Residuos de palma africana combatirían el calentamiento global

Los desechos de esta agroindustria sirven para elaborar carbones activados, materiales capaces de capturar dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases de efecto invernadero que están haciendo del planeta Tierra un lugar más caliente.

Las propiedades del cuesco de palma africana han llamado la atención de investigadores del mundo, en especial para usarlo en el sector energético. En la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) se han desarrollado trabajos para obtener gas de esta biomasa, con el que se alimentarían los motores de generadores de energía eléctrica, un proceso que resulta más efectivo que la combustión. (Lea: Nuevo desarrollo revolucionará la extracción de palma de aceite)

De la almendra de la palma se obtienen aceites apreciados en industrias como la de biocombustibles, limpieza, cosmética y alimentos; el cuesco es el material leñoso y duro que la envuelve, y que antes era considerado como un desecho con poco aprovechamiento industrial y sin valor comercial. Sin embargo, ahora es la base para el trabajo de investigadores como Sergio Alberto Acevedo Corredor, doctor en Ciencias - Química de la UNAL, quien además ha encontrado que este puede ser la materia prima óptima para convertirse en carbones activados.

Primero desde su maestría y después durante su doctorado, el investigador propuso brindar una alternativa para mitigar la crisis climática por la que atraviesa el planeta, con el desarrollo de un material adsorbente que capturara el CO2 y darle un valor agregado a este residuo agroindustrial sin valor industrial aprovechable, del que se producen más de 3.000 toneladas al año en Colombia, por ser el cuarto país productor de palma africana en el mundo y el primero de América.

“A veces es usado en la fabricación de briquetas combustibles (bloque sólido para usar en hornos o chimeneas), adoquines y bloques de mampostería o como material de relleno de carreteras, debido a su alta dureza y poco peso”, asegura el investigador. (Lea: El aceite de palma como fuente energética para rumiantes)

La profesora Liliana Giraldo Gutiérrez, del Departamento de Química y directora de la tesis del doctor Acevedo, agrega que ante la falta de alternativas para su aprovechamiento, la mayor parte termina como desecho; algunos lo queman para producir energía, pese a que es un foco de contaminación para los trabajadores.

Compromiso mundial

Hace cuatro años, dentro del marco de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático de 2015 (COP21), 195 países firmaron el Acuerdo de París, un primer acuerdo vinculante mundial sobre el clima, según el cual “para evitar un cambio climático peligroso es necesario establecer un plan de acción mundial que ponga límite al calentamiento global muy por debajo de los 2 oC, preferiblemente hacia los 1,5 oC”.

Para conseguir que la temperatura se quede por debajo de ese umbral en 2030, se deberán haber reducido las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero en un 50 % respecto a las de 1990; y en 2050 se tendrán que llevar las emisiones a cero gases como el CO2 que se genera por la creciente demanda de energía y otras actividades del hombre que hacen un poco más difícil la tarea. (Lea: Lodo de palma, alternativa para suplementar al ganado)

Por eso una de las opciones más viables para reducir las emisiones de este gas a corto plazo consiste en capturarlo y almacenarlo. Sólidos porosos que se conocen como carbones activados pueden servir de filtro para atrapar al CO2 y evitar que vaya a la atmósfera, una tarea para la cual muchos desechos de productos naturales –como las tusas del maíz, las cortezas de coco y en este caso el cuesco de la palma de aceite– se han convertido en un recurso ideal y económico.

Del cuesco al carbón

En el estudio del doctor Acevedo se evaluó la capacidad de utilizarlo para obtener carbones activados y llevar a cabo la adsorción de CO2, o el fenómeno por el cual un sólido o un líquido atrae y retiene en su superficie gases, vapores, líquidos o cuerpos disueltos.

En este caso se da debido a que es un material con alto contenido de carbono y que además puede ser regenerable, lo que permite extraer de nuevo el gas para emplearlo con otros fines industriales.

Para conseguirlo, el investigador empleó agentes químicos poco abordados en la literatura científica, sales metálicas como los nitratos cúprico y férrico, y los cloruros de magnesio y calcio, con lo que hizo un aporte al conocimiento que se tenía sobre la elaboración de carbones activados a partir de la palma de aceite, al abordar una nueva ruta. (Lea: El raquis, el elemento clave para fertilizar la palma de aceite)

Al cuesco de palma, obtenido de plantaciones de La Guajira, se le hizo un pretratamiento en el que se trituró, lavó y secó dejándolo en partículas granulares de 4 mm (aprox.) que se impregnaron con las sales metálicas. Así estas actúan como plantillas de la porosidad que necesita el carbón activado para poder hacer la adsorción de gases como el CO2 de manera eficaz, rápida y selectiva.

Después se adelanta un proceso de carbonización y activación, y se seleccionó el carbón activado con los mayores valores de área superficial y volumen de poro para evaluar la adsorción y afinidad por el CO2. Estos fueron almacenados para caracterizar sus propiedades fisicoquímicas y analizar cómo sería el proceso de adsorción del CO2 en estos materiales.

Una adsorción rápida y efectiva

“Logramos obtener un tamaño de partícula y de porosidad adecuado para que la adsorción del CO2 sea rápida y óptima”, comenta el doctor Acevedo, quien asegura que esta característica resulta muy deseada a nivel industrial pues hace que estos procesos sean menos tediosos y más efectivos. (Lea: Fruto de palma nativa, una opción económica para alimentar ganado)

Entre los estudios del investigador en su maestría y doctorado se analizaron cerca de 50 muestras de carbones activados hechos a partir de cuesco de palma africana, de las cuales se seleccionaron las que mejor se comportaron con el CO2, que aunque no consiguen una capacidad de adsorción superior a lo que se ha reportado en la literatura en otros materiales microporosos obtenidos con agentes químicos convencionales, sí lo hacen más rápido.

Como detalla el investigador, otros carbones activados pueden tardar mucho tiempo en la adsorción del gas, mientras que el material que se obtuvo con este estudio lo hace en menos tiempo, y además brinda la oportunidad de reutilizar el CO2 en algunos sectores de la industria química.

Los carbones obtenidos pueden almacenar alrededor de 300 mg de CO2, lo que resulta atractivo para usarlo en el desarrollo de filtros que se pueden usar para descontaminar en procesos de poscombustión industrial, comercial, agrícola y doméstica, como la salida de una chimenea industrial o la del escape (exosto) de un carro, entre otras. (Lea: Clonar la palma de aceite, una alternativa de productividad)

Sin embargo, aclara que para llegar a estas aplicaciones aún faltan estudios de regeneración de los materiales para corroborar los datos obtenidos y conseguir llevarlo a una escala piloto e industrial en la cual se reduzca el impacto ambiental que las emisiones de gases de efecto invernadero producen hoy.

Por estos importantes aportes, esta investigación se ha hecho merecedora del Premio Iberoamericano de Química 2018 y ha dado pie a una producción investigativa de siete artículos científicos en revistas indexadas y trece ponencias en congresos nacionales e internacionales, pero lo más importante es que se puede convertir en una de las alternativas para evitar que el planeta se siga calentando.

Fuente: UN Periódico digital.