Hojas de los árboles, viruta de madera, cisco de café o cascarilla de arroz, entre otros residuos, son la materia prima con la que se pueden generar energías con emisión neutra de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera, además de productos como biochar (carbón vegetal) y vinagre de madera, muy cotizados en el mercado. Con innovaciones como estas, la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín proyecta la puesta en marcha de una spin-off.
Imagine que todas las hojas que poda de los árboles de su
finca pueden ir no a la basura sino a una máquina que las procesa y obtiene de
ellas energía para iluminar un espacio o para utilizar la lavadora o la
licuadora. Así, los residuos que muchas veces son considerados como basura,
dejarían de ser problema para convertirse en una oportunidad.
Como las oportunidades se aprovechan, el grupo de
investigación Termodinámica Aplicada y Energías Alternativas (Tayea), de la
UNAL Sede Medellín, lidera investigaciones que les permitan generar energía
eléctrica y obtener productos con valor agregado.
Uno de los procesos para llegar a dichos fines es la
gasificación, que “consiste en tomar un material sólido carbonoso, como por
ejemplo las hojas de las podas de los árboles, y meterlo en un reactor a una
temperatura de unos 850 °C, en presencia de poco de oxígeno, vapor de agua
y dióxido de carbono”, explica profesor Farid Chejne Janna, líder del Tayea.
Allí el material lignocelulósico, llamado técnicamente
biomasa, empieza a ser “cortado a nivel molecular”, o craqueado.
“Se trata de cadenas largas de carbonos, hidrógenos y oxígenos
que se van ‘cortando’ durante la gasificación, de manera que van quedando
moléculas más pequeñas como metano, monóxido de carbono, hidrógeno, etc.”,
complementa Carlos Mario Ceballos, investigador del Tayea y profesor de la
Universidad de La Guajira.
El resultado de este proceso es un producto gaseoso rico en
hidrógeno y monóxido de carbono, gases que se pueden usar para producir energía
eléctrica o térmica, que incluso se podrían enriquecer con más hidrógeno para
llevarlo a otro tipo de reactor y producir gasolina, diésel, keroseno, dimetil
éter (precursor de biocombustibles y productos químicos) o ácido
acetilsalicílico (aspirina).
Todas estas posibilidades abren un panorama alternativo para
la industria colombiana, que el grupo de investigación ha llamado
“descarbonización”, pues el proceso de gasificación permite generar energía
eléctrica con una emisión neutra de dióxido de carbono –uno de los principales
causantes del calentamiento global– evitando la producción de metano, que es 28
veces más dañino que el CO2 y que se genera por la
descomposición inadecuada de los residuos agroindustriales.
“Con base en la tecnología de gasificación, que ya se tiene
desarrollada, junto al uso de la alta ingeniería (modelamiento matemático,
simulación de procesos, optimización y diseño de equipos), se está buscando
aportar a la descarbonización de la industria colombiana”, comenta el profesor
Ceballos.
Tanto así, que el Tayea proyecta crear “DeCO2”, una spin-off que
proporcionaría dispositivos para la gasificación y la generación de energía;
además ofrecería asesoría en torno a la optimización de procesos industriales
con base en el modelamiento y la simulación. La industria nacional tiene un
potencial de ahorro energético que rondaría entre el 20 y 25 %.
En ese sentido, proyectan conformar “distritos de
aprovechamiento energético de residuos”, en los que, con volúmenes de biomasa
intermedios producidos en empresas medianas, grandes unidades residenciales,
universidades, colegios o centros vacacionales, se pueda generar energía y
otros productos de valor agregado.
Así, teniendo en cuenta que con la gasificación quedan
algunos elementos sólidos –como el biochar– y líquidos –como el vinagre de
madera, usado en la industria alimentaria–, el grupo también le está apostando
a la consolidación de productos para el mercado.
“El biochar se puede convertir en carbón activado, muy usado
en la captura de gases, la limpieza de afluentes hídricos y el sector textil”,
señala el profesor Ceballos.
Además de las innovaciones conocidas hasta ahora, el Tayea
avanza en la simulación molecular, el modelamiento de procesos a escala de
partícula y a escala de proceso y el desarrollo de nuevos diseños ingenieriles
para la generación de tecnologías locales.
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