PIRÓLISIS

El proceso de pirólisis consiste en la descomposición de la materia orgánica por la acción del calor y en ausencia de oxígeno. la propia concepción de la pirólisis implica un aporte térmico que, aunque puede tener diferentes orígenes, es lógico suponer que se lleve a cabo con el mismo material que se está tratando.

Aunque la descomposición térmica de la materia orgánica es muy compleja, se pueden distinguir a lo largo del proceso varias etapas:

• Hasta los 200 ºC se produce una pérdida de agua y de otros productos volátiles.
• Entre los 200 y los 250 ºC los constituyentes menos estables de la biomasa se descomponen con desprendimiento de agua y óxidos de carbono, formándose hidrocarburos líquidos oxigenados (alcoholes y ácidos).
• Hacia los 275 ºC se genera la mayor parte de los hidrocarburos líquidos, reacción que, al ser exotérmica, recalienta la masa hasta 300 - 350 ºC.
• Por encima de los 300 ºC comienza la formación de productos carbonosos de alto peso molecular (alquitranes y coque).

La naturaleza y composición de los productos finales dependen de las propiedades de la biomasa tratada, de la temperatura y de la presión de operación, y de los tiempos de retención del material en el reactor.

Las materias primas que se investigan actualmente para desarrollar esta técnica son, esencialmente, los subproductos agrícolas y forestales y los residuos sólidos urbanos. Precisamente, las mejores perspectivas de tratamiento de los residuos sólidos urbanos se encuentran en el campo de la pirólisis, de tal manera que la mayor parte de las investigaciones realizadas sobre este proceso se han hecho sobre la base de utilizar como material de alimentación estos residuos, con la doble opción del tratamiento integral o de hacer una clasificación previa para separar los materiales inorgánicos (vidrios y metales) y someter a pirólisis sólo la fracción orgánica.

Generalmente, los productos de reacción se pueden clasificar en tres grandes grupos:

• Un gas compuesto por hidrógeno, óxidos de carbono e hidrocarburos gaseosos.
• Un líquido que, a la temperatura ambiente contiene compuestos hidrocarbonados complejos, entre los que destacan los de carácter oxigenado (alcoholes).
• Un residuo sólido carbonoso que contiene carbones y alquitranes, así como cenizas.

Las directrices de tratamiento más generalizadas respecto a la obtención de productos se orientan hacia la obtención de dos de los tres grupos posibles: normalmente, gases y sólidos o líquidos y sólidos, siendo frecuente que los gases obtenidos sean utilizados como combustible en otras partes del sistema de proceso.

En el caso de producción de combustibles líquidos y carbón, se requiere una alimentación con humedad baja y constante, para lo cual se realiza una desecación previa, utilizando los gases de la propia pirólisis, tal como muestra el siguiente esquema:

Esquema del proceso de pirólisis

Con objeto de mejorar los rendimientos en combustibles líquidos, en la actualidad están presentando gran interés los procesos denominados de licuefacción, que son variantes de la pirólisis en el aspecto de que no utilizan oxígeno como comburente, pero son llevados a cabo con un gas reductor, que puede ser monóxido de carbono, hidrógeno o una mezcla de ambos (gas de síntesis), en presencia de catalizadores (carbonatos alcalinos) en solución acuosa, a alta presión (100 - 300 atmósferas) y temperaturas entre 300 y 500 ºC. El combustible obtenido tiene un poder calorífico de unos 33,5 MJ/kg y equivale a una recuperación energética del 50 al 55%.

De las diferentes vías pirolíticas aquí consideradas, la licuefacción es la de desarrollo más retrasado, por lo que hay que esperar que experimente un notable impulso por las ventajas que presenta el combustible obtenido en cuanto a transporte, manipulación, acumulación y posibilidades de utilización.