3 catalizadores que se emplean en los biocombustibles

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En las últimas décadas se han intensificado las investigaciones en torno a la búsqueda de fuentes de energía alternativas/renovables a las más tradicionales de origen fósil.

Una corriente muy interesante es la biomasa con un potencial de crecimiento hasta unos límites insospechados, y es que quemar residuos agrícolas para generar electricidad limpia implica otros efectos colaterales positivos como liberar materia orgánica que de otra forma se habría liberado naturalmente a través del periodo de descomposición, un proceso que puede crear 20 veces más emisiones de gases de efecto invernadero. Además, sólo en Brasil la producción de 14 mil millones de litros de etanol a partir de caña de azúcar es el responsable de la creación de casi 2 millones de empleos directos e indirectos.

Los residuos de la agricultura son una fuente de energía limpia

Entrando en materia, la biomasa aprovecha los residuos originados en la agricultura para generar combustibles con materias primas renovables o para generar productos químicos con función de catalizadores que ayuden a sintetizar estos biocombustibles.

Estos catalizadores son usados en la síntesis de biocombustibles y su función es imprescindible para que ocurra la reacción de transesterificación y sea posible alcanzar una alta velocidad en la producción de biodiesel.

Los catalizadores convencionales utilizados suelen ser ácidos o bases fuertes y se utilizan disueltos, lo que hace que no puedan ser recuperados una vez finalizada la reacción de transesterificación. Este hecho hace que tras la reacción tengan que ser neutralizados y separados, a un alto coste, de la fase biodiesel con los problemas adicionales sobre el medio ambiente y de corrosión de las instalaciones. Además, todos estos procesos generan grandes cantidades de aguas residuales que también requieren tratamientos adecuados

Catalizadores que se emplean en biocombustibles

Para mejorar este aspecto en la producción de biodiesel, se está tratando de sustituir los catalizadores convencionales por catalizadores sólidos que permitan su separación por filtración de la mezcla reaccionante para su posterior reutilización, aunque su tasa de conversión aún es menor que los catalizadores convencionales.

Algunos ejemplos de catalizadores que se emplean actualmente en biocombustibles o están en desarrollo bajo investigaciones son:

Sólidos carbonosos: Se ha reportado recientemente la intensa actividad catalítica que presentan sólidos carbonosos procedentes de la incompleta carbonización de materiales orgánicos naturales. En esta línea de actuación, investigadores de la Universidad de Whan (China) han desarrollado nuevos catalizadores basados en sólidos carbonosos formados a partir de cáscaras de crustáceos. Los investigadores han carbonizado parcialmente las cáscaras de crustáceos transformando la quitina, principal componente de la cáscara, en una estructura porosa abierta formada por polímeros funcionalizados. En tests de laboratorio, estos nuevos catalizadores han logrado resultados prometedores en la producción de biodiesel (90% de conversión en 3h en la transesterificación de aceite de colza+metanol a 65ºC).

Catalizadores Enzimáticos: La catálisis enzimática se plantea como un desarrollo prometedor para la producción de biodiesel. Los productos obtenidos al utilizar estos catalizadores pueden ser fácilmente separados, además que las enzimas requieren menos cantidad de alcohol para llevar a cabo la reacción de transesterificación. Sin embargo, a pesar de los diferentes resultados obtenidos por gran variedad de estudios, la producción del biodiesel a escala industrial utilizando enzimas no se ha establecido debido a dos principales factores: al alto costo de los biocatalizadores y a los largos periodos de reacción que se necesitan en algunas ocasiones.

Furfural: El compuesto químico furfural es un aldehído industrial derivado de varios subproductos de la agricultura como el maíz, la avena o el trigo, se obtiene industrialmente por deshidratación de azúcares C5 con ácidos minerales líquidos y ha sido identificado como una de las plataformas químicas derivadas de la biomasa con mayor potencial. Las biorrefinerías, análogas a la refinería tradicional con la diferenciación del uso de biomasa como materia prima en lugar de petróleo, basadas en el furfural exigen grandes inversiones y todavía presentan riesgos tecnológicos. Es por ello motivación de investigaciones obtener estos catalizadores de manera industrial, a costes razonables y de forma respetuosa con el Medio Ambiente.

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Fábrica de furfural

En conclusión, los biocombustibles son una alternativa real para la sustitución del uso combustibles fósiles no renovables. Sin embargo, para apostar por esta alternativa se debe continuar investigando sobre su obtención para un desarrollo que conduzcan a vías más sustentables e integradas en procesos industriales.

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