Manuel Jesús Díaz Blanco

Ingeniería Química

Nombre de la mesa: "Biorrefinería: nuevos materiales obtenidos de la madera".

Temas sobre los que conversar

- Biomasa naturaleza y tipos de biomasa, natural, residual, partes
- Sistemas de valoración o métodos para obtener el máximo beneficio
- Compostaje y degradación anaeróbica: Obtención de compost o metano
- Sistemas para obtener combustibles de primera, de segunda y de tercera generación
- Biorrefinería y obtención de nuevos productos naturales
- Obtención de hidrógeno
- Evaluación de olores ambientales

Formación

Licenciado en ciencias Químicas y doctor en Ingeniería Química (Universidad de Sevilla), Máster en Gestión Ambiental y de Residuos (Open University), Máster en Ecoauditorias (Universidad de Valencia), Máster en Ingeniería Ambiental (Universidad di Udine)

1 día en la vida de un científico

Es muy variada, en 15 años aún no he tenido dos días iguales. En esencia dar clases (aprox. una hora al día y otra de tutorías) una hora diaria (incluso fines de semana) para leer artículos científicos relacionados con mis investigaciones para estar al día de lo que investigan y sus avances y el resto, fundamentalmente, investigación: desarrollo en laboratorio con los reactores experimentales, enseñar a becarios a utilizar equipos, diseño de experimentos y elaborar las publicaciones donde se dan a conocer estos experimentos.

Aficiones

Deportes en general, practico habitualmente pádel, fútbol y vela, antes judo.

Centro o departamento

Departamento de Ingeniería Química. Universidad de Huelva. Colaborador habitual del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (CSIC).

Línea de investigación en la que trabaja actualmente

Línea 1: Evaluación de biomasa para su aprovechamiento energético
La biomasa lignocelulósica y/o residual se plantea como una fuente renovable y sostenible de energía alternativa a los combustibles fósiles. Existen instalaciones que actualmente, en Andalucía, hacen ya un aprovechamiento cierto de la biomasa, ya sea procedente de cultivos energéticos o diversos materiales residuales. Entre ellos, todo tipo de residuos forestales procedentes de cortas, desbrozamientos, tocones, etc. y biomasa de origen agrícola residual o agroindustrial residual. Podríamos englobar aquí desde residuos de jardinería o de poda de árboles frutales a residuos agrícolas típicos como paja de cereales, residuos de la industria de desmotado de algodón residuos del cultivo de olivar, etc.
Línea 2: Aplicación de procesos termoquímicos para la valorización energética e industrial de la biomasa
La biomasa lignocelulósica y/o residual, se plantea no solo como una potencial fuente de energía renovable y sostenible, sino también como un recurso natural con el que obtener toda una serie de productos químicos bajo el concepto de “Biorrefinería”, análogo al concepto de refinería del petróleo, el gran recurso fósil no renovable ni sostenible.
Muchos autores consideran de hecho, que el futuro del aprovechamiento de la biomasa lignocelulósica ya sea residual, forestal o mediante cultivos energéticos pasa necesariamente por una separación de fracciones y la optimización de la producción de diversos productos a partir de las mismas. Incluyendo, como una de las más importante, la energía, ya sea eléctrica o en forma de biocombustibles para automoción.
Una vía tecnológica para abordar estas posibilidades son lo que se ha venido en llamar “Plataforma termoquímica de la madera” (por extensión, todo tipo de biomasa lignocelulósica) en la que el material es sometido a calentamiento en condiciones deficitarias de oxígeno, de forma que en vez de obtener dióxido de carbono, agua y energía como sucede en un proceso de combustión convencional, se obtiene energía y tres fases, gaseosas, líquidas y sólidas. Son las técnicas conocidas como gasificación, pirolisis o licuefacción del material lignocelulósico.
Línea 3: Aplicación de procesos vía húmeda para la valorización energética e industrial de la biomasa
Los primeros párrafos de la línea anterior son de aplicación aquí. De nuevo se trata de buscar vías de fraccionamiento de la biomasa lignocelulósica y/o forestal y/o residual pero en base a procesos químicos y no térmicos en deficiencia de oxígeno.
Es un campo de investigación muy amplio y de los más interesantes en la actualidad. La búsqueda de los mejores procesos y la optimización de los mismos para el mejor aprovechamiento fraccionado de las tres fracciones principales constituyentes del material lignocelulósico: celulosa, hemicelulosa y lignina.
Línea 4: Obtención de furfural a partir de biomasa lignocelulósica
El furfural es un producto químico básico de gran interés, derivado actualmente del petróleo, de gran producción y de aplicación en diversos campos de la química. Estructuralmente es un derivado del monómero de xilosa (un azúcar cíclico de 5 carbonos). La xilosa es el principal monómero del xilano, el principal polímero constituyente de las hemicelulosas. Estas hemicelulosas, pueden representar entre el 15% y el 35% del material lignocelulósico dependiendo se trate de una u otra especie vegetal o material residual.
Tiene aplicaciones en diversos sectores de la industria química básica como los disolventes, pero recientemente, crece aún más este interés por la posibilidad de desarrollar materiales plásticos rígidos (derivados de la resinas furánicas que pueden obtenerse del furfural vía alcohol furfurílico) y también se han descrito rutas de transformación a equivalentes de combustible diesel.
Línea 5: Obtención de pasta celulósica y papel a partir de biomasa lignocelulósica
Se trata de un campo muy amplio y realmente es un sector industrial bien establecido. En la actualidad, básicamente a partir de una materia prima como es el Eucalipto y en menor medida, a partir de especies de coníferas.
El interés de explorar la utilización de otras materias primas tiene múltiples ventajas relacionadas con mejoras medioambientales y es una temática ampliamente estudiada en la que también el Grupo de Investigación tiene una muy amplia experiencia.
Línea 6: Compostaje
Dentro del esquema de trabajo desarrollado en un esquema de Biorrefinería integral se encuentra también la línea de trabajo de valorización de residuos orgánicos para hacer abono ecológicos. Se intenta, con ello, aprovechar todos los residuos lignocelulósicos generados así como su mezcla con residuos sólidos urbanos y lodos de depuradora. En estos estudios se busca tanto la máxima calidad del producto como el mínimo impacto ambiental en la generación de olores durante su producción.
El Grupo de Investigación, ha venido desarrollando diferentes trabajos en estos aspectos. La experiencia del Grupo también es muy amplia en la utilización de diversos residuos y su optimización.
Línea 7: Procesos Biotecnológicos aplicados a la Biomasa lignocelulósica y/o forestal y/o residual. Biopasteado .
El aprovechamiento de la biomasa por para pasta celulósica de alta calidad mediante métodos biológicos es el sistema que, se piensa, en un futuro tendrán la mayor parte de las industrias del sector. Es fundamental la evaluación de parámetros de índole estratégica: Disponibilidad, área sostenible para transporte, estimación de producciones, estacionalidad, etc.; parámetros de optimización: en particular hay que considerar los procesos de reacción de los enzimas en la biomasa lignocelulósica, en particular relacionados con su degradación durante el almacenamiento que hacen disminuir el contenido en diversas fracciones , etc.
Línea 8: Minimización de olores
En la línea de trabajo de minimización de impacto se ha trabajado, desde hace 6 años, en la medición y minimización de olores. Inicialmente olores provenientes de vertederos y/o plantas de compostaje de residuos sólidos urbanos y después, tras obtener equipamiento específico (nariz electrónica, nasal ranger, CG-Masas) se ha ampliado a distintos tipos de olores. Paralelamente a la medición, también se ha trabajado en la minimización mediante biofiltros con los que se ha conseguido altos rendimientos de remoción de la concentración de olor.