Convierten con gasificación bolsas de plástico en electricidad

Las contaminantes bolsas de plástico se pueden transformar en energía eléctrica mediante un proceso de gasificación como el que prueba Alejandra Castro en la Facultad de Ingeniería de la UNAM.

Con gasificadores, sistemas menos contaminantes que otros (ninguno tiene cero emisiones), se puede transformar en electricidad ese basura global que “tarda más o menos mil años en degradarse”, dice la Premio Sor Juana 2019.

Con las bolsas oxobiodegradables, promovidas como remplazo de las tradicionales, “uno cree estar contaminando menos”. Pero contienen un aditivo que solo promueve su fragmentación: “se hace pedacitos, no se degradan”. Por eso la doctora Castro trabaja en su gasificación para generar electricidad.

Sacando cuentas, estima que el consumo global es de 0.5 a 1 billón de bolsas por año o de 1 a 2 millones por minuto. En México representan el 0.6% de todos los residuos, “aproximadamente unas 78 toneladas al día en la CDMX”. El uso anual por persona en el país es en promedio de 150 bolsas. Y en un hospital mexicano representan el 2.5% de la basura.

Con la gasificación de una de esas bolsas de polietileno de baja densidad (peso aproximado de 6 g) se genera energía equivalente para tener una computadora portátil encendida por 3 minutos y con 300 bolsas, la energía generada equivaldría a un cilindro de gas LP de 20 kg.

Dos tipos de combustible

El Laboratorio de Producción y Utilización de Biocombustibles (LAEL) del Departamento de Energía de la División de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería cuenta con un gasificador para la conversión de bolsas de plástico en electricidad

Es un prototipo de flujo descendente que al quemar las bolsas, genera y separa gases que a su vez se prenden para calentar el agua de una caldera, cuyo vapor mueven una turbina y ésta a un generador de electricidad.

El gasificador puede procesar de forma continua de 2 a 15 kg de bolsas de plástico y generar 10 kW de electricidad, dice la doctora Castro.

Al quemar las bolsas se obtienen combustibles gaseosos (hidrógeno, monóxido de carbono y metano) y combustibles líquidos (metanol y un tipo de hidrocarburo muy parecido al diésel y a la gasolina).

Se obtienen esos dos tipos de combustible porque la gasificación es como una hoguera con leños. Se generan dos flamas: una la produce la quema propiamente de los leños o bolsas, y la otra son los gases que éstas generan y se queman también.

Separamos y quemamos el hidrógeno, el monóxido de carbono y el metano para calentar el agua de la caldera y producir el vapor que mueve la turbina para generar la electricidad, explica Castro.

Gasificador para hospitales

Aunque en el gasificador de la Facultad de Ingeniería,Castro trabaja solo en la conversión de bolsas en electricidad, hay gasificadores donde se pueden quemar todos los residuos, incluyendo inorgánicos, sin separarlos.

Un gasificador más grande sería de gran utilidad para transformar los desechos de hospitales en electricidad, sobre todo durante una pandemia como la actual del Covid-19, considera la investigadora de la UNAM.

Todos “los desechos infecto-contagiosos, como cubre bocas, batas desechables, el papel de baño y demás residuos hospitalarios, sin separarlos, se pueden quemar en un gasificador. Dejarían de ser foco de contagio y se aprovecharían para generar electricidad.

Aunque es un proceso “en pequeñito: metemos cargas de cinco kilogramos”; esta tecnología se puede escalar a nivel industrial. En España hay gasificadores que ocupan como 300 m2 para la preparación de materia prima, la gasificación y la conversión de gases en energía eléctrica. Queman unas 400 toneladas de residuos (entre ellos bolsas) por día.

Ventajas de un gasificador

Una gran ventaja de los gasificadores es que al quemar bolsas de plástico y otros desechos, no solo se ayudaría a disminuir la generación de electricidad por medio de otros combustibles (las carboeléctricas son las más contaminantes), sino que “aprovecharíamos nuestra basura para generarla”.

Se reducirían también las emisiones por la quema de basura a la intemperie o las que emiten los rellenos sanitarios que en México no están controlados.

¿Qué tan contaminante es este proceso de gasificación? “No hay proceso de cero emisiones. Ni siquiera la producción de hidrógeno. Todos los combustibles `limpios´ generan emisiones”.

Al señalar otras ventajas de la gasificación no sólo de bolsas de plásticos sino de otros residuos, Castro insiste en la conversión a energía de desechos infecto-contagiosos especialmente en países en vías en desarrollo.

“Los gases generados de incineradores de residuos sólidos hospitalarios puede contener compuestos tóxicos como dioxinas y furanos. Por lo cual, la gasificación mejora la calidad de la gestión de residuos sólidos hospitalarios, así como el desempeño ambiental”.

La gasificación también reduce la necesidad para espacios de rellenos sanitarios y el consumo de combustibles fósiles. La gasificación produce energía eléctrica, productos químicos de valor comercial y fertilizantes. Genera 25% menos emisiones y es una de las formas más limpias y versátiles de convertir el carbón en electricidad.

El negrito en el arroz

La pandemia del Covid-19 ha ocasionado también un contratiempo en este proyecto PAPIIT, ya se ha interrumpido el análisis para determinar las variables para escalar el gasificador. Actualmente “puede quemar 199 kilogramos al día: en menos de 10 minutos reduce al 10 % el peso total de los desechos”.

Un gasificador de este tipo no es caro y fácilmente se puede armar. Lo costoso son los filtros, que son de importación, por lo que Castro trabaja en cómo y con que se podrían mejorar y fabricar en México.

Cuando se queman residuos, por ejemplo los de la CDMX (mezcla de llantas, residuos de hospital, madera, bolsas de plástico) no solo se genera hidrógeno, monóxido de carbono y metano, sino que estos gases “salen con ácidos (clorhídrico y sulfhídrico) y compuestos complejos que dañan al ambiente”.

¿Cómo capturarlos? Se requieren —dice— “filtros más selectivos”.

Un símil de filtro que necesita el gasificador es como el del cigarro. La biomasa o bolsas equivalen al tabaco. Nosotros regulamos el aire como el fumador con las aspiraciones. El filtro retiene el alquitrán. Fibra de vidrio que llevan los filtros hacen esa función en el gasificador, pero hay que cambiarlos continuamente. “En eso recae el encarecimiento de los filtros”.

¿Qué hacer? Hay un polvo que generan las ladrilleras y que Castro está depositando en los filtros para ver que tanto capturan de esos gases contaminantes. “Este año tenemos que medir las emisiones de esos gases antes y después de que pasen por los filtros”.

Así que más que el escalamiento, ”el negrito en el arroz” es capturar esos ácidos para que salga limpio el hidrógeno, el monóxido de carbono y el metano. A eso se enfoca Castro para poder hacer esos filtros más finos en México.