Un equipo de investigación de la Universidad de Sevilla, en colaboración con las universidades Loyola, Nanchang de China y las de Aston y Surrey de Reino Unido, plantea un nuevo sistema para obtener energía y otros productos, como biocombustibles, a partir de residuos orgánicos de diferente procedencia, que puede aplicarse en la propia granja o fábrica donde se generan. Los expertos concluyen que su propuesta permitiría aprovechar los propios desechos para la producción eléctrica necesaria y acercarse así al autoabastecimiento energético en los sectores agrícola e industrial.

Los investigadores de la Universidad de Sevilla responsables del estudio.

El proceso para convertir residuos orgánicos en combustibles pasa por distintas etapas. En primer lugar, se recolectan y se procesan los desechos para eliminar las impurezas. A continuación, se someten a una etapa de gasificación, un tratamiento a altas temperaturas para convertir el residuo sólido en una mezcla de gases. Por último, se obtiene el conocido como ‘gas de síntesis’, que puede ser transformado en cualquier producto ‘a la carta’ en presencia del catalizador adecuado, un compuesto que acelera las reacciones, dependiendo de las condiciones que se elijan. 

Tanto los materiales que se utilizan en cada paso, como las estructuras y métodos aplicados en el proceso pueden ser variados. Existen muchas y diversas investigaciones relacionadas con el aprovechamiento de la biomasa de diferente procedencia, pero los expertos determinan en el artículo ‘Biomass gasification, catalytic technologies and energy integration for production of circular methanol: New horizons for industry decarbonisation’, publicado en la revista Journal of Environmental Sciences cuáles son las opciones más eficientes, económicas y sostenibles para obtener energía, teniendo en cuenta el tipo de residuo orgánico del que se nutra y de la industria que lo quiera utilizar.

Así, presentan un sistema flexible, adaptable y descentralizado, ya que cada productor puede contar con las instalaciones necesarias para la generación de energía o de biocombustibles en el propio espacio de producción, lo que también supone un ahorro económico y medioambiental. “Además de sus beneficios técnicos, estas innovaciones están alineadas con los objetivos de la economía circular. Al utilizar recursos biológicos y residuos orgánicos para la producción de metanol, por ejemplo, se están promoviendo modelos de negocio sostenibles y se está reduciendo el impacto ambiental”, indica a la Fundación Descubre el profesor de la Universidad de Sevilla Luis Bobadilla, autor del artículo.

El sistema obtiene biocombustibles a partir de residuos orgánicos de distinta procedencia.

De esta manera, un agricultor, por ejemplo, puede contar con una pequeña planta de energía en sus cultivos. “A partir de los restos de poda, de residuos animales o cualquier otro desecho o subproducto que se produzca, podrá alimentar el sistema y obtener su propia energía, evitando el consumo de combustibles fósiles”, añade el profesor Tomás Ramírez Reina, también autor del artículo

Reactores y catalizadores a la carta

La tecnología que proponen los investigadores se basa en el uso de reactores de microcanales. Estos dispositivos son miniaturas de los industriales. Cuando se colocan muchas unidades trabajando simultáneamente de forma modular, se obtienen los mismos niveles de producción que en un reactor a gran escala pero con un mejor control térmico y mayor seguridad. Además, su capacidad de miniaturización posibilita su distribución en distintos entornos. Es lo que se conoce como intensificación de procesos. Además, se aumenta la eficiencia, ya que evitan las reacciones secundarias. 

A ello se suma la utilización de catalizadores optimizados, tanto para la etapa de gasificación como para la etapa de síntesis. Son compuestos con metales económicos, como hierro o cobre, que ayudan a acelerar las reacciones químicas. Están diseñados de una manera específica, en forma de polvo que se deposita sobre las paredes del microreactor formando un sistema estructurado, como una esponja o un panal de abeja, que aumenta la eficiencia en su rendimiento.

La combinación del catalizador adecuado y el microreactor ofrece un mejor control térmico, mayor eficiencia en la conversión de biomasa en energía y la capacidad de operar a pequeña escala de manera rentable.

La combinación del catalizador adecuado y el microreactor ofrece un mejor control térmico, mayor eficiencia en la conversión de biomasa en energía y la capacidad de operar a pequeña escala de manera rentable. Además, al integrar tecnologías de gasificación y síntesis, se facilita la implementación de sistemas de producción energética descentralizados y modulares que pueden adaptarse a las necesidades específicas de los usuarios.

Los expertos continúan sus trabajos con el objetivo de seguir impulsando la transición hacia un sistema de energía más sostenible y descentralizado basado en biomasa. Así, plantean la mejora de la eficiencia y estabilidad de los catalizadores o la optimización de los sistemas de filtrado que garanticen la calidad del producto final.

El trabajo, liderado por el profesor José Antonio Odriozola, se ha financiado mediante el proyecto ‘Gasificación e Integración Energética para la Sostenibilidad del Usuario (GENIUS)’ de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía y fondos FEDER.

Reportaje sobre esta nota de prensa: Crear energía ‘a la carta’ a partir de los desechos

Referencias

Luis F. Bobadilla, Lola Azancot, Miriam González-Castaño, Estela Ruíz-López, Laura Pastor-Pérez, Francisco J. Durán-Olivencia, Runping Ye, Katie Chong, Paula H. Blanco-Sánchez, Zenthao Wu, Tomás R. Reina y José A. Odriozola.‘Biomass gasification, catalytic technologies and energy integration for production of circular methanol: New horizons for industry decarbonisation’. Journal of Environmental Sciences. 2024

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