Convierten algas en petróleo crudo en solo minutos

Lodo líquido de algas

Un grupo de ingenieros desarrolló un proceso químico continuo que produce petróleo crudo utilizable apenas unos minutos después de haber vertido algas cosechadas. El producto obtenido es una pasta verde con la consistencia de una sopa de arvejas.

La investigación realizada por ingenieros del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del Ministerio de Energía fue dada a conocer recientemente en la revista Algal Research. Genifuel Corp., una compañía de biocombustibles con sede en Utah, tiene la licencia de dicha tecnología y está trabajando con un socio industrial para construir una planta piloto.

En el proceso del PNNL, se bombea una suspensión de algas húmedas en el extremo anterior de un reactor químico. Una vez que el sistema está en funcionamiento, sale el petróleo crudo en menos de una hora, junto con el agua y una corriente de subproductos de material que contiene fósforo, que puede reciclarse para cultivar más algas.

Por medio de un refinado convencional adicional, el petróleo de algas crudo se convierte en combustible para aviación, combustible de gasolina o diésel. El agua residual se procesa para generar gas y sustancias como potasio y nitrógeno, los cuales, junto con el agua depurada, también pueden ser reciclados para producir más algas.

Si bien las algas son consideradas una posible fuente de biocombustibles desde hace mucho tiempo, y varias empresas han producido combustibles a escala de investigación, se prevé que el combustible será caro. La tecnología PNNL aprovecha el potencial energético de las algas de manera eficiente e incorpora una serie de métodos para reducir los costos de producción.

"El costo es el gran obstáculo para el combustible a base de algas", explica Douglas Elliott, el miembro del laboratorio que dirigió la investigación del equipo de PNNL. "Creemos que el proceso que hemos creado ayudará a que los biocombustibles de algas sean mucho más económicos."

Los científicos e ingenieros del PNNL simplificaron la producción de petróleo crudo de  algas mediante la combinación de varios pasos químicos en un solo proceso continuo. El paso de ahorro más importante es que el proceso funciona con algas húmedas. La mayoría de los procesos actuales exigen que las algas estén secas, los que requiere mucha energía y es caro. El nuevo proceso funciona con una suspensión de algas que contiene entre 80% y 90% de agua.

"No tener que secar las algas es una gran ventaja en este proceso porque reduce el costo de manera significativa", destaca Elliott. "Después están los beneficios adicionales, como poder extraer gas utilizable del agua y luego reciclar el agua restante y los nutrientes para ayudar a producir más algas, lo que reduce aún más los costos."

Si bien otros grupos han probado procesos similares para fabricar biocombustibles a partir de algas húmedas, la mayor parte de ese trabajo se hace de un lote a la vez. En cambio, el sistema PNNL se ejecuta continuamente, procesando unos 1,5 litros de lodo de algas en el reactor de investigación por hora. Aunque eso no parece ser mucho, es mucho más cercano al tipo de sistema continuo requerido para la producción comercial a gran escala.

El sistema PNNL también elimina un paso requerido en el método de procesamiento de algas más común en la actualidad: la necesidad de un procesamiento complejo con solventes como el hexano para extraer los aceites ricos en energía del resto de las algas. En su lugar, el equipo del PNNL trabaja con las algas completas, las que son tratadas con agua muy caliente a alta presión para separar las sustancias de interés, convirtiendo la mayor parte de la biomasa en combustibles líquidos y gas.

El sistema funciona a alrededor de 350 °C (662 °F) a una presión de alrededor de 3.000 psi, y combina procedimientos conocidos como la licuefacción hidrotermal y la gasificación hidrotermal catalítica. Elliott dice que un sistema de este tipo de alta presión no es fácil ni barato para construir, lo cual es un inconveniente para la tecnología, aunque el ahorro en la producción más que compensa la inversión.

Los productos del proceso son:

• Petróleo crudo, que se puede convertir en combustible de aviación, gasolina o combustible diésel;
• Agua limpia, que se puede volver a usar para cultivar más algas;
• Gas combustible, que puede ser quemado para producir electricidad o limpiarse para producir gas natural para combustible de vehículos en forma de gas natural comprimido;
• Nutrientes tales como nitrógeno, fósforo y potasio, que son esenciales para el crecimiento de las algas.