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Biocombustibles. Proyección de futuro

22/05/2011 15:49 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Desde el principio la designación de la denominación biocombustible ha sido rebatido por muchos expertos por la utilización del término considerado más correcto de agrocombustible

BIOCOMBUSTIBLES. Proyección de futuro Es interesante indicar desde el principio que la designación de la denominación biocombustible ha sido rebatido por muchos expertos por la utilización del término considerado más correcto deagrocombustible. El argumento que aluden es por el proceso de metabolismo, donde el anabolismo, que trata de la síntesis de las biomoléculas orgánicas más complejas a partir de otras más sencillas contrario al proceso de catabolismo en el cual la transformación de biomoléculas pasan de ser más complejas en más sencillas (el prefijo "bio-" se emplea en la UE para referirse a los productos agrícolas en cuya producción no intervienen productos de síntesis. La palabra biocombustible, por lo tanto, se presta a confusión).

La problemática mundial sobrevenida por la progresiva disminución de recursos procedentes de los yacimientos de combustibles fósiles, el limitado número de regiones poseedoras de tales yacimientos, el elevado nivel de demanda que va disminuyendo sus reservas, el gran número de economías con alto nivel de dependencia del petróleo, controles arbitrarios de producción, operaciones de extracción, procesado, almacenamiento y distribución en manos de fuertes compañías multinacionales, estrategias geopolíticas, intereses partidarios y finalmente el alto precio alcanzado por la influencia de todos estos factores, han intensificado la búsqueda de nuevas fuentes energéticas.

Estas fuentes energéticas renovables sustitutivas y complementarias del combustible fósil no renovable (carbón, gas natural y petróleo), cuyas particulares características, sus lugares de explotación, producción y transformación, se pueden realizar en un mayor número de lugares, requieren procesos de menor coste, se encuentren más próximos a las zonas de utilización, son menos contaminantes, requieren una investigación y desarrollo de menor complejidad, deberán en definitiva formar parte de lo que se denomina economía sostenible entendida ésta como: “satisfacer las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las posibilidades de las del futuro para atender sus propias necesidades” (Informe Brundtland.1987 ONU), pero buscando su implantación en multitud de regiones y no en un escaso número de ellas. Es decir, promover e integrar en estas producciones a infinidad de países del mundo de menor nivel económico y sobre todo en aquellas más pobres que poseen extensas superficies de terreno con las condiciones adecuadas y subexplotadas. Pero cuidando los impactos medioambientales irreversibles o de difícil, larga y costosa recuperación.

Un Biocarburante es una mezcla de hidrocarburos que se utiliza como combustible en los motores de combustión interna y que deriva de la biomasa, entendiendo ésta como “biomasa útil” en términos energéticos como acepción restringida de materia orgánica. Las plantas transforman la energía radiante del Sol en energía química a través de la fotosíntesis y parte de esa energía química queda almacenada en forma de materia orgánica; la energía química de la biomasa puede recuperarse quemándola directamente o transformándola en combustible.

La biomasa puede proporcionar energías sustitutivas a los combustibles fósiles, gracias abiocombustibles líquidos (como el biodiesel o el bioetanol), gaseosos (gas metano) o sólidos (leña), pero controlando el equilibrio ecológico de la naturaleza y su repartición para la satisfacción de otras necesidades tan básicas como la alimentación del ser humano y animales, el abono de suelos agrícolas y la explotación sostenible de los bosques.

Biocombustibles1

La Biomasa como recurso energético puede clasificase en:

*Biomasa Natural. Se produce en la naturaleza por procesos desencadenantes de su propia evolución, sin intervención humana (caída natural de ramas forestales y herbáceas, etc.).

*Biomasa Residual. Subproductos y residuos procedentes de las actividades de la agricultura, ganadería, silvicultura y de la industria ( poda, rastrojos, alpechines, cáscaras, vinaza, estiércol, maderas duras y blandas de aserraderos, fábricas de muebles y de tableros, residuos de depuradoras, reciclado de aceites, etc.).

- Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU). son muy apreciados por su alto contenido en materia orgánica (como papel o madera) que los convierte en una buena fuente de aprovisionamiento de materia prima, aunque a veces las operaciones separación de otros materiales residuales complica y encarece notablemente tales operaciones. Pero en estos casos, el valor que adquieren se fundamenta en el medio ambiental, pues si no se recogen, separan y tratan, los problemas originados pueden ser altamente perjudiciales.

*Cultivos Energéticos. Son aquellos que están destinados a la producción de biocombustibles. Además de los cultivos existentes para la industria alimentaria (cereales y remolacha para producción de bioetanol y oleaginosas para producción de biodiesel). Coexisten otros cultivos como loslignocelulósicos (forestales y herbáceos)

El biodiesel, es un biocombustible líquido se elabora a partir de lípidos naturales como los aceites vegetales o grasas animales, ya utilizados o por utilizar. En los aceites vegetales se suele usar colza, soja o jatrofa, los cuales son cultivados para este propósito. Se aplican como sustitutos totales o parciales del petrodiesel o gasóleo obtenido del petróleo. Permite su mezcla con gasoil utilizando un aditivo solvente y produciendo un biocombustible diesel el E-Diesel, de buenas características de combustión y reducción de contaminación. Se constituye así como otra alternativa al bioetanol en los motores diesel. El principal productor de biodiesel en el mundo es Alemania, que supera el 60 % de la producción. Le sigue Francia que rebasa el 15 %, luego EEUU con el 10%, después Italia y Austria con menos del 8% la primera de ellas y del 3% la segunda.

El bioetenol, también denominado etanol de biomasa, es un producto químico obtenido a partir de la fermentación de los azúcares que se encuentran en la materia orgánica de las plantas de la caña de azúcar, del maíz, de la remolacha, del sorgo y de algunos cereales como trigo y cebada.

En este proceso de fermentación se obtiene el alcohol hidratado, con un contenido aproximado del 5% de agua, que tras ser deshidratado se puede utilizar como combustible.

El bioetanol mezclado con la gasolina produce un biocombustible de alto poder energético con características muy similares a la gasolina pero con una importante reducción de las emisiones contaminantes en los motores tradicionales de combustión. El etanol se usa en mezclas con la gasolina en concentraciones del 5% ó 10% (E5 y E10 respectivamente), que no requieren modificaciones en los motores actuales.

El Biobutanol es, a diferencia del bioetanol, un compuesto químico cuyas características le hace más parecido a la gasolina.

Este combustible procede de los Cultivos energéticos (plantaciones de crecimiento rápido que se realizan con el propósito específico de producir energía mediante su transformación enbiocarburantes) que buscan la obtención de la máxima cantidad neta posible de energía al mínimo coste.

Por otra parte, el cultivo y la manipulación de los Cultivos energéticos deben ser compatibles con las características de la zona de producción, no deben requerir para su cultivo maquinaria ni útiles diferentes a los de los cultivos tradicionales. Las plantas han de ser especies perennes y enérgicas, con capacidad rebrotadora, resistente con mínimos cuidados a la rivalidad de las malas hierbas y el ataque de plagas. Deben poseer una alta eficiencia fotosintética y un ciclo vegetativo lo más largo posible.

Los Cultivos energéticos utilizan remolacha, caña de azúcar, grano de maíz, sorgo, trigo y manihot esculenta; así como productos intermedios de la agricultura como paja y mazorcas de maíz .

El Plan de Energías Renovables en España 2005 – 2010 (PER) marca objetivos y medidas necesarias para su cumplimiento (incluida financiación), a sí como líneas de innovación tecnológicas y beneficios derivados de su aplicación.

Si se produce desde combustibles fósiles se obtendrá el petrobutanol. Éste, posee similares propiedades químicas que el Biobutanol.

Los alcoholes posibilitan una gran gama de usos en cosmética, la salud, la industria y en la ciencia como solventes y combustibles Por ejemplo, el etanol y el metanol en combinación con la gasolina produce el gashol, cuya combustión produce menor impacto ambiental, en relación a la gasolina o diesel puros.

El biocombustible bioetenol E5 significa una mezcla del 5% de bioetanol y el 95% de gasolina normal. Esta es la mezcla habitual y mezcla máxima autorizada en la actualidad por la regulación europea.

El Biocombustible E10 significa una mezcla del 10% de bioetanol y el 90% de gasolina normal. Esta mezcla es la más utilizada en EEUU ya que esta proporción de mezcla los motores de los vehículos no requieren ninguna modificación y e incluso produce la elevación del un octano en la gasolina mejorando su resultado y obteniendo una notable reducción en la emisión de gases contaminantes.

Legislaciones sobre la volatilidad de la gasolina en Europa, EEUU y Suecia, regulan proporciones en la mezclas de etanol. En EEUU y Suecia al autorizar concentraciones mayores implica la utilización de vehículos flexibles (FFV), con motor, deposito y sistemas de combustible capaces de funcionar con gasolina y etanol solos o mezclados en cualquier proporción a diferencia de la legislación europea.

Procesos de obtención de bioetanol

El bioetanol es obtenido, como hemos indicado anteriormente, a partir de las plantas indicadas ricas en azúcares en su materia orgánica, además de cereales, de alcohol vínico o de biomasa, mediante un proceso de destilación. En España se emplea preferentemente el cereal como materia prima básica. Se aprovechan los excedentes de la industria remolachera transformados en jugos azucarados de bajo costo.

Tipos de transformación del bioetanol

Dilución: Es la agregación del agua o alcohol para ajustar la cantidad de azúcar en la mezcla del producto.

Conversión: Es el proceso de convertir el almidón/celulosa en azúcares fermentables.

Fermentación: Es un proceso anaeróbico realizado por las levaduras, básicamente. De la fermentación alcohólica se obtienen un gran número de productos, entre ellos el alcohol.

Destilación o Deshidratación: Operación de separar, mediante calor, los diferentes componentes líquidos de una mezcla (etanol/agua). La forma de destilación más antigua conocida, es la obtención de alcohol aplicando calor a una mezcla fermentada.

EEUU encabeza la lista de los países mayores productores, le siguen Brasil, China, Francia y Alemania.

Las especificaciones para la utilización del bioetanol quedan recogidas en la norma Europea de Gasolinas EN 228. En España el REAL DECRETO 61/2006, de 31 de enero, por el que se determinan las especificaciones de gasolinas, gasóleos, fuelóleos y gases licuados del petróleo y se regula el uso de determinados biocarburantes. El Artículo 8. Utilización de Biocarburantes recoge en concreto las especificaciones técnicas y de comercialización del bioetanol y el biodiesel.

El bioetanol mezclado con la gasolina produce un biocombustible de alto poder energético con características muy similares a la gasolina

Otras alternativas, como el biopropanol o el biobutanol.

El biopropanol es un biocombustible, es decir, un combustible de origen biológico. El proceso para su obtención utiliza el agua en estado supercrítico, a alta temperatura y presión, que facilita la transformación de los compuestos biológicos en biopropano; y tiene un buen resultado energético, no requiriéndose un aporte de combustible fósil una vez iniciado el proceso, dado que la energía se recicla con un intercambiador de calor. Existen líneas de investigación fundamentadas en fuentes terrestres basadas en la biomasa.

El Etil-tercbutil éter (ETBE) representa otra modalidad. No se comercializa como un biocombustible, sino que se utiliza como un aditivo de la gasolina. El ETBE es un subproducto de la destilación del petróleo. Tiene las ventajas de ser menos volátil y más mezclable con la gasolina que el propio etanol y, como el etanol, se añade a la gasolina en proporciones del 10-15%. La adición de ETBE o etanol sirve para aumentar el índice de octano de la gasolina, evitando la adición de sales de plomo.

En los últimos años se está imponiendo sobre otros aditivos por ser sus emisiones de hidrocarburos menos tóxicas, debido a que el acetaldehído es mucho menos tóxico que el formaldehído, además de poderse obtener a partir de recursos renovables en lugar del petróleo, como el MTBE. Además, el ETBE es mucho menos soluble en agua que el MTEB, lo que disminuye la posibilidad de contaminar las aguas.

El ETBE presenta dos grandes ventajas sobre el bioetanol, como son su menor afinidad con el agua y una presión de vapor más adecuada que el alcohol, además de no requerir modificaciones en los motores actuales. Por estas razones, su uso se está imponiendo en Europa, prevaleciendo sobre la mezcla con la gasolina. En España todo el etanol dedicado a la automoción es convertido a ETBE. El ETBE se obtiene por reacción catalítica de isobuteno y etanol, en una proporción de 1:0, 8, resultando un compuesto con unas cualidades superiores al MTBE y los alcoholes.

El ETBE es un buen sustituto del MTBE, que se puede producir en las plantas donde actualmente se produce el MTBE. En España se fabrica en las refinerías de las compañías Repsol YPF y Cepsa. En España está usando en mezclas de hasta un 15% del volumen de gasolina (ETBE15). El MTBE es un producto nocivo y está comenzando a prohibirse en algunas zonas, como puede ser el caso del Estado de California, en EE.UU.

Biocombustibles10

Aprovechamiento de las fuentes de energía. Su Función Social, Medio ambiental y Económica

La humanidad lo largo de su historia ha ido aprendiendo a utilizar las energías que le brindaba su entorno. La materia orgánica entendida en términos energéticos como biomasa natural ofrecida directamente por la naturaleza. La proveniente de los subproductos de la actividad agrícola y ganadera (aceites y grasas), de las incipientes industrias dieron paso al origen de la biomasa residual. Los hombres aprovecharon la fuerza del viento y del agua para obtener la energía necesaria para su subsistencia (calor, luz, transporte, etc.). Posteriormente, pasó a utilizar las explotaciones de fuentes de energía almacenada en recursos fósiles; primero fue el carbón y posteriormente el petróleo y el gas natural. Todos estas fases del conocimiento constituyeron unos grades pasos en el mejoramiento de su estilo de vida, salvo lamentables excepciones provenientes de regiones castigadas por climas extremos, pobreza de terrenos carentes de materias primas básicas, sistemas históricos de opresión y de falta de libertades, ideologías discriminatorias operantes, etc.)

Hoy día, los combustibles fósiles y la energía nuclear proporcionan cada año alrededor del 90% de la energía que se utiliza en el mundo, pero las reservas de combustibles fósiles son limitadas y, en mayor o menor grado, son contaminantes y sometidas a los factores condicionantes que indicábamos al principio de este artículo (economías excesivamente dependientes del crudo, reducido número de yacimientos, posesión de recursos en pocas mano, elevado precio, etc. Los cultivos energéticos, deben ser respetuosos y compatibles con los cultivos agrícolas y la industria alimentaria de los seres humanos y animales y su manipulación deben ser compatibles con las características de la zona de producción, no deben requerir para su cultivo maquinaria ni aperos diferentes a los de los cultivos tradicionales. Las plantas han de ser especies perennes y enérgicas, con capacidad rebrotadora, resistente con mínimos cuidados a la rivalidad de las malas hierbas y al ataque de plagas. Deben poseer una alta eficiencia fotosintética y un ciclo vegetativo lo más largo posible con los cultivos alimenticios.

Desde mediados del siglo XX, el crecimiento de la población (especialmente en regiones subdesarrolladas), el incremento de la producción industrial y el uso masivo de tecnologías, incrementaron la preocupación por el agotamiento de las reservas de petróleo y el deterioro medioambiental. Desde entonces, se impulsó el desarrollo de energías alternativas basadas en recursos naturales renovables y menos contaminantes, como la luz solar, las mareas, el agua, y la bioenergía proveniente de los biocombustibles.

Ventajas del uso de la biomasa vegetal

- El uso de biocombustibles como fuente de energía renovable puede contribuir a reducir el consumo de combustibles fósiles por medio de su sustitución parcial o total de forma progresiva, responsables de la generación de emisiones de gases efecto invernadero. Diversos países ya disponen de leyes regulatorias de especificaciones técnicas y distribución de biocombustibles (se indican fuentes documentales).

- Representan una alternativa viable al agotamiento de energías fósiles y a la total influencia y dominación de unos pocos países y compañías (gas y petróleo), donde los intereses parciales intervienen en la fijación de los incrementos de precios.

- Se producen a partir de cultivos energéticos similares a los cultivos agrícolas, que son fuentes renovables de energía.

- Pueden obtenerse a partir de cultivos propios de una región, permitiendo la producción local del biocombustible.

- Permiten disponer de combustible independientemente ( o menos dependiente y afectado ) de las políticas de importación y fluctuaciones en el precio del petróleo.

- Producen mucho menos emisiones nocivas para los seres vivos, el agua y el aire. No contienen azufre causantes de las lluvias ácidas.

- Produce una mejor combustión, resultando una reducción de humo visible en el arranque de motores de un 30% aproximadamente.

- Reduce emanaciones de dióxido de carbono CO2 y de monóxido de carbono CO, partículas e hidrocarburos aromáticos (la exposición excesiva al benceno y derivados produce efectos negativos en la médula de los huesos y anemias, entre otras enfermedades).

- Menos contaminantes y letales para la flora y fauna marina que los combustibles fósiles en vertidos en mares y ríos.

- Degradación mas rápida en sus elementos químicos en condiciones ambientales naturales que los precombustibles. -En la combustión genera menos elementos nocivos que los combustibles fósiles.

- Prolonga la vida útil de los motores actuando como lubricante.

- Su transporte y almacenamiento es más seguro que el de los derivados del petróleo.

Desventajas:

- Uno de los mayores prejuicios que se pueden ocasionar es la reconversión de terrenos destinados a cultivos de vegetales comestibles por ejemplo de maíz, caña de azúcar, etc. por otros destinados exclusivamente a producir biocombustibles.

- Las extensivas, rotulaciones, desforestaciones y desecados de bosques, terrenos vírgenes y selváticos.

- En todos estos procesos que pueden llegar a niveles desbastadores hay que analizar algunos aspectos a la hora de enjuiciar si el combustible obtenido puede considerarse una fuente renovable efectiva de energía:

- En la fase de los procesos industriales de transformación que requieren inevitablemente la utilización de maquinaria agrícola y de la propia de transformación, los vehículos de transporte, la utilización fitosanitarios (durante la producción, almacenamiento, transporte, distribución y elaboración de productos energéticos y derivados) y fertilizantes de síntesis para enriquecimiento del suelo y el crecimiento vegetal, las emisiones de CO2 (dióxido de carbono) que producen hay que sñadirlas a las producidas por las de biomasa o sus derivados consideradas como neutras en términos de emisiones netas en los usos tradicionales (leña, deyecciones o bosta de animales, etc.).

- Se han estudiado casos concretos, como en el biodiesel que ha requerido la incorporación de la energía en el agua dulce en la proporción de 20 kg por cada Kg. de combustible

Conclusiones :

Es obligación de los organismos internacionales y nacionales promover todas aquellas actividades “limpias” que requieran fuentes alternativas de energías renovables, no contaminantes, que creen fuertes canteras de trabajo, no produzcan impactos medioambientales irreversibles, que no sustituyan totalmente los cultivos de tierras agrícolas para la alimentación humana y animal por las dedicadas en exclusividad a las destinadas a cultivos energéticos, pues provocarán tales incrementos de precios en el valor de las primeras que los precios de mercado de los alimentos producidos no podrán ser adquiridos por los individuos de menor nivel adquisitivo, aumentando en con secuencia su pobreza. Las energías renovables deben proporcionar una mejor calidad de vida de los colectivos humanos. Preservación de Espacios Naturales Protegidos como “pulmones de aire limpio”, tanto en los países desarrollados como en los subdesarrollados que en estos los impactos medioambientales por sus grandes extensiones de terreno sus efectos perturban en mayores dimensiones a la capa de ozono, climatología y colectivos humanos.

Los daños efectuados por una irracional carrera sustitutiva de carburantes renovables por los no renovables, podrían minimizarse si se tienen en cuenta los recursos y medios utilizados en el actual sistema de explotación de biocombustibles por las futuras exigencias requeridas por la aplicación de la microbiología energética de la Biotecnología y el estudio de la implantación de las refinerías unicelulares para la obtención del etanol, el biodiesel y otros sustitutivos de los combustibles fósiles, sin utilización de los cultivos agrícolas como la caña de azúcar, el maíz, etc.

Desde hace pocos años, se está investigando sobre microorganismos de fuentes termales que pueden producir hidrógeno y etanol en condiciones termofílicas (Instituto Tecnológico de Tampere . Filandia).

Se nos abren muchas incógnitas a los profanos: ¿Significa todo esto que en un furo a medio y largo plazo no se van a necesitar grandes extensiones de terrenos dedicados a los cultivos energéticos ?. ¿Serán más complejas y especializadas las instalaciones de procesamiento y las actuales de inhabilitarán?. ¿Cambiará la logística de producción, almacenamiento y distribución?. ¿Cambiarán las políticas de administración pública actuales de las renovables?. No es difícil adivinar que se experimentarán grandes cambios en las magnitudes de los terrenos dedicados actualmente a producir renovables a una reducción de los mismos. Las instalaciones también experimentarán cambios, quizás más en los módulos de producción que en los dedicados a almacenamiento de energías La distribución de la energía puede llegar a los puntos de consumo directamente sin pasar por estaciones expendedoras. Pero creemos que lo más importante son los dirigentes y legisladores de los que depende el presente y futuro de las energías renovables. Su voluntad e intencionalidad de hacer las cosas de una forma u otra (preponderancia del bienestar general sobre el particular, respeto por la naturaleza, etc.), lo determinará exclusivamente su conciencia. De ellos en definitiva dependemos.

Enrique Peña

Estaciones de Biodiesel

(Ver Procedimientos utilización): Clicar sobre el mapa.

Biocombustibles11

Fuentes consultadas:

- RESUMEN DEL PLAN DE ENERGIAS RENOVABLES EN ESPAÑA 2005-2010.

Http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Normativa/ResumenPlanEnergiasRenovable2005_2010.pdf

- Producción de bioetanol en España:

http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/ProduccionBioetanolEspana.asp

- Informe Brundtland, proveniente de la Comisión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo de Naciones Unidas: http://www.eclac.cl/publicaciones/xml/3/4343/lcl1144e.pdf

La biomasa puede proporcionar energías sustitutivas a los combustibles fósiles, gracias abiocombustibles líquidos (como el biodiesel o el bioetanol), gaseosos (gas metano) o sólidos (leña)

- REAL DECRETO 61/2006:

http://www.boe.es/boe/dias/2006/02/17/pdfs/A06342-06357.pdf

- Estrategia Española de Desarrollo Sostenible y una Ley 45/2007, de Desarrollo Sostenible del Medio Rural


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