Análisis del Carbono-14 y Método de Disolución Selectiva

  • El Método de Disolución Selectiva no puede ser utilizado con muchas muestras
  • El análisis del carbono-14 no está limitado a la biodegradabilidad de la muestra, a diferencia del MDS
  • Beta Analytic ofrece servicios de análisis utilizando el método EN 15440, en lugar del MDS

La necesidad de distinguir las fracciones biogénicas y de origen fósil de las emisiones de dióxido de carbono se hizo evidente en el inicio de la comercialización de emisiones de CO2 no solamente en Europa, sino también en América del Norte y en otras partes del mundo. Los gobiernos y las industrias necesitan cumplir los reglamentos relacionados a limitar sus emisiones anuales de CO2. Se necesita saber la fracción biogénica de los combustibles utilizados para cumplir los reglamentos y hacer uso de determinados incentivos – estos son esfuerzos destinados a mitigar los cambios climáticos alrededor del mundo, disminuyendo las emisiones de gases de efecto invernadero.

Determinar las fracciones biogénicas de los combustibles era difícil para las industrias que utilizaban combustibles mezclados/heterogéneos, como los combustibles sólidos recuperados (CSRs) o combustibles derivados de residuos (CDRs). Diferentes métodos fueron desarrollados para solucionar esta cuestión. Uno de los primeros métodos desarrollados para medir las fracciones biogénicas de los combustibles mezclados fue el método de disolución selectiva.

Determinación del Contenido de Biomasa de los CSRs

Combustibles sólidos recuperados o combustibles derivados de residuos son combustibles sólidos procesados a partir de residuos no peligrosos utilizados en la recuperación de energía en instalaciones de incineración y co-incineración. Ellos pueden ser residuos domésticos, comerciales o industriales utilizados como sustitutos de los combustibles fósiles en hornos de cemento, centrales eléctricas y calderas industriales.

El mandato de la Comisión Europea de 2002 al Comité Europeo de Normalización – CEN describe los CSRs de esta manera: “pueden ser compuestos de una variedad de materiales de los que algunos, aunque reciclables, pueden haber sido puestos a disposición de tal forma que el reciclaje no sea ambientalmente saludable. Los materiales recogidos y/u ordenados y preparados en una forma reciclable no deben ser considerados CSRs. Por otro lado, los materiales reciclables no deben ser excluidos de la categoría CSR porque esto podría llevar a la eliminación de estos materiales y al desperdicio de los recursos que se encuentran en ellos.”

Este mandato de 2002 llevó a que el CEN desarrollase las especificaciones técnicas denominadas como CEN/TS 15440, que esbozaban los métodos de determinación del contenido de biomasa de los CSR. Los métodos de CEN/TS 15440:2006 incluyen la disolución selectiva, la separación manual y el método reduccionista. A partir de estas especificaciones técnicas se creó la Norma EN 15440, publicada en 2011, que incluye los métodos de disolución selectiva, la separación manual y el C-14.

Método de Disolución Selectiva

El método de disolución selectiva supone que los componentes de combustibles de biomasa que se encuentran en los CSRs se disolverán en ácido sulfúrico o peróxido de nitrógenoy que el mismo no acontece con los componentes de los combustibles fósiles. El MDS fue originalmente desarrollado como un método de determinación del contenido biodegradable de los fertilizantes. Cuando elmismo fue utilizado con los CSRs, se asumió que la “biomasa” era equivalente a la “biodegradabilidad”, lo que no es totalmente correcto.

La suposición hecha por el MDS es verdadera en muchos casos, sino que surgen incertidumbrescuando los CSRs tienen componentes biodegradables que no son de biomasa, como el nylon, o cuando los materiales de biomasa presentes no son totalmente biodegradables, como la lana. El estándar CEN 15440 reconoció que el MDS no puede ser utilizado con algunos materiales que, habitual y posiblemente, están presentes en los CSRs y sus limitaciones necesitan ser tomadas en cuenta.

Las especificaciones técnicas CEN/TS 15540:2006 ya indicaban que el análisis de C-14 era una alternativa para determinar el contenido de biomasa a través del porcentaje del contenido de carbono. En 2006, el método del C-14 para CSR se encontraba en las primeras fases de desarrollo, pero los méritos del método de C-14 ya estaban reconocidos por el CEN, y se desarrolló un informe técnico denominado CEN/TR 15591: Determinación del contenido de biomasa en CSR basada en el método de datación por radiocarbono. El estándar CEN 15591 fue aprobado en enero de 2007, y en 2008 este informe técnico se convirtió en las especificaciones técnicas CEN/TS 15747. En 2011, la norma EN 15440 reemplazó las especificaciones técnicas CEN/TS 15747.

Ventajas del Método Basado en el Carbono-14 en comparación con el MDS

Es estándar CEN/TR 15591 reconoce que las limitaciones del método de disolución selectiva hacen que el mismo no sea lo más eficaz en la determinación del contenido de biomasa de los CSRs que contienen materiales con carbono fósil y de biomasa en el nivel molecular. Aunque los métodos de datación por radiocarbono son más caros y requieren personal capacitado, ellos son capaces de solucionar problemas analíticos que serían imposiblesde solucionar através de la selección manual y del MDS.

Las directrices técnicas conocidas como “National Greenhouse and Energy Reporting (Measurement) Technical Guidelines” y elaboradas por el Departamento Australiano de Cambios Climáticos en 2008 consideran la técnica de datación por radiocarbono como una mejor alternativa que el MDS. La datación por carbono puede ser aplicada a cualquier tipo de mezcla de combustible, incluyendo los combustibles gaseosos, líquidos y sólidos. Por esta técnica también es posible analizar los combustibles mezclados propiamente dichos o sus gases de combustión, y esto es especialmente útil para las instalaciones ubicadasdonde existen sistemas de monitoreo de emisiones en operación. En los lugares donde la recogida de los combustibles es difícil, el análisis del carbono-14 es mucho más ventajosoporque esta técnica no requiere una cantidad tan grande de muestra como el MDS.

Contenido de Biomasa por el Poder Calorífico

Apesar de sus limitaciones, el MDS puede estimar el contenido de biomasa de los CSRs através del poder calorífico, mientras que los métodos de datación por carbono no pueden hacer lo mismo porque las partes de las muestras que no son de biomasa no son separadas durante el análisis del carbono-14. Los métodos de datación por carbono también no pueden determinar el contenido de biomasa de acuerdo con el peso.

El porcentaje de energía de biomasa encontrado en los combustibles mezclados, sin embargo, puede ser calculado a partir de los resultados del análisis del carbono-14. Detalles sobre el cálculo fueron incluidos en un informe solicitado por la organización “UK Renewable Energy Association”, en cooperación con la Universidad de Columbia. Consulte las páginas 8 y 9.

Beta Analytic No Hace Pruebas por MDS

Con sede en Miami, Florida, Beta Analytic es un laboratorio de datación por radiocarbono con certificación ISO/IEC 17025:2005. El laboratorio hace análisis a través de la técnica EN 15440, la cual es una aplicación industrial de datación por radiocarbono, para los usuarios de los combustibles sólidos recuperados en Europa. La empresa no realiza pruebas a través del método de disolución selectiva.