Investigadores de la Universidad de Castilla-La Mancha convirtieron este subproducto del olivar en un soporte catalítico que alcanzó un 46 % de conversión y una selectividad hacia metano del 93 %
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Karem Díaz S.
Un equipo de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM), en España, desarrolló materiales catalíticos a partir de huesos de aceituna para convertir dióxido de carbono en metano sintético. La investigación combina la valorización de un subproducto agrícola abundante en las regiones olivareras con una tecnología destinada a almacenar energía y reutilizar CO2.
El trabajo fue realizado en el laboratorio de Catálisis y Materiales del grupo TEQUIMA y publicado en la revista científica Energy Conversion and Management: X. Sus autores son Alba Villardón, Laura Gallego-Mena, Fernando Dorado y Luz Sánchez-Silva.
La propuesta no consiste en quemar directamente los huesos como combustible. Los investigadores los transformaron en hidrochar, un material carbonoso que después funciona como soporte de catalizadores basados en níquel. Estos catalizadores facilitan la reacción química entre dióxido de carbono e hidrógeno para producir metano y agua.
El hueso de aceituna se convierte en un material poroso
El proceso comienza con la carbonización hidrotermal de los huesos de aceituna. Esta técnica somete la biomasa a agua, temperatura y presión controladas para generar un sólido rico en carbono llamado hidrochar. A diferencia de otros tratamientos térmicos, puede procesar materias primas con cierto contenido de humedad.
El hidrochar obtenido se activa químicamente con cloruro de zinc y cloruro de hierro para modificar su estructura, aumentar su porosidad y crear sitios donde puedan distribuirse las partículas metálicas. Posteriormente se incorpora níquel, que actúa como componente activo durante la transformación del CO2.
El resultado es un material en el que el residuo agrícola proporciona la estructura carbonosa que sostiene y dispersa las partículas responsables de la reacción. El concepto guarda relación con otras aplicaciones del biochar producido mediante el tratamiento térmico de biomasa, aunque en este caso su función no es mejorar el suelo, sino servir como soporte catalítico.
La composición y el método de activación resultaron decisivos. Los ensayos mostraron que los compuestos de zinc y hierro no producen siempre el mismo efecto: según su combinación y concentración, pueden mejorar determinadas propiedades o interferir entre sí.
El hierro mejora la acción del catalizador de níquel
La formulación con mejor rendimiento aprovechó un efecto sinérgico entre el níquel y el hierro. Esta combinación favoreció la dispersión de las nanopartículas metálicas y mejoró las características estructurales del catalizador.
En las condiciones experimentales empleadas, los materiales alcanzaron una conversión de dióxido de carbono del 46 %. Esto significa que esa proporción del CO2 introducido en el sistema reaccionó durante la prueba. La selectividad hacia el metano llegó al 93 %, indicador que muestra qué parte de los productos carbonados obtenidos correspondió al combustible buscado.
Ambas cifras describen el comportamiento del material bajo condiciones de laboratorio y no equivalen todavía al rendimiento de una instalación industrial. Antes de una aplicación comercial será necesario estudiar su estabilidad durante periodos prolongados, la posibilidad de reutilizarlo, el consumo energético del proceso y los costos de producción.
El aprovechamiento de residuos carbonosos como soporte también se investiga en otros ámbitos. Una tesis sobre biochars e hidrochars para retirar contaminantes del agua muestra cómo la estructura porosa derivada de la biomasa puede adaptarse a funciones muy diferentes mediante el tratamiento adecuado.
La metanación permite almacenar energía renovable
La reacción utilizada se conoce como metanación de dióxido de carbono o reacción de Sabatier. En ella, el CO2 se combina con hidrógeno para formar metano. El catalizador acelera el proceso y ayuda a dirigir la reacción hacia el producto deseado.
Esta tecnología puede integrarse en sistemas conocidos como Power to Gas. Cuando la electricidad eólica o solar supera temporalmente la demanda, puede emplearse para producir hidrógeno mediante electrólisis. Ese hidrógeno se combina después con CO2 y se transforma en metano, un gas que puede almacenarse o transportarse utilizando parte de la infraestructura energética existente.
El carácter renovable del combustible depende de todo el sistema. Para que el metano sintético tenga un balance climático favorable, el hidrógeno debe obtenerse con electricidad de bajas emisiones y el CO2 debe proceder de una fuente recuperada. Además, cualquier fuga de metano durante la producción, transporte o uso reduciría sus beneficios ambientales.
La tecnología recicla carbono, pero no elimina automáticamente las emisiones: cuando el metano se utiliza como combustible, vuelve a liberar CO2. Su ventaja potencial consiste en sustituir carbono fósil y almacenar energía renovable, siempre que el ciclo completo se gestione con controles rigurosos.
El olivar amplía las opciones para valorizar sus residuos
La producción de aceite de oliva genera huesos, pulpa, pieles, aguas residuales y diferentes tipos de orujo. Estos materiales pueden representar un costo de gestión, pero también contienen carbono, compuestos orgánicos y nutrientes aprovechables mediante procesos industriales.
La conversión del hueso en soporte catalítico se suma a otras rutas de economía circular. Un proyecto español ha estudiado la transformación del alperujo en fertilizante natural, mientras que una metodología desarrollada por la Universidad de Córdoba identificó la extracción de aceite de orujo como una opción sostenible de valorización.
Estas alternativas no son necesariamente excluyentes. La composición de cada corriente residual, la distancia hasta las plantas de tratamiento, la demanda regional y los costos determinarán cuál resulta más conveniente. Un sistema eficiente puede separar los materiales y destinarlos a diferentes usos según su calidad.
También se investiga el aprovechamiento de las hojas de olivo para extraer ingredientes de interés alimentario. En conjunto, estas líneas muestran que la rentabilidad del olivar puede ampliarse cuando los subproductos dejan de tratarse como una masa uniforme de desechos.
La viabilidad industrial deberá considerar todo el proceso
El uso de huesos de aceituna ofrece una materia prima renovable y disponible en zonas productoras, pero su sostenibilidad no depende únicamente de su origen agrícola. La carbonización hidrotermal, la activación química, la incorporación de metales y la metanación consumen materiales y energía que deben incorporarse a la evaluación ambiental.
También será necesario recuperar o gestionar los compuestos de zinc y hierro utilizados durante la preparación, comprobar la duración del catalizador y determinar si el níquel puede reciclarse al final de su vida útil. Estos factores influirán en los costos y en la huella total del sistema.
Para las regiones olivareras, el avance abre una posible cadena de valor adicional alrededor de los centros de procesamiento. Si la tecnología supera las fases de escalamiento, los huesos podrían abastecer instalaciones dedicadas a fabricar materiales catalíticos en lugar de destinarse únicamente a combustión o eliminación.
El estudio aporta una prueba experimental de que un residuo del sector primario puede convertirse en un material avanzado para la gestión del carbono y el almacenamiento energético. Su aplicación práctica dependerá ahora de ensayos a mayor escala, análisis económicos y evaluaciones del ciclo de vida que comparen esta ruta con los soportes catalíticos convencionales.
Fuentes referenciales:
OKDIARIO
Energy Conversion and Management: X
