21/10/2014 - Biomasa, plásticos o neumáticos. Fuentes de energía alternativas al petróleo

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El grupo que dirige Martín Olazar, investigador del Departamento de Ingeniería Química de la UPV/EHU, estudia el desarrollo de refinerías sostenibles en las que poder elaborar combustibles y materias primas alternativas al petróleo, utilizando para ello biomasa y otros residuos, tales como plásticos, neumáticos, etc. Las spouted beds cónicas son la clave de la alta eficiencia energética de las citadas refinerías.

Martín Olazar, ingeniero químico de la UPV/EHU, ha diseñado un proceso fundamental para la producción de alternativas al petróleo en refinerías sostenibles. Según el propio Olazar, una de las condiciones insoslayables del proceso es la de no perjudicar al medio ambiente. Dicho investigador ha desarrollado un reactor, basado en las spouted beds cónicas, que, mediante la pirólisis "flash" -pirólisis rápida-, produce combustibles y materias primas a partir de varios tipos de residuos.

Olazar ha desarrollado dos líneas, según el tipo de residuo: una utiliza la biomasa; la otra, plásticos, neumáticos y residuos similares. La primera de las líneas utiliza residuos agrícolas y biomasa procedente de los bosques. Según Olazar, el 70 % de la masa tratada puede ser convertida en bioaceite, "lo que significa que si tratamos una tonelada de biomasa, obtenemos unos 700 litros de bioaceite", afirma.

Pirólisis rápida

El proceso para la elaboración de bioaceites se basa en la pirólisis "flash". "Es una pirólisis muy rápida. Nosotros la producimos en 20 milisegundos, a baja temperatura (500 grados)", señala, por lo que no se precisa un elevado consumo de energía".

Con la pirólisis, la biomasa se degrada, y los compuestos que se producen deben ser extraídos rápidamente, ya que, de lo contrario, "comienzan a reaccionar entre sí y a producir elementos que no nos interesan. Por eso es tan rápida la pirólisis", subraya el investigador. Los compuestos que se producen al degradarse la biomasa se extraen, se condensan y se elabora bioaceite, que puede ser utilizado como sustituto del petróleo. "Se trata, por decirlo de alguna manera, de petróleo biológico", señala Olazar. Según el citado investigador, la calidad del bioaceite es inferior a la del petróleo, ya que, al contrario que este, aquel contiene oxígeno, por lo que debe ser tratado. Subraya Olazar que puede utilizarse para producir cualquier producto derivado del petróleo: hidrógeno, olefinas, aromáticos, etc.

Remarca, también, que el proceso del bioaceite es mucho más eficiente que el del biodiesel: "Para producir biodiesel, debe cultivarse una planta determinada, de la que se aprovecha un porcentaje muy reducido. Por otra parte, solamente un 10 % de la masa que se utiliza se convierte en biodiesel. Nosotros, por el contrario, utilizamos residuos vegetales enteros, y obtenemos un porcentaje del 70 %".

El citado reactor está ya patentado, y se ha puesto en marcha una instalación piloto, en colaboración con el centro de investigación IK4-Ikerlan. Los promotores del proyecto tienen previsto abrir una instalación mayor en el futuro.

Instalación piloto en el centro de investigación IK4-Ikerlan (Fuente UPV/EHU)

Carbón negro a partir de neumáticos

Además del proyecto relacionado con la biomasa, Olazar también ha diseñado otro para elaborar productos como los originales (o muy parecidos) utilizando otros residuos (plásticos, neumáticos...). Dicho proyecto es especialmente eficiente para el tratamiento de neumáticos: "Con una pirólisis 'flash' efectuada en unas determinadas condiciones, producimos unas materias primas muy interesantes, así como carbón negro".

El carbón negro es la principal materia prima que se utiliza en la fabricación de neumáticos. En la refinería sostenible, el tratamiento de neumáticos usados convierte en carbón negro un 30 % del residuo. "Un porcentaje suficiente para que sea rentable", asegura Olazar. Además de como carbón negro, dicho sólido tiene numerosas aplicaciones también como adsorbente. El resto (líquido) puede ser utilizado para diversos usos. De entre las ventajas del citado sistema, Olazar subraya la siguiente: que puede funcionar de forma continuada. "Es un reactor único en su género. Lo hemos patentado, y queremos poner en marcha una unidad de tamaño mediano", añade.

Información complementaria

Martín Olazar Aurrecoechea (Gamiz-Fika, 1956) es catedrático de Ingeniería Química en la Facultad de Ciencia y Tecnología. Comenzó su tesis en la Universidad Complutense de Madrid, bajo la dirección del catedrático Arturo Romero Salvador, pero realizó la mayor parte del trabajo (y la más importante) en la UPV/EHU, bajo la dirección del catedrático Javier Bilbao Elorriaga. La tesis tiene por título 'Bentzil alkoholaren polimerizazioa katalizatzaile azidoen gainean. Zinetikaren ikerketa eta erreaktorearen diseinua', un tema sobre el que se han publicado diversos artículos en revistas especializadas tales como Industrial & Engineering Chemistry Research, que edita la Asociación de Química de los Estados Unidos.

Referencias bibliográficas

Hosseini, S.H., Karami, M., Olazar, M., Safabakhsh, R., Rahmati, M. 2014. 'Prediction of the minimum spouting velocity by genetic programming approach'. Industrial and Engineering Chemistry Research, 53, Issue 32: 12639-12643.

Artetxe, M., Lopez, G., Amutio, M., Bilbao, J., Olazar, M. 2014. 'Kinetic modelling of the cracking of HDPE pyrolysis volatiles on a HZSM-5 zeolite based catalyst'. Chemical Engineering Science, 116: 635-644.

Aguado, R.  , Elordi, G., Arrizabalaga, A., Artetxe, M., Bilbao, J., Olazar, M. 2014. 'Principal component analysis for kinetic scheme proposal in the thermal pyrolysis of waste HDPE plastics'. Chemical Engineering Journal, 254: 357-364.

Alvarez, J., Lopez, G., Amutio, M., Bilbao, J., Olazar, M.  2014. 'Upgrading the rice husk char obtained by flash pyrolysis for the production of amorphous silica and high quality activated carbon'.  Bioresource Technology, 170: 132-137.

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