Una universidad en Massachusetts está desarrollando una nueva tecnología láser destinada a reducir drásticamente las emisiones y el consumo de energía generado por la industria del papel y la pulpa en Maine. El Instituto Politécnico de Worcester recibió recientemente una subvención de $ 2.75 millones del Departamento de Energía de los Estados Unidos para llevar la tecnología de secado industrial al uso comercial. "Estamos muy entusiasmados con esto, esta podría ser una tecnología revolucionaria", dijo Jamal Yagoubi, director fundador del Centro de Investigación Avanzada del Instituto en Secado.
El documento y las industrias de pulpa de Maine emiten aproximadamente 1 millón de toneladas de dióxido de carbono anualmente, lo que representa aproximadamente la mitad de las emisiones industriales totales del estado. La mayoría de estas emisiones provienen del proceso de secado donde la pulpa de madera se purga, se presiona y enrolla en papel. Hay tres fábricas de papel importantes en el estado, y representan la mayoría de las emisiones.
Si Maine quiere convertirse en carbono neutral para 2045, debe abordar las emisiones de estos molinos de papel y pulpa. Además, la mayoría de estas fábricas se encuentran en vecindarios de bajos ingresos, y dos de ellas están en áreas con un mayor riesgo de cáncer de contaminantes del aire, según Industrious Labs, un grupo ambiental que se centra en los impactos industriales. Esto sugiere que puede haber un fuerte vínculo entre el funcionamiento de estas plantas y la salud de los residentes locales, especialmente las tasas de cáncer.
Por otro lado, la industria del documento y la pulpa sigue siendo vital para el desarrollo económico de Maine. "Estas plantas proporcionan un número significativo de empleos sindicales locales, y la industria del papel sigue siendo muy importante para nuestra comunidad", dijo Matt Cannon, director de conservación estatal y energía para el Capítulo de Maine del Club Sierra.
El Centro de Investigación de Secado del Instituto Politécnico de Worcester ha estado explorando una forma de secado completamente nueva: el uso de láseres. Esperan que al enfocar la energía del láser, puedan secar eficientemente varios materiales, como papel y pulpa. El jefe del equipo de investigación, Yagoubi, dijo que el láser que usaron es muy diferente de las poderosas armas láser en las películas de ciencia ficción. Aunque el láser es tan poderoso que incluso puede derretir el metal, dispersarlo sobre un área más grande permite que su energía sea suave y se aplique uniformemente al material que se seca.
A través de experimentos sobre alimentos, los investigadores han demostrado la viabilidad de esta técnica. A continuación, profundizarán en los efectos de la energía láser en diferentes materiales para garantizar que el proceso de secado no comprometa la calidad del producto. "Para el papel, tenemos que asegurarnos de que la dureza del papel no se reduzca", enfatizó Yagoubi. "Para la comida, tenemos que asegurarnos de que el color y el sabor no se vean afectados".
Por lo tanto, el equipo de investigación necesitará recopilar más datos antes de poner la tecnología en uso comercial. Estos datos incluyen: la distribución de energía láser en la superficie de diferentes materiales, y la profundidad de la energía láser puede penetrar el material. Con estos datos, el tamaño del sistema y las condiciones de funcionamiento más apropiadas se pueden seleccionar para diferentes materiales, y el módulo láser correspondiente puede diseñarse para cada escenario de aplicación específico.
Una vez que se resuelven estos detalles, esta tecnología láser se puede aplicar fácilmente a nuevos equipos de secado a escala comercial, o adaptar directamente el equipo existente. "Este tipo de tecnología es perfecto para modernizar", dijo Yagoubi.
Según la Administración de Información de Energía de los Estados Unidos, el sector industrial de los Estados Unidos emitió alrededor de 1.300 millones de toneladas de dióxido de carbono en 2023, lo que representa casi un tercio de las emisiones totales del país. Evan Gillespie, cofundador de laboratorios laboriosos, señala que aproximadamente la mitad de estas emisiones provienen del calentamiento requerido en procesos industriales que a menudo dependen de gas natural u otros combustibles fósiles. Gillespie también mencionó que muchos procesos de secado industrial son muy exigentes y tradicionalmente difíciles de reemplazar los combustibles fósiles con energía limpia, por lo que la industria de secado industrial ha sido un punto difícil para reducir el carbono.
"El mayor desafío es cómo alejarse de la dependencia del gas natural en la producción industrial y hacia la energía limpia". Dice Richard Hart, director de la industria del Consejo Americano para una economía energéticamente eficiente. "La transformación del sector industrial es un gran proyecto, pero también tiene un gran potencial".
Evan Gillespie, cofundador de Industrious Labs, cree que hacer que el trabajo de nuevas tecnologías requerirá un esfuerzo concertado de las empresas y los gobiernos para invertir más en la modernización de las instalaciones industriales más antiguas. Hizo hincapié en que dicha inversión bien vale la pena, no solo para mejorar la competitividad de la industria y preservar los empleos, sino también para traer importantes beneficios ambientales. "La protección climática y los empleos no son opuestos", dijo Gillespie, "podemos lograr un beneficio económico y ambiental en el beneficio de la modernización de nuestras instalaciones industriales".
