Biocombustibles Energía Renovable Estados Unidos

Los investigadores están convirtiendo los desechos de la cocina en biocombustibles

Los investigadores están convirtiendo los desechos de la cocina en biocombustibles
Conocido comúnmente como el «Muffin Monster», este molinillo industrial personalizado en el Pacific Northwest National Laboratory se utiliza para triturar biomasa, incluidos los desechos de alimentos, para crear una lechada que se puede bombear a un reactor que la convierte en biocombustible rico en energía que podría ser utilizado en mezclas de combustibles que reemplazan a los combustibles fósiles convencionales. Crédito: Andrea Starr | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico

Cuando comemos, nuestro cuerpo convierte los alimentos en energía que alimenta nuestras vidas. Pero, ¿qué sucede con la energía almacenada en los 80 mil millones de libras de alimentos que se tiran anualmente en Estados Unidos?


por Steven Ashby, Ph.D., Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico


Como parte del avance de las soluciones de energía sostenible, los científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía están convirtiendo los desechos de alimentos en combustible limpio y renovable que podría impulsar nuestros aviones, trenes y automóviles.

Durante décadas, los investigadores de la PNNL han apoyado los objetivos del DOE de producir de manera rentable combustibles derivados de desechos vegetales o animales en lugar del petróleo. Han desarrollado tecnologías para producir estos biocombustibles a partir de materias primas que incluyen residuos agrícolas, subproductos forestales, algas e incluso lodos y estiércol de alcantarillado.

En sus esfuerzos recientes, los investigadores convirtieron con éxito los desechos de alimentos de Joint Base Lewis-McChord y Coyote Ridge Corrections Center en un biocombustible denso en energía que podría ayudar a reemplazar los combustibles fósiles actuales. Los primeros resultados sugieren que el desperdicio de alimentos podría generar una trifecta de beneficios económicos, ambientales y de eficiencia.

En primer lugar, desde el punto de vista de la eficiencia, el mayor contenido de grasa y el menor contenido de minerales de los residuos de alimentos permiten producir más galones de biocombustible por tonelada de residuos de alimentos que con otras materias primas. El desperdicio de alimentos, que se convierte fácilmente en una suspensión bombeable, simplifica la producción y minimiza el costo de preprocesamiento que necesitan otras materias primas.

En segundo lugar, puede ser posible obtener desperdicios de alimentos a menor costo que otras materias primas con mayores gastos de cultivo y recolección. Ya se está generando en abundancia y la gente está dispuesta a pagar por su eliminación. El uso de desperdicios de alimentos en lugar de cultivar cultivos como el maíz o la soja para producir biocombustible también evita que la tierra cultivable se dedique a combustible en lugar de alimentos.

En tercer lugar, convertir estos desechos en combustible evitaría que fueran a los vertederos, lo cual es importante dadas las recientes prohibiciones específicas a los desechos de alimentos. A medida que los desechos se descomponen, generan metano, un potente gas de efecto invernadero que se libera al medio ambiente si no se captura.

Los investigadores están convirtiendo los desechos de la cocina en biocombustibles
Los investigadores de PNNL están explorando cómo convertir de manera rentable una papilla como esta en biocombustible. Como parte de sus esfuerzos por aumentar la producción y obtener las eficiencias necesarias para la adopción a gran escala, han probado una variedad de materias primas potenciales, incluido el grano gastado de una cervecería local, que se muestra aquí, así como los desechos de la cafetería y las sobras de la cocina. Crédito: Andrea Starr | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico

Cómo está hecho

Los científicos de PNNL que persiguen este beneficio mutuo comienzan mezclando los desechos, a menudo con la ayuda de un equipo personalizado conocido como Muffin Monster que muele todo, desde huesos y cartílagos hasta semillas, envoltorios y empaques. La masa resultante se calienta para que pueda bombearse continuamente a un reactor y convertirse en combustible.

Los investigadores están probando diferentes tipos de desperdicio de alimentos para ver si pueden lograr resultados consistentes. Durante los experimentos, abordan numerosos desafíos de ingeniería química y de procesos a medida que surgen. Ajustan el diseño del intercambio de calor, resuelven problemas de bombeo y desarrollan técnicas de separación continua.

Los investigadores también buscan expandir la base de recursos de biomasa para obtener las eficiencias necesarias para la adopción a gran escala. Trabajando con equipos de evaluación de recursos, prueban diferentes mezclas de materias primas con miras a representar con precisión las diferentes fuentes de desechos que podrían reunirse en centros locales.

Por ejemplo, están evaluando los recursos disponibles en un radio de 50 millas de Detroit, Michigan, para determinar la mezcla de desperdicios de alimentos, lodos de aguas residuales y grasas, aceites y grasas que podrían consolidarse y usarse para producir biocombustible. Incluir el desperdicio de alimentos permitiría que las plantas de producción de biocombustibles fueran hasta 10 veces más grandes en las áreas urbanas, un avance significativo hacia los objetivos de reducción de emisiones y costos del DOE para los biocombustibles.

Además de los desafíos de ingeniería, PNNL está abordando consideraciones prácticas. Los economistas están modelando varias combinaciones de materias primas y factores de producción para determinar cómo los biocombustibles producidos en masa podrían ser competitivos en costos con los combustibles convencionales a base de petróleo y compatibles con la infraestructura actual.

De cara al futuro, los investigadores están trabajando con una empresa de eliminación de desechos que ya recolecta y separa alimentos y otros desechos orgánicos de hogares y negocios en algunas ciudades, creando lotes diarios de purines. Los científicos estudiarán la composición de estos residuos y la utilizarán en experimentos para producir biocombustible .

Entonces, mientras raspa el plato de la cena de esta noche, descanse un poco más tranquilo sabiendo que las sobras de su cocina algún día podrían ayudar a reducir la dependencia de Estados Unidos de los combustibles fósiles. Y asegúrese de pensar en los innovadores investigadores del PNNL que brindan ese alimento para la reflexión.




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