Fuente: EULA
Un trabajo coordinado desde la academia, entre facultades y directamente relacionada con los desafíos actuales del país en materia de sustentabilidad y economía circular, es el que llevan adelante las investigadoras Ximena García de la Facultad de Ingeniería y Claudia Ulloa de la Facultad de Ciencias Ambientales y Centro EULA.
Sus líneas de investigación están asociadas al estudio de nuevos usos para materiales como carbón mineral o neumáticos fuera de uso.
Se trata de proyectos que, con un enfoque inicial centrado en el desarrollo de materiales carbonosos a partir de carbón mineral de la región del Biobío, lograron producir carbón activado para tratamiento de aguas, consiguiendo resultados muy efectivos en el abatimiento de arsénico y microcontaminantes orgánicos. Luego de esa etapa y a raíz de los resultados, por medio de dos proyectos Fondef dirigidos por ambas académicas: “Desarrollo de carbón activado para tratamiento de agua a partir de carbón mineral y neumáticos fuera de uso” (Fondef IT19I0004) y “Desarrollo de un adsorbente carbonoso para almacenamiento de hidrógeno, a partir de carbón mineral” (Fondef ID20I10008), se extendió la investigación a otros usos y materiales, en particular almacenamiento de hidrógeno, elemento clave para el despliegue de la economía del H2; así como la revalorización de neumáticos fuera de uso, residuo priorizado por la Ley REP (Responsabilidad Extendida del Producto).
“El carbón activado con propiedades adecuadas, como elevada área superficial y alta microporosidad se presenta como uno de los materiales con mayor potencial para ser utilizado en soluciones orientadas al almacenamiento de hidrógeno en vehículos livianos. En nuestro laboratorio hemos avanzado en la producción de este material y su caracterización; y en la actualidad, estudiamos alternativas de modificaciones superficiales que permitan mejorar aún más sus capacidades de almacenamiento de manera de acercarnos a las metas establecidas como las que lo convertirán en un material factible para su escalamiento. Otro aspecto no menor lo constituye la opción que se presenta para el carbón mineral, el cual pasa de ser un combustible fósil en retirada, a convertirse en materia prima para la generación de un material de alto valor agregado y amplia versatilidad en sus aplicaciones”, explicó la docente y directora del Departamento de Ingeniería Química (DIQ) quien valoró el trabajo que realiza el equipo conformado por investigadores postdoctorales y dos ingenieros de proyectos además de alumnos tesistas, desplegados en el Centro Eula y también en el laboratorio de Carbonos y Catálisis (CarBoCat) del DIQ.
A su vez, Claudia Ulloa, co-directora del proyecto, explicó el desarrollo que ha tenido este trabajo, detallando que “en el camino vimos la opción de incorporar además otro tipo de materiales ricos en carbono, que pudiesen ser también activados para tratamiento de aguas. Ahí surgió una oportunidad con dos empresas asociadas del Grupo Arrigoni, que tienen una planta de pirolisis de neumáticos. Probamos el material y funcionó muy bien. Tanto así que en este proyecto el material estrella que es un carbón activado exclusivamente a partir de neumáticos”.
El enfoque de estas aplicaciones apunta a procesos de tratamientos terciarios, tanto en plantas de agua potable como también de aguas servidas. Se logra así implementar soluciones para la remoción de contaminantes presentes en bajas concentraciones, y que habitualmente no son detectados por otros sistemas, tal es el caso de elementos como el arsénico o sustancias químicas farmacológicas. Todo ello en un contexto donde en Chile prácticamente no existe la implementación de procesos de este tipo.
Y, en relación al hidrógeno, una de las limitantes que tiene el uso de este elemento como combustible en vehículos livianos es el almacenamiento, ya que se necesitan estanques de una capacidad importante para ser competitivos frente al transporte en base a gasolina, y por lo tanto, resulta altamente interesante innovaciones en esta área. Para resolver este problema existen distintas alternativas, y una de las más promisorias se deriva de este proyecto, que propone un sistema que permita disponer hidrógeno en materiales ultra-micro porosos, que sean capaces de absorberlo, y que además sean livianos y de gran capacidad.
