InEnTec: convertir la basura en valiosos productos químicos y combustibles limpios

Los objetivos climáticos amplían el impacto de la escisión del procesamiento de desechos del MIT que capitaliza un proceso llamado gasificación por plasma .

Cualquiera que haya dudado alguna vez frente a un cubo de basura conoce el problema: es difícil determinar qué se puede reciclar. Considere la bolsa de papas fritas promedio. Tiene película de plástico, metal, tintes y restos de comida; Es complicado. El reciclaje de hoy no maneja bien la complejidad, por lo que la bolsa de chips típica se destina al vertedero.

Los vertederos ocupan espacio, por supuesto, pero hay un problema mucho más serio asociado con ellos, uno que fue subrayado por Daniel R. Cohn, actualmente un científico investigador de la Iniciativa Energética del MIT (MITEI), cuando era el director ejecutivo de Future de MITEI. de Estudio de Gas Natural. Ese problema son las emisiones de gases de efecto invernadero.

“Aproximadamente 130 millones de toneladas de desechos por año van a los vertederos en los EE. UU., Y eso produce al menos 130 millones de toneladas de emisiones equivalentes de CO 2 “, dice Cohn, señalando que la mayoría de estas emisiones vienen en forma de metano, un un gas que es mucho peor para el clima que el dióxido de carbono (CO 2 ).

Para Cohn, trabajar en el estudio MITEI dejó en claro que había llegado el momento de que InEnTec, una empresa que cofundó, expandiera su negocio. InEnTec, que surgió del MIT en 1995, utiliza un proceso llamado gasificación por plasma para convertir cualquier tipo de basura, incluso biológica, radiactiva y otros desechos peligrosos, en valiosos productos químicos y combustibles limpios. (El nombre de la compañía originalmente significaba Tecnologías Ambientales Integradas).

Sin embargo, el proceso es más caro que tirar basura en un vertedero, y las consideraciones sobre el cambio climático no fueron un factor importante de inversión hace 25 años. “A principios de los 90, el calentamiento global era más una búsqueda académica”, dice el presidente, director ejecutivo y cofundador de InEnTec, Jeffrey E. Surma, y ​​agrega que muchas personas en ese momento ni siquiera creían en el fenómeno.

Como resultado, durante muchos años la compañía se concentró en brindar servicios especializados a industrias pesadas y gobiernos con serios problemas de desechos tóxicos. Ahora, sin embargo, Surma dice que la compañía se está expandiendo con proyectos que incluyen el reciclaje de plásticos y la producción distribuida de combustible de hidrógeno a bajo costo, utilizando versiones avanzadas de sus tecnologías centrales para mantener los desechos fuera de los vertederos y los gases de efecto invernadero fuera del aire.

“La gente de hoy entiende que la descarbonización de nuestro sistema energético e industrial tiene que ocurrir”, dice Surma. Desviar una tonelada de residuos sólidos urbanos de los rellenos sanitarios equivale, “como mínimo”, a evitar que una tonelada de CO 2  llegue a la atmósfera, señala. “Es muy significativo”.

Raíces en el MIT

La historia de InEnTec comienza en el MIT Plasma Science and Fusion Center (PSFC) a principios de la década de 1990. Cohn, quien entonces era jefe de la División de Tecnología de Plasma en el PSFC, quería identificar nuevas formas de utilizar las tecnologías que se están desarrollando para la fusión nuclear. “La fusión es a muy largo plazo, así que me preguntaba si podríamos encontrar algo que fuera útil para el beneficio social a más corto plazo”, dice. “Decidimos estudiar una aplicación medioambiental”.

Se asoció con Surma, que estaba trabajando en la limpieza de desechos nucleares en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL), y obtuvieron fondos del Departamento de Energía de los EE. UU. Para construir y operar una instalación de horno de tratamiento de desechos experimental en el MIT usando plasma, un gas ionizado. El plasma es el núcleo de la investigación de la fusión, que tiene como objetivo replicar los poderes de producción de energía del sol, que es esencialmente una bola de plasma. El MIT proporcionó el espacio y las instalaciones críticas a gran escala para construir el horno de plasma.

Una vez finalizado el proyecto del MIT, Cohn y Surma se unieron a un ingeniero de General Electric, Charles H. Titus, para combinar la tecnología de plasma con un fusor de calentamiento por joules, un dispositivo que Surma había estado desarrollando para atrapar desechos peligrosos en vidrio fundido. Solicitaron patentes, y con la ayuda comercial de un cuarto cofundador, Larry Dinkin, nació InEnTec; se estableció una instalación en Richland, Washington, cerca de PNNL.

La tecnología de InEnTec, que el equipo desarrolló y probó durante años antes de abrir la primera planta de producción a escala comercial de la empresa en 2008, “permite que los desechos entren en una cámara y estén expuestos a temperaturas extremas: un rayo controlado de más de 10,000 grados Celsius , ”, Explica Surma. “Cuando el material de desecho ingresa a esa zona, se descompone en sus elementos”.

Dependiendo del tamaño de la unidad, los procesadores de InEnTec pueden manejar de 25 a 150 toneladas de desechos al día, desechos que de otro modo podrían ser depositados en vertederos o incluso incinerados, señala Cohn. Por ejemplo, en un proyecto que ahora está en marcha en California, la empresa producirá etanol utilizando residuos de biomasa agrícola que normalmente se habrían quemado y, por lo tanto, habrían generado CO 2  y contribuido a la contaminación del aire en el Valle Central, dice.

Apoyando la economía del hidrógeno

A diferencia de la incineración, que libera contaminantes en el aire, el proceso de InEnTec atrapa elementos peligrosos en el vidrio fundido mientras produce una materia prima útil llamada gas de síntesis, o “gas de síntesis”, que puede transformarse en combustibles como etanol, metanol e hidrógeno. “Es un proceso extremadamente limpio”, dice Surma.

El hidrógeno es un producto clave para InEnTec, que espera producir hidrógeno de grado de pila de combustible de bajo costo en sitios de todo el país, trabajo que podría respaldar el uso ampliado de vehículos eléctricos impulsados ​​por pilas de combustible de hidrógeno. “Vemos esto como una gran oportunidad”, dice Surma.

Si bien el 99 por ciento del hidrógeno actual se produce a partir de combustibles fósiles, InEnTec puede generar hidrógeno a partir de cualquier producto de desecho. Y sus plantas tienen una huella pequeña, por lo general de medio a dos acres, lo que permite que se produzca hidrógeno en casi cualquier lugar. “Está reduciendo la distancia que los desechos tienen que viajar y convirtiéndolos en un combustible virtualmente sin carbono”, agrega Surma, explicando que el proceso InEnTec en sí no produce emisiones directas.

InEnTec ya ha construido una planta en Oregon que producirá hidrógeno apto para pilas de combustible para el mercado del noroeste a partir de material de desecho y biomasa. La planta tiene el potencial de producir 1.500 kilogramos de hidrógeno al día, aproximadamente lo suficiente para alimentar 2.500 automóviles para el viaje diario promedio.

“Podemos generar hidrógeno a muy bajo costo, que es lo que se necesita para competir con la gasolina”, dice Surma.

Reciclaje de plástico

Otra iniciativa de InEnTec se centra en el reciclaje de plásticos, que se enfrenta al tipo de complejidad ilustrada por la bolsa de chips. Los diferentes grados de plástico tienen diferentes composiciones químicas y no pueden simplemente fundirse juntos para hacer plástico nuevo, razón por la cual menos del 10 por ciento de los desechos plásticos en los Estados Unidos hoy en día se recicla, dice Cohn.

InEnTec resuelve este problema con lo que llama “reciclaje molecular”. “Nos hemos asociado con empresas químicas que persiguen la circularidad del plástico [fabricando nuevos plásticos a partir de plásticos viejos], porque nuestra tecnología nos permite volver a las moléculas, la forma virgen de los plásticos”, explica Surma.

Recientemente, InEnTec se asoció con una importante empresa de trituración de automóviles para procesar sus desechos plásticos. “Podemos reciclar los materiales de nuevo en moléculas que pueden ser materia prima para nuevos tableros, asientos, etc.”, dice Surma, señalando que el 40-45 por ciento del material en los desechos generados por el reciclaje de vehículos en la actualidad es plástico. “Creemos que esta será una parte muy importante de nuestro negocio en el futuro”.

La tecnología de InEnTec también se está utilizando para reciclar plástico para la limpieza ambiental. En particular, se está desplegando una pequeña unidad en un barco para procesar plásticos oceánicos. Ese proyecto probablemente requerirá subsidios, admite Surma, ya que el modelo comercial de InEnTec depende de los pagos por eliminación de desechos. Sin embargo, ilustra la gama de proyectos que InEnTec puede abordar, y muestra que, tanto en formas grandes como pequeñas, InEnTec mantiene los desechos fuera de los vertederos.

“Inicialmente, nos esforzamos mucho en los desechos médicos y peligrosos porque obtuvimos más dinero para deshacernos de ellos”, dice Cohn, pero enfatiza que el equipo siempre ha tenido ambiciones más amplias. “Estamos llegando ahora al punto de conseguir más clientes que creen que un producto ambientalmente superior tiene más valor. Llevó mucho tiempo llegar a este punto “.