Desarrollan un reactor de biomasa de alto rendimiento para generar electricidad

En el país no existen fabricantes y quieren sustituir las importaciones. Trabajan con astillas de madera de los pallets. Las usan como combustible para lograr gas de síntesis, que se utiliza para alimentar motogeneradores que producen energía eléctrica. Buscan darle agregado de valor a residuos de origen industrial.

El grupo de trabajo está integrado por Leonardo Molisani, doctor en Ingeniería Mecánica –formado en el Instituto Politécnico y la Universidad Estatal de Virginia -EEUU-; María del Carmen Prámparo – ingeniera química, magíster y doctora en Ingeniería- y María Fernanda Gayol -ingeniera química y doctora en Ciencias de la Ingeniería-. Además, Norberto Canale participa como director por la parte privada -Canale SRL-. Se suman al GAV – Grupo de Acústica y Vibraciones- los doctores Juan Fontana, Ronald O’Brien y Leisa Magallanes, la ingeniera Sol Gutiérrez y José Saavedra, personal de apoyo de Conicet.

“Se trata de una iniciativa que brinda una alternativa sustentable para que las industrias aprovechen sus desperdicios y se autoabastezcan energéticamente”, indicó el Dr. Jonathan Bosso, Secretario de Ciencia y Técnica y Vinculación Tecnológica de la UNViMe, quien también participa de este innovador proyecto.

Apunta a la independencia tecnológica del país. Ni en Argentina, ni en Latinoamérica se producen estos dispositivos con capacidad para convertir la biomasa en un gas combustible, comúnmente, llamado gas de síntesis -syngas, en inglés-.

Esta investigación del Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud –IDAS- impactará en el desarrollo de nuevos empleos locales, una vez que comience la etapa industrial del gasificador de alto rendimiento. Y significará una mejora de la economía regional, a partir de la transferencia de tecnología.

El desarrollo es llevado a cabo en el marco de un consorcio asociativo público privado integrado por la Universidad Nacional de Río Cuarto y Canale SRL.

Se trabaja para darle agregado de valor a residuos de origen industrial. La empresa produce pallets que van a parar a la industria autopartista y las exportaciones, por lo que tiene mucho scrap de madera –astillas-, que se pueden usar como combustible en un reactor –gasificador-, el cual produce gas de síntesis, que alimenta a motogeneradores productores de energía eléctrica.

En esta etapa, los investigadores se encuentran diseñando el reactor, que luego pretenden que se produzcan en serie en el país.

A escala piloto hay una planta de generación de unos 500 KVA eléctricos en Colonia Caroya. Y en la Universidad se están desarrollando pequeñas plantas de gasificación de laboratorio para continuar con la optimización y el estudio de este tema. Son plantas de 25 kilovatios de potencia.

Con los estudios que vienen realizando quieren optimizar esta tecnología y aumentar el rendimiento, es decir, la conversión de la biomasa -scrap de madera- en gas de síntesis; esto es acrecentar la cantidad de producción por kilogramo de biomasa.

Para realizar las tareas de investigación y desarrollo tecnológico se adecuaron los laboratorios en la UNRC. Los reactores son la primera etapa del trabajo en las plantas de generación de energía eléctrica por gasificación; las otras dos etapas en las plantas de generación son el filtrado del syngas y la producción de energía con un motogenerador.

Se persigue la optimización del proceso de gasificación a nivel nacional e internacional y el fortalecimiento de las capacidades individuales, a la vez que contribuir al autoabastecimiento energético total por parte de empresas productoras de biomasa.

El gas producido en el gasificador sale a elevadas temperaturas y debe enfriarse para poder ser ingresado al motor. Este salto térmico actualmente es desaprovechado, por lo que se quiere diseñar un gasificador que acondicione la biomasa en la etapa de entrada al gasificador, denominada secado, y también para elevar la temperatura del agente gasificante, que normalmente es aire. El proceso aumenta la conversión de la biomasa en gas de síntesis.

Con los resultados obtenidos en estas pruebas piloto, se realizarán las modificaciones estructurales, fluidodinámicas y de control a un gasificador de 500 KVA, para obtener el aumento de rendimiento en la conversión de la biomasa en syngas.

Los desechos industriales como la biomasa -astillas de madera, cascara de maní, marlo de choclo- causan problemas tanto en su almacenamiento como en su eliminación. Este proyecto propone una opción sustentable para que las industrias aprovechen sus desperdicios y se autoabastezcan energéticamente.

Para este emprendimiento, la Agencia Nacional de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación aporta 35 millones de pesos, la empresa privada 8,35 millones y la UNRC 17 millones, a través de los sueldos de los investigadores involucrados, como contraparte. Y los equipamientos adquiridos son propiedad del consorcio.

El ingeniero Leonardo Molisani, que es el director de este trabajo por la UNRC, puntualizó que se trata de “la instalación y puesta en funcionamiento de un prototipo de gasificador de alto rendimiento para la generación de energía eléctrica en la planta industrial de Canale SRL que contribuya al desarrollo de investigación, desarrollo e innovación y a la generación distribuida en la región”.

Sobre el desarrollo de gasificadores de biomasa, a nivel de prototipo, subrayó que se procura proponer la tecnología de fabricación para luego ofrecerla en el mercado, y reemplazar la importación por producción nacional. Y explicó que la generación de energía se hace sobre la base de las astillas de madera que deja la fabricación de pallets de la empresa caroyense.

CARACTERÍSTICAS

El Dr. Jonathan Bosso indicó que “desde su formación, la FCT BIOENERGÍA se ha dedicado a profundizar en la investigación, desarrollo tecnológico e innovación en la generación de energía con fuentes renovables, en particular por gasificación de biomasa. La gasificación permite la utilización de recursos renovables, y desechos industriales de origen biomásico, por lo que la FCT participa fuertemente en el desarrollo tecnológico para el aumento de eficacia y vida útil de las plantas de conversión de combustible sólido en combustible gaseoso (gasificación), la reducción de emisiones contaminantes y al aprovechamiento de los residuos para generar nuevos procesos y líneas de producción que impactan en el medio local cuidando y saneando el medioambiente”.

La investigación desarrollada se ha financiado mediante proyectos nacionales (FONARSEC, FONTAR, FONCYT, etc.) y en colaboración con empresas y grupos de investigación, tanto del ámbito nacional como internacional. El desarrollo continuado de la actividad científica ha hecho posible la creación de una importante infraestructura de equipamiento, que permite afrontar una amplia gama de objetivos, tanto a nivel de investigación básica como aplicada.

La FCT Bioenergía es un conjunto de equipos de alta complejidad integrados y multipropósito, que abarca desde la caracterización de la biomasa usada como combustible sólido, la conversión del combustible sólido por medio de reactores para transformarse en combustible gaseoso, el acondicionamiento del combustible gaseoso, la caracterización y aprovechamiento industrial de los subproductos generados, la generación de energía utilizando motores de combustión interna y turbinas, la inyección de energía y su influencia en la conexión a la red eléctrica y térmica.

Actualmente el Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SNCTI) no cuenta con una facilidad de estas características, y con los instrumentos de alta complejidad integrados con tecnologías 4.0 por lo que es de vital importancia para el desarrollo tecnológico cuantificar y cualificar el proceso completo de conversión de combustible sólido por gasificación y pirólisis para obtener energía eléctrica, térmica y subproductos de uso industrial remediando y cuidando el medioambiente.

La Universidad Nacional de Villa Mercedes (UNViMe) desarrolla un proyecto de investigación acreditado que está en relación directa con la temática del FCT BIOENERGÍAS. El mismo está dirigido por el Dr Jonathan Bosso y cuenta entre sus miembros a la Dra Silvia Miró y al Dr. Daniel Guerreiro.

Actualmente, el grupo de investigación de la UNViMe se encuentra investigando la obtención de hidrógeno verde por la vía de electrolisis de agua o de gasificación de biomasa. La producción de hidrógeno a partir de biomasa es también de interés por sus aplicaciones vinculadas con la industria química; su utilización como fuente indirecta de energía le daría un mayor valor agregado a la actividad rural. Empleando la biomasa de desechos (industriales, agrícolas o domiciliarios) se obtiene primariamente una mezcla de H2 y CO conocida como gas de síntesis (syngas); a partir de esta mezcla es posible producir amoníaco, metanol, fertilizantes, polímeros, etc., que son productos que actualmente provienen de la petroquímica la que utiliza materias primas de origen fósil.

Este proceso podría ser clave para transformar las refinerías en biorrefinerías. Aquí los desafíos están puestos en lograr catalizadores más activos y estables y el empleo de nuevos reactores catalíticos así como de membranas de separación selectiva que permitan obtener un hidrógeno más puro si se lo quiere emplear como vector energético y mejorar la eficiencia energética.

Radio UNViMe entrevistó al director de este proyecto, el Dr. Leonardo Molisani.