Reciclaje químico de plásticos mediante pirólisis para la obtención de hidrocarburos sostenibles (ReQuiPaSo).

El objetivo principal de la propuesta es la colaboración del Grupo de Investigaciones Mediambientales del Instiuto de Carboquímica del CSIC (GIM-ICB-CSIC) y el grupo de Investigaciones Ambientales de la Universidad Pontificia Bolivariana (GIA-UPB) de Colombia, para la formación científica de la investigadora pre-doctoral Cindy Natalia Arenas (CNA). En este contexto, el objetivo científico principal es contribuir al desarrollo de una tecnología de reciclaje químico de residuos plásticos mediante pirólisis auto-sostenida para la producción de hidrocarburos sostenibles que puedan ser usados como “building blocks” en procesos industriales. De acuerdo con la jerarquía de los residuos planteada por la Unión Europea [1] los esfuerzos deben centrarse en: 1) la prevención, 2) la reutilización, 3) el reciclaje (físico, químico, etc), y 4) la recuperación de energía, y 5) la disposición en vertederos, como última instancia. En este sentido, existe una gran variedad de productos plásticos que no pueden ser reutilizados, como los residuos plásticos municipales (RPM), convirtiéndose en residuos con un alto potencial de ser reciclados por vía química para la producción de hidrocarburos sostenibles.
El ámbito del proyecto son los procesos de transformación química como la pirólisis auto-sostenida de residuos plásticos que se puede englobar en las áreas de energía, y tecnologías químicas, con impacto en varios objetivos de desarrollo sostenible (ODS) propuestos por las Naciones Unidas (ONU). La pirólisis se considera un proceso de reciclaje químico dirigido a la producción de hidrocarburos, y en algunos casos de monómeros, cuando un plástico es sometido a temperaturas entre 300 y 600 °C, en atmósfera inerte o ligeramente oxidante. Para que los productos obtenidos tengan características similares a materias primas industriales, es preciso adaptar el proceso a la tipología del plástico a reciclar. Además, la pirólisis presenta desafíos de transferencia de energía que penaliza el proceso y su escalado [2]. Estas limitaciones se pueden solucionar inyectando pequeños flujos de aire en el reactor que generan una oxidación parcial de los productos de pirólisis, liberando in-situ el calor necesario para mantener el proceso y eliminando la transferencia de calor por agentes externos. Si bien el rendimiento y las características de los productos sON diferentes a los esperados en una atmósfera totalmente inerte, el uso de mezclas de N2/aire en el proceso de pirólisis auto-sostenida, ha sido propuesto para biomasa con resultados satisfactorios [3]. No obstante, hasta la fecha, la pirólisis de residuos plásticos usando mezclas N2/aire no ha sido presentada en detalle en la literatura. Por esto, es esencial, y de gran relevancia internacional, estudiar los aspectos fundamentales del proceso de pirólisis de diferentes residuos plásticos en corrientes de N2/aire, incluyendo la cinética intrínseca y el desarrollo de modelos de partícula y de reactor. Este modelo es fundamental para predecir el comportamiento del proceso y su optimización, y extraer información determinante para su escalado desde una perspectiva industrial.