Investigando efectos sinérgicos en la co-pirosis de cáscara de cacahuete y neumáticos fuera de uso sobre la distribución de productos en diferentes proporciones de mezcla

Convertir la basura en un recurso

Cada año se acumulan montañas de neumáticos desechados y pilas de residuos agrícolas como las cáscaras de cacahuete, lo que genera riesgos de incendio, contaminación y energía desaprovechada. Este estudio explora una forma de abordar ambos problemas a la vez: calentar conjuntamente estos dos tipos de desechos para transformarlos en combustibles útiles. Ajustando cuidadosamente la proporción de caucho de neumático mezclada con las cáscaras, los investigadores demuestran que la combinación puede producir aceite, gas y carbón de mejor calidad que cualquiera de los materiales por separado, ofreciendo una fuente de combustible más limpia y una forma más inteligente de gestionar los residuos.

Por qué importan estos residuos

Las cáscaras de cacahuete son un residuo agrícola abundante que por lo general tiene poco valor más allá de la quema de baja calidad o la eliminación. Son ricas en materia vegetal pero contienen mucho oxígeno, lo que hace que el aceite producido sea ácido y relativamente bajo en energía. Los neumáticos fuera de uso son lo contrario: están cargados de carbono e hidrógeno ricos en energía, pero son difíciles de eliminar, perdurando décadas en vertederos y planteando serios riesgos de incendio y contaminación. Cuando se calientan por separado, los neumáticos rinden aceites y gases de alta energía, pero también producen carbón con alto contenido de azufre y emisiones problemáticas. La idea de esta investigación es que mezclar estos dos residuos tan distintos podría permitir que las fortalezas de uno compensen las debilidades del otro.

Cocinar residuos sin llama

El equipo utilizó un proceso llamado pirólisis, que es esencialmente cocinar los materiales en ausencia de oxígeno para que se descompongan en lugar de quemarse. En un reactor de laboratorio, primero calentaron las cáscaras de cacahuete y los neumáticos por separado entre aproximadamente 350 y 600 °C, registrando cuánto carbón sólido, aceite líquido y gas producía cada uno a distintas temperaturas. Ambos materiales dieron la mayor cantidad de líquido alrededor de 500 °C, por lo que los investigadores eligieron esa temperatura para los experimentos conjuntos. Luego mezclaron las dos materias primas en distintas proporciones, desde mayoritariamente cáscaras con poco neumático hasta mayoritariamente neumático con poca cáscara, y repitieron el calentamiento midiendo los productos y analizando sus propiedades.

Cuando el todo supera la suma de las partes

Una pregunta clave fue si la mezcla se comportaba simplemente como un promedio ponderado de los dos ingredientes o si había verdaderas “sinergias” en las que la combinación funcionara mejor de lo esperado. Al comparar los rendimientos reales de productos con los promedios calculados, los investigadores encontraron señales claras de sinergia. En una mezcla con 40% de neumático, la salida líquida fue notablemente mayor que el valor esperado, y su calidad mejoró: aportó más energía por kilogramo, menos oxígeno y una densidad y viscosidad más equilibradas que el aceite procedente solo de cáscaras. Al mismo tiempo, el carbón sólido de la mezcla tenía más carbono fijo y menos azufre que el carbón de neumáticos por sí solo, y el gas contenía más hidrógeno y metano pero menos dióxido de carbono que el gas derivado de biomasa pura. Estos patrones sugieren que fragmentos ricos en hidrógeno procedentes del neumático ayudan a eliminar oxígeno de los vapores de biomasa, transformándolos en combustibles más densos en energía.

Dentro del reactor: cómo se produce la mejora

Para entender estas mejoras, los investigadores examinaron la química de los aceites, los carbones y los gases usando análisis térmico, espectroscopía infrarroja y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. El aceite derivado de las cáscaras estaba dominado por compuestos ricos en oxígeno como ácidos, alcoholes y fenoles, que reducen el contenido energético y hacen el líquido corrosivo. El aceite procedente de neumáticos, en contraste, era rico en hidrocarburos y moléculas aromáticas más similares a los combustibles convencionales. En los aceites de la co-pirólisis, las señales de compuestos oxigenados se atenuaron mientras que las señales de hidrocarburos se reforzaron, mostrando que los vapores del neumático donaron hidrógeno y ayudaron a descomponer o transformar las moléculas pesadas en oxígeno procedentes de las cáscaras. Los análisis del carbón y del gas contaron una historia similar: los carbones mezclados conservaron un alto contenido de carbono pero presentaron menos azufre, y la corriente de gas se desplazó hacia componentes más combustibles y menos dióxido de carbono, contribuyendo menos al calentamiento climático.

Del conocimiento de laboratorio al impacto real

Más allá de la química, el trabajo apunta a beneficios sociales más amplios. Convertir residuos agrícolas y neumáticos fuera de uso en aceite líquido, gas útil y carbón rico en carbono apoya una economía circular, donde los desechos se convierten en recursos en lugar de cargas. El enfoque de co-pirólisis reduce la presión sobre los vertederos, frena la quema al aire libre y recorta las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con simplemente desechar o quemar estos materiales. Los autores destacan que una mezcla con 40% de neumático a 500 °C ofrece un equilibrio particularmente atractivo entre alto rendimiento de líquido y mejora de la calidad del producto, aunque el aceite aún necesita un mayor tratamiento—especialmente para reducir el azufre—antes de que pueda sustituir por completo a los combustibles convencionales. Con futuros avances en catalizadores, escalado y evaluación ambiental, este tratamiento combinado de residuos agrícolas e industriales podría evolucionar hasta convertirse en una tecnología práctica que transforme la basura cotidiana en un flujo valioso de productos energéticos más limpios.

Cita: Anusuya, M., Kumar, P.S., Ommurugadhasan, D. et al. Investigating synergistic effects in Co-prolysis of groundnut shell and waste tyres on product distribution under different blend ratios. Sci Rep 16, 11208 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38993-8

Palabras clave: co-pirolysis, neumáticos fuera de uso, energía de biomasa, bioaceite, economía circular