Estudiantes UV crean gasificador usando biomasa

Un académico y un grupo de alumnos de Ingeniería crearon un gasificador de biomasa para producir gas de síntesis, también conocido como SYN Gas, como resultado de un trabajo de investigación desarrollado durante un año y que servirá para transformar residuos en energía.

El uso que se le puede dar al gas de síntesis que se obtiene con este gasificador es directamente en la combustión para generar energía térmica, como fuente de alimentación de una máquina de combustión interna, y debido a que el gas que se produce es rico en hidrógeno –contiene 30 por ciento– también se puede introducir en celdas de este elemento para producir energía eléctrica, o se puede utilizar para tratar aguas residuales.

El proyecto fue desarrollado por el académico Raúl Yépez Serna y los alumnos Luis Clemente Hernández Pescina, Pablo Ponce Ubaldo, Iván Mendoza Prado y José Fernando Salvador Molina, quienes obtuvieron su título con esta investigación.

El gasificador de biomasa es resultado del trabajo recepcional de siete alumnos del programa educativo de Ingeniería Mecánica Eléctrica, mismo que derivó en tres tesis que analizaron el diseño y pruebas del gasificador, el manejo óptimo del mismo y la utilización del gas para generar energía eléctrica.

Con esta investigación, realizada en dos periodos escolares, cuatro de ellos se hicieron acreedores al segundo lugar en la Feria Regional de Emprendedores de la UV y el octavo lugar a nivel estatal del concurso organizado por el Consejo Veracruzano de Ciencia y Tecnología (Covecyt) “Fomento para jóvenes talentos científicos”.

Gas a partir de almendras

La idea del diseño del gasificador fue obtenida de la empresa americana GEK Gasifier, que ofrece al público un apartado denominado Open Source para que sea replicado. Derivado de ello, estudiantes y académicos de la Universidad Nacional Autónoma de México y la Universidad de Guadalajara ya han realizado algunos estudios para la mejora del mismo. En el estado de Veracruz, la UV es pionera en este campo, de tal forma que pretende adaptar esta tecnología de acuerdo con la materia prima que se tiene.

En la Facultad de Ingeniería se involucrará a estudiantes de Ingeniería Química para evaluar la composición del gas con base en diferentes tipos de biomasa que se encuentran en la región.

Debido a que en las zonas del Trópico hay una gran cantidad de biomasa como hojas, troncos, pastos, cáscara de coco o residuos de la palizada que llega a los ríos, entre otros, “nosotros utilizamos como combustible el fruto del árbol de almendro: las almendras, con esto se ha trabajado este último año”, expuso el líder del proyecto Raúl Yépez.

El gasificador que se creó tiene capacidad para cuatro y medio kilos de biomasa. Con cada kilo de almendras se obtienen dos metros cúbicos de gas, y de dos metros cúbicos en una máquina de combustión se obtienen alrededor de 2.75 kilowatts de energía. Si se toma como referencia que en una casa se consume aproximadamente 700 kilowatts al mes, se tendría que con 100 kilos de biomasa se produciría la energía eléctrica de una casa.

Desafortunadamente en México todavía no se utiliza este proceso a gran escala, a diferencia de países europeos como Noruega, Alemania, Suecia, España, que sí utilizan la gasificación para la obtención de energía, quizá porque México tiene mucho petróleo, sostuvo Yépez Serna.

Además, el uso del gas puede ayudar en dos factores importantes: como energía renovable, 100 por ciento sustentable, que aprovecha los residuos y que no necesita de una gran infraestructura. El segundo factor es el vector de la sustentabilidad.

El académico ejemplificó al respecto: “A una comunidad de 20 o 30 familias les puede brindar energía eléctrica y sólo se necesita dos o tres personas para llevarlo a cabo, que tengan una capacitación sobre el proceso, el tratamiento que se le da a la biomasa, la instalación, evaluación de las materias primas de la zona y las necesidades de una comunidad”.

En la actualidad ya hay interés de esta transferencia de tecnología para ponerla en práctica en un aserradero de Huatusco y otro de una zona serrana, que les permitirá reducir costos ya que para ellos es gravoso llevar la energía eléctrica a esa zona.

De este proyecto ya han emergido varias tesis, van siete ingenieros que se titulan mediante este trabajo de investigación que ya está generando los primeros resultados con la meta de producir “un gasificador de biomasa diseñado y construido en Veracruz, con mano de obra, ingenio, esfuerzo y trabajo de estudiantes veracruzanos y específicamente que funcione con el tipo de biomasa que existe en la región”, puntualizó Raúl Yépez.

El proceso de transformación

La biomasa se introduce a un gasificador en el que se seca la materia prima, se le quita todo el líquido que posee y de ahí pasa por un proceso de pirólisis; es decir, se separan las cadenas de los elementos que constituyen la materia. Después viene la combustión y la gasificación, que hace referencia a la fracción de las cadenas de carbono y esto se logra teniendo una zona de gasificación donde la temperatura está arriba de los 800 grados, pero debajo de mil. El punto medular de este proceso es mantener ese rango entre 800 y mil grados, no menos ni  más.

El gasificador se arranca con gas butano y se produce una flama, pero una vez que se tiene la flama, hay que quitar el gas, la ausencia de oxígeno ayuda a que el combustible sea la misma gasificación. Gracias al filtro, que es carbón natural, se captura todo el hollín e impurezas para, posteriormente, pasar al ciclón donde el gas circula, ahí se coloca glicerina pura y con ello termina de purificarse.

Cabe destacar que la glicerina es producida previamente en la planta de biodiesel dirigida por Ingeniería y “fue una innovación al proceso que mostró resultados positivos puesto que limpia el gas, ya que los alquitranes se quedan en el líquido”, comentó Raúl Yépez.

El residuo final es una ceniza que también puede aprovecharse: actualmente se utiliza para fijar el agua en campos, conocido como biochar, y al unirla con la composta sirve para mejorar los cultivos agrícolas.

El proceso de esta investigación sirvió para sustentar trabajos de tesis que tenían como alcance generar un gas que permitiera mover un motor de combustión interna y éste, a su vez, moviera un generador de energía eléctrica de 20 kilowatts; no obstante, los responsables del proyecto dijeron que el gasificador de biomasa todavía se encuentra en el proceso de pruebas para liberar esta transferencia de energía.