NANOMOF - Colombia. Desarrollo de bioproductos de valor agregado a partir de residuos de biomasa cacaotera

El presente informe corresponde al proyecto «Colombia. Desarrollo de bioproductos de valor agregado a partir de residuos de biomasa cacaotera», ejecutado por la Universidad Pontificia Bolivariana con financiación del Banco Interamericano de Desarrollo (BID). El proyecto valoriza los residuos de la cadena del cacao —concretamente la mazorca— mediante rutas termoquímicas (gasificación, microgasificación y pirólisis) para generar hidrógeno, gas de síntesis y materiales carbonosos (biochar y carbón activado), y aplicar estos bioproductos a una necesidad concreta de las comunidades amazónicas: el acceso a agua potable.
Metodológicamente, se caracterizó la biomasa cacaotera (análisis próximo y elemental y poder calorífico) y se ejecutaron campañas experimentales en tres plataformas: un gasificador comercial de lecho fijo, un microgasificador y un horno horizontal de pirólisis con temperatura controlada. Se evaluaron balances de masa y energía, eficiencias de conversión y composición de gases, y se confrontaron dos rutas de pirólisis —lenta convencional (RT1) y asistida por microondas (RT2)— bajo criterios técnicos, ambientales y económicos.
Entre los principales resultados, la gasificación y la microgasificación de biomasa con humedad inferior al 20 % y un acondicionamiento básico del tamaño de partícula alcanzaron eficiencias de gasificación en frío de hasta 44,8 %, siendo el acondicionamiento del tamaño un factor clave que incrementó la eficiencia hasta en 13,33 %. La pirólisis con temperatura controlada produjo gases combustibles con concentraciones promedio de hidrógeno (28,3 %), monóxido de carbono (34,8 %) y metano (8 %), superando el 40 % en volumen de H₂ y CO en condiciones óptimas (base seca, gases no condensables).
La confrontación de rutas señaló a la pirólisis lenta convencional (RT1) como opción base para contextos rurales descentralizados —menor complejidad, autoabastecimiento térmico y un costo nivelado del medio filtrante de ~2,2 USD/kg frente a ~3,5 USD/kg de la ruta asistida por microondas (RT2)—, reservando RT2 para nodos regionales con acceso a electricidad renovable. Por cada tonelada de mazorca procesada se estiman entre 350 y 550 kg de biochar, con un potencial de captura de 770 a 963 kg de CO₂. Sobre esta base se diseñó e implementó un sistema de purificación de agua con carbón activado para el resguardo indígena de Nazareth, en la Amazonía colombiana.
De forma complementaria, se elaboraron las fichas técnicas de los bioproductos, un estudio de mercado del carbón activado a escala nacional, latinoamericana y mundial, y un modelo de negocio con análisis de viabilidad técnica, financiera, ambiental y social. En conjunto, los resultados confirman la factibilidad de transformar un pasivo ambiental de la cadena cacaotera en bioproductos de valor agregado con impacto socioambiental directo, y sientan las bases técnicas para su escalamiento y replicabilidad. La experiencia se documenta en la plataforma Transformar.bio y se difunden los resultados en revistas y en eventos académicos y de divulgación, reconociendo el apoyo del BID.
El presente informe esta dividido en ocho apartados, cada uno relacionado con los ocho entregables que fueron comprometidos ante el BID en la propuesta aprobada.