Con insumos caseros, científicos diseñaron un reactor químico que convierte madera en carbón

Dos latas de alimentos en conserva, una chapa mediana y tubos para chimeneas comunes fue el total de materiales utilizados por Pablo Arnal y Leonel Long, investigador y becario del CONICET respectivamente en el Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC, CONICET-UNLP-CICPBA) para fabricar un horno que convierte la madera en carbón en tiempo récord, cumpliendo la misma función que el costoso equipamiento requerido por los métodos convencionales empleados para llevar adelante este procedimiento químico. Eso sí, hubo un insumo intangible y más valioso que cualquier instrumento sin el cual la hazaña no habría sido posible: el ingenio, “que permite hacer buena ciencia sin importar los recursos que se dispongan”, coinciden ambos. El desarrollo del sistema casero fue publicado días atrás en la prestigiosa revista científica Chemistry-Methods.

Dedicados al estudio de nuevos métodos de descontaminación de aguas, Arnal y Long se topaban sistemáticamente con un problema frecuente: los altos costos de obtener el carbón vegetal, un material muy preciado para quienes investigan en este tema por su estructura abierta de poros grandes a distintos niveles, altamente eficiente a la hora de capturar y retener distintas sustancias tóxicas del medio líquido. Precisamente, la dificultad al analizar estos procesos es que se necesita hacer muchas repeticiones de ensayos y, con eso, grandes cantidades de carbón, cuya producción no es ni rápida ni barata. Frente a este cuello de botella, los expertos decidieron dar un paso atrás y aplicar sus conocimientos y creatividad en diseñar su propia “fábrica” de la materia prima, con una condición sine qua non: abaratar gastos lo máximo posible.

“El sistema del que hablamos sirve para convertir la biomasa, es decir la energía que puede obtenerse de la materia orgánica, como por ejemplo el tronco de un árbol, sus hojas y restos de poda o de actividades agropecuarias e, incluso, los huesos de seres vivos, en carbón vegetal”, explica Arnal, y continúa: “Nosotros ponemos el foco en la madera, que tiene una estructura fascinante: parece un bloque sólido pero al observarla en microscopio se ven miles de canales longitudinales de distintos grosores por los que circula el agua, y gracias a eso el carbón que se genera con su combustión resulta tan interesante”. Normalmente, esta conversión se realiza en un laboratorio mediante un reactor químico que consiste en un horno tubular de vidrio de cuarzo que de un lado recibe un gas inerte –que puede ser argón, helio o nitrógeno–, ubicado dentro de un tambor que se calienta y en el que se inserta el material a carbonizar.

“El argón y el helio son carísimos y el proceso es muy complejo. Además, al final se obtiene apenas 1 gramo de carbón vegetal, algo que nos obliga a repetir el procedimiento varias veces si queremos hacer un estudio estadísticamente sólido”, relata Long. En este sentido, los especialistas explican que el acotado volumen de carbón que se consigue condiciona en cierto modo las investigaciones que dependen de ese insumo, ya que es necesario poner en la balanza todos los factores en juego y lo que se gasta no solo en dinero sino también en recursos, energía consumida, tiempo y esfuerzo. Fue esta ecuación la que los llevó a proponerse la construcción de un horno casero con el que pudieran abastecerse de una cantidad mucho mayor del material en cuestión. Y lo lograron; el dispositivo con dos latas de conserva y una chapa produce 200 gramos de carbón con cada puesta en funcionamiento, a razón de 30 gramos por cada 100 de madera.

“Además de ser idéntico al material producido de manera tradicional pero multiplicado en varios órdenes de magnitud, presenta igual composición y comportamiento químico. Y esto lo validamos a través de ensayos de remoción de contaminantes en agua que funcionaron muy bien”, apunta Arnal, y agrega: “Nuestro sistema también permite intervenirlo, por ejemplo aplicando distintos tratamientos a la madera antes de carbonizarla, como el agregado de sales para modificar las propiedades del carbón resultante, o incluso añadiéndole a posteriori compuestos químicos que le otorguen diferentes atributos”. Teniendo en cuenta los elevados costos de los equipos e insumos –muchas veces importados–, los autores se entusiasman con el aporte de este trabajo para el desarrollo de numerosas líneas de investigación en el país.