Una nueva tecnología estaría convirtiendo aguas residuales en biocombustible para reducir las emisiones de los aviones en un 70% en comparación con el combustible para aviones convencional, afirman los científicos.
El combustible de aviación sostenible (SAF) actualmente representa menos del 1% del combustible utilizado en la industria de la aviación, pero existe una necesidad urgente de encontrar soluciones de combustible más ecológicas ya que el 2,5% de las emisiones globales de dióxido de carbono provienen de la aviación.
Las opciones de combustible de aviación convencionales utilizan petróleo, mientras que las alternativas se han basado en grasas o aceites.
En un estudio publicado en la revista ACS Sustainable Chemistry and Engineering, los científicos describieron una tecnología que convierte las aguas residuales de las cervecerías y las granjas lecheras en los ingredientes necesarios para el combustible de aviación convencional, es decir, ácidos grasos volátiles.
Lo que dicen los expertos
Los científicos implementaron la digestión anaeróbica detenida por metano (MAAD), un proceso iniciado por Meltem Urgun Demirtas, gerente del departamento de Materiales y Procesos Sustentables del Laboratorio Nacional de Argonne.
En este proceso, las bacterias, en lugar de los tratamientos tradicionales de aguas residuales, descomponen la materia orgánica de las aguas residuales mediante la digestión anaeróbica, convirtiendo las aguas residuales en ácido butírico y ácido láctico.
Estos ácidos podrían luego convertirse en SAF, dijeron los científicos.
Sin embargo, el proceso también produce ácidos lácticos, que limitan la producción de SAF e incluso reducen su eficiencia de carbono cuando se convierte de ácidos grasos volátiles a SAF.
Para solucionar esto, los científicos también crearon un método de separación electroquímica, que extrae compuestos orgánicos de las aguas residuales.
El resultado final fue el desarrollo de un proceso de recuperación de productos in situ que elimina los desechos deseados en mezclas complejas mediante la separación por membranas.
Lo que buscan los científicos
Junto con la digestión anaeróbica, estos métodos permitieron al equipo crear comunidades microbianas duraderas que produjeron una gran cantidad de ácido butírico.
Los científicos del Laboratorio Nacional de Argonne seguirán trabajando para mejorar la sostenibilidad de sus hallazgos e incluso investigarán otros materiales a partir de materias primas que podrían utilizarse con esta tecnología.
Estos esfuerzos fueron financiados por la Oficina de Tecnologías de Bioenergía de la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del Departamento de Energía.
La esperanza es que al financiar los esfuerzos de investigación, los científicos cumplan su objetivo de comercializar el proceso y ampliarlo para crear suficiente SAF para satisfacer el 100% de la demanda del sector comercial.
Los científicos ya han destacado anteriormente los efectos negativos de las aguas residuales en los ecosistemas.
La necesidad del biocombustible
Las floraciones de algas que se originan a partir de las aguas residuales pueden «provocar un cambio en la biodiversidad», dijo Anne Jungblut, investigadora de ciencias biológicas del Museo Nacional de Historia del Reino Unido.
Los cambios en la biodiversidad pueden desencadenar consecuencias nocivas para ríos enteros.
«Ambas corrientes de aguas residuales son ricas en materia orgánica y su tratamiento con métodos tradicionales de tratamiento de aguas residuales genera una gran cantidad de carbono», afirmó en un comunicado el autor principal del estudio, Taemin Kim, analista de sistemas energéticos de Argonne.
«Con nuestra tecnología, no solo tratamos estas corrientes de residuos, sino que también fabricamos combustible sostenible con bajas emisiones de carbono para la industria de la aviación».
El proceso de recuperación de productos in situ asistido por membranas reduce los gases de efecto invernadero en un 70 % y, al mismo tiempo, sigue siendo un producto final rentable.
Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, los gases de efecto invernadero provocan el cambio climático al contener calor, lo que provoca un efecto dominó en varios biomas.
Al reducirlos significativamente con este proceso, los científicos de Argonne podrían estar dando los primeros pasos para luchar contra el cambio climático y eliminar la necesidad de combustibles nocivos.
Iniciativas similares en el mundo
Estados Unidos de América
Fulcrum BioEnergy produce combustible de aviación sostenible a partir de uno de los recursos más abundantes: la basura doméstica.
El queroseno parafínico sintético transformado en alcohol para reactores (ATJ-SPK) de Gevo es un combustible de aviación sostenible y uno de los pocos combustibles para aviones alternativos no basados en fósiles.
La tecnología Alcohol-to-Jet de Lanzajet se puede utilizar para producir combustible de aviación sostenible utilizando cualquier etanol con bajas emisiones de carbono, como cultivos energéticos, residuos sólidos urbanos, carbono capturado en procesos industriales y energía renovable.
World Energy es uno de los proveedores de soluciones bajas en carbono para el sector de combustibles para el transporte que lleva más tiempo en el mercado.
Finlandia
Neste ha desarrollado Neste MY Sustainable Aviation Jet Fuel, un combustible de aviación renovable producido a partir de materias primas de desechos y residuos 100 % renovables y de origen sostenible.
A lo largo de su ciclo de vida, reduce las emisiones de gases de efecto invernadero hasta en un 80 % en comparación con el combustible fósil para aviones.
Emiratos Árabes Unidos
El Sistema de Energía y Agricultura a base de Agua Marina desarrollado por el Consorcio de Investigación de Bioenergía Sostenible sirve como centro de investigación para producir combustible de aviación sostenible derivado del petróleo en plantas de Salicornia.
La iniciativa también aborda la seguridad alimentaria en los Emiratos Árabes Unidos a través del cultivo de mariscos como elemento central del proceso.