Energías alternativas
Biorefinería: un generador portátil que convierte la basura en electricidad

Un equipo de científicos de la Universidad Purdue ha creado una eficiente refinería portátil que convierte los residuos de alimentos, papel y plástico en energía eléctrica.
La máquina, diseñada para fines militares de los EE.UU., permitiría a los soldados sobre el terreno convertir los residuos en energía y podría tener aplicaciones civiles en el futuro.
"Esta es una tecnología muy prometedora", dijo Michael Ladisch, el profesor de ingeniería agrícola y biológica en la Universidad de Purdue quien lidera el proyecto.
"En un muy breve período de tiempo, esta tecnología estará lista para su uso militar, y creo que podría utilizarse para fines civiles poco después."
La "Tactical biorefinery" o “Biorefinería táctica” procesa varios tipos de residuos a la vez y los convierte en combustible a través de dos procesos paralelos. A continuación, el sistema quema los diferentes combustibles en un motor diesel que activa un generador de energía.

 

Un equipo de científicos de la Universidad Purdue  ha creado una eficiente refinería portátil que convierte los residuos de alimentos, papel y plástico en energía eléctrica.La máquina, diseñada para fines militares de los EE.UU., permitiría a los soldados sobre el terreno convertir los residuos en energía y podría tener aplicaciones civiles en el futuro.

 

Ladisch dice la capacidad de la máquina para quemar múltiples combustibles de una sola vez, junto con su portabilidad, lo hacen único.
Con un tamaño aproximado de una pequeña camioneta, la biorefinería podría disminuir el gasto y el peligro potencial asociado al transporte de residuos y combustible.
Además, mediante la eliminación de los restos de basura ayuda a cubrir los rastros de presencia militar.
Los investigadores han probado el primer prototipo de biorefinería táctica en noviembre y han observado que produce aproximadamente 90 por ciento más de energía de la que consume, dice Jerry Warner, fundador de Defense Life Sciences LLC, una empresa privada que trabaja con los investigadores de Purdue en el proyecto. Además anunció que los resultados fueron mejores que los esperados.

El Ejército de los EE.UU. encargó la realización de un prototipo funcional, y la máquina está siendo evaluada para su uso militar en el futuro.

La biorefinería primero separa los residuos de alimentos y material orgánico del material residual, como papel, plástico, espuma de poliestireno y cartón.
Los residuos de alimentos van a un bioreactór donde levaduras industriales los fermentan hasta convertirlos en etanol, un combustible ecológico.
Los materiales residuales van a un gasificador donde son calentados y procesados hasta convertirse en gases propano y metano.
El gas y el etanol son luego quemados en un motor diesel modificado y este hace girar al generador para producir electricidad.

 


La biorefinería primero separa los residuos de alimentos y material orgánico del material residual, como papel, plástico, espuma de poliestireno y cartón. Los residuos de alimentos van a un bioreactór donde levaduras industriales los fermentan hasta convertirlos en etanol, un combustible ecológico. Los materiales residuales van a un gasificador donde son calentados y procesados hasta convertirse en gases propano y metano. El gas y el etanol son luego quemados en un motor diesel modificado y este hace girar al generador para producir electricidad.

Ladisch y Warner dicen que la máquina también podría ser utilizada en situaciones de desastres naturales, como el huracán Katrina, o en cualquier otro lugar en crisis donde se encuentren personas varadas y sin energía eléctrica. Los equipos de emergencia podrían entonces utilizar la máquina para convertir desechos como restos de madera en electricidad, dijo Warner.
La Biorefinería también podría proporcionar energía adicional a las fábricas, restaurantes o tiendas, dijo Ladisch.

"En cualquier lugar donde se encuentre una buena cantidad de restos de comida y residuos, la biorefinería podría ayudar a reducir los costos de la electricidad, e incluso puede tener la capacidad de producir algunos excedentes de energía que podrán devolverse a la red eléctrica"

Gran parte del combustible que utiliza el sistema, es de emisión neutra de carbono CO2.
Los combustibles de emisión neutra de carbono como el etanol no causan aumentos en los niveles atmosféricos de dióxido de carbono, el que produce el efecto invernadero.
Esto se debe a que en este combustible las componentes de carbono han sido recientemente utilizadas por los vegetales para la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas convierten el dióxido de carbono al oxígeno y azúcares. Esto mismo no sucede con los derivados del petróleo, en los que el que el contenido de carbono fue retirado de la atmósfera hace millones de años.

El generador de la biorefinería se debe arrancar y hacer funcionar con combustible diesel durante algunas horas hasta que el gasificador y los biorreactores comienzan a producir el combustible, dijo Warner. En las pruebas iniciales, los investigadores midieron la cantidad de gasoil quemada y la electricidad producida para calcular su eficiencia.
La máquina produce una cantidad muy pequeña de residuos, la mayoría de ellos en forma de cenizas, las que la Agencia de Protección Ambiental (Environmental Protection Agency) ha calificado como "benignos", o no peligrosos.
Los restos de materiales de los biorreactores también son colocados en el gasificador, y este es vaciado cada dos o tres días.
Estos residuos alcanzan para llenar una bolsa de basura de tamaño normal, por lo que el proceso representa una reducción 30 a 1 en el volumen de los desperdicios.

Algunas empresas que colaboraron en este proyecto son: Bowen Engineering of Indianapolis, Huston Electric of Lafayette, Ind., and Community Power Corp. of Littleton, Colo.



Los biocarburantes


Los principales biocarburantes o combustibles para el transporte producidos a partir de biomasa son el bioetanol y el biodiesel. El primero se produce principalmente mediante la fermentación de granos ricos en azúcares o almidón como, por ejemplo, los cereales, y se utiliza en los motores de explosión como sustitutivo de la gasolina. El biodiesel se obtiene, en cambio, a partir de plantas oleaginosas, como la colza y el girasol, si bien se pueden también utilizar como materia prima para su elaboración los aceites de fritura usados. El biodiesel se utiliza en los motores de compresión o diesel como sustitutivo del gasóleo.

 

Los principales biocarburantes o combustibles para el transporte producidos a partir de biomasa son el bioetanol y el biodiesel. El primero se produce principalmente mediante la fermentación de granos ricos en azúcares o almidón como, por ejemplo, los cereales, y se utiliza en los motores de explosión como sustitutivo de la gasolina. El biodiesel se obtiene, en cambio, a partir de plantas oleaginosas, como la colza y el girasol, si bien se pueden también utilizar como materia prima para su elaboración los aceites de fritura usados. El biodiesel se utiliza en los motores de compresión o diesel como sustitutivo del gasóleo.


La percepción actual es que los biocarburantes no podrán sustituir totalmente a los combustibles fósiles, pero sí complementarlos en forma de diferentes mezclas con el fin de reducir la dependencia respecto del petróleo, a diferencia de otras alternativas que son excluyentes (por ejemplo, los gases licuados del petróleo) y necesitan cierta duplicación del sistema motor. En el mismo sentido, los biocarburantes pueden utilizar la misma red logística de distribución que los combustibles fósiles.
Además, es importante recordar que uno de los principales impulsos del actual desarrollo de los biocarburantes está relacionado con sus características medioambientales, y en especial, con el hecho de que son la medida de mayor efecto (si no la única) para disminuir las emisiones del sector transporte y reducir su efecto en relación con el cambio climático.
Las actuales políticas de introducción de biocarburantes para el sector transporte son notablemente ambiciosas:

-Unión Europea: 5,75% para 2010 y 8% para 2020, en contenido energético (dentro de un Plan Europeo global de sustituir el 20% de los combustibles convencionales por combustibles alternativos para 2020).
-Estados Unidos: 4% para 2010 y 20% para 2030.
-Brasil: 25% de mezcla obligatoria de bioetanol en gasolinas.
-Canadá: según la región, 7,5%-10% de mezcla obligatoria de bioetanol en gasolinas.
-China: 10% mezcla obligatoria de bioetanol en gasolinas en varias provincias.
-Argentina: 5% mezcla obligatoria de bioetanol para los próximos cinco años.



Una referencia inevitable desde el cine: El cientifico Mr. Fusion en la pelicula Back to the Future (Volver al futuro) alimenta el reactor de la maquina del tiempo con material orgánico.



Fuente: Purdue University News

Trad: Leandro Kessler




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