Utilizando residuos vegetales como caña de azúcar, cascarilla de arroz, zoca de café y bagazo de fique, ingenieros químicos produjeron un compuesto precursor que serviría para poner a volar aviones.
Este trabajo de dos años cuyo propósito era la evaluación tecnoeconómica y ambiental de la producción de biocombustibles para avión a partir de biomasa lignocelulósica, material compuesto por celulosa, hemicelulosa y lignina, que forman parte de la pared celular de las plantas.
“Estamos hablando de residuos agrícolas que podrían tener un mayor potencial si no solo se transforman biotecnológicamente para producir alcohol o biodiésel, sino también para aplicar catálisis y obtener otros productos con valor agregado”, afirma la investigadora Valentina Aristizábal Marulanda.
La tesis conjugó esos componentes de manera exitosa, de hecho, Carlos Ariel Cardona Alzate, doctor en Ingeniería Química y tutor del trabajo, destaca que la publicación del mismo ya fue aceptada en Bioresource Technology, una de las principales revistas del mundo en el tema.
Por sus características especiales se escogieron cuatro materiales que se producen en el país: cascarilla de arroz, bagazo de caña, zoca de café y bagazo de fique, sobrantes de diferentes procesos agroindustriales.
“El bagazo de caña tiene alta disponibilidad y su precio es moderado. La cascarilla de arroz tiene una gran cantidad de cenizas, de las cuales se pueden obtener otros productos. La zoca del café es abundante y el bagazo de fique es un residuo nuevo”, explica Aristizábal Marulanda
La obtención
El proceso, que se llevó a cabo en el Laboratorio de Biotecnología del Instituto de Biotecnología y Agroindustria de la U.N. Sede Manizales, con el apoyo del Grupo de Investigación en Procesos Químicos, Catalíticos y Biotecnológicos, comenzó con la trituración, el secado y la caracterización de los cuatro residuos, para determinar su contenido de celulosa, hemicelulosa, lignina y ceniza.
Cada material fue sometido a procesos biotecnológicos y catalíticos, como hidrólisis ácida y enzimática, técnicas que incluyen la adición de agua y que inicialmente permitieron obtener etanol, el cual se le adicionó a la gasolina para ‘oxigenarla’ y reducir las emisiones de CO2.
El licor resultante fue deshidratado para formar el furfural, un producto plataforma del cual se pueden obtener biocombustibles para avión, precursores, agroquímicos y polímeros. “Este compuesto fue sometido a una reacción con acetona (químico utilizado en muchos productos de uso doméstico), mediante la cual se creó el precursor de los alcanos (hidrocarburos), es decir, el producto plataforma para obtener combustible de avión”, indica la ingeniera química.
Según el profesor Cardona Alzate, estas plataformas podrían utilizarse para un sinnúmero de procesos como materia prima, mediante una técnica de biorrefinería del Instituto de Biotecnología y Agroindustria, pionera en el país.
Bagazo de caña, el mejor
Aunque inicialmente se planteaba conseguir el biocombustible mediante una reacción que requiere el uso de hidrógeno, dicho proceso hace necesarias unas condiciones especiales de seguridad con las que no se cuenta en el momento, pero que se espera concretar más adelante.
Por tal razón, la investigación ha llegado hasta la producción del precursor con las cuatro materias primas, evaluada bajo criterios como composición específica, precio y disponibilidad. Después del análisis, el material con mayor factibilidad, rendimiento y menores costos de producción fue el bagazo de caña.
Adicionalmente se evaluaron las propiedades físicoquímicas de diferentes mezclas como posibles aditivos a los combustibles convencionales, en las cuales se determinó viscosidad, densidad, punto de congelación, capacidad calorífica y punto de nube.
También se analizaron mezclas entre etanol-butanol, etanol-biodiésel y etanol-octanol. “Encontramos que la que se acerca más a las propiedades físicoquímicas de un combustible convencional como el Jet A1 es la mezcla de etanol y biodiésel”, concluye el profesor Cardona.
Según cifras de la Asociación Internacional de Transporte Aéreo, actualmente un 33 % de los costes de operación de las aerolíneas es por combustible, mientras que en 2001 eran del 13 %. Si la aviación comercial obtuviera solo un 6 % de su suministro a partir de biocombustibles, para el año 2020 la huella de carbono se reduciría un 5 %, evidencia de que las investigaciones para generar estas alternativas de uso de energía podrían tener un impacto importante en la lucha por la conservación del medioambiente.
