Investigadores de Illinois convierten residuos alimentarios en combustible para aviones, impulsando la economía circular
Anuncios
Viajar en avión es más popular que nunca, y nuestro deseo de transporte rápido significa que el combustible para aviones se ha convertido en uno de los principales responsables de las emisiones de gases de efecto invernadero. Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign han descubierto una forma novedosa de abordar este problema: convertir los residuos alimentarios en combustible de aviación sostenible (SAF) que cumpla las normas del sector sin depender de mezclas de combustibles fósiles. Su proceso, descrito en un nuevo estudio de Nature Communications , podría ayudar a la industria de la aviación a cumplir su ambicioso objetivo de cero emisiones netas de carbono para 2050.
Sabrina Summers, de la Universidad de Illinois, realiza una demostración de hidrotratamiento de aceite biocrudo a partir de residuos alimentarios.
Marianne Stein
El proceso es el siguiente: Los investigadores convierten los residuos alimentarios en biocrudo mediante un proceso de conversión termoquímica denominado licuefacción hidrotérmica o HTL. A continuación, eliminan las impurezas del biopetróleo crudo y, por último, lo refinan con hidrógeno y catalizadores para convertirlo en combustible de aviación.
Este método puede aplicarse a diversas materias primas y tipos de petróleo, lo que podría abrir una nueva vía para la obtención de combustibles.
"La HTL imita la formación natural del crudo en la Tierra. Utiliza calor y presión elevados para convertir biomasa húmeda en biocrudo. El objetivo de este trabajo es convertir ese biocrudo en combustibles para el transporte que puedan introducirse directamente en las infraestructuras energéticas existentes", explica Sabrina Summers, autora principal del trabajo y recién doctorada por el Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica (ABE), perteneciente a la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumo y Medioambientales y a la Facultad de Ingeniería Grainger de la U. de I.
En este proyecto, los investigadores utilizaron residuos de una planta cercana de procesamiento de alimentos. En todo el mundo se desperdicia anualmente más del 30% de los alimentos en todos los niveles de la cadena de suministro: desde la granja al transporte, pasando por la transformación, la venta al por menor, el servicio de comidas y los hogares. La descomposición de los alimentos en vertederos y plantas de tratamiento de aguas residuales contribuye además a las emisiones de gases de efecto invernadero, y el reciclaje de residuos ayuda a promover la sostenibilidad.
Pero HTL puede procesar materias primas de una amplia gama de biorresiduos, como alimentos, lodos de depuradora, floración de algas, estiércol porcino y residuos agrícolas.
"Para cumplir los objetivos de la industria aeronáutica de descarbonizar el combustible de aviación, necesitamos muchas fuentes renovables diferentes, y la agricultura va a desempeñar un papel fundamental en el suministro de materias primas", afirma Yuanhui Zhang, profesor de EBA y autor del artículo.
Para convertir el biopetróleo crudo en combustible para reactores, los investigadores eliminaron primero impurezas como la humedad, la ceniza y la sal. A continuación, utilizaron un proceso llamado hidrotratamiento catalítico para eliminar elementos no deseados como el nitrógeno, el oxígeno y el azufre, dejando sólo los hidrocarburos necesarios para el combustible. Tras probar docenas de opciones, identificaron el cobalto molibdeno como el catalizador comercial más eficaz para impulsar las reacciones químicas necesarias y refinar el petróleo hasta convertirlo en combustible de aviación sostenible.
Para optimizar el proceso de hidrotratamiento, los investigadores ajustaron variables como la temperatura, las cargas de catalizador e hidrógeno y el tiempo de retención con el fin de identificar las mejores condiciones para producir combustible de aviación. A continuación, sometieron su combustible de aviación sostenible a rigurosas pruebas según las normas establecidas por la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) y la Administración Federal de Aviación. Su muestra de SAF superó las pruebas de preselección Tier Alpha y Beta y cumplió todas las especificaciones del combustible de aviación convencional, sin necesidad de aditivos ni mezclas con combustibles fósiles.
Según Zhang, esta tecnología puede ampliarse para su producción comercial.
"Nuestra investigación ayuda a resolver los problemas científicos y de ingeniería, y luego puede intervenir la industria. El proceso puede aplicarse a otros tipos de aceites para SAF. También puede sustituir a otros materiales, como los compuestos derivados del petróleo para fabricar plásticos. Esto tiene un enorme potencial de oportunidades de negocio y desarrollo económico", afirmó.
Zhang ha desarrollado un índice para medir la bioeconomía circular , y dijo que el SAF proporciona una valiosa contribución a la circularidad.
"En una economía lineal, nos limitamos a producir algo, usarlo y tirarlo. En este proyecto, cogemos los residuos y recuperamos la energía y los materiales para fabricar un producto utilizable. Esto llena un eslabón perdido en el paradigma circular", concluyó.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Más noticias del departamento ciencias
