Cuando se habla de ciudades inteligentes, suele pensarse en autos eléctricos, semáforos coordinados por sensores o aplicaciones que optimizan el tránsito. Sin embargo, el concepto es más profundo: se trata de urbes que administran mejor sus recursos, reducen su impacto ambiental y buscan mejorar la vida de sus habitantes. En este escenario, la energía ocupa un lugar central.
Las cifras lo dejan claro: las ciudades concentran alrededor del 75% del consumo energético global y son responsables de cerca del 70% de las emisiones de gases de efecto invernadero. Este peso las convierte en epicentro de la crisis climática, pero también en el escenario ideal para ensayar soluciones transformadoras. Porque además de energía, las ciudades producen otra cosa en abundancia: residuos.
Toneladas de restos de alimentos, lodos cloacales, subproductos de mercados y materiales orgánicos terminan cada día en rellenos sanitarios. Allí generan emisiones descontroladas de metano, un gas de efecto invernadero mucho más potente que el dióxido de carbono. Pero esos mismos residuos, tratados en biodigestores, se convierten en biogás: una fuente de energía renovable que las urbes ya tienen en sus manos, aunque muchas veces desaprovechan.
El límite del biometano
El gran desafío siempre fue cómo inyectar ese biogás a la infraestructura urbana existente. La respuesta hasta ahora había sido la purificación: someter al gas crudo a procesos de upgrading para transformarlo en biometano, con una calidad muy similar a la del gas natural fósil. Ese paso intermedio permite inyectarlo en la red, pero a un costo elevado y con una infraestructura compleja.
El resultado es que solo unos pocos proyectos logran producir biometano en condiciones competitivas, mientras la mayoría de las iniciativas de biogás urbano se limitan al autoconsumo eléctrico o térmico. El potencial de cerrar un círculo virtuoso entre residuos y energía quedaba así reducido a casos puntuales.
Una propuesta disruptiva desde la academia
Un reciente estudio científico busca cambiar esa ecuación. Publicado en la revista Energies, el trabajo fue realizado por Jorge Luis Mírez Tarrillo, del Grupo de Modelación Matemática y Simulación Numérica de la Universidad Nacional de Ingeniería (Perú), y J.C. Hernández, del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Jaén (España). Ambos investigadores proponen un camino alternativo: aprovechar directamente el biogás en las redes de gas natural sin necesidad de convertirlo en biometano.
La innovación está en la metodología. En lugar de exigir una pureza idéntica a la del gas natural, los autores plantean mantener constante la densidad de la mezcla. Ese parámetro es clave para la seguridad y estabilidad del transporte en tuberías y para el correcto funcionamiento de los equipos que utilizan gas.
Cómo funciona el modelo
El sistema combina sensores, algoritmos y control automático. Los sensores miden en tiempo real la composición del biogás, que varía según el tipo de residuo y las condiciones ambientales. El algoritmo calcula la densidad de esa mezcla y, a partir de ese valor, el controlador ajusta la inyección de gas natural desde un tanque o desde la propia red. El resultado es una corriente con densidad estable, lista para circular por la infraestructura urbana sin alterar el servicio ni dañar los equipos de los usuarios.
Los investigadores simularon escenarios con múltiples biodigestores, diferentes puntos de inyección y distintos volúmenes de gas natural de apoyo. En todos los casos, el modelo logró aprovechar el cien por ciento del biogás producido y reducir proporcionalmente el consumo de gas fósil, manteniendo una mezcla segura y homogénea.
Ciudades que producen su propia energía
La propuesta encaja con el concepto más amplio de ciudad inteligente. Una urbe no solo conectada digitalmente, sino también capaz de transformar sus problemas en soluciones. En lugar de enterrar sus residuos, los biodigestores los convierten en gas; en lugar de desperdiciar esa energía por falta de upgrading, un sistema matemático y de control la integra directamente a la red. El resultado es doble: menos emisiones y mayor resiliencia energética.
El marco es sugerente: barrios que alimentan sus propias cocinas con la energía de sus residuos, ciudades que reducen su dependencia de combustibles fósiles importados y redes urbanas que funcionan como nodos de economía circular. El biogás deja de ser un subproducto marginal y se convierte en parte de la matriz energética local.
Un paso del papel a la práctica
Por ahora, se trata de un modelo teórico. No existen todavía experiencias a escala urbana que validen este esquema de mezcla controlada en condiciones reales. Sin embargo, la propuesta abre un horizonte nuevo: utilizar tecnologías ya conocidas en la industria del gas —modelos de densidad, ecuaciones de estado, sistemas de retroalimentación— aplicadas a un problema urbano.
El desafío inmediato es trasladar este planteo de las simulaciones a proyectos piloto. Si se demuestra viable en la práctica, las ciudades podrían empezar a recorrer un camino distinto: el de convertir sus propios residuos en energía de proximidad, sin las barreras económicas y tecnológicas que hoy impone el biometano.
El futuro de la energía urbana
El estudio de la Universidad Nacional de Ingeniería y la Universidad de Jaén aporta algo más que un cálculo matemático. Invita a repensar el rol de las ciudades en la transición energética global. Hasta ahora vistas como consumidoras insaciables y generadoras de emisiones, podrían convertirse en productoras de energía limpia a partir de sus propios desechos.
Ese giro conceptual encaja en la idea de una ciudad verdaderamente inteligente: no solo conectada, sino también circular, resiliente y capaz de transformar sus problemas en recursos. El modelo matemático es apenas un punto de partida, pero plantea una visión poderosa: un futuro en el que los residuos de cada ciudad se convierten en parte del gas que ya circula bajo sus calles.
