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Ciencia & Tecnología

Biocombustible con hidrógeno recibe patente de la SIC

La Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) le otorgó patente de invención a un proceso para producir hidrógeno, el cual se podría usar en estufas o para el secado del café, como sustituto o complemento del gas natural.

Medellín, 26 de agosto de 2019Agencia de Noticias UN–

El biocombustible obtenido alcanzó 42 % de hidrógeno. Foto: cortesía Deisy Yuliana Cano Quintero.

Se utilizaron residuos orgánicos de centrales de abasto de Medellín. Foto: cortesía Deisy Yuliana Cano Quintero.

Un medidor de gas establece el contenido de hidrógeno del biocombustible. Foto: cortesía Edilson León Moreno Cárdenas.

Actualmente se comparan pruebas de secado de café con gas propano y con biohidrógeno. Foto: cortesía Edilson León Moreno Cárdenas.

Deisy Yuliana Cano Quintero, magíster en Ingeniería Agroindustrial de la UNAL Medellín. Foto: cortesía.

Edilson León Moreno Cárdenas, profesor de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNAL Medellín. Foto: Unimedios.

Para obtener este biocombustible, la ingeniera agrícola Deisy Yuliana Cano Quintero, magíster en Ingeniería Agroindustrial, y el profesor Edilson León Moreno Cárdenas, del Departamento de Ingeniería Agrícola y de Alimentos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, aprovecharon los residuos de diferentes actividades agroindustriales que contienen azúcares y carbohidratos, como frutas y verduras no aptas para el consumo humano ni animal.

Los investigadores les dieron valor agregado como sustrato en un proceso de fermentación y posterior obtención de un biocombustible con alto contenido de hidrógeno.

Es de anotar que aunque el hidrógeno es el elemento más abundante en la naturaleza, para obtenerlo se debe hacer un proceso de extracción, ya que está mezclado con otros. Los métodos existentes para hacerlo generalmente están asociados con combustibles fósiles como el petróleo, lo que vuelve costoso el proceso y dependiente de recursos no renovables.

Según el profesor Moreno, la mayoría de los procesos de aprovechamiento de residuos orgánicos están orientados a producir biogás, una composición de dióxido de carbono y metano, que para ser utilizado como combustible debe contar con una concentración de metano superior al 75 %.

Agrega que el biogás tiene menos capacidad energética que el biohidrógeno, combustible que ha sido de interés por los investigadores, porque además no genera emisiones durante su combustión.

“La ventaja es que cuando se quema hidrógeno lo único que se genera es vapor de agua, no se producen gases contaminantes ni de efecto invernadero”, explica el profesor Moreno.

Para secado de café

Actualmente se realizan las primeras aplicaciones, entre ellas utilizar el biocombustible para secado de café, que por lo general se hace con combustibles fósiles como el carbón. Se espera que el estudio permita evaluar las cantidades óptimas para tal fin.

“Por ser un combustible gaseoso, el biohidrógeno se puede mezclar con otros como el gas natural, por lo que también podría ser su sustituto y utilizarse para la preparación de alimentos o en procesos térmicos”, afirma el académico.

Los investigadores trabajan en tres aplicaciones: como combustible para secado; como complemento o sustituto para combustibles en motores de combustión interna, y en celdas de hidrógeno, máquinas eléctricas que utilizan el elemento químico como insumo para entregar energía eléctrica.

Según el profesor Moreno, con la investigación se abren posibilidades para el hidrógeno, el cual históricamente ha sido considerado como peligroso después de haberse empleado como combustible para el dirigible alemán LZ 129 Hindenburg, que se incendió el 6 de mayo de 1937 cuando aterrizaba en Nueva Jersey (Estados Unidos), causando la muerte de 36 personas. Posteriores investigaciones demostraron que la presencia de materiales inflamables incidió en la magnitud de la tragedia.

“Otra limitante es que no está disponible y que es difícil obtenerlo, en términos de precios y energía. En lo que nos diferenciamos con relación a lo que está documentado sobre la fermentación para obtener hidrógeno es en la utilización de sustratos residuales como materia prima y que los microorganismos que están presentes en los residuos son los usados para la generación del hidrógeno”, destaca.

Además, en la acidificación del sustrato no se utiliza ningún aditivo químico, sino que un grupo de bacterias nativas lo hace durante una primera etapa de la fermentación.

En la primera fase se trituran los residuos y se constituyen en el sustrato; en la segunda se dejan reposar en un biorreactor sin intervención y allí los microorganismos degradan los azúcares formando ácidos y descendiendo el pH. En la última, se adiciona una base y se controla la temperatura, lo que lleva a la formación del hidrógeno por parte de algunas bacterias. Mediante el procedimiento se produce hidrógeno en vez de metano.

La patente es la primera que se otorga para un proceso de ese tipo. Para el investigador representa una gran satisfacción, pues estaba convencido de que era factible utilizar los residuos orgánicos en un proceso de bajo costo y sencillo para obtener hidrógeno, tema en el cual venía trabajando y que se potenció después de asignárselo a su estudiante Deisy Yuliana Cano como una actividad de consulta en una asignatura durante su pregrado.

Otro motivo de orgullo para los investigadores fue precisamente constatar que se pueden utilizar microorganismos nativos sin esterilizar los sustratos para producir hidrógeno, pues una fermentación de bajo consumo de energía se hace a 30 °C, incluso los biorreactores pueden trabajar en el día sin suministro de temperatura y con bajo nivel de agitación.

La patente del “Proceso para producir hidrógeno mediante fermentación anaeróbica oscura de residuos orgánicos” otorgado por la SIC está vigente hasta el 7 de junio de 2036.

(Por: Fin/Unimedios Medellín/MLA/LOF
)
N.° 599

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