Colaboración entre la Universidad de Salamanca y el Centro de Investigación de Polímeros Avanzados (CIPA) de Chile

José Pichel Andrés/DICYT El glicerol es uno de los subproductos más importantes que quedan como resultado de la fabricación de biodiésel, con diversas opciones de salida comercial. En este marco la Universidad de Salamanca y el Centro de Investigación de Polímeros Avanzados, CIPA, de Chile iniciaron un trabajo de colaboración que diseñó un proceso para transformarlo en polímeros de alto valor añadido.

“Durante mucho tiempo el glicerol se utilizó como aditivo en productos alimenticios y cosméticos, pero a medida que se ha ido incrementando la producción de biodiésel, ese mercado se ha saturado, dejando como resultado un gran excedente del producto. Otra de sus aplicaciones es reutilizarlo para la producción de más combustible, pero de esta forma se convierte en un producto de escaso valor añadido y la idea es lograr una mayor rentabilidad”, explica a DICYT Mariano Martín, investigador del Departamento de Ingeniería Química y Textil de la Universidad de Salamanca, responsable de esta investigación en España.

Considerando este problema, surgió un proyecto de colaboración entre la Universidad de Salamanca y CIPA, en el cual los científicos chilenos asumieron el desafío de producir polímeros a partir de glicerol, en tanto sus pares españoles diseñaban un proceso para estudiar la producción de estos polímeros a escala industrial. De esta forma, a partir de los datos experimentales, es posible llevar a cabo una simulación capaz de modelar con gran certeza el proceso de producción de estos nuevos materiales y evaluar su viabilidad tecnología y económica. El resultado de esta iniciativa conjunta se ha plasmado recientemente en la publicación de un artículo en la revista científica Chemical Engineering Research and Design.

Poliuretanos, pinturas, aceites y biodiésel

A través de dicha colaboración se sintetizaron dos tipos de polímeros, uno en estado líquido y otro sólido. “En estado líquido, es un aditivo para la formulación de poliuretanos y pinturas; mientras que en estado sólido puede ser utilizado como material adsorbente para purificación de aceites e incluso en la refinación de biodiésel”, comenta Claudio Toro, investigador responsable y director ejecutivo de CIPA, quien recuerda el inicio de este trabajo mientras desarrollaba su postdoctorado en la Universidad de La Frontera Chile, financiado por el programa FONDECYT-CONICYT. “En ese entonces pensamos cómo hacer rentable el proceso de producción de biodiésel, considerando dos variables críticas: agregar valor al subproducto glicerol y minimizar el agua de lavado en la purificación del biodiésel crudo. Así fue como se gestó esta iniciativa; diseñar materiales para purificación libre de agua y agregar valor al glicerol”, agrega.

Por su parte, Mariano Martín explica cómo modelaron el proceso a través de complejos cálculos: “Por un lado, la parte experimental nos entregaba los datos de cómo era la polimerización, los tiempos de operación, las conversiones o los tipos de polímero obtenidos; mientras que, por otro lado, la simulación determinaba cómo mejorar el proceso, por ejemplo, al calcular la energía necesaria para purificar el glicerol”.

Llevarlo a la práctica en plantas industriales

Esta colaboración, que nace a través de la vinculación de los investigadores responsables durante sus estudios de doctorado en la Universidad de Salamanca, ha logrado interesantes resultados, como el proyecto fin de carrera de Laura Bueno, actualmente estudiante de doctorado en la Universidad de Birmingham, dos artículos científicos y, algunas conclusiones sobre la posibilidad de llevar a la práctica esta propuesta, que actualmente sólo se ha realizado a escala de laboratorio. Para una producción a mayor escala se requiere la puesta en marcha de plantas industriales que supondrían una gran inversión. Sin embargo, se estima que la rentabilidad de la producción de los polímeros haría posible recuperarla en poco tiempo. Por ejemplo, en un territorio como el de Cataluña podrían instalarse entre 10 y 15 plantas con un coste de unos 60 millones de euros, que quedaría amortizado en aproximadamente dos años.

Laura Bueno, Claudio Toro, Mariano Martín. Techno-economic evaluation of the production of polyesters from glycerol and adipic acid. Chemical Engineering Research and Design, 2014.

DOI: 10.1016/j.cherd.2014.05.010