En el marco del Proyecto FONDECYT (N°1190654) denominado “Producción de hidrógeno a partir de materias primas carbonáceas chilenas utilizando un novedoso reactor de medio poroso de flujo inverso” para obtener energía de forma innovadora y más limpia.
Lorenzo Palma, Ciencia en Chile.- La investigación es liderada por el Dr. Mario Toledo de la Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM), quien enfoca parte de sus esfuerzos científicos en el desarrollo de una tecnología que permita obtener hidrógeno y gas de síntesis, “esto es una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, principalmente. Este proyecto propone una técnica novedosa destinada a diversificar la producción de hidrógeno y gas de síntesis, mediante la gasificación de biomasa o carbón, así como otras materias primas sólidas”, explica el Ingeniero Civil Mecánico y Doctor en Ciencias de la Ingeniería, mención Ingeniería de Procesos.
El cambio climático, como resultado del consumo excesivo de combustibles fósiles, recuerda el experto, ha puesto una gran tarea sobre los hombres de la comunidad científica mundial. “El continuo aumento de la temperatura global y el Acuerdo de París para mantenerla por debajo de los 2°C, limitan directamente el uso de combustibles fósiles destacando la necesidad de encontrar fuentes de energía alternativas, capaces de ser tanto sostenibles como tecno-económicamente factibles”, comentó el Dr. Toledo.
El proyecto Fondecyt estudia cómo obtener nuevas fuentes de energía, en este caso la investigación trabaja en el reformado de combustibles a través de un novedoso reactor de medio poroso de flujo reverso. Los investigadores de la UTFSM han realizado el diseño, la construcción y la implementación de reactores porosos de flujo reverso que utilizan mezclas de gases, en donde se pueden realizar estudios sobre el proceso termoquímico de gasificación propuesto bajo diferentes condiciones y/o parámetros de operación, como son: mezclas de gas natural-aire-vapor de agua, velocidades de filtración, tiempos de ciclo, materias primas sólidas como biomasa y carbón, y la producción de hidrógeno y gas de síntesis.
“Actualmente, también nos encontramos cuantificando las emisiones de material particulado que podría generar esta gasificación. El estudio numérico ha considerado el desarrollo de un modelo matemático, el análisis de la transferencia de calor y masa, junto con las principales reacciones homogéneas y heterogéneas del proceso”, detalló el académico de la UTFSM.
El nuevo reactor de medio poroso considera la medición de flujos, temperaturas, análisis de gases y de partículas. Este método de gasificación reduce de manera considerable las emisiones gaseosas y de partículas que genera un proceso de combustión directa de biomasa (leña) o carbón, o que genera un proceso de gasificación convencional. Además, el nuevo gas combustible generado puede ser quemado posteriormente de forma limpia y eficiente.
Hasta la fecha, el Dr. Toledo y su equipo de investigación han logrado validar la hipótesis que propone que un frente de reacción en un medio poroso proporciona las condiciones termoquímicas para la gasificación de combustibles sólidos y producir así un gas combustible compuesto por hidrógeno y monóxido de carbono, principalmente.
El equipo ha logrado una publicación que detalla los avances de la investigación en la destacada revista científica Chemical Engineering Journal (Revisar aquí https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130178). Por su parte, la investigación también ha permitido la formación de nuevos profesionales en el área de ingeniería mecánica y en particular en la producción de hidrógeno.
Dentro de otros hitos que se contemplan, están el lograr el patentamiento de esta nueva tecnología de gasificación, el mejorar la eficiencia del proceso con nuevas pruebas experimentales que se encuentran actualmente en desarrollo, y confirmar que el costo de producción de hidrógeno renovable es económicamente competitivo.
