Biocombustibles a partir de granos o semillas

Por Alvarado Casique Héctor Cristhian

Los Biocombustibles son aquellos combustibles de tipo biológico obtenido de manera renovable a partir de restos orgánicos. Aquellos que son generados a partir de diferentes granos o semillas, a través de la fermentación por levaduras para obtener alcohol, de ésto deriva el nombre que se le da a este tipo de combustibles: bioetanol.

Hoy en día se utilizan varios tipos de materias primas para la producción a gran escala de etanol de origen biológico (bioetanol):

Sustancias con alto contenido de sacarosa
caña de azúcar
remolacha
melazas
sorgo dulce
Sustancias con alto contenido de almidón
maíz
patata
yuca
Sustancias con alto contenido de celulosa
madera
residuos agrícolas (incluyendo los residuos de los cítricos).

Entre los mayores productores de Bioetanol, se encuentran:

– Brasil 45% <– (Caña de Azúcar)
– Estados Unidos 44% <– (Maíz)
– China 6%
– Unión Europea 3%
– India 1%
– Otros 1%

Entre las ventajas del Uso de los Biocombustibles, y más específicamente el Bioetanol, se encuentra:

– Reducción del 80% de las emisiones de CO2 (principal causante del Efecto Invernadero)
– Disminución de las emisiones de azufre (principal motivo de la Lluvia Ácida)
– Alternativa a los Combustibles Fósiles (Pueden combinarse e incluso reemplazarlos)
– Mejora en la Seguridad Energética (al disminuir la dependencia del petróleo, regulación del precio)
– Es biodegradable
– Duplica la vida útil de los motores (es un aditivo oxigenante, actúa como anticongelante )
– Reemplaza aditivos nocivos como el plomo (al que se le atribuyen enfermedades como el cáncer y la disminución de las capacidades mentales en niños).
– Aumenta el valor de los productos agrícolas (visto desde el punto de vista de los agricultores).

Entre las desventajas del Bioetanol, se encuentra:

– Modifica la cobertura y calidad de los suelos (deforestación)
– Pérdida de especies (disminución de la biodiversidad, modificación de la cadena alimentaria)
– Falta de alimento (lo que provocaría un aumento en los precios)
– Se consume de 25-30 % más rápido (para generar el 10% del total energético actual se necesitarían decenas de millones de hectáreas de cultivo)
– Liberación de sustancias nocivas (relacionadas a su producción, metano, nitratos, pesticidas, etc.)
– Necesario el Desarrollo de Nuevas Tecnologías (al adaptar las modificaciones a los motores actuales)
– Para su distribución y almacenamiento es necesario condiciones particulares (p. ej., debe ser transportado en camiones debido a su afinidad con el agua que disminuye su rendimiento)

En fin, son muchas y muy diversas las controversias que existen debido al uso de los Biocombustibles, en éste caso el Bioetanol. En el caso de México, ya existen proyectos de investigación en la producción de Biocombustibles en Guerrero, Michoacán, Chiapas, Oaxaca, Guanajuato, San Luis Potosí, etc. pero son a pequeña escala, ya que es importante señalar que México es más bien importador de bioetanol, para ser exacto, ingresa al país 100 millones de litros de bioetanol al año (cifras del Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias INIFAP).

Bibliografía:

~http://www.sener.gob.mx/webSener/portal/index.jsp?id=167
~http://www.energia.gob.mx/webSener/res/169/Biocombustibles_en_Mexico_Resumen_Ejecutivo.pdf
~Revista Día Siete, Ed. 432
~Gaceta UNAM, Número 4,225, 22 de febrero de 2010
~http://www.biodisol.com
~http://www.blogger.com/feeds/9091253176484143657/posts/default

 

Biocombustibles- Huella de Carbón

La huella de Carbón es la totalidad de gases de efecto invernadero (GEI)  emitidos por efecto directo o indirecto de un individuo, organización o producto.

Los biocombustibles mas utilizados son el bioetanol y el biodisel se pueden mezclan con5% y 10% de diesel .

Todos ellos reducen el volumen total de CO2 que se emite en la atmósfera, ya que lo absorben a medida que crecen y emiten prácticamente la misma cantidad que los combustibles convencionales cuando se queman, por lo que se produce un proceso de ciclo cerrado.

Los biocombustibles generan CO2 en todos los procesos para su elaboración, desde el cultivo hasta que se transporta a la planta de produccion de los aceites, que despues se transporta a la planta donde se transforman los aceites en biodiésel.

Proceso de cultivación

El crecimiento del cultivo supone un importante sumidero de CO₂ atmosférico debido a la fijación de este gas en el proceso de fotosíntesis de las plantas para formar compuestos de carbono orgánicos utilizados en su crecimiento. El  CO₂ fijado en la parte del cultivo que se exporta del terreno tiene dos destinos finales. La parte fijada en la biomasa que se cosecha (semilla y paja de colza, soja y girasol; los frutos y racimos en el caso del cultivo de palma) y la parte fijada en la biomasa que queda en el terreno (rastrojos y raíces).

La parte fijada se transformará a su vez en Carbono contenido en biodiésel que se quemará en el motor del vehículo considerado emitiendo entonces las correspondientes cantidades de CO_2, también en Carbono contenido en los co-productos de la extracción del aceite (harinas) y Carbono contenido en la glicerina co-producida en la transformación del aceite al biodiésel.

Para tener en cuenta  que este Carbono se ha fijado previamente en el cultivo, las cantidades de CO₂ emitidas provenientes de la combustión de biodiésel y del uso del resto de los co-produtos no se han contabilizado como emisiones y se han considerado como cero.

Por otra parte la paja tiene un uso como alimento de ganado, de forma que todo el Carbono fijado en ella termina al final mineralizado en forma de CO_2.

Descripción cuantitativa del proceso de transporte de las semillas hasta la planta de extracción de aceite

Para la extracción de aceite de las semillas de colza, soja y girasol, la planta de la investigación esta situada en Potugalete en Bilbao.

La semilla de origen nacional se trasporta hasta la planta de extracción en camión. Se han considerado unas distancias de trasporte de 100 km para la colza nacional y 300 km para el girasol hasta la planta de extracción del aceite.

La semilla de colza importada se trasporta en tren desde las zonas de producción en Francia hasta el puerto de Nantes un total de 239 km. Posteriormente de transporta en barco desde Nantes hasta el puerto de Bilbao 522 km y en camiones hasta la planta extractora un total de 15 km.

La semilla de soja se ha considerado que se produce en EEUU y se transporta por tren desde las zonas de producción en los estados de Illinois y Iowa hasta el puerto de Nueva York un total de 1300 km. Desde allí se transporta por barco hasta el puerto de Bilbao 5828 km y en camiones hasta la planta extractora, un total de 15 km.

Descripción cuantitativa del proceso de transporte de las semillas hasta la planta de extracción de aceite

Las cargas ambientales se calculan en función de las emisiones y los consumos de combustible del vehículo en cuestión para transportar 1tkm es decir 1 t transportada 1km.

Emisiones de gases de efecto invernadero del ciclo de vida de los aceites vegetales utilizados en la producción de biodiésel

En la tabla se muestran las emisiones de gases invernadero que tienen lugar en el ciclo de vida de la producción de los distintos vegetales crudos utilizados en la producción de biodiésel.

Como se puede observar la producción de aceite de girasol es la que menos emite gases del efecto invernadero, mientras que el aceite de colza de origen nacional es el que mas genera emisiones.

Emisiones de gases de efecto invernadero de la producción, distribución y uso de las mezclas estudiadas

BD5A1 – Biodiésel de aceite vegetal crudo mezclado al 5% con diésel.

BD10A1 – Biodiésel de aceite vegetal crudo mezclado al 10% con diésel.

BD100A1 –  Biodiésel de aceite vegetal crudo puro.

BD5A2 – Biodiésel de aceite vegetal usado mezclado al 5% con diésel.

BD10A2- Biodiésel de aceite vegetal usado mezclado al 10% con diésel.

BD100A2 – Biodiésel de aceite vegetal usado puro.

En resumen todos los biocombustibles generan emisiones de efecto invernadero aunque en menor cantidad que el Diesel, debido a todas la etapas, algunas que se deben por la transportación,otras por el proceso quimico, y por el cultivo.

Y el uso del del bioetanol  en lugar de la gasolina en un vehículo  aumenta las emisiones totales del dióxido de carbono por cada kilometro en un 6%.

Bibliografía

Haz clic para acceder a Analisis%20de%20Ciclo.%20biodiesel.pdf

 

Biocombustibles- Principio químico

  

Los biocombustibles son propiamente cualquier combustible proveniente de la materia orgánica (madera, aceites, grasas animales, excremento etc.). Los más comunes son las biomasas forestales, biodigestores, etanol y biodiesel. En general se dice que la ventaja de éstos es que no hay emisiones netas de carbono porque el mismo que se arroja a la atmósfera con su utilización es el mismo que se utilizo para que las plantas realizaran la fotosíntesis. 

Las biomasas prácticamente todo lo que se refiere a los recursos forestales, en diversas formas como leña o algunos comprimidos de éstas como los pellets (madera comprimida en cilindros). 

 

El bioetanol es un alcohol y éste puede producirse a partir de diversas plantas, como la caña, el proceso es prácticamente el mismo que para producir bebidas alcohólicas, ya que se aprovecha la glucólisis producida por algunos organismos, los cuales, convierten las moléculas de glucosa en alcohol. Posteriormente es destilado y así se tiene un etanol con una pureza muy alta útil para su uso, éste se puede combinar con la gasolina hasta en un 5% sin modificaciones o incluso hay autos que funcionan que con ciertas modificaciones funcionan con hasta un 85% de bioetanol. También puede usarse como aditivo en la gasolina. 

  

El biodiesel se puede obtener de plantas como la soja y girasol, así como de grasas animales. La parte de las grasas que da paso al biodieselson los triglicéridos que mediante la transesterificación se transforman en esteres metílicos que son la base del bodiesel. Se puede usar en un 5% en motores sin modificar o incluso totalmente con motores adaptados para esta clase de combustibles. 

  

 Loa biodigestores es la producción de biogas a partir de purines (excremento, orina agua de lavado, restos de alimentos) y estiércol, por medio de la descomposición de las partículas anaerobias se descomponen y generan principalmente metano   

Ahora si se comparan los biocombustibles con los componentes de la gasolina (isooctano y heptano principalmente) se observará que la concentración de  carbono es mucho menor, lo cual implica menores emisiones de bióxido y monóxodo de carbono al ambiente. 

Fuentes  

http://www.educa.madrid.org 

 http://www.fedglp.org 

Estudio de mercado «Viabilidad de los Biocombustibles: biodiésel y bioetanol» del Programa de Doctorado Ciencia e Ingeniería Agrarias de la UCLM