Los objetivos climáticos amplían el impacto de la empresa derivada del procesamiento de residuos del MIT que aprovecha un proceso llamado gasificación de plasma.
Cualquiera que haya dudado alguna vez frente a un contenedor de basura conoce el problema: es difícil determinar qué se puede reciclar. Pensemos en una bolsa de patatas fritas normal. Tiene plástico, metal, tintes y restos de comida; es complicado. El reciclaje actual no gestiona bien la complejidad, por lo que la bolsa de patatas fritas típica acaba en el vertedero.
Los vertederos ocupan espacio, por supuesto, pero hay un problema mucho más grave asociado a ellos, que Daniel R. Cohn , actualmente científico investigador de la Iniciativa Energética del MIT (MITEI), subrayó cuando era director ejecutivo del estudio El futuro del gas natural de la MITEI. Ese problema son las emisiones de gases de efecto invernadero.
“Cerca de 130 millones de toneladas de residuos al año terminan en vertederos en Estados Unidos, y eso produce al menos 130 millones de toneladas de emisiones equivalentes de CO2” , dice Cohn, señalando que la mayoría de estas emisiones vienen en forma de metano, un gas natural que es mucho peor para el clima que el dióxido de carbono (CO₂ ).
Para Cohn, trabajar en el estudio del MITEI dejó 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 de plasma para convertir cualquier tipo de basura (incluso desechos biológicos, radiactivos y otros desechos peligrosos) en productos químicos valiosos y combustibles limpios. (El nombre original de la empresa significaba Integrated Environmental Technologies).
Sin embargo, el proceso es más costoso que arrojar la basura a un vertedero y las consideraciones sobre el cambio climático no eran un factor importante para impulsar la inversión hace 25 años. “A principios de los años 90, el calentamiento global era más bien una cuestión académica”, afirma el presidente, director ejecutivo y cofundador de InEnTec, Jeffrey E. Surma, y añade que en aquel momento mucha gente ni siquiera creía en el fenómeno.
Como resultado, durante muchos años la empresa se concentró en brindar servicios especializados a industrias pesadas y gobiernos con graves problemas de desechos tóxicos. Sin embargo, ahora, Surma dice que la empresa se está expandiendo con proyectos que incluyen el reciclaje de plásticos y la producción de combustible de hidrógeno distribuido de bajo costo, utilizando versiones avanzadas de sus tecnologías principales para mantener los desechos fuera de los vertederos y los gases de efecto invernadero fuera del aire.
“Hoy en día, la gente entiende que es necesario descarbonizar nuestro sistema energético e industrial”, afirma Surma. Desviar una tonelada de residuos sólidos urbanos de los vertederos equivale, “como mínimo”, a evitar que una tonelada de CO2 llegue a la atmósfera, señala. “Es muy importante”.
Raíces en el MIT
La historia de InEnTec comienza en el Centro de Ciencia y Fusión del Plasma (PSFC) del MIT a principios de los años 90. Cohn, que entonces era director de la División de Tecnología del Plasma del PSFC, quería identificar nuevas formas de utilizar las tecnologías que se estaban desarrollando para la fusión nuclear. “La fusión es un proceso a muy largo plazo, así que me pregunté si podríamos encontrar algo que fuera útil para el beneficio social a más corto plazo”, afirma. “Decidimos estudiar una aplicación medioambiental”.
Se asoció con Surma, que estaba trabajando en la limpieza de desechos nucleares en el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste (PNNL), y obtuvieron fondos del Departamento de Energía de los EE. UU. para construir y operar una instalación experimental de tratamiento de desechos en el MIT utilizando plasma, un gas sobrecalentado y altamente ionizado. El plasma es el núcleo de la investigación de la fusión, que tiene como objetivo reproducir los poderes de producción de energía del sol, que es esencialmente una bola de plasma. El MIT proporcionó el espacio y las instalaciones a gran escala necesarios para construir el horno de plasma.
Tras finalizar el proyecto del MIT, Cohn y Surma se asociaron con un ingeniero de General Electric, Charles H. Titus, para combinar la tecnología de plasma con un fundidor por calentamiento Joule, un dispositivo que Surma había estado desarrollando para atrapar desechos peligrosos en vidrio fundido. Solicitaron patentes y, con la ayuda empresarial 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 residuos entren en una cámara y queden expuestos a temperaturas extremas: un rayo controlado de más de 10.000 grados Celsius”, explica Surma. “Cuando el material de desecho entra en esa zona, se descompone en sus elementos”.
Según el tamaño de la unidad, los procesadores InEnTec pueden procesar entre 25 y 150 toneladas de residuos al día, residuos que de otro modo acabarían en vertederos o incluso incinerados, señala Cohn. Por ejemplo, en un proyecto que se está llevando a cabo en California, la empresa producirá etanol utilizando residuos de biomasa agrícola que normalmente se habrían quemado y, por lo tanto, habrían generado CO₂ y contribuido a la contaminación del aire en el Valle Central, afirma.
Apoyando la economía del hidrógeno
A diferencia de la incineración, que libera contaminantes al aire, el proceso de InEnTec atrapa los elementos peligrosos en el vidrio fundido y produce un combustible útil llamado gas de síntesis, o “syngas”, que puede transformarse en combustibles como etanol, metanol e hidrógeno. “Es un proceso extremadamente limpio”, afirma Surma.
El hidrógeno es un producto clave para InEnTec, que espera producir hidrógeno económico, apto para pilas de combustible en plantas de todo el país, un trabajo que podría respaldar el uso ampliado de vehículos eléctricos propulsados por pilas de combustible de hidrógeno. “Vemos esto como una enorme oportunidad”, dice Surma.
Aunque el 99 por ciento del hidrógeno que se produce actualmente se obtiene a partir de combustibles fósiles, InEnTec puede generar hidrógeno a partir de cualquier residuo. Además, sus plantas ocupan poco espacio (normalmente de 0,5 a 0,8 hectáreas), lo que permite producir hidrógeno prácticamente en cualquier lugar. “Se reduce la distancia que deben recorrer los residuos y se convierten en un combustible con prácticamente cero emisiones de carbono”, añade Surma, explicando que el proceso de InEnTec en sí no produce emisiones directas.
InEnTec ya ha construido una planta en Oregón que producirá hidrógeno apto para pilas de combustible para el mercado del noroeste a partir de residuos y biomasa. La planta tiene potencial para producir 1.500 kilogramos de hidrógeno al día, aproximadamente lo suficiente para abastecer de combustible a 2.500 automóviles durante el trayecto diario promedio.
“Podemos generar hidrógeno a un coste muy bajo, 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 que ilustra la bolsa de patatas fritas. Los distintos tipos de plástico tienen composiciones químicas diferentes y no se pueden fundir juntos para fabricar plástico nuevo, por lo que hoy en día se recicla menos del 10 por ciento de los residuos plásticos en Estados Unidos, afirma Cohn.
InEnTec resuelve este problema con lo que llama “reciclaje molecular”. “Nos hemos asociado con empresas químicas que buscan la circularidad del plástico [fabricar plásticos nuevos 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 y convertirlos en moléculas que pueden servir de materia prima para nuevos tableros de instrumentos, asientos, etcétera”, afirma Surma, señalando que entre el 40 y el 45 por ciento del material presente en los desechos generados por el reciclaje de vehículos en la actualidad es plástico. “Creemos que esto 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. Cabe destacar que se está desplegando una pequeña unidad en un barco para procesar plásticos del océano. Ese proyecto probablemente requerirá subsidios, admite Surma, ya que el modelo de negocios de InEnTec depende de los pagos por la eliminación de desechos. Sin embargo, ilustra la variedad de proyectos que InEnTec puede abordar y demuestra que, tanto en formas grandes como pequeñas, InEnTec está evitando que los desechos terminen en los vertederos.
“Al principio, nos esforzamos mucho en los residuos médicos y peligrosos porque obteníamos más dinero por eliminarlos”, afirma Cohn, pero enfatiza que el equipo siempre tuvo ambiciones más amplias. “Ahora estamos llegando al punto de conseguir más clientes que crean que un producto ambientalmente superior tiene más valor. Ha llevado mucho tiempo llegar a este punto”.
Este artículo aparece en la edición de otoño de 2020 de Energy Futures.