Francisco J. Campanario y Francisco J. Gutiérrez obtienen el Premio al Artículo Científico del 4º Trimestre de 2017

El Jurado del II Premio al Artículo Científico del Trimestre de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería, tras las correspondientes deliberaciones, ha decidido por unanimidad otorgar el II Premio al Artículo Científico del Trimestre de la ETSI al trabajo de Francisco Javier Campanario Canales y Francisco Javier Gutiérrez Ortiz, titulado “Fischer-Tropsch biofuels production from syngas obtained by supercritical water reforming of the bio-oil aqueous phase”. Energy Conversion and Management, vol. 150, 15 octubre 2017, págs. 599-613. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.08.053.

 

 La Dirección de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ETSI), con el objeto de hacer visibles las líneas de investigación desarrolladas en ella y sus resultados, convocó el pasado mes de enero a los investigadores de la ETSI a participar en el “Premio al Artículo Científico del Trimestre de la ETSI”, en su edición correspondiente al 4º trimestre de 2017. Este premio está financiado mediante una Ayuda para Actividades de Divulgación Científica del VI Plan Propio de Investigación y Transferencia de la Universidad de Sevilla.

 

En las bases de esta convocatoria se solicitaban candidaturas de artículos publicados en los meses de octubre, noviembre o diciembre de 2017, cuyo primer firmante no fuera mayor de 35 años y con un porcentaje superior al 50% de los autores con algún tipo de vinculación a la ETSI.

 

           

El trabajo premiado está centrado en la valorización energética de la fracción acuosa del bio-oil. Este producto se produce por pirólisis rápida, y se separa en dos fases. La primera presenta compuestos de alto valor y puede utilizarse como combustible renovable o fuente de materias primas químicas. Sin embargo, la segunda es una fracción acuosa que contiene diversos compuestos orgánicos, principalmente, ácidos carboxílicos, cetonas, alcoholes, fenoles, aldehídos y glúcidos, en una concentración variable del 15-35% en peso. Esta fracción acuosa llega a considerarse un residuo de difícil valorización por el alto consumo energético que supondría la evaporación del agua necesaria para separar los compuestos orgánicos de valor.

 

En el artículo se propone la conversión termoquímica de los compuestos orgánicos presentes en la fracción acuosa del bio-oil mediante reformado con agua supercrítica, como ruta de valorización. El gas producto se conduce a un lazo de síntesis de Fischer-Tropsch para producir los biocombustibles. En el estudio, se aborda el esquema conceptual del proceso global, se desarrolla el diseño del mismo y se evalúa mediante simulación rigurosa. El resultado es un proceso energética y materialmente integrado, que no requiere de un combustible externo al propio proceso ni de energía eléctrica de la red en condiciones estacionarias. Los productos finales son biocombustibles líquidos (gasolina, diesel y queroseno) y electricidad. Asimismo, el agua de refrigeración puede aprovecharse para calefacción de oficinas y se captura CO2, de modo que el balance de emisiones de este gas a la atmósfera es negativo.

 

Se han analizado diferentes casos que incluyen la variación del caudal de alimentación, la composición de la alimentación al proceso y las condiciones de operación en el reactor de síntesis Fischer-Tropsch. De este modo, se han obtenido las condiciones de operación óptimas que maximizan la producción de biocombustibles y electricidad.

 

Una posterior evaluación tecno-económica de este proceso se ha desarrollado en otro artículo, publicado en la misma revista (https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.10.096), verificándose que el proyecto puede ser viable, atractivo y competitivo en determinadas condiciones porque el precio mínimo de venta de los biocombustibles sería menor que el de los combustibles fósiles.

Aunque existen otras aplicaciones del gas de síntesis, hemos considerado que la producción de biocombustibles líquidos por síntesis Fischer-Tropsch contribuiría a la reducción progresiva de uso de combustibles fósiles en medios de transporte, como automóviles y aviones, porque estos biocombustibles son compatibles con los motores y tecnologías existentes en la actualidad. Además, se fomenta el uso de biocombustibles procedentes de residuos orgánicos, acorde con la Directiva Europea 2015/1513, que establece que la energía procedente de fuentes renovables en todos los tipos de transporte en 2020 sea como mínimo equivalente al 10% del consumo final de energía en el transporte en cada Estado miembro.

 

 

 Campanario Canales, F.J. y Gutiérrez Ortiz, F.J. (2017). Fischer-Tropsch biofuels production from syngas obtained by supercritical water reforming of the bio-oil aqueous phaseEnergy Conversion and Management, 150, 15 Oct. 2017,  599-613.    DOI:https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.08.053.    (* Acceso al texto completo mediante UVUS)