Evaluación de la sostenibilidad de la síntesis de celulosa mediante el uso de líquidos iónicos (EMIM[AoC]) y residuos agroindustriales (flores), a escala industrial

Abstract

RESUMEN : La incorporación de Líquidos Iónicos (LI) en procesos de síntesis de celulosa se convierte en una alternativa valiosa en el ámbito de la sostenibilidad ambiental y económica, debido a que su uso permitiría reemplazar los solventes convencionales que se emplean actualmente en la industria química y que generan impactos ambientales negativos. Este trabajo parte de los resultados obtenidos en la investigación desarrollada por Vásquez (2015) y Vásquez et al. (2019), en el grupo de investigación SIDCOP de la Universidad de Antioquia, donde se concluyó que, debido al alto potencial de rentabilidad económica, reducido impacto ambiental negativo y mínima exergía destruida, el proceso de obtención de celulosa (celulosa micro-cristalina (MCC)) a partir de residuos de flores y el uso del LI: 1-etil-3- metilimidazolium acetato (EMIM[AoC]), fue la alternativa más atractiva entre las evaluadas. Sin embargo, la incorporación de los LI en procesos a escala industrial es aún limitada porque no existen estudios que evalúen la viabilidad técnica – financiera de la incorporación de estas sustancias en la producción de celulosa y tampoco existen indicadores de base científica que permitan tomar decisiones en un contexto ambiental. En esta investigación se evaluó la sostenibilidad de un proyecto a escala industrial de síntesis de celulosa, que utiliza en su proceso el uso del LI: EMIM[AoC] y residuos agroindustriales de flores como biomasa, en comparación con un proceso convencional denominado Acetosolv. Inicialmente se desarrolló un estudio de mercado que permitió identificar la demanda de MCC en un contexto internacional y de Colombia. Posteriormente, se ejecutó un estudio técnico conformado por una simulación en el software ASPEN PLUS® de los procesos a comparar, lo que permitió identificar flujos de materia y energía en los escenarios estudiados, así como un dimensionamiento inicial de equipos. También, se realizó un análisis de localización por medio del método multicriterio denominado Proceso Analítico Jerárquico (AHP), utilizando el software “Total Decision®”, además, se hizo un análisis normativo y legal. A partir de los resultados obtenidos en los estudios anteriormente mencionados, se desarrolló un estudio económico por medio de una formulación de proyectos a nivel de prefactibilidad y una evaluación financiera. Así mismo, con los resultados arrojados en las simulaciones industriales se desarrolló un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) en el software SimaPro®, con un alcance “de la puerta a la puerta” para los procesos a comparar. Para la evaluación de la sostenibilidad se propone una metodología basada también en el método AHP, que permite integrar los resultados de los indicadores obtenidos de la evaluación financiera a nivel de prefactibilidad (VPN, TIR, CAUE, TIRM, VFN y B/C) y los indicadores ambienta-les obtenidos de la evaluación del impacto ambiental por medio de la metodología ReCipe del ACV desarrollado. Finalmente, se concluye que el proceso denominado MCC-IL (proceso de síntesis de MCC que emplea como solvente el LI EMIM[AoC]) genera una mayor sostenibilidad con respecto al pro-ceso MCC-Ac (proceso convencional que emplea como solvente el ácido acético), dado que muestra un mejor comportamiento en las dimensiones ambiental, económica y de salud y seguridad humana, por tener un mayor porcentaje relativo luego de aplicado el AHP a las variables estudiadas.