Resumen de Portablecrac: solución portátil para la regeneración electroquímica del carbón activo
Miguel Ángel Ayllón Mesa, Carlos Martí Cervera, Javier Mascarós Vicedo
En 2017, el mercado global de carbón activo se valoró en más de 4 billones de dólares. Asimismo, la previsión de demanda de carbón en los próximos años apunta un crecimiento exponencial. Actualmente, tanto el sector del agua como el sector químico requieren de grandes de cantidades de carbón activo para la eliminación de ciertos contaminantes del agua. Dichos contaminantes son principalmente cloro residual añadido tras determinados procesos industriales, materia orgánica y compuestos químicos responsables la mayoría del aporte de color, olor y sabor al agua. En el proceso de filtración, el carbón se va saturando a medida que el agua fluye a través de él, adsorbiendo los contaminantes presentes en el agua, hasta el punto que es necesaria su completa renovación o regeneración. En instalaciones con pequeños volúmenes de carbón activo, la opción más común es la retirada del mismo, su gestión como residuo y la posterior reposición mediante carbón activo virgen. Además del coste económico asociado, dicha opción conlleva laboriosas operaciones de extracción, transporte, vertido y renovación. Este aspecto es especialmente crítico al considerar que Europa importa cerca del 80% del consumo interno de carbón activo, lo que genera un encarecimiento importante del producto. Por otro lado, en instalaciones de mayor tamaño, regenerar el carbón es una opción más viable desde el punto de vista económico. Hoy día, existen diversas técnicas para la regeneración del carbón activo: métodos térmicos, biológicos, oxidativos con aire húmedo y vapor. De todos ellos, el más extendido es la regeneración térmica. A pesar de conseguir reducir los costes hasta un 50%, la regeneración térmica sigue siendo un tratamiento de coste elevado, principalmente asociado al significante consumo energético, la necesidad de un servicio externo y las mermas de carbón que se producen en el proceso de reactivación. Con la finalidad de mejorar la flexibilidad operativa del proceso y conseguir una notable reducción del impacto ambiental y económico, Portablecrac propone una ambiciosa alternativa: la regeneración in situ del carbón activo mediante tratamientos electroquímicos. A través de la aplicación de una corriente eléctrica entre dos electrodos en un medio ácido, se consigue polarizar el material poroso modificando el equilibrio de adsorción de las especies retenidas. De este modo, se consigue la desorción de la mayoría de los contaminantes y una recuperación importante de las propiedades iniciales del carbón activo. El proyecto Portablecrac, subvencionado por el programa europeo Horizonte 2020, se estructura en tres fases de trabajo bien diferenciadas. Por una parte, se procederá a la adaptación y diseño de prototipos para la regeneración del carbón; más tarde se validarán técnicamente y económicamente dichos prototipos, y finalmente, se caracterizará el residuo generado con el fin de determinar el tratamiento óptimo para la eliminación de la carga contaminante. La naturaleza compacta y móvil de los equipos permitirá la demostración e integración de la tecnología en instalaciones existentes y otros escenarios industriales. Durante la ejecución del proyecto, se pretende que la tecnología electroquímica evolucione desde su operación en modo discontinuo a modo continuo; con ello, se facilitará el escalado óptimo de los prototipos para el alcance de las necesidades de usuarios potenciales. Así pues, nos encontramos ante una prometedora alternativa que persigue ofrecer oportunidad de negocio, sostenibilidad y generación de empleo favoreciendo una economía circular.
