibilidad de obtener mejoradores de suelos, las prácticas ancestrales milenarias y los menores costos asociados con el compostaje, hacen de este un método de tratamiento atractivo para la valorización de biorresiduos. Adicionalmente se ha impulsado la digestión anaerobia por otros determinantes técnicos y ambientales, frente a situaciones coyunturales que afectan a muchos GCU, tales como déficits energéticos y la necesidad de adoptar enfoques sostenibles que permitan la transición a energías renovables.
Por su parte, en ALC, la baja implementación de la separación en la fuente y la recolección selectiva de los BOR, en conjunto con la falta de experiencia de la mayoría de los GCU en la ejecución de sistemas que los valoricen, constituyen barreras técnicas y sociales para incrementar el desarrollo de la valorización de esta fracción en la región. No obstante, experiencias como las de Medellín y Ciudad de México sugieren la factibilidad de una gestión diferenciada de esta fracción. En el caso de Ciudad de México, se resalta la factibilidad de construir y operar plantas de compostaje de gran capacidad en la región. Por lo tanto, los sistemas implementados en los GCU referentes pueden constituir puntos de partida para ALC.
Igualmente, considerando la experiencia que ha tenido Ciudad de México con la aplicación de la norma que regula la separación en la fuente y la recolección selectiva de biorresiduos -en tanto que ha contribuido a la producción de compost de buena calidad-, se debe otorgar especial atención a este instrumento en ALC, así como a otros que se han implementado en los países de AIE, en el marco de políticas rectoras a niveles regional y nacional -como el esquema PAYT y la prohibición y aplicación de impuestos a la disposición final de biorresiduos en rellenos sanitarios-.
Por último, se destaca la pertinencia de mejorar la calidad de la información reportada sobre la gestión de residuos sólidos en todos los contextos, en mayor medida en ALC. En este caso, es conveniente la definición y adopción de indicadores que permitan un seguimiento y evaluación comparativa, como han propuesto Wilson et al. (2015), dando respuesta a las necesidades de una gestión integrada circular que precisa información confiable de flujos de fracciones de materiales (es el caso de los BOR). Las necesidades identificadas en el contexto de GCU de ALC reafirman la importancia de la creación de un organismo internacional responsable de la consolidación de información confiable, tal como sugirieron Hernández-Berriel et al. (2016).
LISTA DE ABREVIATURAS
| AIE | Alto ingreso económico |
| ALC | América Latina y el Caribe |
| BOR | Biorresiduos de origen residencial |
| BOR-A | Fracción de residuos de alimentos en biorresiduos de origen residencial |
| BOR-J | Fracción de residuos de jardín en biorresiduos de origen residencial |
| GCU | Grandes centros urbanos |
| PAYT | Pay-as-you-throw |
| RSM | Residuos sólidos municipales |
| TMB | Tratamiento mecánico biológico |
| t/d | Toneladas/día |
