Se espera que la demanda mundial de alimentos aumente en un rango de 59–98% para el año 2050. Un aumento en la producción de alimentos conducirá consecuentemente a un aumento en el desperdicio de la industria alimentaria. La generación de cantidades sustanciales de desechos orgánicos representa un desafío significativo para la gestión eficaz de los desechos y el objetivo más amplio de la sostenibilidad ambiental. Los desechos se pueden convertir a través de procesos termoquímicos en productos valiosos, apoyando una economía circular (EC) y reduciendo las cargas ambientales, sociales y económicas asociadas con la eliminación de desechos. 

La economía circular proporciona una alternativa al modelo lineal, priorizando la preservación de los recursos y enfatizando la recuperación y la regeneración. El uso de residuos de la agricultura y la producción de alimentos como materia prima para materiales de origen biológico es una opción rentable, fácilmente disponible y abundante. A diferencia de los desechos agrícolas, los subproductos de la industria alimentaria ofrecen un suministro más confiable y constante, con una composición predecible a lo largo del tiempo, lo que los hace más adecuados para la conversión a gran escala en materiales ricos en carbono.

Los residuos orgánicos de la industria alimentaria pueden convertirse termoquímicamente en productos valiosos, apoyando la economía circular y reduciendo los impactos ambientales y socioeconómicos. Este estudio explora la valorización de residuos de la industria alimentaria, como la torta de colza, las mazorcas de maíz y las cáscaras de nuez, a través de pirólisis lenta a 600 °C bajo una atmósfera inerte. Las materias primas estudiadas fueron materiales lignocelulósicos con aproximadamente un 45% de contenido de carbono, pero tenían diferentes contenidos de fibra, lo que posteriormente afectó las propiedades de los biocarbones. 

El mayor rendimiento de carbón se observó para la torta de colza (26%), seguida de las cáscaras de nuez (24%) y las mazorcas de maíz (22%). El análisis elemental reveló que el contenido de carbono en los biocarbones de las mazorcas de maíz y las cáscaras de nuez superó el 80%, con un área superficial particularmente significativa (356 m 2 /g) observada para las cáscaras de nuez, y muy baja para la torta de colza y las mazorcas de maíz, respectivamente. Solo después de que los carbones se sometieran a activación física (activación con vapor a 850 °C) y química (utilizando H₃PO₃ y ZnCl₂ ), se logró un aumento sustancial de la superficie, superando los 300 m₂ / g para la torta de colza y las mazorcas de maíz, y aproximadamente 550 m₂ / g para el biocarbón de cáscara de nuez. Estos biocarbones eliminaron eficazmente los contaminantes orgánicos (fenol) e inorgánicos (Pb₂ ) de las soluciones acuosas (eliminación del 100 % de Pb₂ y del 82 % de fenol para el biocarbón de cáscara de nuez) y, además, no presentaron toxicidad aguda en las pruebas con Lemna minor, lo que confirma su seguridad ambiental.

El biocarbón se puede producir durante procesos termoquímicos como la pirólisis 4 . Este producto se distingue por su alta porosidad y ofrece una multitud de aplicaciones, particularmente en el campo de la remediación ambiental. La eficiencia del biocarbón en la captura de CO 2 y otros contaminantes ha sido bien documentada, ya que ofrece una solución sostenible al abordar los desafíos ambientales globales, como las emisiones de gases de efecto invernadero y la contaminación del agua. Las propiedades beneficiosas del biocarbón se han demostrado en diferentes estudios, incluyendo una mejora en la retención de agua y una reducción en la degradación del suelo. La naturaleza alcalina y los niveles elevados de nutrientes del biocarbón derivado de los desechos alimentarios contribuyen a las mejoras en las características químicas del suelo. En consecuencia, la incorporación de biocarbón al suelo representa un enfoque eficaz para la mejora de la calidad del suelo y la remediación del suelo contaminado La estrategia para recuperar fósforo para uso agrícola representa un avance significativo en la implementación del concepto de economía circular.

El trabajo se alinea con el ODS 6 (Agua limpia y saneamiento) al permitir la eliminación de contaminantes a bajo costo; el ODS 12 (Consumo y producción responsables) mediante el supraciclaje de residuos alimentarios; el ODS 13 (Acción por el clima) mediante el secuestro de carbono y la mitigación de emisiones; y el ODS 15 (Vida de ecosistemas terrestres) al ofrecer materiales que mejoran la salud del suelo y apoyan los principios de la economía circular. Esta investigación demuestra cómo el biocarbón modificado puede servir como una herramienta ambiental multipropósito, contribuyendo directamente a los objetivos globales de sostenibilidad.