Según datos del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, la superficie de olivar en España alcanza los 2,75 millones de hectáreas, de las cuales el 93% corresponden a olivar de almazara. En 15 de las 17 comunidades autónomas españolas se cultiva el olivo, ocupando en Andalucía cerca de 1,7 millones de hectáreas. En cuanto a la producción de aceite de oliva, el valor medio de las últimas cinco campañas asciende a 1,1 millones de toneladas (considerando que las dos últimas campañas han sido extraordinariamente bajas).

En término medio, la producción de un kilogramo de aceite de oliva implica la generación de unos 4 kg de biomasa residual (hueso, hojas, orujo y orujillo), a lo que hay que sumar unas 1,5 toneladas de poda por hectárea y año. En ese contexto, cada año se genera una ingente cantidad de biomasa derivada del olivar y del proceso de producción de aceite de oliva, que constituye una excelente materia prima renovable. Así pues, el sector del olivar tiene una excelente oportunidad de gestionar su biomasa y subproductos para la producción no solo de energía, compuestos químicos y materiales sino de compuestos bioactivos para la elaboración de cosméticos y productos de alto valor añadido para la industria farmacéutica.

Vías de valorización

Termoquímica

Los procesos de aprovechamiento termoquímico están basados en la transformación de la estructura de la biomasa por efecto de la temperatura (y de la presión). Las principales vías de aprovechamiento termoquímico son la combustión, la gasificación y la pirólisis.

En el proceso de combustión, la reacción entre un combustible y el oxígeno del aire, se libera el poder calorífico de aquel. Este proceso constituye una de las principales aplicaciones de las biomasas como el hueso de aceituna. El calor generado puede utilizarse para producir vapor de agua y también electricidad, empleando una turbina. 

La gasificación y la pirólisis son dos procesos que no producen directamente calor, a diferencia de la combustión, sino una serie de productos de gran interés desde el punto de vista energético. La gasificación, que sucede en un rango de temperaturas entre 800 °C y 1200 °C, convierte la biomasa (poda, hueso, etc.), en una mezcla de gases (gas de síntesis) que, tras ser debidamente acondicionados, pueden utilizarse en una caldera, en una turbina o en un motor; también pueden emplearse para sintetizar combustibles líquidos de alta calidad (proceso Fischer-Tropsch). 

La pirólisis es un proceso de conversión térmica en ausencia de oxígeno que transforma la biomasa en gases, líquidos (bio-oil) y sólidos combustibles (biochar). Los rangos de temperatura varían entre 300 °C y 500 °C, favoreciendo la formación de biochar, o entre 500 °C y 800 °C, resultando mayores rendimientos en gases y bio-oil. El biochar está siendo objeto de una gran atención últimamente ya que presenta varias características ventajosas para aplicaciones agrícolas y ambientales: 

• Mejora del suelo: Incrementa la retención de agua y nutrientes en los suelos agrícolas.
• Captura de carbono: Ayuda a secuestrar carbono y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
• Recuperación de suelos contaminados: Ayuda a la remediación de suelos con altos niveles de metales pesados u otros contaminantes

Existen otras formas de conversión termoquímica de la biomasa, que se están aplicando también a biomasas del olivar, como la torrefacción y la carbonización hidrotérmica. La torrefacción consiste en una conversión térmica lenta a temperaturas entre 200 °C y 300 °C en condiciones de baja o nula presencia de oxígeno. Este proceso mejora las propiedades de las biomasas debido a que incrementa el contenido energético por unidad de masa y facilita el almacenamiento y el transporte de la biomasa al hacerla más densa y menos higroscópica.

La carbonización hidrotérmica es un proceso termoquímico que se produce entre 180 °C y 250 °C. En ésta se convierte la biomasa húmeda en un producto sólido carbonoso denominado hidrochar, que puede utilizarse como biocombustible, mejorador del suelo, material adsorbente, o precursor para la producción de carbón activado.

Bioquímica

La ruta bioquímica para la valorización de la biomasa del olivar se basa en procesos de bioconversión utilizando enzimas o microorganismos. A diferencia del hueso, que se suele valorizar por vías termoquímicas, la biomasa proveniente de las hojas, poda o ramón de olivo es la más susceptible de una valorización bioquímica. 

La biomasa de poda de olivo se considera biomasa lignocelulósica por ello sus componentes principales son la celulosa, la hemicelulosa y la lignina. Ésta presenta además un elevado contenido en extractos y compuestos fenólicos. Las fracciones de celulosa y hemicelulosa, son ricas en azúcares que pueden ser empleados como fuente de carbono por diferentes microorganismos. No obstante, para que estos azúcares estén disponibles para los microorganismos, se suele requerir un paso previo de pretratamiento seguido de una hidrólisis enzimática.

Los procesos basados en hidrólisis enzimática emplean catalizadores enzimáticos para liberar de la biomasa los azúcares y otros compuestos de interés. Los xilooligosacáridos, por ejemplo, son prebióticos emergentes derivados del xilano que se encuentra en la hemicelulosa de la biomasa del olivar y son producidos mediante hidrólisis enzimática. El mercado global de los xilooligosacáridos ha aumentado significativamente en los últimos años y se espera que alcance 81 millones de dólares en 2026. En ese sentido, por su precio competitivo comparado con otros prebióticos, los xilooligosacáridos ofrecen un gran potencial como ingredientes de alimentos. 

Las enzimas pueden liberar también diferentes monosacáridos como la glucosa proveniente de la celulosa y la xilosa de la hemicelulosa. Tanto la xilosa como la glucosa pueden convertirse en diferentes compuestos de interés mediante la fermentación con microorganismos. La xilosa, por ejemplo, es fácilmente convertible por algunas levaduras en xilitol que es un edulcorante natural ampliamente usado como sustituto del azúcar y cuya producción microbiológica a nivel industrial está bien establecida.

Por otro lado, la glucosa es fácilmente utilizable por la mayoría de los microorganismos. Este azúcar puede ser transformado por algunas levaduras en biocombustibles como el bioetanol que es un sustitutivo de la gasolina. Del mismo modo, tanto la glucosa como la xilosa pueden ser convertidas en precursores de bioplásticos como el ácido láctico en procesos fermentativos con bacterias ácido lácticas.

El aceite de orujo proveniente del procesado de la aceituna o el alperujo son también susceptibles de ser valorizado con microorganismos oleaginosos capaces de acumular aceites microbianos dentro de sus células. Estos aceites microbianos pueden procesarse para dar lugar a biocombustibles como el biodiesel o bioproductos para la industria cosmética o de detergentes. 

Conclusión

El sector del olivar genera gran cantidad de biomasa residual y subproductos que pueden tener un gran impacto en otros sectores como el de la energía y de los bioproductos. Mediante una tecnología adecuada (termoquímica o bioquímica), la biomasa del olivar se podría transformar en diversas formas energéticas (eléctrica, térmica o biocombustibles) o biocompuestos. Esto implicaría no solo una mejora en la sostenibilidad y circularidad del proceso de producción del aceite de oliva si no una diversificación de negocio y apertura a nuevos mercados.

Este artículo de opinión se encuentra publicado en el número 197 de Óleo.