PERSPECTIVA
DE LA PRODUCCION DE BIOCOMBUSTIBLES EN COLOMBIA: CONTEXTOS LATINOAMERICANO Y
MUNDIAL
RESUMEN.
Hasta
el inicio de la revolución industrial, la biomasa era la fuente más importante
de energía para la humanidad. Sin embargo, a medida que se masificó el uso de
combustibles fósiles, el aprovechamiento del potencial energético de la biomasa
fue disminuyendo progresivamente. Hoy en día, no obstante, son cada vez más
evidentes los daños que causan al planeta las emisiones producto del consumo
masivo de combustibles derivados del petróleo, como la gasolina y el diésel, en
los vehículos de transporte.
ALCOHOL
CARBURANTE
Para producir alcohol carburante se puede
hablar de tres tipos de materias primas: azúcares (siendo la caña de azúcar la
fuente más representativa en Colombia, Brasil e India), almidones provenientes
de la yuca y maíz (principalmente en todo el mundo) y los residuos
lignocelulósicos (lo que se denomina alcohol carburante de segunda generación).
Los
principales desarrollos tecnológicos de los últimos años en la producción de
bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica se han enfocado principalmente en
el desarrollo de sistemas de acondicionamiento y pre tratamiento de ésta, para
disponer de los azúcares fermentables a menor con- sumo energético, costo de
capital y mayor eficiencia en el aprovechamiento de la materia prima. Igualmente,
se han hecho grandes esfuerzos en el desarrollo de microorganismos que
dispongan de la biomasa con el menor pre tratamiento posible o que metabolicen
los diferentes azúcares (hexosas y pentosas), comúnmente producidos en pre tratamiento
de la materia prima.
BIODIESEL
El
Biodiesel es un éster metílico o etílico que puede producirse a partir de la
transesterificación de diferentes tipos de aceites: soya, colza, palma,
girasol; y grasas animales o vegetales. Los triglicéridos y ácidos grasos
libres de cadenas lar- gas que están presentes en aceites vegetales y grasas
animales constituyen la materia prima para la producción de biodiesel; contienen, aunque en muy baja proporción,
fosfolípidos, esteroles, agua y otras impurezas.
Con
las plantaciones actuales de palma africana en Colombia, sería posible cubrir
la demanda para porcentajes de mezcla del 5%. Pero, un aumento en el porcentaje
de mezcla pone en riesgo el suministro de aceite, para un porcentaje de mezcla
de 15% se necesitan más hectáreas en producción de las que hay en este momento.
En
general, el rendimiento a biodiesel por Hectárea de palma en producción es de
4.400 l/Ha en el caso colombiano. Se reportan rendimientos hasta de 6.000 l/Ha
en países como Indonesia y Malasia, los cuales son elevados en comparación con
otros cultivos como la soya y el maíz que producen 446 y 172 l/Ha,
respectivamente.
En
alguna época, el gobierno colombiano proponía que en regiones rurales donde
existían los cultivos ilegales debía sembrase maíz para producir alcohol y
seguir el ejemplo de Estados Unidos. Argumentos técnicos demuestran que el maíz
nunca va a servir en Colombia para producir alcohol carburante. Esa sería una
utopía comparada con Estados Unidos, que tiene una productividad cuatro veces
mayor y con unos subsidios increíbles. Tendríamos una hecatombe rural si
especulaciones de ese tipo hubiesen tenido eco en las zonas rurales y la gente
hubiese sembrado basada en unos precios de compra para alcohol. Éste es solo un
ejemplo del manejo inadecuado de la información y de qué tan peligroso puede
ser para el futuro del país.
En
acontecimientos como estos podemos definir que hay muchas posibilidades de
dejar de utilizar combustible fósil, pero esto aún requiere estudios más
objetivos que puedan llegar a una conclusión donde se diga que los próximos
años el biocombustible puede ser una opción para la humanidad, pero aun así se
verá reflejado que el ser humano es consumido por sí mismo y a esta conclusión
es donde queremos llegar debido a que optar por nuevos métodos es la condena
futura para nosotros mismos. Terminar con recursos de bajos costos pero con
bastante oferta nos daría el agotamiento de la tierra por parte de esta
siembra, y a un futuro optar así por nuevos mecanismos de combustibles, lo cual
sería seguir destruyéndonos lentamente.
ASPECTOS
METODOLOGICOS.
El cultivo
de yuca (Manihot esculenta) está
ampliamente distribuido en toda la zona tropical y es la base alimenticia de
cerca del 10% de la población mundial. El alto contenido de almidón en las
raíces almacenadoras de la yuca hace de este cultivo una opción para la
obtención de etanol. El uso de técnicas de mejoramiento no convencional de
variedades de yuca permitirá la generación de plantas más aptas para la
industria de biocombustibles.
Los biocombustibles, básicamente bioetanol y biodiesel,
son obtenidos a partir de material vegetal, particularmente productos ricos en
sacarosa, almidón o celulosa para la obtención de bioetanol y productos ricos
en aceites para el caso del biodiesel. Dentro de los
productos ricos en sacarosa se encuentra la caña de azúcar, la melaza, el sorgo
dulce y la remolacha, entre otros mientras que entre los cultivos con alto
contenido de almidón para la producción de biocombustibles se encuentran los
cereales, básicamente maíz, trigo y cebada, o también diferentes cultivos con
raíces o tubérculos almacenadores de almidón como papa o yuca Plantas con alto
contenido de almidón son propicias para la producción de etanol pues este
producto de almacenamiento de carbohidratos es más fácilmente fermentable que
otro tipo de polímeros de glucosa como la celulosa. Por otra parte,
cultivos como el de palma de aceite (Elaeis
guineensis y Elaeis oleifera),
cocotero (Cocus nucífera), Jatropha sp. e higuerillo (Ricinus comunis) se caracterizan por su
alto contenido de aceites transesterificables útiles para la obtención de
biodiesel. Recientemente se ha establecido el gran
potencial para la obtención de bioetanol que pueden tener materiales vegetales
ricos en celulosa tales como la madera y los residuos agrícolas. Sin embargo,
la tecnología para hacer eficiente la obtención de etanol a partir de celulosa
se encuentra aún en fase de desarrollo.
Producción de la caña de azúcar
La caña de azúcar es una planta proveniente
del sureste asiático. Fue traída a México en 1522 y la primera plantación se
hizo en el Estado de Veracruz.
El jugo de su tronco es la principal fuente
de azúcar. Prácticamente el 70% del azúcar del mundo se produce a partir de la
caña.
Su cultivo es propio de zonas tropicales y
subtropicales, y necesita de abundante agua y suelos adecuados para crecer
bien. Mediante la fotosíntesis puede absorber hasta el 2% de la energía solar
que recibe, para convertirla en un 14% a 17% de sacarosa y 14% a 16% de fibra.
El periodo de crecimiento de la caña de
azúcar toma entre 11 y 17 meses, dependiendo de la variedad de la caña y la
zona de cultivo. La planta retoña varias veces y se puede seguir cortando (a
estos cortes se les conoce como zafras). Debe renovarse
cada siete a diez años con nuevos retoños porque su riqueza se deteriora con el
tiempo.
Obtención de bioetanol directamente a partir del
jugo de caña
·
Producir
bioetanol del jugo de caña incrementa la producción de bioetanol, pero reduce
los sub-productos, en especial la misma azúcar, de la que no se produce nada.
·
Para el
caso de México se estima que una tonelada de caña con un porcentaje de sacarosa
entre 13 y 14 % produce de 70 a 80 litros de bioetanol.
·
Aunque la
producción de bioetanol directamente del jugo reduce la flexibilidad de la
empresa para diversificar sus productos de acuerdo a las condiciones del
mercado (vendiendo melazas, azúcar o bioetanol), también reduce el costo de
inversión, ya que no se requiere todo el equipo de cocimiento de un ingenio
azucarero.
METODOLOGÍA PARA LA PREPARACION DE
BIOCOMBUSTIBLES
Para la
elaboración del presente experimento he considerado utilizar los siguientes métodos que
me sirva de guía para la recopilación y procesamiento de la información.
CIENTIFICO.- Este
método constituye la explicación acerca de la realidad por medio
de procedimientos o métodos basados en la lógica que me
permitirá establecer leyes generales y explicaciones particulares de
su objeto en el experimento.
DEDUCTIVO.- Mediante
la aplicación de este método realicé el
estudio, análisis y evaluación del estudio general de los
biocombustibles, con la finalidad de llegar a conclusiones particulares
respecto a la eficiencia en reciclaje.
NDUCTIVO.- Este
método facilitó el estudio de los diferentes componentes de la biocombustibles,
para obtener una visión global, lo que permitió aplicar los conocimientos
básicos y aprendidos para el presente experimento.
MÉTODO
EXPERIMENTAL.- En si, este método es el fundamental, porque el presente
objeto de investigación comprende la realización de
un trabajo basado en la producción de energías renovables mediante
la recreación de un experimento de reacciones y resultados.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA
PRODUCCION DEL BIODISEL.
Entre las ventajas de producir alcohol carburante (bioetanol) como aditivo a la gasolina se encuentra:
•
Alto número de octano, lo que reduce las emisiones de monóxido de carbono y no
contamina las fuentes de agua superficiales.
•
En comparación con el metanol, el etanol es me- nos higroscópico, tiene un
calor de combustión mayor y un menor calor de vaporización, y, lo más importante,
es mucho menos tóxico. Adicionalmente, el acetaldehído formado durante la
oxidación de etanol es mucho menos peligroso que el formaldehído producido
durante la combustión del metanol.
•
El bioetanol contribuye a disminuir las importaciones de gasolina o petróleo,
por lo que se reduce el impacto de las subidas recurrentes del precio del
petróleo en un contexto de disminución de las reservas nacionales.
•
Su empleo favorece el aprovechamiento de materias primas y recursos renovables
nacionales como la caña de azúcar, la yuca, el sorgo, etc, incluyendo, además,
la gran cantidad de residuos lignocelulósicos que tienen posibilidad de
transformarse en alcohol etílico.
•
Puede posibilitar que se fomente el comercio y el empleo en las zonas rurales
deprimidas, pues se contrarresta la migración hacia los centros urbanos. Una de
las principales consecuencias es el aumento en el valor que reciben los
productores de bienes básicos agrícolas por su producción, lo cual también
tiene efectos sobre el costo vida.
Al
mismo tiempo se discuten hoy día las siguientes desventajas:
•
Su producción es más costosa que la obtención de gasolina a partir del
petróleo.
•
La gasolina mezclada con etanol conduce la electricidad y su presión de vapor
de Reid (RVP) es más alta, lo que implica una mayor volatilización, que puede
contribuir a la formación de ozono y de smog.
•
La tendencia a que se formen dos fases líquidas en presencia de agua: una fase
acuosa con presencia de etanol y otra fase orgánica que contiene los
hidrocarburos que componen la gasolina.
•
El etanol es altamente corrosivo, lo cual es función del contenido de agua.
•
En el caso del etanol producido por el sector azucarero, existe el riesgo de
que en dependencia de la coyuntura del mercado interno y externo del azúcar los
ingenios azucareros puedan optar por la disminución de la producción de etanol
cuando los precios del azúcar sean especialmente altos en el contexto
internacional.
•
Otro de los grandes temores cuando se implementa un programa de oxigenación de
la gasolina con etanol es la presión que puede generar sobre los precios de los
alimentos relacionados con las materias primas para la producción de etanol,
como por ejemplo el azúcar, la panela y el maíz.
•
Considerando los impactos ambientales, se ha expresado cierta preocupación por
el hecho de que el uso de etanol en mezclas con combustibles aumenta los
niveles de aldehídos en comparación con la combustión de la gasolina
convencional. De ahí que sea necesario, de todas maneras, que
Revista
de ingeniería
Los
vehículos dispongan de catalizadores que traten los gases de combustión
Para
el caso específico del aditivo para el diésel, se considera que el uso del
biodiesel ofrece las siguientes ventajas:
•
Debido a que no contiene azufre, no se producen sus óxidos durante la
combustión. Su mezcla con el ACPM disminuye los niveles de azufre de este
último y, en el caso Colombiano, podría evitar la necesidad de instalar plantas
de desulfurización de alto costo para el diésel
•
La emisión de material particulado se reduce con respecto al diésel.
•
Mayor viscosidad que el diésel, lo cual alarga la vida del motor.
•
El elevado contenido de ácido palmítico (saturado) en el éster de la palma hace
prever un índice de yodo inferior a los demás ésteres (colza, gira- sol, soja,
higuerilla), lo que reduce la tendencia a la formación de depósitos, aumenta su
estabilidad y garantiza cumplimiento de normatividad más severas sobre
biocombustibles.
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