Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/099/16
Ciudad de México, 3 de mayo de 2016

• Antes de que la humanidad sustituya totalmente el uso de los hidrocarburos provenientes del petróleo por biocombustibles, estos tienen que mejorar su eficiencia para realmente ser una alternativa energética viable.

Los desechos de las mazorcas después de la cosecha sirven para elaborar biocombustibles, recursos que se busca sean rentables y su precio de venta esté por debajo de los combustibles fósiles.
Foto: internet.
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Diversos grupos académicos evalúan cómo mejorar la producción de biocombustibles para que sean competitivos frente a los combustibles derivados del petróleo; uno de estos esfuerzos lo lidera Juan Gabriel Segovia Hernández, investigador del Departamento de Ingeniería Química en la División de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Guanajuato (UGTO), quien explicó que el bioetanol, biobutanol, biodiesel y demás combustibles cuya materia prima es materia orgánica aún son cotosos frente al precio de la gasolina, consumen mucha energía en el proceso de obtención y, en algunos casos, podrían no ser cien por ciento amigables con el medio ambiente.

“Estamos trabajando en mejorar las condiciones del proceso de fermentación del biobutanol y del bioetanol porque ambos no dan mucho rendimiento. En el caso del etanol, en el fermentado se obtiene 10% de etanol y 90% de mezcla (grandes cantidades de agua y otros subproductos), por lo que se tiene que invertir en energía y en costos de operación para purificar el etanol. Esta alternativa no es del todo rentable porque se obtiene un porcentaje muy bajo del producto principal en comparación con todos los subproductos que se generan y que en el siguiente paso de purificación se tienen que eliminar”, detalló.

El caso del butanol es muy parecido al del etanol, la cantidad que se obtiene después de la fermentación llamada ABE (fermentación aceto-butílica-etílica) no rebasa el 10% de rendimiento, explicó el integrante de la Academia Mexicana de Ciencias. Sin embargo, este combustible es más compatible con la gasolina que el etanol porque la presión de vaporización es menos y esto lo hace más seguro, se puede mezclar en mayor proporción que el etanol sin necesidad de modificar las estructuras actuales del transporte y tiene un mayor contenido energético que el etanol.

El especialista en ingeniería química se ha enfocado en el proceso de fermentación del bioetanol y biobutanol, biocobustibles que se obtienen a partir de cultivos de maíz, caña de azúcar, soya, rastrojo, incluso papa. Señaló que “uno de los problemas con la fermentación es que se hace con microorganismos, y hasta hoy no hemos encontrado uno que haga la fermentación adecuada para que dé altos rendimientos para aplicaciones industriales sustentables. El día que obtengamos 90% de biocombustible y 10% de los subproductos que se eliminan, lo habremos logrado”.

Juan Gabriel Segovia y su equipo de colaboradores sustentan el trabajo en casos de estudio provenientes de la industria y proponen posibles soluciones desde el modelado matemático. En computadoras con gran capacidad de memoria y procesamiento de datos instalan softwares que simulan los procesos que se desean diseñar o mejorar mediante técnicas de optimización estocásticas. Una vez que tienen la posible solución, en la División de la UGTO se cuenta con equipo experimental donde ponen a prueba sus ideas de separación o envían los modelos a la empresa con la que tienen convenio para que lo pongan en marcha.

Hacia la sustentabilidad de los biocombustibles
Se prevé que en el futuro la humanidad sustituya totalmente el uso de combustibles derivados del petróleo por biocombustibles, elaborados a partir de biomasa – materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía-, pero su adopción no solo depende de que escasee o se termine el hidrocarburo fósil, también de que los biocombustibles sean más económicos, sus procesos de obtención ahorren energía, que no contaminen más de los actuales combustibles y sean aceptados socialmente.

“El uso del etanol ha tenido mucho éxito porque la mayoría de los gobiernos en Europa, Estados Unidos, Brasil y Colombia lo han subsidiado. Se trata, generalmente, de países que no cuentan con reservas de petróleo; mientras que el mercado del butanol lo tiene China, que ha instalado enormes biorefinerías. No obstante, en el contexto económico mundial no son negocio los biocombustibles porque el precio del barril de petróleo ronda los 40 dólares; su último máximo fue de 147.25 dólares en 2008 y desde entonces está a la baja, pero la idea es que los biocombustibles en algún momento sean rentables y su precio de venta esté por debajo de los combustibles fósiles, porque el petróleo se va a acabar”.

A lo anterior se añade que hay sectores de la sociedad que cuestionan la adopción y producción a gran escala de biocombustibles debido a que requieren grandes extensiones de terreno para el cultivo y producción de la biomasa que se usa como base de los biocombustibles. Sin embargo, los productores agrícolas podrían tener una fuente de ingresos constante, y en ese sentido podría mejorar su economía, pero se eliminarían suelos de conservación y ecosistemas que cumplen funciones importantes en la captura de carbono, contraponiéndose a los esfuerzos por detener los efectos negativos del cambio climático.

Otro aspecto polémico, resaltó Segovia Hernández, es que la mayor parte de la materia prima con la que se obtiene el combustible es alimento, su cosecha a gran escala podría ocasionar su encarecimiento como el caso del maíz, por ello se ha buscado otro tipo de biomasa para producir los biocombustibles como el rastrojo o desechos orgánicos. En el caso de México, el problema de la producción industrial de biocombustibles involucra los ámbitos político y social por aspectos como: ¿quién va a cultivar esa biomasa?, ¿dónde se va a cultivar?, ¿cómo se va a vender?, ¿quién va a regular los precios?, etcétera.

“Son muchos los problemas que se vislumbran hacia un mayor uso de biocombustibles. Hay personas que argumentan que estas tecnologías aunque son de actualidad no son la solución definitiva. Para sustituir a carburantes fósiles como la gasolina y turbosina por biodiesel, bioturbosina, bioetanol o biobutanol se necesitarían técnicamente grandes áreas de terreno de cultivo en México dedicados exclusivamente para este fin y adicionalmente establecer en forma clara el marco legal para la producción y distribución de los mismos. Lo que sí es definitivo es que estamos en una época de transición en lo que se genera una mejor solución”, comentó Segovia Hernández.

Luz Olivia Badillo.