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Investigaciones sobre combustibles sostenibles de aviación investigan cómo residuos urbanos, aguas residuales y gases de vertedero pueden entrar en rutas industriales capaces de reducir emisiones y ampliar alternativas al queroseno fósil.
Investigadores evalúan el uso de basura urbana como materia prima para producir combustible sostenible de aviación, en un intento de ampliar las alternativas al queroseno fósil.
Un estudio vinculado a la Universidad Tsinghua y al Harvard-China Project analizó la conversión de residuos sólidos municipales en combustible mediante gasificación y síntesis Fischer-Tropsch, con estimación de reducción del 80% al 90% en la intensidad de gases de efecto invernadero en comparación con el combustible convencional, según los autores de la investigación.
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La aviación es considerada uno de los sectores de transporte más difíciles de descarbonizar porque los aviones comerciales dependen de combustibles con alta densidad energética, especialmente en rutas medias y largas.
En 2023, el sector representó alrededor del 2,5% de las emisiones globales de CO₂ relacionadas con la energía, de acuerdo con la Agencia Internacional de Energía.
Combustible sostenible de aviación a partir de la basura urbana
El estudio analizó una ruta industrial que combina gasificación y síntesis Fischer-Tropsch.
En este proceso, residuos urbanos son sometidos a altas temperaturas para formar un gas de síntesis.
Luego, este gas pasa por una conversión química que puede generar hidrocarburos líquidos usados en la formulación de combustible de aviación.
La propuesta se enmarca en el grupo de los llamados combustibles sostenibles de aviación, conocidos por la sigla SAF.
Estos combustibles pueden ser mezclados con queroseno convencional y usados en aeronaves ya existentes, siempre que sigan estándares técnicos y límites de certificación.
Según la Comisión Europea, los SAF actualmente certificados son compatibles con la tecnología de aviación en mezclas de hasta 50%.
La materia prima analizada en la investigación incluye residuos sólidos municipales, como restos de alimentos, papel, plásticos y otros materiales desechados en las ciudades.
En sistemas tradicionales de gestión de residuos, parte de este volumen se envía a vertederos o incineradores.
En la ruta estudiada, una fracción de la basura pasaría a abastecer una cadena de producción de combustible líquido.
Por qué la aviación todavía busca alternativas al queroseno
La electrificación avanzó en el transporte terrestre, pero aún encuentra limitaciones técnicas en la aviación comercial.
Las baterías añaden peso a las aeronaves y tienen restricciones para vuelos de mayor alcance.
El hidrógeno, por su parte, exige cambios en aeronaves, almacenamiento, abastecimiento e infraestructura aeroportuaria.
En este escenario, el SAF aparece como una de las alternativas estudiadas para reducir emisiones sin sustituir inmediatamente la flota actual.
La producción puede usar diferentes materias primas, entre ellas aceites residuales, grasas, residuos agrícolas, biomasa, basura urbana y gases reaprovechados.
La viabilidad, sin embargo, depende de una oferta suficiente, costo competitivo y comprobación de reducción de emisiones a lo largo del ciclo de vida.
La escala aún es limitada.
La Asociación Internacional de Transporte Aéreo estimó que la producción de SAF en 2025 representaría cerca de 0,7% de la necesidad total de combustible de la aviación.
El porcentaje indica que, a pesar de los proyectos en curso, el volumen disponible permanece por debajo del 1% de la demanda global del sector.
Cómo los residuos urbanos pueden llegar al tanque de los aviones
En el escenario considerado más práctico por los autores, la basura urbana global podría generar cerca de 50 millones de toneladas de combustible de aviación por año, equivalentes a aproximadamente 62 mil millones de litros.
La producción tendría potencial para reducir en torno al 16% de las emisiones de gases de efecto invernadero de la aviación, según el estudio.
Otra simulación incluyó hidrógeno verde en el proceso.
Con esta adición, la producción anual podría llegar a 80 millones de toneladas, volumen suficiente para atender hasta el 28% de la demanda global de combustible de aviación.
Los autores también estiman que esta ruta podría evitar hasta 270 millones de toneladas de CO₂ por año.
La conversión, sin embargo, aún presenta limitaciones técnicas.
La investigación apunta que cerca del 33% del carbono de entrada se convierte en combustible, en parte por diferencias en la composición de los gases generados durante el proceso.
Para los investigadores, la captura de CO₂ y el uso de hidrógeno verde pueden elevar el rendimiento, siempre que la infraestructura y la energía renovable necesarias estén disponibles.
Aguas residuales y gas de vertedero entran en estudios paralelos
Además de la basura urbana, investigadores investigan otras fuentes residuales para la producción de combustibles sintéticos.
Entre ellas están los lodos de aguas residuales y gases liberados por vertederos, como metano y dióxido de carbono.
Estas rutas aparecen en estudios científicos y proyectos experimentales orientados al reaprovechamiento de carbono ya presente en cadenas urbanas e industriales.
La diferencia entre estas fuentes está en la composición del residuo y en la tecnología necesaria para convertirlo en combustible.
En el caso del lodo de alcantarillado, la materia orgánica puede pasar por procesos térmicos o químicos para generar compuestos energéticos.
Por otro lado, el gas de vertedero necesita ser capturado, purificado y transformado en moléculas adecuadas para la producción de combustibles.
El estudio Tsinghua-Harvard tuvo como foco principal los residuos sólidos municipales.
La mención a alcantarillado y gas de vertedero se relaciona con un campo más amplio de investigación, que busca usar residuos urbanos como insumo energético sin recurrir a nuevas fuentes fósiles de carbono.
Metas para ampliar la oferta de combustible sostenible de aviación
La adopción de combustibles sostenibles de aviación también depende de metas regulatorias e incentivos.
En los Estados Unidos, el Sustainable Aviation Fuel Grand Challenge establece la producción de 3 mil millones de galones por año hasta 2030 y 35 mil millones de galones por año hasta 2050, volumen previsto para atender el 100% de la demanda doméstica proyectada.
En la Unión Europea, la regla ReFuelEU Aviation determina un aumento gradual de la participación de SAF en el combustible suministrado en aeropuertos del bloque.
La exigencia comienza en 2% en 2025 y llega a 70% en 2050.
La norma también prevé una participación creciente de combustibles sintéticos en el abastecimiento aéreo.
En Brasil, la Ley del Combustible del Futuro creó el Programa Nacional de Combustible Sostenible de Aviación, el ProBioQAV.
La política prevé metas de reducción de emisiones para operadores aéreos en vuelos domésticos a partir de 2027, comenzando en 1% y llegando a 10% en 2037, según información del gobierno federal.
La producción a escala aún limita la tecnología
La transformación de residuos en combustible de aviación depende de una cadena integrada.
Las ciudades necesitan separar, recolectar y preparar residuos con un estándar adecuado.
Las plantas, por su parte, deben operar sistemas de gasificación a escala industrial.
En la etapa final, los productores deben cumplir normas de seguridad y especificaciones técnicas exigidas por el sector aéreo.
Jingran Zhang, primer autor del estudio, afirmó que transformar basura cotidiana en combustible de aviación podría representar “un paso innovador e importante a corto plazo” para reducir emisiones del sector.
Según él, la posibilidad de usar el combustible en los motores actuales permitiría recortes sin esperar por una nueva generación de aeronaves.
La evaluación económica citada por la investigación indica que los combustibles producidos a partir de residuos municipales pueden volverse más competitivos en sistemas de fijación de precios de carbono, especialmente cuando hay incentivos públicos.
Incluso en este escenario, los autores identifican la gasificación a gran escala como el principal desafío técnico para ampliar la producción.
Michael B. McElroy, autor principal del estudio y profesor de Estudios Ambientales en Harvard, dijo que la investigación presenta una “hoja de ruta” para convertir residuos urbanos en combustible sostenible de aviación.
Él afirmó además que la expansión de la producción dependerá de la colaboración entre gobiernos, productores de combustible, compañías aéreas y fabricantes de aeronaves.
Con la producción global de SAF aún distante de la demanda del sector, la investigación coloca residuos urbanos, aguas residuales y gases de vertedero entre las rutas estudiadas para reducir la dependencia del queroseno fósil.
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