Cómo podrían funcionar los autos impulsados ​​por basura

Galería de imágenes: Autos exóticos El DeLorean DMC-12 modernizado en la celebración del lanzamiento de Trilogy Blu-Ray del 25 aniversario de 'Regreso al futuro' en Gustavino's el 25 de octubre de 2010 en la ciudad de Nueva York. Vea más fotos de autos exóticos. FilmMagic / Getty Images

En "Regreso al futuro", Doc arroja cáscaras de plátano y cerveza al Sr. Fusion para alimentar su máquina del tiempo DeLorean. No estamos del todo en el punto de los sistemas domésticos de fusión en frío, o máquinas del tiempo, para el caso, pero no estamos lejos de poder impulsar automóviles con basura como cáscaras de plátano con un combustible que no está tan lejos de la cerveza..

Alimentar vehículos con basura suena tan descabellado como el Sr. Fusion, pero ya se está haciendo a pequeña escala. La creación de combustible líquido a partir de basura sólida implica un proceso llamado gasificación, donde el calor, no las llamas, transforma los sólidos a base de carbono en gas sintético, que luego se puede destilar en etanol, un alcohol que ya se agrega al suministro de gasolina en muchos estados y se usa en automóviles que ya están en la carretera.

Gas sintético, o syngas para abreviar, se puede crear a partir de una variedad de materias primas, o materiales de origen, que incluyen:

• Combustibles fósiles, como carbón, petróleo y gas natural.
• Asfalto
• Aguas residuales
• Plástica
• Biomasa, como madera o residuos agrícolas.
• Residuos sólidos municipales, también conocidos como basura

La idea de crear combustible líquido a partir de biomasa sólida existe desde hace mucho tiempo. El proceso de gasificación se descubrió en Bélgica en 1609, utilizando madera y carbón. El gas de síntesis también se conocía como "gas de la ciudad" y se usaba en farolas que tenían que encenderse manualmente con un farolero. Durante la escasez de combustible de la Segunda Guerra Mundial, los vehículos europeos fueron equipados para usar gas de síntesis hecho de astillas de madera, y la Sudáfrica de la era del Apartheid usó la misma tecnología cuando estaba bajo sanciones mundiales..

En otras palabras, estas cosas han existido durante mucho tiempo. A continuación, echemos un vistazo a cómo se fabrica el gas de síntesis moderno a base de basura y se convierte en etanol que se puede utilizar sin ninguna modificación en su automóvil..

Contenido

1. Cómo convertir basura en gas
2. ¿Por qué alimentar los coches con basura??
3. Posibles trampas para los autos impulsados ​​por basura

El primer paso es separar la basura, o residuos sólidos urbanos, en una estación de transferencia. El vidrio y el metal no funcionarán en el proceso de gasificación y deben reciclarse de todos modos; cosas como astillas de madera, pasto, llantas y pañales funcionarán. "Si se calienta mucho y se derrite, no es una buena sustancia", dice Wes Bolsen, director de marketing en jefe de Coskata, Inc. "Si se calienta y se convierte en gas, como leña en una chimenea, está bien". Cualquier sustancia a base de carbono se ajustará a la factura como materia prima.

Una vez que se ha clasificado la basura, puede comenzar la gasificación. La materia prima se calienta, pero no se quema, bajo presión hasta que se descompone. Imagínese el contenedor de abono en su jardín, que tiene materia orgánica en su interior. Tal como están las cosas, esas viejas hojas de lechuga y zanahorias se calientan bastante y se descomponen para hacer abono. Ahora imagine que el contenedor no tiene ventilaciones, por lo que no hay oxígeno para provocar la combustión, y se aplica aún más calor y presión. Se produciría el mismo proceso de descomposición, pero mucho más intensamente. El proceso de descomposición rompe los enlaces de carbono de las verduras viejas y se convierte en algo parecido al gas natural - syngas.

Podría detenerse aquí mismo, después de que el proceso de gasificación haya producido gas de síntesis. Algunos vehículos experimentales, como el Honda Civic NGV o incluso la nueva flota de camiones de basura de la ciudad de Toronto, funcionan con gas natural comprimido. Probablemente, el gas de síntesis podría usarse como combustible para estos automóviles. Pero, ¿qué pasa con los millones de automóviles que ya están en la carretera que no pueden usar gas de síntesis? Coskata agrega un par de pasos a su proceso para producir etanol a partir del gas de síntesis que se puede introducir fácilmente en casi todos los vehículos que circulan por la carretera hoy en día sin cambiar nada sobre los automóviles..

Una vez que se ha creado el gas de síntesis en la planta de Coskata, las bacterias lo fermentan de gas a líquido en un ambiente acuoso, lo que realmente significa insectos que viven en tanques de agua. Estas cepas patentadas de bacterias respiran gas de síntesis (CO, CO2 y H2) y eliminan el etanol (C2). Todo lo que queda por hacer es destilar el etanol del agua. El etanol está listo para el motor y el agua regresa a los insectos con muy poco desperdicio en el proceso..

Y ahora que sabemos cómo se puede fabricar combustible a partir de la basura, averigüemos por qué nos molestaríamos en usarlo..

Luz de la luna

Hecho poco conocido: la producción de etanol es casi idéntica a la producción de alcohol ilegal. Tan cerca, de hecho, que Coskata agrega un poco de gasolina a su combustible terminado, un proceso llamado desnaturalizante. Si no agregaran ese poco de gasolina, estarían sujetos a un impuesto a las bebidas espirituosas de $ 27 por galón. Además, si alguien está lo suficientemente desesperado como para beber etanol con gasolina ... bueno, vomitará.

Ya sea que haya estado conduciendo durante tres años o treinta, sabe que los precios de la gasolina son volátiles, para decirlo cortésmente. Disturbios políticos, tormentas, desastres naturales: cualquier cantidad de cosas puede interrumpir el flujo de petróleo y gasolina a los Estados Unidos, y un flujo interrumpido significa precios más altos. Encontrar nuevas fuentes nacionales de combustible ha ascendido en nuestra lista de prioridades en los últimos años..

Las emisiones de gases de efecto invernadero y el cambio climático global también están en nuestro radar. Los combustibles fósiles contribuyen a generar gases de efecto invernadero en el medio ambiente en casi todas las etapas de su ciclo, desde sacarlos del suelo hasta procesarlos para usarlos y usarlos realmente en nuestros automóviles. Reducir estas emisiones contribuiría en gran medida a aliviar la carga sobre nuestro medio ambiente..

El Departamento de Energía (DOE) señala que el gas de síntesis, independientemente de la materia prima que se utilice, permite un proceso de producción de emisiones casi nulas y es configurable para el almacenamiento de captura de carbono. También cumple con las regulaciones de emisiones ambientales más estrictas de EE. UU. Para dióxido de azufre, partículas y contaminantes tóxicos..

Convertir el gas de síntesis en etanol hace que alimentar los coches con basura sea aún más fácil. El etanol ya está aprobado para su uso y se puede encontrar entre un 10 y un 15 por ciento en muchas estaciones de servicio en la actualidad. Los vehículos de combustible flexible podrían usar aún más etanol, a menudo 85 por ciento de etanol mezclado con 15 por ciento de gasolina, en el tanque..

Hay muchos tipos de basura que se pueden usar como materia prima, desde la basura recolectada en Seattle hasta los desechos de maíz en el Medio Oeste y los restos de la industria de la pulpa y el papel en el Sureste. No hay necesidad de usar alimentos reales que la gente pueda comer, como el maíz, cuando se puede usar basura que, de otro modo, se recogería en la acera y terminaría en un vertedero. "No hay forma de que pagues para poner tu basura en un hoyo en el suelo cuando puedes ganar dinero con ella", dice Bolsen de Coskata. "Es como enterrar dinero en efectivo".

Ciudades como Chicago, que casi ha llenado su vertedero con desechos municipales, están buscando sistemas como el de Coskata para lidiar con la basura en el futuro. Sin embargo, debe haber una trampa, ¿verdad? Tal vez.

Siga leyendo para conocer algunos de los desafíos que enfrenta esta nueva tecnología.

Chips de chip

La gasificación casera es posible, si no fácil. Pregúntele a Chip Beam, quien solda su propia tolva para gasificar astillas de madera y la montó en la parte trasera de su Isuzu Trooper de 1988. Utilizando un proceso de gasificación similar al utilizado por los europeos en la Segunda Guerra Mundial, recorre 32,2 kilómetros (20 millas) por cada 11,3 kilogramos (25 libras) de patatas fritas que arroja a la tolva. Lo condujo en el primer Gran Premio Verde en Watkins Glen, donde ganó el premio al "Coche más inusual"..

La biorrefinería de Coskata Foto cortesía de Coskata, Inc.

Algunas materias primas, como las astillas de madera, son bastante uniformes. Cada pequeño trozo de madera es del mismo material y las máquinas pueden hacer que todos los trozos tengan un tamaño similar. Las astillas de madera, la hierba y materias primas uniformes similares son casi ideales para convertir los desechos en combustible mediante el proceso de gasificación..

Los residuos sólidos urbanos, sin embargo, son otra historia. Sí, puede usar neumáticos y pañales como materia prima, pero son materiales muy diferentes que requieren un tratamiento muy diferente antes de que puedan comenzar el proceso de gasificación. Por un lado, hay más clasificación por hacer para extraer la basura utilizable en una estación de transferencia que para obtener los desechos de madera en una planta de celulosa. Más trabajo de clasificación y preparación significa más costos.

Ese no es el único problema con la preparación necesaria para la basura en el proceso de gasificación. Muchos materiales de desecho, incluidos los desechos sólidos urbanos y algunas materias primas de biomasa como el pasto o el maíz, tienen un mayor contenido de humedad. Estos artículos tendrían que secarse antes de introducirlos en la tolva para gasificación..

También hay un problema potencial en el otro extremo del proceso: los desechos municipales tendrían un mayor contenido de cenizas. Las astillas de madera son una materia prima muy eficiente, y solo un poco, tal vez el 2 por ciento, termina como ceniza. El resto de su masa se convierte en gas (piense en un tronco en la chimenea). Cualquier planta que procese desechos sólidos municipales como llantas y pañales en gas de síntesis debería tener las instalaciones para lidiar con las cenizas sobrantes..

Y, como toda nueva fuente de combustible, desde la electricidad hasta el hidrógeno, es necesario crear suficiente gas de síntesis para permitir su amplia adopción. Waste Management, el transportista de basura más grande del país, ha hablado con Coskata sobre una asociación, pero el uso generalizado de automóviles impulsados ​​por basura aún se encuentra entre 3 y 5 años en el futuro. Pero si esas bacterias que arrojan etanol se salen con la suya, su automóvil podría convertirse pronto en un automóvil impulsado por basura como el DeLorean de Doc, sin necesidad de plátanos ni cables locos.

Para obtener más información sobre automóviles que funcionan con basura, gas sintético y otros temas relacionados, siga los enlaces de la página siguiente..

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Más enlaces geniales

• Soldado Isuzu de madera
• Vehículo de gas natural Honda Civic GX
• Coskata, Inc.

Fuentes

• Haz, Chip. Propietario de Syngas Isuzu Trooper. Entrevista por telefono. Realizado en junio de 2008.
• Bolsen, Wes. Director de marketing en jefe de Coskata, Inc. Entrevista telefónica. Realizado el 23 de febrero de 2011.
• Departamento de Energía, Laboratorio Nacional de Tecnología Energética (NETL). "Gasificación." (23 de febrero de 2011) http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/gasification/gasifipedia/TOC.html
• LaMonica, Martín. "Las empresas de transformación de basura en etanol comienzan a cavar". Noticias CNET. 14 de mayo de 2008. (16 de febrero de 2011) http://news.cnet.com/8301-11128_3-9939613-54.html
• Sandru, Mihai. "Nuevo camión de basura de Toronto que funciona con biogás derivado de residuos". El optimista verde. 11 de noviembre de 2010. (16 de febrero de 2011) http://www.greenoptimistic.com/2010/11/11/toronto-biogas-garbage-truck/