INTRODUCCIÓN

El virus SARS-COV-2 fue detectado el 31 de diciembre del año 2019 en el municipio de Wuhan en la provincia de Hubei en China, desde ese momento, la enfermedad conocida como COVID-19 se ha propagado a todas partes del mundo generando una pandemia mundial que continua hasta la actualidad. Debido al brote mundial de la enfermedad, la demanda de equipos de protección personal (EPP’s) ha aumentado drásticamente en todo el mundo, principalmente los cubrebocas desechables (^{Jain et al., 2022}; ^{Li et al., 2022}; ^{Wang et al., 2022}). Las mascarillas desechables, según el tipo, están compuestas por productos plásticos, en el caso de los cubrebocas de tres capas están compuestas principalmente por polipropileno (PP). Por lo que al ser desechadas se consideran como residuos plásticos (^{Jain et al., 2022}; ^{Jung et al., 2021}). Este equipo de protección es desechable y diseñado para un solo uso, una vez que estos materiales plásticos son desechados, terminan en botaderos, ríos o en los océanos. Asimismo, se establece que el problema medioambiental se debe al ciclo de vida del producto plástico, ya que su degradación natural es lenta a temperatura ambiente y necesita décadas para ser descompuestos (^{Jain et al., 2022}; ^{Klemeš et al., 2020}).

En el 2021 en Perú se importaron alrededor de 2 770 millones de cubrebocas, de las cuales se estima que el 37% son de tres capas o también conocidas como mascarillas quirúrgicas, dando un total de 1 025 millones de unidades de mascarillas de este tipo (^{Hurtado-Cuba y Espíritu, 2021}; SNI, 2021). Asimismo, se sabe que una mascarilla pesa entre 3 a 4 g (^{Patrício Silva et al., 2020}), lo que equivale a un estimado de 9 695 t/año, de los cuales 3 587 t/año corresponde a los residuos de cubrebocas quirúrgicos. Por esta razón se requiere proponer alternativas viables para reciclar los residuos de mascarillas desechables que se generen en el país. Por otro lado, los procesos de reciclado mecánico requieren previamente la segregación y desinfección de los residuos, sumado a esto los altos costos de producción debido al pretratamiento (^{Torres y De-la-Torre, 2021}). Adicionalmente a esto, en el Perú la principal fuente de energía son los combustibles fósiles siendo los más utilizados el diésel y las gasolinas, a pesar de esto existe un déficit (comparado con la demanda) en la producción de combustibles líquidos en las refinerías de petróleo, por lo que el resto de combustible necesario para abastecer al mercado interno es importado (se importa alrededor de 16.2 millones de barriles (MMB) por año de diésel y 7.9 MMB por año de gasolinas) así como también existe importación de crudo (se importa alrededor de 40.9 MMB por año) para adicionar al crudo nacional y ser procesado (^{MINEM, 2021}).

Actualmente se están estudiando procesos de reciclaje químico de residuos plásticos como las mascarillas desechables y nuevas alternativas para la obtención de combustibles líquidos, de esta manera cumplir con dos objetivos: reciclar los residuos de mascarillas desechables y cubrir la demanda de combustibles líquidos. Uno de los procesos que se encuentra en estudio es la pirólisis catalítica que consiste en la degradación térmica de una carga en presencia de un catalizador, esto se consigue llevando a la materia prima a elevadas temperaturas en una ausencia de oxígeno. Las materias primas para la pirólisis pueden ser biomasas, residuos sólidos urbanos, O residuos industriales. Uno de los residuos sólidos urbanos con potencial para ser fuente de combustibles líquidos son los residuos de las mascarillas desechables (^{Demirbas, 2004}; ^{Miandad et al., 2016}).

Los catalizadores son muy importantes en los procesos de conversión de la refinación de petróleo. Uno de los procesos donde se utiliza habitualmente un catalizador es el Craqueo Catalítico Fluidizado (CCF). Durante la refinación del petróleo, dicho catalizador adquiere impurezas como el coque, azufre, vanadio y níquel, esto debido a que estas impurezas son parte de la composición del crudo, haciendo que con el tiempo el catalizador se desactive (^{Lu et al., 2020}). El coque es considerado un producto indeseable y la principal causa de la desactivación del catalizador. Es así como la selectividad al coque es siempre una de las principales características a considerar al momento de seleccionar un catalizador (^{Haitao et al., 2011}).

El estudio del proceso de pirólisis catalítica aplicado a la producción de combustibles líquidos a partir de mascarillas desechables es muy limitado. En el año 2020 en la India, Jain y su equipo de investigación estudiaron de manera teórica a los procesos termoquímicos como una posible solución a la generación de residuos de Equipos de Protección Personal, EPP (Jain et al., 2020). Esto debido al gran uso de los EPP’s para contrarrestar la propagación de la pandemia del COVID-19. Se menciona que los EPP’s están compuestos generalmente por plásticos, en el caso de las mascarillas están constituidos principalmente por polipropileno, el cual consiste en una cadena polimérica lineal hidrocarbonada. Sostienen que mediante el proceso de pirólisis puede ser realizado en presencia de un catalizador y a condiciones de temperatura que varían desde 400 a 740 °C, es posible obtener productos líquidos con características similares a los hidrocarburos (Jain et al., 2020).

OTROS ANTECEDENTES

En Korea en el año 2021, Sungyup ^{Jung (Jung et al., 2021}) y sus colaboradores, estudiaron la pirólisis catalítica de cubrebocas KF94, las cuales están compuestas principalmente por polipropileno, polietileno y nylon. La pirólisis produjo gas de síntesis e hidrocarburos ligeros (C₁ y C₂) a partir de estas mascarillas.

En el 2021, Aragaw y Mekonnen, estudiaron la identificación de los tipos de polímeros presentes en las mascarillas desechables de tres capas y guantes desechables, así como su conversión a combustible mediante el proceso de pirólisis. La identificación de polímeros se realizó mediante espectroscopía infrarroja por transformadas de Fourier (FTIR), así como análisis termogravimétrico (TGA) y análisis térmico diferencial (DTA), el cual confirma que tanto las mascarillas y guantes desechables están compuestos por material polimerico. El análisis FTIR reveló que las mascarillas y los guantes están compuestos de PP y Policloruro de Vinilo (PVC) respectivamente. Con esto se demostró que dichos residuos podrían transformarse en combustible mediante pirólisis (^{Aragaw y Mekonnen, 2021}).

En el 2021, Lee y su grupo de investigación estudiaron la pirólisis catalítica de mascarillas KF4 utilizando catalizadores zeolíticos (HBeta, HY y HZSM-5) y un catalizador meso-poroso. Las mascarillas se procesaron en un reactor de lecho fijo a una temperatura de 550 °C y los gases de pirólisis desprendidos en el reactor fueron enviados a un reactor secundario dentro del cual se cargó el catalizador. En la pirólisis no catalítica se obtuvo 80.7% de rendimiento máximo de productos líquidos a la temperatura de 550 °C. En el caso de pirólisis catalítica, se puede observar que el uso de catalizadores zeolíticos disminuyó el rendimiento de productos líquidos y aumento la producción de sustancias gaseosas, mientras que proporcionó cantidades similares de residuo sólido, en comparación con la pirólisis no catalítica. El empleo de catalizadores disminuyó el rendimiento de productos líquidos y aumento el rendimiento de productos gaseosos sin un cambio considerable en la cantidad de sólido residual. Los catalizadores también dieron como resultado la producción de compuestos aromáticos a partir de la mascarilla. Los catalizadores HBeta y HY mostraron selectividades más altas hacia el BTEX que el HZSM-5. Los catalizadores HBeta y HY tienen poros más grandes, mayores áreas superficiales y un mayor número de sitios ácidos en comparación con el HZSM-5, es así como los poros de los catalizadores HBeta y HY son más grandes que los diámetros cinéticos de los hidrocarburos ramificados, lo que permite que los hidrocarburos ramificados puedan ingresar dentro de los poros y, por lo tanto, se conviertan en hidrocarburos aromáticos sobre sitios ácidos ubicados principalmente dentro de los poros. El HBeta tiene una acidez más alta que el HY, y esto conduce a una mayor formación de aromáticos. Estos diferentes factores (es decir, porosidad, área superficial y acidez) contribuyeron a la mayor producción de compuestos aromáticos en la pirólisis de las mascarillas (Lee et al., 2021).

Ese mismo año, Yousef y su equipo en Lituania, investigaron el comportamiento cinético de la pirólisis y los análisis TGA-FTIR-GC-MS de las mascarillas desechables de tres capas. La investigación abarcó el análisis de las mascarillas utilizando análisis elemental, análisis próximo y análisis de composición. También se llevo a cabo un estudio GC / MS para caracterizar los productos volátiles sintetizados a las temperaturas máximas de descomposición (^{Yousef et al., 2021}). De igual manera en el 2022, Sun y sus colaboradores en China, estudiaron la pirólisis de mascarillas desechables de tres capas a temperaturas de 400 a 580 °C, los vapores generados por la pirólisis fueron craqueados en una segunda etapa a temperaturas de 440 a 580 °C, para el craqueo se realizaron experimentos sin presencia de catalizador y con presencial del mismo. Los catalizadores utilizados incluyen óxidos metálicos (Al₂O₃, caolín, Fe₂O₃, CeO₂, TiO₂) y tamices moleculares (HZSM5, HY, β(25H), β(60H)).

Los rendimientos y la composición de los productos líquidos y gaseosos fueron estudiados, donde los compuestos líquidos solubles en tetrahidrofurano (THF) se denominaron producto líquido y los compuestos solubles de n-hexano se denominaron como crudo. Para este estudio, aproximadamente el 30 % del producto líquido son hidrocarburos C₆-C₃₅, mientras que aproximadamente el 70 % son hidrocarburos C₃₆-C₇₀ atrapados en la columna GC. El craqueo de volátiles sobre varios catalizadores convierte el producto líquido principalmente en propileno, buteno y gases orgánicos más pequeños. TiO₂, HY y β(60H) son buenos catalizadores, especialmente β(60H), que aumenta el rendimiento del producto gaseoso al 86.5 % en masa, siendo el 73.0 % etileno, propileno y buteno a 580 ◦C (^{Sun et al., 2022}).

Finalmente, en el 2022, Ali y su equipo de investigación en Arabia Saudita investigaron las principales características relacionadas a la pirólisis de los diversos componentes plásticos en un respirado N95 de la marca 3M y mascarillas quirúrgicas. Las capas de las mascarillas estudiadas están compuestas de PP las cuales se degradan en un solo paso a través del rango de temperatura de 330 y 480 °C. Los residuos carbonizados de los elásticos (compuestas por poliéster) alcanzan fracciones del 24% y 15% de la masa inicial en el caso de las mascarillas quirúrgicas y N95 respectivamente. Los experimentos se realizaron en una balanza termogravimétrica utilizando dos etapas, en la primera etapa se descompuso 1 mg aproximadamente de la mascarilla en un rango de temperatura de 300 a 500 °C y en la segunda etapa se mantuvo la temperatura isotérmicamente a 600°C para completar la descomposición de la mascarilla. Los resultados muestran que la pirólisis genera la ruptura de los enlaces obteniendo hidrocarburos ramificados con alta insaturación, también contiene fracciones alifáticas saturadas de cadena corta en los productos volátiles y fracciones alifáticas saturadas de cadena larga en el producto condensado (Ali et al., 2022).

De la literatura analizada, se puede observar que no se realizaron estudios de pirólisis catalítica para mascarillas desechables de tres capas utilizando E-Cat de FCC. La presente investigación tiene como objetivo determinar el rendimiento de producción de combustibles líquidos, así mismo, evaluar la influencia de la temperatura y de la relación catalizador-materia prima en los rendimientos de combustibles líquidos en la pirólisis catalítica de mascarillas desechables usando E-Cat de FCC.

METODOLOGIA

La investigación estudia el proceso de pirólisis con mascarillas desechables que no han sido utilizadas previamente, por lo cual se adquirió 5000 unidades (50 cajas de 50 unidades por cada paquete) de mascarillas desechables de tres capas de la marca KOGI, las cuales pertenecen al lote 20200608, fabricadas en China, y cumplen con el estándar GB/T32610-2016. Para el estudio se realizó la clasificación de cada una de las partes de las mascarillas desechables, entre ellas las capas de la mascarilla (capa 1, capa 2 y capa 3), partes del soporte nasal (parte externa e interna) y los elásticos usados para sujetar la mascarilla en las orejas. En la Figura 1 se observa el tipo de mascarilla utilizada en el experimento y la clasificación de sus partes.

Asimismo, el catalizador usado en el proceso proviene de una refinería de petróleo local y es el empleado en la Unidad de Craqueo Catalítico, generalmente se toman muestras del catalizador que se encuentra en circulación en la unidad denominado catalizador de equilibrio (E-Cat) para realizar los análisis de calidad respectivos, el catalizador usado proviene de estas muestras tomadas. El total de la muestra de E-Cat fue de 2 kg. Se realizaron ensayos de caracterización de cada una de las partes de la mascarilla desechable para determinar sus propiedades físicas. Se determinó el poder calorífico bruto (ASTM D240) el cual da una medida de la energía liberada luego de la combustión (MJ/kg), para lo cual se utilizó un equipo calorimétrico de chaqueta sencilla modelo 1341 de la marca Parr, junto con un recipiente de combustión de oxígeno modelo 1108 de la misma marca.

Fig. 1: Mascarilla (cubrebocas) GB/T32610-2016 de tres capas 

Asimismo, se determinó la densidad aparente (Adaptación ASTM E873) valor que permite conocer cuanta masa ocupa una unidad de volumen de la muestra (kg/m³), este procedimiento se realizó utilizando una balanza analítica de la marca Digital Precision Modelo FA-2004 340-D-P-068. De igual manera, se realizó el análisis para determinar el contenido de humedad, cenizas, material volátil y carbón fijo de la muestra (ASTM D7582) utilizando una balanza termogravimétrica de la marca Perkin Elmer modelo TGA 4000. Con la ayuda de la técnica de espectroscopia de infrarrojo se identificaron los grupos funcionales por transformadas de Fourier (FTIR) utilizando un espectrómetro de la marca Shimadzu modelo IRAffinity-1 acondicionado con un ATR modelo MIRacle de PIKE Technologies. Previo al experimento, se realizó un análisis termogravimétrico a cada una de las partes de la mascarilla desechable y al E-Cat en la balanza mencionada anteriormente. En el caso del catalizador se realizó además el análisis BET (Brunauer, Emmett y Teller) para determinar el área superficial y el tamaño promedio de poro del E-Cat antes del experimento de pirólisis catalítica, por lo cual se empleó una analizador Gemini VII 2390t de Micromeritics Instrument Corporation.

De acuerdo con los resultados de caracterización obtenidos y las referencias revisadas, se consideró como parámetros iniciales de operación la presión de 0.34 bar y velocidad de calentamiento del horno de 20 °C/min. Se estudió el efecto de la temperatura del horno a 500 °C, 550 °C, 600 °C, 650 °C y 700 °C, así como el efecto de la relación catalizador - materia prima de 0%, 10% y 20% de masa sobre los rendimientos de productos líquidos. La pirólisis se llevó a cabo en un reactor tubular vertical de acero inoxidable a escala de laboratorio, con un diámetro de 2 pulgadas y 60 cm de longitud, en el cual se procesó 10 mascarillas desechables (30 g de muestra aproximadamente) por cada experimento, las cuales fueron colocadas enteras en el fondo del reactor (eran envueltas todas juntas en forma cilíndrica), el catalizador era colocado en la proporción adecuada encima de la muestra. La temperatura de operación fue generada mediante un horno mufla de la marca Thermoline modelo F30400 con velocidad de calentamiento de 20 °C/min, asistido por un controlador Autonics modelo TZN4. El aire dentro del sistema y los vapores generados por la pirólisis fueron removidos constantemente durante todo el proceso por una bomba de vacío de membrana de la marca ISOLAB modelo GM-0.5 a una presión de 0.34 bar. Por lo cual la bomba de vacío era encendida 15 minutos antes del encendido el horno y apagada 15 minutos después. El horno mufla permanecía encendido durante 180 minutos.

Los vapores generados fueron llevados a un sistema de condensación que consiste en una caja térmica que su interior es enfriado por hielos gel a - 10 °C aproximadamente, en el cual los productos líquidos son recolectados en recipientes. Los productos sólidos obtenidos luego del proceso, junto al catalizador utilizado, quedaron dentro del reactor y los productos gaseosos fueron enviados al sistema de venteo. Las masas de los productos líquidos y productos sólidos fueron pesadas en una balanza electrónica de la marca WJEUIP modelo WA201X, mientras que los productos gaseosos fueron obtenidos por diferencia. El esquema del equipo experimental se muestra en la Figura 2. Todos los experimentos se llevaron a cabo durante 210 minutos y se realizaron por triplicado para asegurar su repetibilidad.

Fig. 2: Equipo experimental de pirólisis catalítica 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Se realizó una caracterización de cada una de las partes de las mascarillas desechables. En la Tabla 1, se resumen los resultados de las propiedades físicas y análisis próximo de cada una de las partes de la mascarilla desechable que pueden producir productos en el proceso de pirólisis. De la Tabla 1 se observa que cada una de las capas de la mascarilla tienen densidades diferentes (a mayor densidad, mayor poder calorífico) los resultados de análisis próximo son similares (volatilidad desde 97.0 a 98.1%), el exterior del soporte es la que mayor carbón fijo presenta (3.6%) y el elástico es el que más humedad tiene presente (2.5%). En el caso del interior del soporte, se trata de una aleación de metal con una densidad de 5839.9 kg/m³, estaría compuesto principalmente por hierro y trazas de otros metales (^{Jung et al., 2021}). También, se realizó el análisis FTIR para la identificación de grupos funcionales para las partes de la mascarilla, los espectros obtenidos de cada una de las capas de la mascarilla desechable y del exterior del soporte se muestran en la Figura 3. Donde el espectro de infrarrojo (IR) color azul es la capa 1, el espectro de color verde es la capa 2, el espectro de color negro es la capa 3 y el de color rojo es el exterior del soporte. Para el caso de los espectros de las capas (1, 2 y 3), se distingue en la Figura 3 que cada una de las bandas coinciden. La banda alrededor de 2836 a 2950 cm^-1 de numero de onda representa a los estiramientos de los enlaces CH₃, la banda de 2838 a 2915 cm^-1 representa a los estiramientos de enlaces los CH₂ y la banda cercana a 1373 a 1454 cm^-1 representa a la vibración de los enlaces CH₃, es decir los espectros de IR son idénticos haciendo coincidir con el espectro del polipropileno, demostrando que cada una de las capas de la mascarilla desechable estarían compuestos de este material (^{Ali et al., 2022}).

Tabla 1: Resultados de caracterización de las partes de la mascarilla desechable 

En el caso del espectro del exterior del soporte, las bandas coinciden con los espectros de las capas de la mascarilla en número de onda, demostrando que el exterior del soporte también está compuesto por PP, la diferencia entre la amplitud de los picos se debería a que el exterior del soporte contiene aditivos para mejorar sus propiedades (^{Pires et al., 2021}). De igual forma, en la Figura 4 se observa el espectro FTIR de los elásticos de la mascarilla desechable, presentando una banda media alrededor de 3296 cm^-1 de numero de onda atribuido al estiramiento de los enlaces N-H , la banda media alrededor de 2934 cm^-1 representa a los estiramientos de los enlaces C-H y la banda cercana a 1500 y 1700 cm^-1 representa a los estiramientos de los enlaces C=O, observándose que coincide con el espectro de Nylon 6,6 lo que demostraría la composición de los elásticos (^{Khori et al., 2020}).

Fig. 3: Espectros FTIR de capas y exterior del soporte de la mascarilla desechable 

Se realizó el análisis termogravimétrico de cada una de las partes de la mascarilla desechable en un analizador termogravimétrico TGA4000 de la marca Perkin Elmer, las condiciones fueron una velocidad de calentamiento de 20 °C /min, una masa inicial de 10 mg de muestra, una temperatura inicial de 30 °C y una temperatura final de 800 °C. En la Figura 5 se observa los termogramas de cada una de las partes de la mascarilla desechable. Donde los termogramas de color azul, verde y negro son cada una de las capas de la mascarilla (capa 1, capa 2 y capa 3 respectivamente), el termograma de color celeste es el elástico, mientras que el termograma de color morado es la capa exterior del soporte. Se puede observar de los resultados que cada una de las capas de la mascarilla desechable tiene un comportamiento termogravimétrico similar, al igual que el elástico (las curvas prácticamente se superponen) en el caso de los componentes del soporte, el exterior del soporte tiene un termograma desplazado a la derecha y presenta más material no volátil, esto corrobora que en su proceso de producción se le adicionó aditivos para que cuente con una mayor resistencia, haciendo que su degradación se realice a temperaturas más altas (^{Klapiszewski et al., 2016}), además se observa que el interior del soporte no se degrada ya que es una aleación metálica. De todos los termogramas se observa que a 500 °C más del 90% del material polimérico se ha descompuesto.

Fig. 4: Espectro FTIR de elástico 

Fig. 5: Termogramas de cada una de las partes de la mascarilla desechable 

En el caso del catalizador, el cual presenta una composición aproximada de 2120 ppm de Níquel y 2840 ppm de Vanadio, se realizó el análisis BET por adsorción de Nitrógeno con una muestra de 0.0751 g para determinar el área superficial y el tamaño promedio de poro del catalizador de equilibrio antes del experimento de pirólisis, los resultados muestran un área superficial de 109 m²/g y un tamaño de poro de 4.66 nm. Asimismo, se realizó el análisis termogravimétrico, en la Figura 6 se observa el termograma del E-Cat utilizado en los experimentos de pirólisis.

De la Figura 6 se puede observar que el catalizador pierde masa a medida que la temperatura aumenta, esto se debería a la perdida de humedad y coque depositado en la superficie y poros del catalizador ya que el E-Cat no fue tratado previamente para los experimentos de pirólisis. Algunas referencias también indican que a altas temperaturas el catalizador puede sufrir deformación de su soporte o perder propiedades (^{Bertero et al., 2018}; ^{Haitao et al., 2011}). A la temperatura de 800 °C se observa alrededor de 1.6% de pérdida de masa por parte del catalizador. De los experimentos de pirólisis catalítica de mascarillas desechables realizados a escala de laboratorio, mencionados y detallados anteriormente, se obtienen los resultados de los rendimientos de productos líquidos, gaseosos y sólidos, cada uno de los experimentos fue realizado por triplicado para asegurar la repetibilidad, se realizó el estudio para 15 condiciones operativas distintas con un total de 45 experimentos.

En la Tabla 2 se muestra los resultados de la pirólisis catalítica de mascarillas desechables a las condiciones experimentales realizadas en la presente investigación, donde N.D. se refiere a que el resultado es no determinable ya que al realizar los experimentos a la temperatura de operación de 500 °C y relación catalizador-materia prima de 0% no se observaron resultados (no se vio una presencia de productos líquidos en los recipientes colectores), esto debido a que el tiempo de operación del horno mufla (180 minutos) establecido para el procedimiento experimental, es menor al tiempo necesario para que la reacción se lleve a cabo dentro del reactor y puedan salir los productos obtenidos, el tiempo de residencia de la reacción es mayor a tres horas. Para el caso de la pirólisis sin presencia de catalizador (relación catalizador-materia prima de 0%) se observaron resultados a partir de la temperatura de operación de 550 °C.

Fig. 6: Termograma de E-Cat de FCC 

De los resultados experimentales se observa que a esas condiciones la temperatura de operación tiene un efecto directo en el rendimiento de productos líquidos (a mayor temperatura de operación, mayor rendimiento de productos líquidos) esto debido existe mayores rupturas de los enlaces poliméricos de los que están compuestos cada una de las partes de las mascarillas desechables, formando productos de menor tamaño molecular que a condiciones ambientales se encuentran en estado líquido (^{Li et al., 2022}).

Tabla 2: Resultados experimentales de los productos de la pirólisis catalítica de mascarillas desechables 

De igual manera, se aprecia que hay una cantidad máxima de catalizador necesaria para generar el mayor rendimiento de combustibles líquidos (existe una cantidad necesaria de relación catalizador-materia prima para generar la mayor cantidad de productos líquidos), ya que al adicionar una cantidad de catalizador por encima de este valor, los enlaces de los polímeros que componen la mascarilla desechable se rompen más fácilmente y generan productos que a condiciones ambientales son gaseosos, disminuyendo de esta forma el rendimiento de productos líquidos (^{Lee et al., 2021}; ^{Miandad et al., 2016}).

En la Tabla 3 se discuten los resultados de la investigación frente a los obtenidos por (^{Sun et al., 2022}), en la referencia se aprecia una leve disminución en el rendimiento de productos líquidos con el aumento de temperatura, esto se debería a la mayor velocidad de calentamiento utilizada en su proceso. Asimismo, se aprecia un mayor rendimiento en el rendimiento de productos gaseosos frente a los resultados obtenidos, esto se debería a que los catalizadores utilizados en la referencia presentan una mayor área superficial BET y un mayor tamaño de poro, mejorando los rendimientos de productos gaseosos (^{Miandad et al., 2016}).

Tabla 3: Discusión de resultados experimentales de los productos de la pirólisis catalítica de mascarillas desechables 

Los resultados de rendimiento de productos gaseosos mostrados en la Tabla 3, muestran que tienen un potencial de ser usados como fuente de energía para cubrir la demanda de calor del proceso de pirólisis, lo que podría tornar el proceso energéticamente autosustentable, o aportar significativamente en los requerimientos de energía. Además, de manera complementaria se realizó algunas pruebas de caracterización del combustible líquido obtenido, determinando un tipo de flama de color amarillo intenso al combustionar (similar a la llama generada por el combustible diésel), asimismo se determinó un poder calorífico bruto (ASTM D240) de 45.572 MJ/kg y un contenido de azufre total (ASTM D4294) de menos de 20 ppm, por lo que no generaría gases tóxicos en su combustión.

CONCLUSIONES

De los resultados mostrados, de su análisis y de su discusión frente a las referencias, se pueden obtener las siguientes conclusiones, sobre la obtención de combustibles líquidos a partir del proceso de pirólisis catalítica de mascarillas desechables. 1) Las partes de la mascarilla quirúrgica desechable están compuestas por polipropileno, el exterior del soporte nasal se encuentra formada por polipropileno con presencia de aditivos y los elásticos compuestos por nylon 6,6. 2) Existe un efecto de la temperatura de operación y la relación catalizador-materia prima en la producción de combustibles líquidos. 3) Los mejores valores de temperatura de operación y relación catalizador-materia prima encontrados a las condiciones del diseño experimental son la presión de 0.34 bar, velocidad de calentamiento de 20 °C/min, temperatura de operación de 700°C y una relación catalizador-materia prima de 0% en masa. A estas condiciones el rendimiento de productos líquidos es 46.7%, los productos solidos son 8.1% y los productos gaseosos son 45.3%. Siendo las condiciones operativas de presión y velocidad de calentamiento establecidas, como las mejores que se pueden alcanzar con los equipos utilizados en la investigación.