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Estudio de reciclaje de los residuos de aluminio generados en el aserrado de un taller para producir hidrógeno

Authors: González Marcén, Clara;

Estudio de reciclaje de los residuos de aluminio generados en el aserrado de un taller para producir hidrógeno

Abstract

Este trabajo estudia la viabilidad de generar hidrógeno a partir de residuos de aluminio de la aleación AW 6026, obtenidos en procesos de mecanizado. El objetivo es transformar un subproducto que tiene un precio muy bajo en el mercado en una fuente de energía limpia mediante un sistema sencillo, seguro y económico. La metodología de este estudio consiste en elaborar probetas cilíndricas de 20 gramos de la aleación AW 6026 con hidróxido de sodio (NaOH al 98%) y hacerlas reaccionar con agua en un reactor de goteo de forma controlada. Por ello se ha utilizado un diseño de experimentos factorial variando tres parámetros: densidad de la probeta, concentración de hidróxido sódico y la frecuencia de goteo del reactor. En cada ensayo se ha evaluado la producción de hidrógeno y su evolución térmica, aplicando un análisis estadístico para identificar los factores de mayor influencia. Los resultados muestran que es posible generar hidrógeno en condiciones normales de presión y temperatura, con rendimientos medios del 65% y un máximo cercano al 75%. La concentración de NaOH y la frecuencia de goteo han sido los parámetros más determinantes. Una sola probeta permite alimentar una pila de combustible para cargar dispositivos electrónicos, demostrando la aplicabilidad práctica del sistema. Desde la perspectiva ambiental, el proyecto ofrece una alternativa sostenible para valorizar residuos metálicos, reduciendo su impacto en vertederos y favoreciendo la transición energética. Además, se ajusta con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, al fomentar energías limpias y un consumo responsable.

Aquest treball estudia la viabilitat de generar hidrogen a partir de residus d’alumini de l’aliatge AW 6026, obtinguts en processos de mecanitzat. L’objectiu és transformar un subproducte que té un preu molt baix al mercat en una font d’energia neta mitjançant un sistema senzill, segur i econòmic. La metodologia d’aquest estudi consisteix a elaborar provetes cilíndriques de 20 grams de l’aliatge AW 6026 amb hidròxid de sodi (NaOH al 98%) i fer-les reaccionar amb aigua en un reactor de degoteig de manera controlada. Per això s’ha utilitzat un disseny d’experiments factorial variant tres paràmetres: densitat de la proveta, concentració d’hidròxid sòdic i la freqüència de degoteig del reactor. En cada assaig s’ha avaluat la producció d’hidrogen i la seva evolució tèrmica, aplicant una anàlisi estadística per identificar els factors de major influència. Els resultats mostren que és possible generar hidrogen en condicions normals de pressió i temperatura, amb rendiments mitjans del 65% i un màxim proper al 75%. La concentració de NaOH i la freqüència de degoteig han estat els paràmetres més determinants. Una sola proveta permet alimentar una pila de combustible per carregar dispositius electrònics, demostrant l’aplicabilitat pràctica del sistema. Des de la perspectiva ambiental, el projecte ofereix una alternativa sostenible per valoritzar residus metàl·lics, reduint el seu impacte en abocadors i afavorint la transició energètica. A més, s’ajusta als Objectius de Desenvolupament Sostenible, en fomentar energies netes i un consum responsable.

This thesis studies the feasibility of generating hydrogen from aluminum waste of the AW 6026 alloy, obtained from machining processes. The objective is to transform a byproduct with a very low market value into a clean energy source through a simple, safe, and cost-effective system. The methodology of this study consists of preparing cylindrical samples of 20 grams of the AW 6026 alloy mixed with sodium hydroxide (NaOH at 98%) and making them react with water in a drip reactor under controlled conditions. For this purpose, a factorial design of experiments was used, varying three parameters: sample density, sodium hydroxide concentration, and reactor drip frequency. In each trial, hydrogen production and thermal evolution were evaluated, applying statistical analysis to identify the most influential factors. The results show that it is possible to generate hydrogen under normal pressure and temperature conditions, with average yields of 65% and a maximum close to 75%. Sodium hydroxide concentration and drip frequency proved to be the most decisive parameters. A single sample is sufficient to power a fuel cell to charge electronic devices, demonstrating the practical applicability of the system. From an environmental perspective, the project offers a sustainable alternative for recovering metallic waste, reducing its impact on landfills, and supporting the energy transition. Furthermore, it aligns with the Sustainable Development Goals by promoting clean energy and responsible consumption.

Keywords

Reciclatge (Residus, etc.), Recycling (Waste, etc.), Reciclaje de residuos, AW 6026, Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química, Hidrogen, Mecanització, Machining, Producción de hidrógeno, Hidróxido de sodio, Hydrogen

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