TECNOLOGÍA DE VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS DE CAUCHO Y NFU MEDIANTE PIRÓLISIS CONTINUA

Esta tecnología  supone una novedad mundial respecto a la valorización energética y material de residuos de neumáticos fuera de uso (NFU) y/o cauchos industriales mediante pirolisis de lecho en surtidor (spouted bed) con obtención de diésel y negro de carbón o carbón activado, dando lugar a un nuevo proceso para la obtención de estos sin consumo de recursos naturales.

Tras un largo periodo de investigación, cuyos trabajos comenzaron en el año 1980, en el desarrollo e innovación de procesos de interés energético y medio ambiental para la valorización de materiales residuales, en el  marco de la economía circular y la sostenibilidad del reciclaje de los residuos, el Grupo de Investigación de Procesos Catalíticos y Valorización de Residuos (PROCAT – VARES) del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibersitatea (UPV/EHU), y la Ingeniería “Management & Innovation”, Empresa especializada en el reciclaje material y/o valorización energética de residuos, dentro de su acuerdo de colaboración tecnológico, han culminado el desarrollo de un proceso de pirolisis con diferentes características geométricas de reactores tipo “spouted bed”, que permite procesar residuos de forma ininterrumpida con alimentación continua del material residual (pirolisis térmica), o de éste junto con un catalizador (pirolisis con degradación catalítica). Este diseño tiene la capacidad de procesamiento uniforme de mezclas de partículas de diferentes tamaños y densidades. Dicho proceso es de alta eficiencia (la mayor del mercado internacional), continuo, a baja temperatura, con mínimo tiempo de residencia del residuo, sin producción de ceras ni alquitranes, y cumpliendo con la normativa REACH de medio ambiente.

Su aplicación reduce los residuos generados, con las consecuentes ventajas medioambientales, y da lugar a la recuperación de diferentes recursos (energía y materia primas secundarias) con un gran valor añadido. Esta tecnología, desarrollada y probada, permite procesar diversos tipos de residuos, entre otros: neumáticos fuera de uso (NFU) y/o cauchos; plásticos; envases tipo brik; biomasa; etc., pudiendo generar, en función del tipo de residuo, combustibles líquidos y gaseosos, energía eléctrica, energía térmica, energía frigorífica, negro de carbón, carbón activado, acero, fibra textil, pasta de papel, aluminio, y CO2 alimentario.

En el caso particular de la tecnología correspondiente a la valorización energética directa y reciclaje material de neumáticos fuera de uso (NFU) y/o cauchos industriales, a través de un sistema de pirolisis de lecho en surtidor (spouted bed), el proceso genera dos fracciones: sólida y gas, y su rendimiento y propiedades varían fundamentalmente con la existencia o no de catalizadores, el tipo de catalizadores, la temperatura de operación y las características del residuo.

La fracción sólida de los recursos generados puede ser potencialmente utilizada como carbón activado, combustible sin humos (smokeless fuel), y también como negro de humo, o puede ser gasificada para la producción de combustibles gaseosos. En cualquier caso, estas aplicaciones requieren de procesos posteriores de activación.

Dicha activación permite desarrollar la superficie específica, además de rebajar sensiblemente el contenido en azufre, dando lugar su potencial utilización como carbón activo y/o negro de carbón de calidad comercial, con un alto valor añadido. La activación provoca una reducción en la masa considerable. 

Carbón activo o carbón activado es un término genérico que describe una familia de adsorbentes carbonáceos altamente cristalinos y una porosidad interna altamente desarrollada.

En el proceso de activación del char obtenido de la pirolisis térmica de NFU y/o cauchos industriales se obtiene un carbón activado de alta calidad con una superficie específica ≥ 500 m2/gr, y cumple con la normativa REACH de medio ambiente.

Este proceso, cuya aplicación se engloba dentro de las energías renovables, incorpora la posibilidad de obtener carbón activo a partir de un residuo, y no de las materias primas utilizadas en el mercado internacional hasta la actualidad: cáscaras de frutas, carbón vegetal, lignito, y madera en polvo, cumpliendo con los objetivos de la economía circular y la sostenibilidad del reciclaje de los residuos a nivel mundial. 

Hoy en día, los residuos no son sólo un problema medioambiental, sino también una pérdida económica. Para asegurar nuestra calidad de vida y el bienestar humano a largo plazo, tenemos que preservar el medio ambiente y seguir cultivando los beneficios que nos proporciona mediante la reducción de la cantidad de materiales que estamos extrayendo.

Si bien es importante reducir el flujo de nuevos materiales en el proceso de producción haciendo “procesos de producción más eficientes”, el concepto de economía circular se centra en la necesidad de reducir la pérdida de material y los residuos generados durante la producción y el consumo. En consecuencia, dicho proceso supone una novedad mundial. 

El negro de carbón, a veces confundido con el negro de humo, es un material producido generalmente por la combustión incompleta de los productos derivados del petróleo. El uso más común (70%) del negro de carbón es como pigmento y base de refuerzo en neumáticos para automóviles.

El negro de carbón obtenido de la pirolisis térmica de NFU y/o cauchos industriales es igualmente de alta calidad, cumpliendo los estándares N660 o N762 y los requerimientos de la normativa REACH de medio ambiente, y, lo mismo que para el carbón activado, supone una novedad mundial, cumpliendo con los objetivos de la economía circular y la sostenibilidad del reciclaje de los residuos.

Los gases obtenidos están compuestos por un amplio rango de hidrocarburos parafínicos, olefínicos y aromáticos, que se pueden agrupar en tres fracciones de acuerdo al contenido de carbonos en su fórmula molecular: gas de pirolisis (C1-C4), gasolina (C5-C9) y gasóleo (C10-C15+).

El gas de pirolisis (C1-C4) resultante se prepara para utilizarlo como combustible de los sistemas térmicos del proceso: mantenimiento de la temperatura del reactor, producción de vapor y/o agua caliente, producción de aire caliente para secado, etc., o como combustible de sistemas de autogeneración eléctrica, cogeneración y/o trigeneración termoeléctrica para la producción de electricidad, calor y frío.

Dado que una parte de dichos gases condensan a temperatura ambiente, o a la temperatura de utilización como combustibles, dichos gases son enfriados y procesados para la separación de sus componentes.

 Los combustibles líquidos obtenidos pueden ser separados en sus componentes, y mediante tratamiento, aditivación y estabilización producir gasolinas, gasóleo de automoción (clase A), gasóleo de uso agrícola y marítimo (clase B), y gasóleo de calefacción (clase C).

La aplicación de estas tecnologías de valorización energética y material mediante el reciclado químico de los residuos de caucho y/o neumáticos fuera de uso (NFU), a través de un sistema de pirolisis continua de lecho en surtidor, permite obtener sistemas de calidad técnica y medioambiental según normas ISO 9000 y 14000 respectivamente, pudiendo determinarse las instalaciones industriales como “plantas de vertido cero” desde el punto de vista medioambiental.