Hidrógeno en grandes cantidades a partir de residuos plásticos mediante un proceso de dos etapas

En la tesis realizada por la investigadora de la UPV/EHU Itsaso Barbarias han conseguido muy buenos resultados en un proceso de obtención de hidrógeno a partir de plásticos. Además de ser esta una manera de reciclar residuos plásticos que suelen acabar en vertederos o incineradoras, en este proceso, han obtenido hidrógeno —considerado combustible del futuro— en grandes cantidades. Los ensayos de una etapa son, en general, los que más se investigan, pero Barbarias ha probado que es posible obtener hidrógeno en un proceso de dos etapas.

Se dice que el hidrógeno es el combustible del futuro, y, por eso, se estudian todo tipo de procesos de obtención de hidrógeno en todo el mundo. Itsaso Barbarias, investigadora del Departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias y Tecnología de la UPV/EHU, ha investigado en su tesis doctoral un proceso para obtener hidrógeno a partir de residuos plásticos, y es que son pocas las investigaciones que utilizan plásticos como materia prima. Según explica la investigadora, "los residuos plásticos son potenciales fuentes de obtención de hidrógeno, tratando los gases obtenidos en su pirólisis, mediante reformado catalítico de vapor".

En la investigación, han utilizado un proceso de dos etapas para obtener hidrógeno de plásticos. En la primera etapa, se somete a los plásticos a pirólisis (degradación térmica de plásticos sin oxígeno) en un reactor cónico de lecho en surtidor, en el que suceden grandes transferencias de calor y masa debido a los movimientos cíclicos que surgen en este. Los gases así obtenidos pasan a la siguiente etapa en continuo. En esta segunda etapa, se utiliza el reformado catalítico con vapor: los gases de la primera etapa reaccionan con vapor, en presencia de un catalizador, para obtener hidrógeno.

Se han probado diversas condiciones de operación del proceso para estudiar cómo influyen en la producción de hidrógeno. Por otra parte, se han analizado las causas por las que se desactiva el catalizador con el uso. Además, en esta tesis han investigado con diferentes tipos de plásticos que se encuentran en los residuos sólidos urbanos y, así, han concluido el potencial que puede tener cada uno de ellos en la obtención de hidrógeno.

Es necesario investigar más: el principal problema es económico

La investigadora destaca varios aspectos de su investigación. Por una parte, "el reactor cónico de lecho en surtidor da muy buenos resultados con los plásticos", explica, y es que en las investigaciones realizadas hasta el momento con plásticos el principal problema ha sido que estos no conducen bien el calor y son muy adherentes. En esta investigación, ha quedado probado que este tipo de reactor es el más apropiado para llevar a cabo la pirólisis de plásticos, ya que se evitan los citados problemas. Por otra parte, Barbarias explica que se ha investigado poco en base a dos etapas, debido a que los procesos en una sola etapa son más económicos. Pero explica que "en la investigación hemos probado que en este proceso de dos etapas se obteniene más hidrógeno que en una sola". En lo que respecta al catalizador, la investigadora reseña que todavía hay mucho que investigar: "Hemos utilizado un catalizador comercial, que se desactiva con el tiempo. Por lo tanto, deberíamos saber si una vez regenerado el catalizador se podría volver a utilizar en el proceso, para poder abaratarlo".

En relación al escalado del proceso a nivel industrial, la investigadora afirma que ese es el reto: "A escala industrial, el dinero está de por medio. Económicamente el proceso no es viable todavía, porque trabajamos a temperaturas muy altas, y, además, se necesitan dos reactores. Por tanto, de cara al futuro, hay que investigar mucho más", añade la investigadora. Barbarias está preocupada con el tema del reciclaje de residuos plásticos actual, ya que la mayoría de estos residuos acaban incinerados o en vertederos. "Es posible reciclar estos residuos, conforme a lo que hemos visto", afirma.

Información complementaria

Itsaso Barbarias (1987, Lekeitio) es ingeniera química y máster en Ingeniería de procesos químicos y desarrollo sostenible. Ha concluido su tesis doctoral, titulada Proceso de pirólisis y reformado en línea para la producción de H2 a partir de residuos plásticos, bajo la dirección de los catedráticos Martin Olazar y Javier Bilbao, en el departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias y Tecnología de la UPV/EHU, en el grupo de investigación PROCAT-VARES (Procesos Catalíticos y Valorización de Residuos).