Una industria química más ecológica gracias a combustibles alternativos que aportan eficiencia energética
Actualmente, la producción de sustancias químicas es en gran medida un proceso basado en combustibles fósiles, pero un proyecto financiado por la Unión Europea se ha propuesto demostrar que es posible utilizar formas de energía alternativas para intensificar los procesos de fabricación de sustancias químicas y a la vez reducir la necesidad de petróleo y gas. El proyecto ALTEREGO está investigando tres formas de energía —microondas, ultrasonidos y plasma no térmico generado con microondas— en un un intento por propiciar un giro hacia lo ecológico en la industria química. «Los combustibles fósiles como el gas y el petróleo representan más del 80 % de toda la energía que consume la industria química. Estos métodos basados en combustibles fósiles utilizan un calentamiento conductivo para suministrar energía a los reactores químicos, pero el calentamiento conductivo es ineficiente desde el punto de vista termodinámico», explica Andrzej Stankiewicz, coordinador del proyecto ALTEREGO. «Mediante el desarrollo de nuevos métodos de procesamiento que utilizan formas de energía respetuosas con el medio ambiente y no agotan los recursos de combustibles fósiles, ALTEREGO contribuye a la consecución de los objetivos climáticos y medioambientales de la Unión Europea», afirma Stankiewicz. «A largo plazo, vislumbramos una industria química europea, e incluso un sector químico a nivel mundial, que utilizará exclusivamente electricidad proveniente de energías renovables como principal fuente de abastecimiento», señala. Georgios Stefanidis, responsable técnico del proyecto, describe los procesos en los que se centra ALTEREGO. «Venimos estudiando nuevos procesos, como la extracción de disolventes por ultrasonidos, la cristalización, la destilación reactiva enzimática, la gasificación de biomasa por plasma y la reacción de desplazamiento de agua a gas inversa para la conversión de CO2 en metanol, así como la síntesis de ingredientes farmacéuticos activos por microondas». «Hemos obtenido varios resultados científicos interesantes con respecto al efecto de estas formas de energía alternativas sobre diferentes sustancias químicas, así como fenómenos de transporte de calor y masa. Asimismo, hemos desarrollado novedosos prototipos de reactores que se comportan muy bien en el laboratorio y que podrían convertirse en tecnologías competitivas en el futuro», añade Stefanidis. Por ejemplo, se ha realizado una demostración del reactor híbrido para extracción de disolventes por ultrasonidos en un laboratorio universitario y ahora se está empleando en un laboratorio farmacéutico, donde está generando un ahorro de materias primas de hasta el cincuenta por ciento e incrementando la eficiencia de los recursos hasta en un ochenta por ciento. «Con este proceso, hemos demostrado que la tasa de extracción se puede multiplicar por 8,5 con respecto a condiciones de microcanal silenciosas y por 20 con respecto a condiciones de discontinuidad», afirma Stefanidis. «Por su parte, los reactores de cristalización por ultrasonidos han ofrecido mejores tasas de nucleación y una mayor eficiencia de las micromezclas». A lo largo del proyecto, los socios de ALTEREGO han tenido que sortear la compleja cuestión de hacer un uso controlado de las formas de energía alternativas para crear procesos de combustibles y farmacéuticos respetuosos con el medio ambiente. «En un caso en particular, la forma de energía utilizada no produjo los efectos previstos en la reacción o el proceso de separación reactiva, por lo que probamos con otra forma de energía. La principal conclusión que extrajimos de este experimento es que, antes de seleccionar un método alternativo para un proceso, es necesario saber qué elemento o elementos se deberían intensificar. Por ejemplo: ¿la cinética de la reacción? ¿El equilibrio entre vapor y líquido? ¿La transferencia de masa o calor?», concluye Stankiewicz. Los socios del proyecto ALTEREGO trabajan actualmente en las evaluaciones técnicas y económicas, y la adaptación a escala de estos procesos, así como en el desarrollo de hojas de ruta para su implantación comercial en los nichos de mercado que más se beneficiarían de estas innovaciones.
Palabras clave
ALTEREGO, sustancias químicas, energía alternativa, eficiencia energética, ultrasonidos, microondas, plasma, combustibles fósiles
