Proyectos de Investigación Básica o Aplicada en Ingenierías o Biomédicas, 2019-2
Francisco Javier Velasco López; Luis Fernando Mamani De La Cruz; Sandro Henry Fuentes Mamani; Angel Gabriel Valencia Huaman; Jose Javier Mamani Quispe; Jonathan Joseph Almiron Baca; Alejandro Oscar Silva Vela; Rossibel Dileydi Churata Añasco
Objetivo
Sintetizar y caracterizar las zeolitas obtenidas a partir de precursores naturales de la Región Arequipa para el reciclaje químico-pirolítico de residuos plásticos.
Resumen:
El proyecto plantea la valorización de residuos plásticos mediante el proceso de pirólisis utilizando zeolitas naturales obtenidas a partir de materiales de origen volcánico como el sillar, la puzolana y piedra pómez, siendo una tecnología alternativa de reciclaje para la reducción de residuos plásticos. En el Perú cada año se producen 3´500,000 botellas de plástico y menos del 50% son recicladas. El proceso de pirólisis se puede trabajar con mezclas de plásticos y de este proceso se obtienen residuos sólidos carbonosos, líquidos hidrocarbonados y gases que pueden ser aprovechados en industrias de producción y refinería. Así mismo, se pretende desarrollar dos metodologías, una de síntesis de zeolitas naturales a partir del sillar, puzolana y piedra pómez y otra para el proceso de pirólisis de plásticos; además se realizará la caracterización y valorización de los productos obtenidos como resultado de la pirólisis; dividido en tres etapas. En la primera se obtendrán las zeolitas naturales para luego caracterizarlas empleando técnicas como: DRX, SEM, FTIR y TGA. En segundo lugar se realizará el estudio de los residuos plásticos en el Perú y posteriormente se realizarán los ensayos de pirólisis con y sin zeolita con la finalidad de comparar los tipos y calidades de los productos obtenidos. Finalmente los sólidos, líquidos y gases producidos de la reacción de pirólisis serán caracterizados por diferentes técnicas como TGA, RMN, DRX, FTIR y FRX y se realizará el estudio de la valorización de los productos obtenidos a las diferentes condiciones ensayadas.
Palabras clave
Zeolita, Pirólisis, Sillar, puzolana, piedra pómez, polímeros, UNSA, AREQUIPA.
Problema central
La producción mundial de plásticos hasta el 2015 fue 8´300,000 T, 6´300,000 T son desechos. El 9% ha sido reciclado, el 12% incinerado y un 79% se acumulan en un vertedero o medio natural ocasionando contaminación en el suelo, aire y agua. Por lo que se han generado diferentes métodos para dar solución como la reutilización, reciclaje y disposición final en un relleno sanitario. En el Perú, cada año se producen 3´500,000 botellas de plástico y menos del 50 % son recicladas, de éstos residuos solo se aprovecha el PET y los demás se disponen en botaderos o rellenos sanitarios. La investigación pretende dar respuesta a las siguientes interrogantes: ¿La pirolisis térmica podrá ser una alternativa para el reciclaje de residuos plásticos en el Perú?,¿la zeolita podrá ser obtenida a partir del sillar, puzolana y piedra pómez?,¿la zeolita obtenida podrá mejorar el proceso de pirolisis catalítica de los plásticos?, ¿será posible valorizar los residuos mediante el proceso de pirolisis?.
Hipótesis planteada
Mediante el proceso de pirolisis de residuos plásticos es posible que las zeolitas naturales obtenidas del sillar, puzolana y piedra pómez puedan mejorar la calidad de los componentes generados como los sólidos carbonosos, líquidos hidrocarbonados y gases, lo que contribuiría a la valorización de los residuos plásticos en el Perú.
Resultados esperados
El presente proyecto de investigación permitirá obtener una metodología de preparación de zeolitas a partir del sillar, puzolana y piedra pómez. Se podrá conocer la interacción de estas zeolitas en un procesos pirolitico y su posible uso en el reciclaje químico.
A su ves esto también nos permitirá obtener:
- 02 Artículos publicados en revista indexada en base Web of Science o Scopus (01 artículo publicado por el Investigador Principal y su equipo de co-investigadores y 01 artículo publicado por los investigadores junior).
- 01 Profesional Capacitado (pasantías, cursos talleres, etc. con duración mayor a 24HH)
- 03 Profesionales titulados en la UNSA, con la modalidad Tesis formato artículo
- 02 Ponencias Internacionales para difundir los resultados de la investigación
Impactos esperados
En el aspecto ambiental, el aprovechamiento de residuos plásticos contribuye con la mitigación de la contaminación producida por la incineración e inadecuada disposición en agua y suelo. Así mismo, con este proyecto, se brindará una alternativa a la disposición final de los desechos plásticos con un nuevo proceso que genere un impacto positivo.
En el aspecto económico, la valorización de los desechos plásticos mediante la pirólisis catalítica podría ser una alternativa económica-ambiental de bajo costo y accesible para la industria.
En el aspecto social, podría crearse fuentes de trabajo mediante la aplicación de conocimiento de la pirolisis de los plásticos en plantas industriales, de esta manera, se podría mejorar la calidad de vida de la población.
En el aspecto científico, el desarrollo de este proyecto proporcionaría conocimientos y habilidades en investigadores, docentes, estudiante e instituciones involucradas en la Región Arequipa, en nuestro país y en el mundo. El conocimiento que se logrará servirá para poder desarrollar un proceso de pirolisis utilizando catalizadores naturales y de bajo costo, lo cual servirá a nivel mundial.