ESOSTEX explora la producción de energía sostenible a partir de residuos textiles complejos

El actual modelo de producción y consumo textil, basado en el concepto de 'fast fashion' y por el incremento continuado de la demanda de prendas de vestir, ha provocado un incremento sin precedentes en la producción y generación de residuos textiles a nivel mundial. En los últimos veinte años, la producción global de fibras textiles se ha duplicado, alcanzando aproximadamente 108 millones de toneladas en 2020, con previsiones que estiman un incremento hasta 145 millones de toneladas en 2050. Este crecimiento acelerado, unido a la reducción de la vida útil de las prendas y a los elevados índices de sustitución asociados al consumo actual, ha consolidado un modelo de producción y consumo altamente insostenible desde el punto de vista ambiental ⁽¹⁾.

Una parte importante de esta problemática está asociada a la creciente generación de residuos textiles postconsumo. Actualmente, más del 80% de los residuos textiles terminan depositados en vertederos o son incinerados, debido principalmente a la complejidad asociada a su reciclaje y a la ausencia de tecnologías de valorización suficientemente desarrolladas para tratar residuos textiles heterogéneos. La combinación de fibras naturales y sintéticas, junto con otros materiales presentes en las prendas, dificulta los procesos convencionales de reutilización y reciclado ⁽²⁾.

Paralelamente, la cadena de valor del sector textil presenta un impacto ambiental significativo, siendo responsable de aproximadamente el 10% de las emisiones globales de CO₂, además de contribuir significativamente a la generación de aguas residuales y microplásticos derivados de fibras sintéticas como el poliéster. Todo ello pone de manifiesto la necesidad de desarrollar estrategias que aborden tanto la reducción del impacto asociado a la producción como la gestión sostenible de los residuos textiles generados tras su uso ^{(3) (4)}.

Ante esta problemática, la Unión Europea y España han impulsado nuevas estrategias regulatorias orientadas hacia la economía circular y la valorización de residuos textiles. En este contexto, la Ley 7/2022 de Residuos y Suelos Contaminados estableció que las entidades locales debían implantar la recogida separada de residuos textiles antes del 31 de diciembre de 2024. La recogida selectiva facilita la identificación de los flujos, pero por sí sola no resuelve la clasificación ni el tratamiento de todas las fracciones.

Para las fracciones que no puedan reutilizarse ni reciclarse materialmente, los tratamientos termoquímicos pueden ofrecer una vía complementaria. En la pirólisis, el material se transforma en ausencia de oxígeno y genera fracciones sólida, líquida y gaseosa. Su interés ambiental y energético depende de la caracterización de cada corriente, de sus opciones de aprovechamiento y del balance global del proceso.

Bajo este escenario surge el proyecto ESOSTEX, centrado en el desarrollo de soluciones sostenibles para la valorización termoquímica de residuos textiles complejos mediante procesos de pirólisis integrados con tecnologías avanzadas de aprovechamiento energético, como pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). El objetivo es transformar un residuo de difícil reciclaje en un vector energético renovable, contribuyendo a la descarbonización industrial, la reducción de residuos y el impulso de la economía circular en el sector textil.

El proyecto Esostex, con expediente IMDEEA/2025/105, ha sido financiado por IVACE+i y la Unión Europea dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana 2021–2027.

La cadena de valor del sector textil presenta un impacto ambiental significativo, siendo responsable de aproximadamente el 10% de las emisiones globales de CO₂.

ESOSTEX aborda una necesidad concreta: encontrar opciones de tratamiento para fracciones textiles heterogéneas que no sean adecuadas para la reutilización o el reciclado material. El proyecto estudia una ruta de pirólisis que genera productos sólidos, líquidos y gaseosos y determina qué alternativas de aprovechamiento pueden resultar técnicamente viables.

El valor tecnológico reside en evaluar la cadena de forma integrada: caracterización y acondicionamiento del residuo, conversión termoquímica, análisis del gas y estudio de su uso en una SOFC. Esta secuencia permite relacionar la composición de la alimentación y las condiciones de operación con los rendimientos de las fracciones obtenidas y con la posible generación eléctrica.

La fracción sólida carbonosa y el aceite pirolítico se caracterizan para identificar posibles vías de valorización, todavía sujetas a evaluación.

La viabilidad de la propuesta no puede deducirse únicamente de la producción de gas o hidrógeno. Por ello, ESOSTEX incorpora herramientas digitales y metodologías de análisis multivariable orientadas a evaluar la viabilidad energética, económica y ambiental del proceso, facilitando su futura escalabilidad industrial. Así se podrá valorar si la ruta aporta un beneficio neto y en qué condiciones.

El trabajo comienza con la selección y caracterización de diferentes corrientes textiles, entre ellas algodón, poliéster y residuos posconsumo de composición mixta, que son consideras las más abundantes y representativas. Se consideran propiedades como la composición química, el contenido energético, la densidad aparente y la disponibilidad, con el fin de comparar su idoneidad para la valorización termoquímica.

La heterogeneidad de estos materiales plantea retos de alimentación y operación a escala piloto. Por ello, se estudia su acondicionamiento mediante compactación y peletización para aumentar la densidad aparente y favorecer una alimentación más uniforme al reactor.

La etapa de conversión se basa en pirólisis lenta bajo atmósfera inerte. Se evalúa la influencia de la materia prima y de las condiciones de operación —entre ellas, la temperatura y el tiempo de residencia— en la distribución de productos. La recogida diferenciada de las fracciones sólida, líquida y gaseosa permite determinar sus rendimientos y caracterizar su composición.

La corriente gaseosa se analiza mediante cromatografía de gases para cuantificar el hidrógeno y conocer la composición relevante para su aprovechamiento. La integración con la SOFC requiere contrastar esas características con las condiciones de alimentación de la pila y comprobar, si procede, la necesidad de acondicionar el gas antes de su uso.

El proyecto contempla la puesta en marcha y evaluación de la pila de combustible de óxido sólido con el gas producido. La respuesta de la SOFC se relacionará con la composición y el caudal del combustible, de modo que el análisis considere tanto la conversión electroquímica como la estabilidad de operación.

La SOFC es una tecnología de alta eficiencia especialmente adecuada para corrientes de gas obtenidas a elevadas temperaturas y con presencia de compuestos como hidrógeno, monóxido de carbono o hidrocarburos ligeros. La integración de procesos de pirólisis con sistemas SOFC representa una alternativa tecnológica de elevado interés para el aprovechamiento energético de residuos complejos, permitiendo incrementar la eficiencia energética respecto a tecnologías convencionales de valorización térmica.

Asimismo, en el proyecto se aborda el análisis integral de la viabilidad técnica, energética, económica y ambiental del proceso desarrollado. Para ello, se evalúan los balances energéticos asociados a las distintas etapas del tratamiento, la eficiencia del sistema de generación energética y el potencial de descarbonización alcanzado mediante la reducción de emisiones de CO₂. Paralelamente, se estudia el potencial de escalabilidad industrial de la tecnología y su posible implementación en entornos reales mediante la validación de resultados junto con las empresas colaboradoras del proyecto.

En la fase inicial del proyecto se llevó a cabo la identificación y preparación de aquellos residuos textiles que presentan mayores dificultades para su gestión y valorización. La compactación en forma de pellet aumentó la densidad aparente de los materiales (hasta 15 veces) y facilitó su manejo y alimentación al proceso. La Tabla 1 recoge la comparación entre las muestras sin compactar y peletizadas.

Posteriormente, se llevó a cabo el tratamiento mediante un proceso de pirólisis lenta a escala piloto. El proceso se realiza en ausencia de oxígeno y bajo atmósfera inerte de N₂, introduciendo el residuo textil en el reactor y sometiéndolo a las condiciones de temperatura y tiempo de residencia seleccionadas. La planta piloto permite la recogida independiente de las diferentes fracciones generadas durante el proceso, obteniéndose una fracción sólida, una fracción líquida y una corriente gaseosa.

En las pruebas realizadas, la distribución de productos muestra una tendencia general: en promedio, la fracción gaseosa presenta el mayor rendimiento, seguida de la sólida y la líquida. Los rendimientos se sitúan en los intervalos de 26-28% para la fracción sólida, 26-29% para la líquida y 45-47% para la gaseosa. Se observan pequeñas variaciones entre ensayos, asociadas tanto al tipo de residuo textil como a las condiciones concretas de operación. Estos valores son preliminares y deberán contrastarse en los estudios de optimización.

La composición de la corriente gaseosa se analizó mediante cromatografía de gases, utilizando una recta de calibrado construida con mezclas de concentración conocida. En los ensayos realizados se han obtenido concentraciones de H₂ en el gas de salida ligeramente superiores al 10 %. Esta concentración está diluida por el N₂ empleado como gas portador. Por tanto, este valor no está normalizado respecto a los gases generados en el proceso: el nitrógeno diluye la fracción de H₂ observada y, al excluirlo del cálculo, la proporción relativa de hidrógeno en los gases de proceso sería sustancialmente mayor.

Estos resultados preliminares confirman la obtención de las tres fracciones y permiten cuantificar la presencia de hidrógeno en el gas. Por sí solos, no permiten establecer el rendimiento del sistema integrado, el balance energético neto ni la reducción de emisiones. Para evaluarlos será necesario completar las pruebas con la pila de combustible de óxido sólido (SOFC) y analizar el proceso en su conjunto.

En conjunto, los ensayos apuntan al potencial de la pirólisis lenta para valorizar residuos textiles de difícil reciclaje mediante su transformación en distintas corrientes. La presencia de H₂ en la fracción gaseosa justifica estudiar su posible aprovechamiento energético y su integración con la SOFC, cuya viabilidad deberá comprobarse considerando la composición y el acondicionamiento del gas. Las posibilidades de valorización de las fracciones sólida y líquida están actualmente evaluarse mediante su caracterización y el análisis de aplicaciones compatibles.

A partir de los resultados actuales del proyecto ESOSTEX se pueden obtener las siguientes conclusiones:

- El acondicionamiento mediante peletización ha permitido aumentar la densidad aparente de las muestras y avanzar en la alimentación de residuos textiles heterogéneos a la planta piloto.

- Los ensayos de pirólisis han generado fracciones sólida, líquida y gaseosa, y han permitido cuantificar hidrógeno en esta última. Estos resultados justifican continuar la optimización de la conversión y la caracterización de los productos, sin plantear la pirólisis como sustituto de la reutilización o del reciclado material cuando estos sean viables.

- Los resultados obtenidos permiten validar la prueba de concepto de esta tecnología, ofreciendo además una alternativa para la gestión de este tipo de residuos y reduciendo su destino final a vertedero.

- La evaluación de la energía producido por la corriente gaseosa en la SOFC y el cierre de los balances energéticos, ambientales y económicos que se están actualmente en su fase final de desarrollo, permitirán determinar el potencial real de la tecnología para tratar fracciones textiles residuales y establecer sus condiciones de aplicación.

^{(1)   '}Circularidad textil'. Accessed: March, 2024. [Online]. Available: https://texlimca.com/circularidad-textil
⁽²⁾  Ellen MacArthur Foundation. (2017). ''A new textiles economy: Redesigning fashion's future'.
⁽³⁾  University of the Fashion Industry. (2020). 'Environmental Impact of Fashion: Pollution and Waste'.
⁽⁴⁾  H. S. Lee, S. Jung, K.-Y. A. Lin, E. E. Kwon, and J. Lee, 'Upcycling textile waste using pyrolysis process', Science of The Total Environment, vol. 859, p. 160393, Feb. 2023.

El proyecto Esostex, con expediente IMDEEA/2025/105, ha sido financiado por IVACE+i y la Unión Europea dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana 2021–2027

ESOSTEX aborda una necesidad concreta: encontrar opciones de tratamiento para fracciones textiles heterogéneas que no sean adecuadas para la reutilización o el reciclado material. El proyecto estudia una ruta de pirólisis que genera productos sólidos, líquidos y gaseosos y determina qué alternativas de aprovechamiento pueden resultar técnicamente viables