Diseño de un sistema piloto de pirólisis de poliestireno para la producción de plásticos en combustibles (PTF)

Resumen

La acumulación de residuos de poliestireno representa un desafío ambiental crítico debido a su escasa degradabilidad y persistencia en ecosistemas naturales. Este estudio presenta el diseño, construcción y validación experimental de un sistema piloto de pirólisis para la transformación termoquímica de poliestireno en combustibles líquidos tipo Plastic-to-Fuels (PTF). Se evaluó inicialmente un reactor restaurado de 20 litros, identificando limitaciones en control térmico, evacuación de vapores y seguridad estructural. Con base en el diagnóstico, se diseñó un reactor horizontal discontinuo en acero ASTM A36, optimizado para operar a 500°C con factor de seguridad de 20.5. El sistema incorpora calentamiento mediante manifold de quemadores GLP, sistema de evacuación de vapores normalizado y condensación controlada. Se ejecutaron cuatro pruebas experimentales procesando cargas de 150-210 g de poliestireno, alcanzando rendimientos de conversión entre 19% y 60% (promedio 39%), con tiempos de residencia de 5-7 minutos y presiones máximas de 1.5-3.0 psi. El combustible obtenido presentó gravedad API de 20.0-21.5°, densidad de 0.93 g/cm³ y composición rica en hidrocarburos aromáticos C7-C10. La destilación atmosférica permitió recuperar el 60% como fracción ligera en el rango de 140-160°C. Los resultados confirman la viabilidad técnica del sistema para valorización energética de residuos plásticos, contribuyendo al desarrollo de tecnologías de economía circular en el contexto ecuatoriano.