Desarrollan un reactor capaz de eliminar residuos y generar llamas a través de un proceso 'verde'

Tres alumnos de la Universidad de Valladolid, Pablo Cabeza, Cristina Jiménez y Joao Paulo Silva, han desarrollado un prototipo de reactor que posibilita el tratamiento de residuos mediante un proceso inocuo para el medio ambiente, denominado Oxidación en Agua Supercrítica. Además de este importante procedimiento, el reactor es capaz de generar llamas hidrotermales, cuyo alto poder calorífico puede ser aprovechado energéticamente. El grupo de alumnos ha estado dirigido por María José Cocero, coordinadora del GIR de Procesos de Alta Presión de la Universidad de Valladolid, así como por una de las investigadoras principales del grupo, Dolores Bermejo.

Por su carácter novedoso, el aparato y el procedimiento para la generación de llamas hidrotermales se encuentra en proceso de patente, lo que ha podido llevarse a cabo a través del Programa Piloto de Protección de Resultados de Proyectos de Alumnos (Prometeo) de la Fundación General de la Universidad de Valladolid, en el marco del proyecto T-CUE (Transferencia de Conocimiento Universidad-Empresa) de la Junta de Castilla y León.

Como explica uno de los estudiantes que ha participado en el proyecto, Pablo Cabeza, el Grupo de Procesos de Alta Presión trabaja desde hace más de 15 años en este tipo de reactores. “Fue la primera línea del Grupo”, recuerda el joven científico, quien apunta que el prototipo desarrollado recientemente es una versión mejorada de la primera generación de reactores diseñados por el equipo de María José Cocero.

“Cuando entré en el grupo se dio la posibilidad de diseñar un reactor nuevo, para lo que estudiamos cuáles eran las cosas buenas y las malas de los que se habían hecho hasta el momento. La idea fue combinar todas las características anteriores y probarlas en un nuevo reactor”, detalla Pablo Cabeza, quien se encargó de la parte de diseño. Posteriormente, realizaron una simulación por ordenador y observaron que el reactor ideado podría funcionar mejor que los anteriores. Tras unos seis meses de diseño y pruebas, el grupo logró financiación para construir el prototipo gracias a la colaboración de la empresa Cetransa.

Funcionamiento del equipo

En cuanto al funcionamiento, el reactor es capaz de someter al agua a condiciones especiales de temperatura y presión. Cuando alcanza los 374 grados de temperatura y las 220 atmósferas de presión, el denominado punto “supercrítico”, el agua se convierte en un efectivo disolvente y es miscible con la materia orgánica y con los gases, incluidos el oxígeno y el dióxido de carbono, una propiedad puede ser aprovechada para el tratamiento de residuos.

Así, se introduce en el reactor agua, aire y el residuo, como fangos o compuestos nitrogenados. Como indica el investigador, “es como montar una hoguera dentro de una olla a presión”, ya que al llegar a las condiciones “supercríticas” se producen llamas. Cuando el proceso llega a su fin, el residuo se ha eliminado y tan solo queda agua y CO2 en unas concentraciones equivalentes a las del agua potable.

Respecto a las llamas hidrotermales que se generan a lo largo del proceso, cuentan con un gran poder calorífico (cercano a los 700 grados). Por ello, uno de los aspectos más novedosos del proyecto llevado a cabo es el posible aprovechamiento de esta energía para, por ejemplo, autoabastecer a la planta de tratamiento. “Ahora tratamos no solo de eliminar el residuo, sino de aprovechar el calor que se genera en la reacción para un estudio de aprovechamiento energético”, añade Cabeza, quien insiste en la importancia de esta energía “limpia”.

El joven científico recuerda que aún queda mucho trabajo por hacer, ya que una vez concluido el montaje del reactor hay que realizar pruebas para determinar las aplicaciones que puede tener. En este sentido, uno de los valores añadidos del nuevo dispositivo es la posibilidad de efectuar varias configuraciones. “Nos permite hacer cambios, lo que es como tener varios reactores en uno mismo. Podemos modificar las entradas y las salidas y realizar pruebas, y a partir de ahí hacer otra configuración para ver si el resultado es mejor o peor”, concluye.