Pirólisis+Microondas: Una nueva alternativa para la gestión de residuos y biomasa

La pirólisis de un residuo consiste en la descomposición del mismo mediante su calentamiento en una atmósfera inerte. Mediante este proceso se consiguen tres valiosas fracciones: una fracción sólida, conocida como biochar; una fracción líquida llamada bioaceite y una fracción gaseosa denominada biogás.

La tecnologia de la pirólisis de residuos inducida por microondas

Existen muchos proyectos de pirólisis de residuos que se han llevado a la práctica y que, sin embargo, no han tenido éxito por diferentes razones; como la baja conductividad térmica de los residuos o la dificultad de alcanzar y mantener altas temperaturas del material en un proceso continuo.
La tecnología de calentamiento por microondas soluciona estos problemas ya que las microondas provocan la excitación de las moléculas presentes en el material orgánico; es decir, el calentamiento no se produce por convección. Esto permite un control muy exhaustivo del proceso de calentamiento.
La pirólisis inducida por microondas es, comparada con otras de tecnologías de gestión de residuos como la incineración, fácilmente controlable y evita la emisión de componentes tóxicos como las dioxinas.
Nuestro proceso se encuentra completamente cerrado y todos los productos obtenidos son recogidos y tratados debidamente sin ningún tipo de emisiones al medioambiente. Como no se alimenta oxígeno al proceso de pirólisis, el gas obtenido será un gas combustible con un alto poder calorífico.
El residuo se alimenta al reactor y es calentado hasta la temperatura de pirólisis mediante la radiación microondas, liberándose una fracción volátil que es separada por condensación en un gas combustible (biogás) y en una fracción líquida (bioaceite).

Ventajas
Una de las principales ventajas del calentamiento mediante microondas es que se puede obtener un alto rendimiento en fracción gaseosa, con un gran contenido en gas de síntesis o syngas (CO+H2). Este syngas presenta una gran versatilidad en cuanto a su uso, pudiendo ser utilizado en la fabricación de amoníaco, alcoholes o gasolinas o como combustible en la generación de energía.
Por este procedimiento se obtienen los siguientes productos:

Bioaceite
El bioaceite es un producto combustible similar al gasoil, aunque es necesario someterlo a un proceso previo de refinado para que pueda ser utilizado en motores.

Biochar
El biochar puede aumentar los nutrientes disponibles en el suelo para el crecimiento de las plantas evitando el lixiviado de los mismos. Además reduce las emisiones de CH4 y N2O del suelo. Otros posibles usos se encuentran en el sector metalúrgico o como carbón para barbacoas.

Biogás
El gas obtenido es una mezcla de H2, CO, CO2, CH4 y otros hidrocarburos ligeros. Mediante la pirólisis por microondas se consigue maximizar la concentración de H2, pudiéndose considerar un residuo como fuente de energía.

ventajas de esta tecnología avaladas con resultados reales obtenidos en nuestros laboratorios.

A modo de ejemplo, en la primera figura se puede observar cómo la pirólisis inducida por microondas de una microalga genera una mayor cantidad de gas con una composición superior al 80% en syngas cuando es comparada con la pirólisis realizada a la misma temperatura en un horno eléctrico convencional.
En la segunda figura (derecha), se muestra la composición del syngas obtenido para diferentes residuos orgánicos durante la pirólisis en microondas a 1000 ºC.

El Hidrogeno, nuevo vector energético

En el Grupo de investigación del MCAT – INCAR (CSIC), se han llevado a cabo la pirólisis por microondas de multitud de residuos orgánicos como los lodos de EDAR, las cascarillas de café, la glicerina obtenida como subproducto en la producción de biodiesel, los RSU o mezclas de plásticos procedentes de una planta de reciclado.
Nuestros estudios siempre están orientados a maximizar la fracción gaseosa, optimizando la composición de la misma hacia la máxima composición posible de H2.

Microondas y Carbones para Aplicaciones Tecnológicas (MCAT)

El grupo de Microondas y Carbones para Aplicaciones Tecnológicas (MCAT) está enmarcado en el Departamento de Procesos Químicos en Energía y Medioambiente del Instituto Nacional del Carbón (INCAR), perteneciente al CSIC. La investigación llevada a cabo por este grupo está enfocada principalmente en el uso del calentamiento con microondas y materiales carbonosos destinados a aplicaciones medioambientales y procesos energéticos.