La Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín se asocia con empresas y universidades de España, Australia, Estados Unidos, Canadá, Alemania, Arabia Saudí, Brasil, Francia y Argentina, para mostrar que la eficiencia de las energías renovables con base en biomasa puede ser posible en el mundo.
La Alliance for Biomass and Sustainability Research (Abisure) investiga junto a 21 universidades sobre los beneficios de la materia orgánica (biomasa) al generar energía eléctrica, térmica, y nuevos productos a través de procesos termoquímicos.
Este equipo internacional también trabaja en el desarrollo de modelos matemáticos, de estrategias de optimización de procesos fisicoquímicos, generación de biomateriales e implementación de programas de eficiencia energética en el sector industrial, con el fin de “hallar opciones de aprovechamiento y generar productos de alto valor agregado para Colombia y el mundo”.
Así lo afirmó el profesor Farid Chejne Janna, director de esta Alianza de excelencia de la Facultad de Minas de la UNAL Sede Medellín y coordinador del grupo de investigación, Termodinámica Aplicada y Energías alternativas (Tayea), del cual surgió esta red internacional.
Este grupo, integrado por 28 estudiantes de pregrado y posgrado, tiene una trayectoria investigativa de 20 años en la gasificación y la combustión de carbón: proceso termoquímico donde se transforma el carbón, biomasa o plástico en un gas combustible, mediante una serie de reacciones que ocurren con un agente gasificante (aire, oxígeno, vapor de agua o hidrógeno).
El grupo ha estudiado además el uso del carbón activado en procesos como la refrigeración solar hasta lograr una patente en producción de hielo por medio de la refrigeración por absorción solar, usando carbón activado y metanol. También ha investigado con profundidad la pirólisis de biomasa, en la cual, por calentamiento muy rápido (más de 100 ºC), se logra obtener biochar, bioaceite y gases combustibles; en esta área se lograron dos patentes: una relacionada con el reactor de pirólisis y la otra con la termobalanza de partículas grandes.
Red de Excelencia
Según el docente Chejne, esta red internacional busca trabajar en cuatro aspectos: modelamiento y optimización de procesos termoquímicos, transformación de biomasa, producción de biomateriales y aspectos relacionados con la sustentabilidad del país en un proceso de transición energética.
En este segundo aspecto, la Red busca entender procesos termoquímicos como la gasificación, la combustión, la pirólisis (descomposición química de materia orgánica por calentamiento a altas temperaturas, cerca de 550 ºC, en ausencia de oxígeno), la torrefacción (otro tipo de pirólisis pero a baja tasa de calentamiento y menores temperaturas, cerca de 300 ºC) y la producción de pellets (trozos pequeños de material acumulado capaces de generar bioenergía), entre otros.
En cuanto a la producción de biomateriales, el grupo pretende aprovechar y optimizar la producción del biochar (carbón vegetal obtenido de restos vegetales y residuos de biomasa), el cual puede ser muy útil para generar energía limpia, mitigar el cambio climático o incrementar la fertilidad del suelo de cultivos.
Por ello, desde el grupo Tayea se avanza en investigaciones de maestría y doctorado relacionadas con la producción de hidrotratamiento de bioaceite, compuesto bioamigable o precursor para gasolinas; producción de biochar y mejores condiciones para aumentar su rendimiento, además de la aplicación de este en el suelo, modelos matemáticos que permiten escalar equipos y tecnología, y, en una investigación más reciente, sobre la producción de pellets.
“En una empresa se generaban tres tipos de residuos: uno de la caldera, otro de la planta de tratamiento del agua y otro de la industria de la madera. Logramos mezclar esos materiales y tener un combustible que le funcionara a la caldera perfectamente; también hubo resultados en ahorro de dinero y solución de problemas ambientales”, señaló el docente.
Las universidades en la red
La Abisure está integrada por las Universidades de Queensland; Washington State; Duke; de Groninga; Penn State; de La Guajira; de Antioquia; Francisco de Paula Santander; Pontificia Bolivariana; de Nariño; Autónoma de Madrid; Universidad de Zaragoza (y su Instituto Universitario de Investigación en Ingeniería); de Aragón; EIA; de Dalhousie y la UNAL.
También por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España, el Instituto Tecnológico de Karlsruhe; el Laboratorio de Tecnologías de Biomasa; el Centro Tecnológico Cartif y el Colegio Mayor de Antioquia.
El grupo se mantiene abierto a nuevas instituciones que se unirán a la iniciativa.
Y entre las compañías participantes están Sume+, Phina Biosoluciones, Daabon, Compañía Nacional de Chocolates, Smurfit Kappa, Argos, Cenipalma, Roic SAS y otras que se irán sumando en la marcha.
Para 2022, Abisure pretende programar su primera conferencia científica, diversas visitas a centros nacionales e internacionales y cursos especializados globales y homologables para maestrías y doctorados. También se propone publicar 5 trabajos de investigación, boletines técnicos mensuales y crear un programa de maestría internacional.
