Investigan distintos tipos de biomasa para generar gas de síntesis

Los estudiantes de Ingeniería Civil Mecánica en la Universidad Santa María (Chile) Daniel Torres y Cristian de la Cerda trabajan en el proyecto “Generación de gas de síntesis a partir de biomasa nacional”, utilizando la avena, el trigo, el pino o el eucaliptus como material de experimentación. Estos elementos son residuos habituales de la industria agrícola y forestal chilena que normalmente se desechan, por lo que los investigadores han decidido estudiar su aprovechamiento.

La iniciativa propone la investigación de la gasificación de distintas biomasas abundantes en el país en un reactor de medio poroso inerte, a fin de determinar los parámetros de operación óptimos (vapor de agua, flujo de aire oxidante, humedad bruta de la biomasa) para la máxima generación de gas de síntesis.

El principal objetivo de la investigación, que utiliza la caña de la avena y el trigo, es determinar qué biomasa genera una mayor cantidad de gas de síntesis en un proceso de gasificación utilizando dicha tecnología.

“Tomamos los desechos de la industria nacional, ya sea forestal o agrícola, y tratamos de convertirlos en pellets para poder quemarlos y colocarlos dentro de un reactor”, cuenta Daniel Torres. La pelletización de la biomasa es necesaria ya que si se coloca esta directamente en el dispositivo se puede alterar su geometría y por ende la reproducibilidad de las experiencias.

El mencionado reactor está lleno de pequeñas esferas de alúmina, que soportan altas temperaturas y ayudan a la combustión y gasificación de la biomasa, con la finalidad de obtener gas de síntesis, es decir, producción de hidrógeno y monóxido de carbono.

Largas mediciones

Los estudiantes comentan que las experiencias toman entre tres y cuatro horas en el caso de las biomasas y posteriormente, cada medición se analiza en el cromatógrafo, extendiéndose por al menos 30 minutos cada una.

“Necesitamos estar dentro de los rangos para los cuatro gases que nos interesan: hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano. Por eso a veces hay que pasar más de una vez la muestra, unas cuatro veces, que se traduce en más de dos horas sólo en el cromatógrafo. Es decir, todo puede tomar una mañana entera o incluso todo el día”, explican.

El cromatógrafo entrega la composición de los gases que se están obteniendo. “En este caso está calibrado para que muestre hidrógeno, oxígeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano. Y si hay otro gas presente, aparece en una curva pequeña del gráfico, pero no lo podemos determinar porque no está calibrado para él”, aclara Torres.

El aporte de la investigación es que hasta ahora las biomasas que se están evaluando no se han utilizado para obtener gas de síntesis. “Sé que se ha usado el carbón, algas, neumáticos y petróleo pesado, pero la biomasa no se ha investigado mucho. Estos desechos entonces quedan y estamos tratando de averiguar si es rentable utilizarlos dentro de un reactor, si efectivamente podemos observar que, por ejemplo, la producción de hidrógeno es mayor que la que genera el carbón. Nadie lo ha hecho, entonces por eso estamos tratando de determinarlo”, manifiesta el investigador.

“Por lo mismo se hacen pruebas con varias biomasas, para ver cuál es la que más produce, teniendo en cuenta que son desechos de industria”, añade Cristian de la Cerda. “Así, la madera por ejemplo llega como aserrín, eso es lo que se pelletiza”.

Aunque el proyecto es netamente académico, en un futuro podría escalarse para trasladarlo a la industria. “Ya hay empresas que trabajan con los desechos de los animales, por ejemplo, para tratar de utilizar los gases que producen”, comentan los autores. “Nosotros estamos usando en este caso la biomasa, dirigiéndonos quizás a otros sectores de la economía, como las forestales o las empresas agrícolas”.

“Si vemos que hay alguna biomasa que tiene un comportamiento muy favorable, hay que profundizar en eso, para ver si se puede lograr algo mayor”, puntualiza Cristián de la Cerda.

Fuente:
DiCYT