Poder transformar
La cáscara de manzana que tirás a la basura, los restos de madera que quedan en el bosque, el incómodo carozo de la aceituna que es evidencia de un buen copetín y que en el Instituto Polo Tecnológico de Pando intentan transformar en fuentes de energía. Académicos que quieren que sus investigaciones y los desafíos de la industria sean un punto de encuentro para ensayar soluciones al calentamiento global.
En el Instituto Polo Tecnológico de Pando (IPTP) “se trabaja en la valorización de residuos para su utilización como combustible, en el estudio de procesos de tratamiento térmico e hidrotérmico de biomasa y en la aplicación de adsorbentes carbonosos para la producción de supercondensadores, celdas de combustible y separación de gases”, según el sitio web institucional.
Proyectos, investigación, cursos, tesis de grado y posgrado con foco en las energías renovables para encontrar alternativas al uso de los combustibles fósiles, que es una de las causas del calentamiento global.
Laboratorios donde se dan los primeros pasos para que, algún día y después de mucho trabajo, se logren formas más sustentables de producir y movernos. El principio ínfimo de una historia que nos puede dar pistas sobre cómo habitar este mundo con más seguridad.
COMIENZA EL RECORRIDO
En una mañana calurosa de noviembre el profesor titular de Fisicoquímica en la Facultad de Química de la UdelaR y jefe de Laboratorio de Energías Renovables (ER) del IPTP, Néstor Tancredi, me recibe en el hall de un edificio algo antiguo repleto de innovación. Corredores largos, señalética cuidada al detalle, una tarjeta magnética indispensable para acceder a los diferentes laboratorios del IPTP, unidad académica de la Facultad de Química de la UdelaR que se dedica a la investigación, desarrollo e innovación en química, biotecnología, ciencias de los materiales y medioambiente. Un instituto orientado desde el primer día a la demanda del sector productivo privado y público.
Antes de empezar la entrevista, Tancredi y la asistente del Laboratorio de ER del IPTP, Dra. Carmina Reyes Plascencia, me muestran el equipamiento y explican la utilidad de cada aparato en un recorrido didáctico por los dos espacios de trabajo.
El área de ER del IPTP, en la que trabajan cinco personas, tiene un laboratorio mediano y otro grande, pero ninguno llega a nivel piloto. Tancredi considera que ese es el “salto que falta para poder decir: el resultado de esto que hacemos en el piloto se puede extrapolar a cualquier empresa”.
Cuentan con un horno piloto para la torrefacción, carbonización y pirólisis de biomasa, y un reactor que trabaja a alta presión para la realización de procesos hidrotérmicos controlados. Además, hay equipamiento para la molienda, tamizado y peletizado de sólidos, para realizar determinaciones de poder calorífico de combustibles sólidos y líquidos y para otros análisis de sus cualidades y características.
La recorrida deriva en preguntas que intentan responder hasta llegar a lo que importa: cómo esos procesos y sus resultados pueden impactar en nuestra vida.
BIOMASA
“Soy ingeniero químico, me gustan las cosas que impliquen investigación pero que también tengan algún tipo de aplicación”, dice Tancredi. Cuenta que hizo su doctorado en la Facultad de Química de Uruguay, que la parte de investigación la concretó en España y que su tema fue carbón activado a partir de madera de eucalipto. “Vi una oportunidad, una línea de trabajo que era relevante desde el punto de vista nacional, que tenía aplicaciones. Empezamos con trabajos con biomasa para obtener carbón activado. En las producciones de carbón activado y de carbón está la pirólisis, que es una forma de obtener un biocombustible”, explica.
La pirólisis es una transformación que sufre la biomasa cuando se la calienta en ausencia de oxígeno y a temperaturas suficientemente altas (300°, 400º). En esa situación se obtiene un residuo sólido que es el carbón, gases de los cuales algunos son combustibles y otros no, y una parte oleosa alquitranada que es la que puede funcionar como posible biocombustible porque tiene un alto poder calorífico, continúa el profesor.
En el IPTP “siempre se eligen temas que tengan aplicación práctica y desde hace unos cuantos años tenemos líneas de investigación orientadas a la biomasa. Carmina, por ejemplo, hizo su doctorado en Uruguay con los procesos hidrotérmicos”, sentencia Tancredi.
En el área de energías renovables del IPTP, se trabaja e investiga en procura de soluciones a problemas medioambientales y desafíos de la industria.
Carmina Reyes Plascencia es mexicana y llegó al país hace siete años para hacer su tesis de doctorado que fue sobre licuefacción hidrotérmica y que permitió montar el reactor de alta presión en el IPTP. El objetivo era “transformar residuos forestales de pino y eucalipto en combustible líquido. Estudiamos las condiciones de reacción para ver cómo favorecer el rendimiento del combustible líquido conocido como biocrudo, porque se producen otros subproductos. Nosotros queríamos obtener la mayor cantidad en fase líquida y con las mejores características como combustible, entre otras, un buen poder calorífico. Que se pudieran utilizar como precursor de biocombustibles líquidos más avanzados”.
La investigadora explica que, para poder usar la biomasa húmeda en otros procesos termoquímicos (como la pirólisis) es necesario secarla. El proceso de secado involucra pérdidas energéticas grandes, porque hay que suministrar la energía para evaporar esa agua. Entonces en ciertas biomasas que tienen un alto contenido de agua, no es energéticamente eficiente hacer eso y se utilizan los métodos hidrotérmicos que permiten transformar esa biomasa sin necesidad de secarla.
Por otra parte, al comparar el resultante de la pirólisis con el de los procesos de licuefacción hidrotérmica, los expertos indican que, en el último caso, tiene menor contenido de oxígeno y por tanto, mejor poder calorífico y es un poco más estable en el tiempo. “Digamos que no envejece tanto o tan rápido como el de la pirólisis”, aclara Reyes Plascencia.
“Hicimos un proyecto que era carbonización hidrotérmica de residuos municipales donde tomamos la parte orgánica, más que nada de restos de comida y papel para la producción de biocombustibles sólidos. Con la misma materia estudiamos también la licuefacción hidrotérmica”, es decir, obtener principalmente un líquido combustible, indica Tancredi.
Un biocombustible que, luego de otros procesos, pueda llegar a ser una alternativa al uso de los combustibles fósiles, pero también una forma de resolver qué hacer con la parte residual de las biomasas. “Se calcula que los residuos sólidos municipales son los responsables del 5% de las emisiones de CO2eq (dióxido de carbono equivalente) a la atmósfera. Entonces si no se utilizan, esos residuos de todas maneras, por degradación microbiológica, van a terminar contribuyendo al calentamiento global”. Reyes Plascencia indica que si bien cuando se queme ese combustible va a generar CO2, ya fue útil y no será simplemente por la descomposición microbiológica y se evitará la generación de metano, por ejemplo.
Además, “desde el punto de vista energético, la biomasa asegura una fuente de energía constante y por tanto puede acompañar también a las fuentes de energía intermitentes, como la eólica o la solar. Es como un comodín que se podría utilizar, y aprovechar los picos de producción de otro tipo de energías tal vez más económicas, pero menos estables para la transformación de la biomasa en biocombustibles”, cierra Reyes Plascencia.
ALGO QUE DECIR
Más allá de las líneas de trabajo en curso (ver recuadro), Tancredi tiene un objetivo claro: “Nosotros estamos buscando tener un relacionamiento más directo con las empresas. Tenemos servicios como, por ejemplo, análisis de pellets y de combustibles en general. Pero en el IPTP todos consideramos que es importante tener relacionamientos más profundos con el sector privado, proyectos en conjunto, de desarrollo, que permitan a las empresas beneficiarse de los conocimientos que nosotros tenemos o que podemos generar y a nosotros aprender más sobre sus necesidades y los procesos que utilizan. Creo que esa interfase es importante, pero no es fácil por muchas razones. Los académicos no terminamos de entender muy bien qué necesitan las empresas y las empresas no terminan de saber o calibrar la utilidad que puede tener el contacto con los académicos. Los académicos tenemos que ser menos académicos e ir más a las utilidades, y las empresas quizás tengan que entender la utilidad del desarrollo tecnológico. En otros países la colaboración entre empresas, industria y academia es común, normal y buscada”.
Refiriéndose específicamente al sector forestal, Tancredi hace una invitación: “A las empresas forestales les diría de sentarnos a ver en qué cosas podemos ayudar, porque eso es lo más importante. A veces no nos enteramos de cuáles son las necesidades que tienen. Capaz que nosotros insistimos con la pirólisis y a ellos no les importa, o tienen otras dificultades. Tenemos que buscar en las áreas que a ellos realmente les interesen y en las que podamos generar investigación”. Una puerta abierta para encontrar ese interés común que logre que academia y empresa trabajen más juntos para hacer de este mundo un lugar un grado mejor.
EN QUÉ ANDAN
Hacemos un resumen somero de las líneas de trabajo en energías renovables del PTP que pretenden dar respuesta a problemas concretos vinculados a la industria. La obtención de pellets a partir de lodos de una empresa láctea con el liderazgo de la Facultad de Ingeniería de la UdelaR y el apoyo de la Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII). La preparación de carbón activado nacional para la potabilización de agua a partir de materias primas como el carozo de aceituna o alguna madera, con el apoyo del Instituto de las Naciones Unidas para Formación Profesional e Investigaciones (Unitar). Otros proyectos que no tienen que ver con biomasa, que Tancredi y Reyes Plascencia comparten con entusiasmo y precisión, pero que ameritan otra nota. El exitoso curso en línea Proceso Termoquímicos para la Obtención de Energía a partir de Biomasa (PTB), de grado y posgrado, para las facultades de Química e Ingeniería de UdelaR, que tiene como punto de partida explicar la situación de la energía en el mundo y que luego aborda la pirólisis, el carbón activado, el hidrógeno, entre otros temas.
