Evaluación de la pirólisis de mascarillas quirúrgicas para la obtención de combustibles líquidos y sólidos a escala laboratorio.

Abstract

En este estudio se muestra la evaluación del proceso de pirólisis de mascarillas quirúrgicas para la obtención de productos líquidos y sólidos y así conocer su potencial aplicación. La pirólisis es un proceso termoquímico en el cual diferentes materiales se descomponen térmicamente en un ambiente sin oxígeno y se obtienen generalmente combustibles con cadenas cortas de carbono. Los procesos de pirólisis en este trabajo se realizaron a una temperatura final de 380°C y a 410°C con una tasa de calentamiento de 10°C cada 30 minutos durante 5 horas y 25 minutos. Para la caracterización de la materia prima se realizó un análisis termogravimétrico y espectroscopía infrarroja de los componentes más representativos del material siendo estos las bandas elásticas y los filtros para así conocer la temperatura de degradación y el tipo de polímero del cual están compuestos, a partir de los análisis se identificó que ambos materiales empiezan a degradarse notoriamente a los 410°C y el análisis FTIR detectó la presencia de polipropileno (filtros) y PET (bandas elásticas), sin embargo el TGA, mostró que el material de las bandas elásticas sigue degradándose alrededor de 460°C indicando así que existe la presencia de algún aditivo, los cuales se utilizan comúnmente para mejorar las características mecánicas del material, como lo puede ser su resistencia y flexibilidad. Para tener un mejor control de temperatura y evitar generar un sistema inestable de pirólisis debido a los cambios altos de temperatura se planteó una segunda temperatura de 380°C, la cual es una región donde los componentes de las mascarillas se degradan de forma lenta. Para la caracterización de los productos líquidos por medio de cromatografía de gases se identificó, luego de descartar ciertos componentes debido al porcentaje de coincidencia y de su estructura que el producto líquido a 380°C contiene principalmente hidrocarburos de 9 carbonos (55.15%) y de 5 carbonos (30.57%) mientras que para el proceso de 410°C se obtuvieron hidrocarburos de 9 carbonos (17.79%), de 7 carbonos (60.69%) y de 6 carbonos (15.58%). Asimismo, se obtuvo una densidad similar a la del Diesel de 0.7268 ± 0.0122 g/mL y 0.7603 ± 0.0070 g/mL para cada temperatura, sin embargo, el poder calorífico que se determinó fue de 42,174.67 ± 307.12 J/g y 42,897.33 ± 408.03 J/g similar al fuel oil. Los productos sólidos fueron clasificados según su poder calorífico como carbón bituminoso tipo A y sub-bituminoso tipo B. Por último, se determinó que bajo las mismas condiciones a 380°C se obtiene un rendimiento del producto líquido de 42.6247 ± 5.3855% y para el sólido un rendimiento de 12.5995 ± 3.0049%. De igual manera, para la temperatura de 410°C se obtuvo valores para el líquido y sólidos de 66.9730 ± 3.8895% y 3.1779 ± 0.5462 % respectivamente. Los resultados demostraron que al realizar la pirólisis de mascarillas se obtienen productos con características similares a los combustibles convencionales y además, la temperatura puede afectar el rendimiento de los productos antes mencionados. (LA)