Recuperar materiales es el reto de la economía circular

 
Reactor de pirólisis

Las enormes montañas de ropa que rompen, abruptamente, el paisaje del desierto de Atacama en Chile, o las inmensas islas de desechos de plástico ―o continentes de la vergüenza, como los llaman algunos― , son solo dos ejemplos de la alarmante situación ambiental que vivimos, debido a las cantidades de residuos sólidos que generamos cada día.

Los seres humanos estamos muy malcriados, porque creemos que vivimos en un planeta con recursos ilimitados y no pensamos en el impacto que generan todos los productos que compramos y consumimos día a día: ropa, comida, autos, lujos...”, comenta desde España, en donde se encuentra adelantando un postdoctorado, el profesor Juan Daniel Martínez Ángel.

Este ingeniero mecánico, experto en sistemas energéticos y tratamientos termoquímicos para valorizar residuos, entre otros temas, quien además demuestra un alto compromiso con lograr un mundo mejor para todos, nos pone en contexto, al iniciar esta conversación acerca de una solución tecnológica marca UPB, que brinda esperanzas en medio de un panorama tan preocupante.

Avanzamos en el diálogo y, de forma obligada, hay que mencionar la transición energética, el cambio climático, las materias primas, la responsabilidad social y la economía circular. Al final, la invitación fue a quedarnos con este último concepto, pues como nos explica este PhD. en Energías Renovables y Eficiencia Energética, articula mayores acciones.

Soluciones a problemas reales

Mariluz Betancur Vélez, líder del Grupo de Investigaciones Ambientales (GIA), recuerda que son más de dos décadas de experiencia y estudio los que respaldan el ejercicio investigativo riguroso de todo el equipo. Ello permitió concretar las ideas en una solución tecnológica, que inspirada en la filosofía de la economía circular, puede transformar, mediante la deconstrucción por pirólisis, múltiples residuos sólidos de alta complejidad. La pregunta que originó todo este trabajo fue: ¿qué pasa con los productos que consumo o compro, cuando ya terminan su vida útil?

El reactor para pirólisis con contorno de la sección transversal del contenedor, en forma de dos semicírculos unidos, está protegido en Colombia mediante patente concedida por la Superintendencia de Industria y Comercio.

La solución propuesta es un reactor, de tipo tornillo sin fin (en inglés auger), que opera en modo continuo para la pirólisis de diferentes residuos sólidos. Motivados por darle una nueva oportunidad a los productos que finalizan su vida útil, Martínez Ángel,  junto con Felipe Campuzano Diosa, crearon una máquina que puede procesar y reciclar distintas tipologías de residuos sólidos. Algunos de los cuales, como el granulado de neumáticos fuera de uso y diferentes tipologías de residuos plásticos, permiten obtener tres tipos de productos, que luego podrán ser incorporados al proceso de manufactura de nuevos artículos.  

Tres fracciones se recuperan luego de la deconstrucción. Para el caso de los neumáticos no utilizados: gas combustible, aceite pirolítico y una fracción  sólida compuesta principalmente por negro de carbono o carbon black, y que hace poco fue nombrada por la American Society of for Testing and Materials (ASTM) como negro de carbono recuperado (recovered carbon black). “Todo lo que ves a tu alrededor que sea de ese color: la carcasa de tu celular y de la pantalla de tu computador, la silla donde estás sentada, los neumáticos, las mangueras, todo lo que sea de color negro es porque contiene negro de carbono”, comenta Martínez Ángel. Gracias a la deconstrucción que se logra con la tecnología desarrollada en la universidad se pueden recuperar los diferentes compuestos usados en la manufactura de los productos que terminaron su vida útil.

 
Infografía

La solución de la UPB procesa en continuo 1 kg/h. Además, en el caso de los residuos plásticos, permite recuperar los hidrocarburos contenidos en los mismos, y en algunos casos, los monómeros.

Los desafíos

 
Equipo de laboratorio
 
Carbón negro

Si bien emocionan los avances obtenidos, aún quedan retos por solucionar, como lo reconoce el profesor Martínez Ángel. Entre ellos, llevar la tecnología de un nivel de alistamiento tecnológico TRL 4 a una escala mayor, salir de lo que se conoce en la gestión tecnológica como el “valle de la muerte”, acumular horas de operación del equipo, así como escalar el desarrollo y validarlo en ambientes relevantes, explica el investigador. Pero más importante aún, lograr que otros actores del ecosistema de ciencia y tecnología, como son los inversores y la industria se comprometan; los primeros, con apostarle de manera efectiva a la solución, y los segundos, con incorporarla en sus procesos productivos.

Queremos valorizar los residuos posconsumo, explica Betancur Vélez. Debemos recuperar, pero con responsabilidad, precisa la profesora. Y esa es también la invitación que desde el Gobierno Nacional se hace a la industria en general, a través de la Estrategia nacional de economía circular, cierre de ciclos de materiales, innovación tecnológica, colaboración y nuevos modelos de negocio del año 2019.

Esta estrategia, que articula a los ministerios de Ambiente y Desarrollo Sostenible y de Comercio, Industria y Turismo, busca, entre otros objetivos, aumentar la tasa de reciclaje e incentivar una nueva utilización de residuos sólidos en el país; todo bajo el concepto de economía circular. “La estrategia [...] propende por un nuevo modelo de desarrollo económico que incluye la valorización continua de los recursos, el cierre de ciclos de materiales, agua y energía, la creación de nuevos modelos de negocio, la promoción de la simbiosis industrial y la consolidación de ciudades sostenibles. Todo con el fin, entre otros, de optimizar la eficiencia en la producción y consumo de materiales, y reducir la huella hídrica y de carbono”, indica el documento en su sección introductoria.

El papel de las universidades

Esta apuesta de Gobierno va dirigida a diversos públicos, desde los grandes y pequeños empresarios, gremios y entidades, hasta los consumidores de productos y servicios, incluidas las universidades. El reto que se le plantea a las Instituciones de Educación Superior y a los centros de investigación es que “promovamos la investigación aplicada y generemos información científica y técnica orientada a la innovación tecnológica para la economía circular”.

La UPB se compromete y hace la tarea que le corresponde. Nuestra solución tecnológica está lista para ser escalada y validada en entornos cada vez más retadores y exigentes. Buscamos empresarios innovadores y comprometidos con un mundo mejor. ¿Dónde están?

En esta universidad creemos en las capacidades del ser humano, cultivamos un estilo de vida sostenible, imaginamos y creamos juntos soluciones a los retos de la humanidad y del planeta”, rector Diego Marulanda Díaz, discurso de posesión, enero del 2023.

Alguna normativa relacionada

  • Programa posconsumo / Decreto 2811 de 1974, por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medioambiente en Colombia.
  • Documento CONPES 3874 de 2016. Política Nacional para la gestión integral de residuos sólidos.
  • Resolución 1326 de 2017, del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, que establece los sistemas de recolección selectiva y gestión ambiental de llantas usadas y se dictan otras disposiciones.
  • Estrategia Nacional de Economía Circular, 2019.
  • Plan Nacional para la Gestión Sostenible de los plásticos de un solo uso. Capítulo II. Acciones transversales. Acción 2.1 Investigación. 2021.
  • Ley 2232 de 2022. Conocida como ley de plásticos de un solo uso, que establece requisitos para productores, comercializadores y usuarios.
  • ODS 12. Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles.
  • Marco de Programas de 10 años sobre Patrones de Consumo y Producción Sostenibles. 10YFP — Conferencia de las Naciones Unidas.

 

Ficha técnica
Proyecto:  Iniciativa reactor para pirólisis (reactor Auger) con contorno de la sección transversal del contenedor, en forma de dos semicírculos unidos.
Palabras clave: Deconstrucción; Reactor Auger; Pirólisis; Patente; Economía circular
Grupo de Investigación: Grupo de Investigaciones Ambientales
Escuela: Ingenierías, seccional Medellín 
Líder:  Juan Daniel Martínez Ángel 
Contacto: revista.universitascientifica@upb.edu.co

 

Este artículo fue publicado originalmente en el volumen 26 n°.1 de la Revista Universitas Científica. Lee aquí todos los artículos. 

 

 
Claudia Patricia Gil Salcedo
Por:
Claudia Patricia Gil Salcedo
Líder de Divulgación Científica y Comunicaciones
Unidad de Apropiación Social del Conocimiento
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