Las normas ambientales más estrictas y la contaminación por combustibles fósiles exigen combustibles más limpios como el biodiesel. Este diésel a base de aceite vegetal o grasa animal es biodegradable (hasta cuatro veces más rápido que el diésel de petróleo) y no es tóxico.
Sin embargo, el alto costo de producción del biodiesel sigue siendo una barrera importante para su aplicabilidad más amplia y, dependiendo de la fuente de biomasa, su uso puede causar contaminación. Según una investigación, agregar una licuadora como un compuesto de triacetina puede resolver ambos problemas. Desafortunadamente, la triacetina generalmente se produce químicamente, consumiendo muchos productos químicos y generando desechos y residuos tóxicos.
“La triacetina se utiliza como plastificante en los filtros de los cigarrillos, por lo que, naturalmente, las colillas son ricas en ella”, dice Samy Yousef, investigador jefe de la Universidad Tecnológica de Kaunas (KTU), Lituania.
Junto con sus colegas del Instituto Lituano de Energía (LEI), llevó a cabo una serie de experimentos en los que utilizaron pirólisis para descomponer térmicamente los residuos de cigarrillos. Los experimentos se llevaron a cabo en un reactor de 200 g a diferentes temperaturas de reacción (650, 700 y 750°C). La mayor cantidad de triacetina (43%) se sintetizó a 750°C.
Enfoque original hacia los residuos tóxicos
Los fumadores de todo el mundo compran aproximadamente 6,5 billones de cigarrillos cada año. El peso medio de una colilla es de 0,2 g. Anualmente se producen más de 1,1 millones de toneladas. Los desechos de los cigarrillos contienen grandes cantidades de sustancias químicas tóxicas, carcinógenos, fibras microplásticas y elementos radiactivos que requieren atención especial.
“En nuestro grupo de investigación trabajamos en los temas de reciclaje y gestión de residuos, por eso siempre estamos buscando los residuos, que se encuentran en grandes cantidades y tienen una estructura única. Los cigarrillos se componen de tres componentes: tabaco, papel y un filtro hecho de fibras de acetato de celulosa y son una buena fuente de materias primas y energía. Además, las colillas de cigarrillos son fáciles de recoger, ya que existen muchos sistemas y empresas para recoger estos residuos”, explica Yousef.
Aunque ha habido intentos de reciclar los residuos de cigarrillos para la extracción de materias primas, la mayoría de los estudios se centraron en la investigación de la degradación térmica de los componentes individuales. Los científicos lituanos en sus experimentos trataron las colillas de cigarrillos como una mezcla y, según ellos, se trata de un enfoque original.
“Hay estudios que, al igual que nosotros, utilizan la pirólisis como método, pero la aplican sólo a los componentes del filtro. En este caso, es necesario un tratamiento previo del material para separar todos los componentes. Dado que el tabaco es un residuo tóxico, su eliminación requiere especial cuidado y, debido al proceso tecnológicamente complicado para separar los componentes de los residuos de cigarrillos, esto no es económicamente viable”, afirma Yousef, investigador jefe de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Diseño de la KTU.
Todos los productos tienen aplicaciones reales.
Después de una serie de experimentos de pirólisis a diferentes temperaturas, los investigadores pudieron extraer aceite (38–39,5% en peso), carbón vegetal (25,7–27,7% en peso) y gas (33–36,4% en peso) de los residuos de cigarrillos. El producto carbonizado con estructura porosa era muy rico en calcio (hasta 32% en peso).
“Todos los productos tienen aplicaciones reales. El carbón vegetal, que en nuestro caso es poroso y muy rico en calcio, se puede utilizar para fertilizantes o para el tratamiento de aguas residuales como absorbente y almacenamiento de energía. El gas se puede utilizar con fines energéticos. Por último, pero Y no menos importante es el petróleo, rico en triacetina, que puede utilizarse como aditivo del biodiésel para reducir el coste”, afirma Yousef, que cree que la tecnología tiene grandes posibilidades de ampliación. Para que cualquier tecnología emergente de tratamiento de residuos se integre en un sistema de economía circular, debe haber un sistema de recolección de residuos y una estrategia de reciclaje, así como también una infraestructura presente.
Los sistemas de recogida de colillas de cigarrillos, por ejemplo, cestos de basura y ceniceros metálicos, se utilizan ampliamente para recogerlas por separado de los residuos sólidos. En cuanto a la estrategia de reciclaje, los investigadores proponen utilizar un tratamiento de pirólisis a 750°C, que convierte térmicamente las colillas en carbón, gas y aceite. Los productos gaseosos se pueden usar para generar electricidad y alimentar la planta de conversión, el carbón se puede usar como absorbente, mientras que el petróleo se puede agregar a los biocombustibles en una proporción de hasta el 25%, ya que la proporción permitida de triacetina es del 10%.
Mientras tanto, Yousef, investigador del KTU, afirma que el grupo está investigando otras posibilidades para aprovechar los residuos de cigarrillos. El estudio se publica en el Journal of Analytical and Applied Pyrolysis.
Fuente: Tech Xplore.
