El potencial de los residuos agrícolas
UNAL/DICYT El calentamiento a altas temperaturas de hojas, bagazos o cuescos, entre otro material orgánico, produce un líquido llamado “bioaceite de pirólisis rápida”, del cual aún se desconocen sus componentes. Investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín constataron que este se puede mezclar con combustible de avión obtenido a partir de aceite de cocina usado, con el fin de mejorar su calidad.
En Colombia los residuos agrícolas, es decir lo que sobra de las podas y los cultivos –como los recortes de pastos, el bagazo de caña de azúcar o el cisco de café– se pueden aprovechar para generar energía y combustibles limpios.
“El uso de los residuos agrícolas –que en estos casos son llamados biomasa lignocelulósica– contribuye a reducir las emisiones por ser carbono-neutro y renovables; por ejemplo en Colombia solo los residuos de café tienen un potencial energético anual que ronda los 46.000 TJ (terajulios), lo que equivale aproximadamente al doble de la energía que hoy genera Hidroituango” señala Raiza Johanna Manrique Waldo, doctora en Ingeniería – Sistemas Energéticos de la UNAL Sede Medellín.
En su investigación se centra en la pirólisis rápida, que consiste en el calentamiento de la biomasa a altas temperaturas (alrededor de 550 °C) y en una atmósfera inerte o en ausencia de oxígeno. A partir de ese proceso se obtiene un tipo de aceite del que aún se desconoce poco.
“Tomé una fracción de ese líquido, llamada fracción pesada o lignina pirolítica, para identificar qué tipo de moléculas la componen y proponer diferentes maneras de valorizarla para diferentes usos”, anota. Para ello desarrollo un modelamiento en mecánica cuántica (simulación a nivel atómico) que le permitió conocer la “forma” de las moléculas; también analizó dos diferentes vías para valorizar la fracción.
“La primera consistió en separar la fracción mediante procesos de extracción sólido-líquido (en diferentes fases) y de otras técnicas avanzadas de purificación y caracterización, a partir de las cuales encontramos cuatro diferentes subfracciones que se podrían usar para desarrollar compuestos químicos de alto valor”, destaca.
Aunque con el Grupo de Investigación Termodinámica Aplicada y Energías Alternativas (Tayea) se estudió la ruta para obtener compuestos químicos, la doctora Manrique también analizó diferentes formas de aprovechar la fracción para fines energéticos.
“A partir de esa búsqueda, y con el acompañamiento de la Washington State University (Estados Unidos), encontramos que están utilizando aceite de cocina para obtener combustible de avión, entonces evaluamos cinco concentraciones de este, mezclado con la fracción pesada obtenida en laboratorio”, explica la investigadora.
Se encontró que el uso de la fracción en cualquier otra mezcla suele generar un sólido llamado coque. “Estudios realizado en otros países han identificado que la formación de coque de este tipo ronda el 8 %, lo que es un problema porque tapona el catalizador y se debe interrumpir el proceso, pero en las mezclas que hicimos llegamos a valores que estuvieron apenas entre 0,7 y 2,5 %”.
Así, se evidenció que la fracción se puede mezclar de forma favorable y hacer rendir en cantidad el aceite de cocina usado. Además se presume que la fracción aportaría componentes aromáticos que harían la calidad del combustible alternativo muy similar a la del fósil. Algunas petroleras, como Neste, producen más de 500.000 toneladas de combustible para avión a partir de aceite de cocina usado, y según la investigadora en 2019 se utilizó en el mundo menos del 1 % de combustibles sostenibles para avión.
Sin embargo, para la Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA) la meta es reducir el 50 % de las emisiones para 2050, lo cual aumentaría el uso de combustibles sostenibles para avión. “El panorama es alentador. Sin embargo, el aceite de cocina usado también resulta ser un recurso finito, por eso hacerlo rendir con la fracción representaría un beneficio en el desarrollo de energías limpias. De aquí en adelante queda mejorar el proceso para obtener los combustibles con la fracción. El camino está abierto”, concluye la doctora Manrique.
