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Refresh y la herramienta FORKLIFT para análisis de ciclo de vida

En la conferencia final del proyecto REFRESH, en el espacio específico dedicado a la valorización de residuos/subproductos/excedentes alimentarios, se presentó la herramienta FORKLIFT (FOod side flow Recovery LIFe cycle Tool).

El objetivo de FORKLIFT es proporcionar una herramienta para los responsables políticos, investigadores, profesionales, empresas y otras partes interesadas en las posibilidades de utilización/valorización de los residuos/subproductos alimentarios para evaluar las mismas a través de un enfoque de ciclo de vida accesible, sin necesidad de realizar un análisis detallado del ciclo de vida (ACV).

En formato de hoja de cálculo, y basándose en el enfoque de ciclo de vida, esta herramienta permite hacer una evaluación del impacto ambiental (en concreto del efecto en la emisión de gases de efecto invernadero) y de los costes asociados a la forma de utilización de 6 ejemplos de subproductos/residuos del procesamiento de alimentos:

  1. Orujo de manzana
  2. Sangre de cerdo
  3. Bagazo de cerveza
  4. Orujo de tomate
  5. Suero lácteo
  6. Torta de prensado de semillas oleaginosas

Estos flujos de residuos se seleccionaron entre los 20 flujos principales identificados previamente en el propio proyecto REFRESH como los más importantes y con más posibilidades de valorización (ver entrada previa).

FORKLIFT ha sido construido para permitir evaluaciones para cada uno de estos flujos de residuos. En cada uno de ellos se han modelado diferentes opciones de procesamiento, desde la eliminación de residuos hasta la producción de otros productos de valor añadido. Los inventarios de procesamiento aplicados por defecto se han modelado sobre la base de procesos comercialmente demostrados siempre que ha sido posible.

Estos valores predeterminados proporcionan un punto de referencia a partir del cual los usuarios pueden modificar parámetros clave como la distancia de transporte, la energía, los rendimientos y los precios asociados para comprobar su influencia en el coste del ciclo de vida y el impacto de los gases de efecto invernadero. Los resultados se muestran junto a los productos de referencia equivalentes elaborados a partir de materias primas cuya función es, en general, similar.

Los autores explicitan claramente que FORKLIFT está sujeta a una serie de limitaciones como son:

  • FORKLIFT evalúa un sistema estático. Las intervenciones a gran escala sólo son razonablemente posibles para los estudios a gran escala, con menos opciones e intervenciones de mercado claras.
  • FORKLIFT no proporciona resultados sobre las recomendaciones políticas. Sin embargo, es útil revelando los puntos críticos de las diferentes opciones de valorización y proporciona información sobre los efectos de ciertas opciones.
  • FORKLIFT se basa en datos genéricos, pero los datos de inventario del proceso utilizados en los parámetros clave se han basado en casos particulares. La escala puede tener impacto, por lo que los parámetros son modificables. Debe quedar claro en cualquier caso que, a la hora de la toma de decisiones específica de empresa, FORLIFT no debe emplearse como un sustituto de los cálculos sobre la huella de carbono o de costes.
  • En definitiva, los autores señalan que FORKLIFT no debe utilizarse como una herramienta precisa para las decisiones de inversión ni para la comunicación externa de impactos y costes. Sin embargo, puede revelar puntos críticos de las diferentes opciones de valorización y dar indicaciones sobre los efectos de ciertas opciones. En este sentido es una herramienta de aprendizaje muy útil.

Documentos de referencia para la herramienta FORKLIFT: D.5.4 Simplified LCA & LCC of food waste valorisation D6.10 Valorisation spreadsheet tools

A continuación se presentan enlaces a los documentos de referencia para esta herramienta y a otros resultados de REFRESH vinculados a la aplicación de Life Cycle Assessment (LCA) y Life Cycle Cost (LCC) para la reducción de la generación y valorización de residuos y la mejora de la sostenibilidad del sistema agroalimentario:

REFRESH 2018: FORKLIFT – Valorisation spreadsheet tool

Östergren, Karin; Scherhaufer, Silvia; De Menna, Fabio; García Herrero, Laura; Gollnow, Sebastian; Davis, Jennifer;  Vittuari, Matteo (2018), D5.4 Simplified LCA & LCC of food waste valorization, Description of standardised models for the valorisation spreadsheet tool for life-cycle assessment and life-cycle costing

Liu, Gang; Xue, Li; Cao, Zhi; Prass, Neele; Gollnow, Sebastian; Davis, Jennifer; Scherhaufer, Silvia; Östergren, Karin; De Menna, Fabio; García Herrero, Laura; Vittuari, Matteo. 2019. Integration of LCC and LCA results to higher system levels. REFRESH Deliverable D5.6.

De Menna, Fabio; Davis, Jennifer; Bowman, Martin; Brenes Peralta, Laura; Bygrave, Kate; Garcia Herrero, Laura; Luyckx, Karen; McManus, William; Vittuari, Matteo; van Zanten, Hannah; Östergren, Karin. 2019. LCA & LCC of food waste case studies. Assessment of food side flow prevention and valorisation routes in selected supply chains. REFRESH Deliverable D5.5.

 

Refresh y la base de datos FoodWasteEXplorer

Recientemente tuvo lugar en Barcelona la conferencia final del proyecto de la UE REFRESH (Resource Efficient Food and dRink for the Entire Supply cHain). La conferencia se tituló “Fresh ideas to reduce food waste and valorise surplus food” y, durante los dos días que duró, hubo múltiples actos, presentaciones y debates.

En la conferencia se presentó uno de los resultados del proyecto, el desarrollo de FoodWasteEXplorer, una base de datos gratuita y accesible on-line en la que se provee información sobre la composición de residuos alimentarios.

Se ha publicado hace poco, y en la actualidad contiene información sobre 587 nutrientes, 698 compuestos bioactivos y 49 tóxicos. Cuenta con más de 26.000 datos puntuales recogidos de diversas fuentes, que incluyen sobre todo documentos científicos contrastados. Pretende ser una base de datos viva, a la que se irán incorporando más datos. En su desarrollo y mantenimiento están implicados principalmente las siguientes entidades: Jožef Stefan Institute (Eslovenia), Quadram Institute Bioscience (Reino Unido) y EuroFIR AISBL (Bélgica).

Se puede acceder a la información de la base de datos por diferentes vías, en función del área de interés (producción vinícola, quesería, zumos, etc.), la categoría de alimento, introduciendo filtros más específicos como el flujo de residuo y/o el componente buscado. Los resultados de la búsqueda se pueden exportar para su análisis posterior off-line.

Está dirigida a cualquier persona o entidad con interés en el tema, ya sea investigadores, organismos gubernamentales, empresas (incluidas PYMES), etc. La base de datos trata de aunar la amplia y variada de información existente sobre la composición de los residuos alimentarios, para facilitar la identificación de oportunidades de valorización de los mismos.

 

AGRALCO: valorización total de residuos vinícolas

Hace unos días, en el marco de la asignatura Valorización de Subproductos de la Industria Alimentaria, del Máster en Tecnología y Sostenibilidad en las Industria Alimentaria de la Universidad Pública de Navarra, tuvimos la ocasión de visitar la empresa Agralco S. Coop. Ltda., situada en Estella (Navarra).

Fundada en 1962, actualmente cuenta con 48 trabajadores en plantilla y factura anualmente más de 12 millones de euros. Es una sociedad cooperativa de la que son socios 250 bodegas y que da servicio a unas 450 (el 100 % de las bodegas de Navarra, y el 80 % de las de la D.O. Rioja), encargándose del tratamiento y valorización de unas 80.000 toneladas anuales de subproductos de vinificación (60.000 t de orujos y 20.000 t de lías).

Orujos almacenados al aire libre para su procesamiento

La empresa cuenta con un sistema integrado de gestión (ISO 9001 + ISO 14001 + OHSAS 18001), y realiza un aprovechamiento prácticamente completo de los subproductos que recibe, funcionando como una auténtica biorrefinería en la que se logra la obtención de diversos productos comercializables, la valorización energética de los residuos, y todo ello tratando de minimizar los impactos medioambientales de la actividad.

(1) PRODUCTOS OBTENIDOS

Alcohol (4.800 toneladas): se obtiene por destilación a partir de las lías, excedentes de vino, y sobre todo de las piquetas obtenidas al lavar los orujos. Mediante varias columnas de rectificación (1-Destrozadora, 2-Concentradora, 3- Hidroselectora, 4-Rectificadora, 5-Desmetilizadora) se obtienen alcoholes de distintas calidades: alcohol bruto (93,5 % vol.) destinado a la obtención bioetanol, alcohol rectificado (96,5 % vol.) parte del cual es deshidratado (alcohol 99,9 %) para su uso industrial o su uso en boca (bebidas espirituosas). Cuando la materia prima es un vino de cierta calidad también obtienen aguardientes (54-77 % en alcohol).

Tartratos (2.500 toneladas). Las vinazas desalcoholizadas resultantes de la columna de destilación 2 se someten a varios tratamientos (acidificación, neutralización, concentración por evaporación, y secado) para obtener tartrato de calcio (50 % de ácido tartárico).

Enocianina (200 toneladas). Este colorante rojo natural se obtiene únicamente en la época de vendimia, cuando se procesan de forma inmediata los orujos tintos frescos, por medio de su lavado, y posterior concentración a vacío y desionización del extracto líquido obtenido. El resto del año no se obtiene enocianina, porque los pigmentos antociánicos de los orujos se degradan con facilidad en cuanto pasan uno o dos días de almacenamiento. El colorante obtenido, dada su alta concentración, tiene una estabilidad mucho más elevada.

Tras el lavado, los orujos que quedan son sometidos a prensado, secado y trillado para separar las pepitas (7 % de humedad, 17 % de materia grasa) y los hollejos deshidratados (14.700 toneladas, 7 % humedad).

A continuación las pepitas se muelen, se comprimen en forma de pellets y se someten a un proceso de extracción con hexano, que permite obtener un aceite bruto de pepita de uva (1.200 toneladas). Actualmente están diseñando la planta de refinado de dicho aceite. El aceite de pepitas de uva es un aceite con un perfil de ácidos grasos mayoritariamente polinsaturado (ácido linoleico, principalmente), sensorialmente muy neutro, y bastante resistente a la temperatura. Por estas razones es un aceite muy apreciado desde el punto de vista culinario en China y otras regiones de Asia. En este momento la empresa produce un aceite bruto, pero están acometiendo las obras para construir una nave de refinado para su purificiación (retirada de ceras, mucílagos, acidez libre, etc.).

(2) TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Los procesos de valorización generan unos efluentes con una carga contaminante muy elevada. En la planta estos efluentes son sometidos a un doble proceso de depuración.

Primero un proceso de digestión anaerobia (biometanización) en el que producen biogás y un digestato líquido del cual a su vez se obtienen por espesamiento, filtración y secado unos fangos con aplicaciones agrícolas y, por otro, unos efluentes líquidos con una carga contamientante todavía elevada.

Estos efluentes líquidos sufren un segundo proceso de depuración consistente en procesos biológicos aerobios de desnitrificación para obtener finalmente unas aguas en condiciones de ser vertidas para su  tratamiento en la depuradora de aguas de Estella.

(3) APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO

La planta es un ejemplo de optimización energética. Desde este punto de vista, realizan un aprovechamiento casi completo de los recursos disponibles.

En primer lugar, el biogás generado en la digestión anaerobia se utiliza como combustible en varios motores de cogeneración en los que se obtiene electricidad, agua caliente y gases de combustión que son aprovechados en el secado de orujos. Nada menos que 3/4 partes de la electricidad consumida en la planta proceden de esta fuente. Esto supone un ahorro anual de más de 2.600.000 kWh.

Por otro lado, los hollejos deshidratados (14.700 toneladas) y la harina de pepitas desengrada (8.000 toneladas) se someten a combustión en una caldera de biomasa Antes de ser evacuados, los gases de combustión generados son aprovechados para la generación de vapor, y tambien para el secado de los orujos.

Otro proceso de optimización es el de concentración de los efluentes en un evaporador de triple efecto. Con esto se obtiene agua caliente secundaria a la que se le da uso, y se disminuye notablemente el volumen de efluentes a depurar.

Finalmente, conviene señalar que, si bien el etanol producido no se aprovecha en la propia planta, como se ha dicho antes buena parte de él tiene un uso posterior como biocarburante (mezclas con gasolina).

 

Manual FUSIONS para cuantificar “food waste”

Resulta evidente que se hace necesario disponer de métodos apropiados y aceptados que permitan cuantificar, monitorizar en el tiempo y comparar datos relativos a las pérdidas y desperdicio de alimentos y/o residuos alimentarios.

En este terreno, las dos iniciativas probablemente más sólidas y con un carácter más internacional son el “Estándar PDA” (WRI, 2016), que se describió en dos entradas previas, y el descrito en esta entrada, el “Food waste quantification manual to monitor food waste amounts and progression”, en adelante Manual FUSIONS publicado también en 2016 en el marco del proyecto UE “Reducing food waste through social innovation”.

Ambos protocolos se fueron desarrollando casi simultáneamente. FUSIONS participó en el proceso de creación del Estándar PDA, y en el propio Manual FUSIONS aparecen repetidas referencias al Estándar PDA. Por ello, ambos protocolos tienen bastantes similaridades pero también algunas diferencias, que vamos a tratar de resaltar aquí.

Estandar PDA vs Manual de cuantificación FUSIONS Fuente: traducido a partir de FUSIONS (2016) – Food waste quantification manual to monitor food waste amounts and progression

¿Hacia quién van orientados ambos protocolos?

El Estándar PDA persigue que exista una norma global de referencia que permita cuantificar y publicar datos sobre la pérdida y el desperdicio de alimentos de acuerdo a unos requisitos y procedimientos universalmente aceptados. Está dirigida a cualquier tipo de entidad, pública o privada, de cualquier tamaño: un gobierno, un municipio, una región, una empresa de cualquier tipo, ONGs, centros educativos, etc.

El Manual FUSIONS está dirigido principalmente a las autoridades competentes de los Estados Miembros de la UE, y pretende servir de guía para:

  1. Cuantificar los residuos alimentarios en cada sector de la cadena alimentaria
  2. Combinar las cuantificaciones sectoriales
  3. Informar de los resultados obtenidos en estudios nacionales de cuantificación de residuos alimentarios de una forma consistente y comparable.

¿Definen lo que se debe o no cuantificar?

El Estándar FDA no fija una definición concreta, sino que señala que cada entidad debe
decidir qué materiales cuantifica (las partes comestibles o alimentos, las partes no comestibles, o las dos cosas).

El Manual FUSIONS por su parte, sí establece una definición de “food waste”, que es la definición FUSIONS (2014), descrita en una entrada anterior.  En ella se contemplan tanto las partes comestibles (food) como las no comestibles, que “salen” de la cadena alimentaria.

¿Qué destinos de los materiales se contemplan?

Ambos protocolos contemplan básicamente los mismos posibles destinos de los materiales analizados, con algunos matices que aparecen en la tabla siguiente:

Destinos PDA vs FUSIONS

Destinos FUSIONS vs Destinos del Estándar PDA. Fuente: traducido a partir de FUSIONS (2016) – Food waste quantification manual to monitor food waste amounts and progression

Una cuestión importante en este punto es recordar que la definición FUSIONS de “food waste” excluye de la misma aquellos materiales que se dirigen a los destinos B1 y B2, y define para ambos otra categoría distinta (“valorisation and conversion”). Por ello, estrictamente hablando, un estudio de cuantificación de residuos alimentarios que siguiera el Manual FUSIONS no incluiría dicha categoría.

No obstante, el propio manual realiza una recomendación opicional señalando que la inclusión en el estudio de los destinos B1 y B2, puede ser interesante de cara a obtener una imagen completa de los flujos de materiales y comprobar las cantidades obtenidas de manera coherente.

¿Establecen los métodos de cuantificación a aplicar?

Ambos protocolos proponen (pero no imponen) los mismos 10 métodos de cuantificación (peso directo, contaje, análisis de composición de residuos, balances de materia, encuestas, etc.). En el manual FUSIONS estos métodos se describen muy brevemente, mientras que el Estándar PDA lo hace en detalle en un documento adjunto (WRI, 2016. Guidance on FLW quantification methods).

¿Establecen recomendaciones específicas para los distintos eslabones de la cadena alimentaria?

El estándar PDA está dirigido a cualquier entidad de cualquier sector, y no hace especial hincapié en recomendaciones sectoriales. Por su parte en el Manual FUSIONS los capítulos 4 a 9 están dedicados a hacer recomendaciones para la aplicación del mismo en:

  • Cap. 4. Estudios nacionales de cuantificación de residuos alimentarios (NFWQS: National Food Waste Quantification Study)
  • Cap. 5. Producción primaria (agricultura, ganadería, acuacultura, pesca)
  • Cap. 6. Procesamiento y manufactura
  • Cap. 7. Distribución mayorista y minorista
  • Cap. 8. Hostelería, restauración y catering
  • Cap. 9. Hogares

Combiene señalar para acabar que el  propio Manual FUSIONS dice que si bien no está diseñado como procedimiento operativo para la cuantificación in situ de los residuos alimentarios (por ejemplo en una industria alimentaria, un restaurante, una explotación agrícola o ganadera, etc.), las recomendaciones sectoriales que describe pueden ser muy útiles con dicho fin.

En este sentido, el uso combinado del Estándar PDA junto a las recomendaciones del Manual FUSIONS puede ser la mejor opción.

Referencias