Que es el Bioetanol y como se produce

Bioetanol

En forma breve se puede decir que el Bioetanol es un Biocombustible que se obtiene a través de la fermentación de los azucares presentes en la materia orgánica de plantas y vegetales. La caña de azúcar, la remolacha, los cereales y el maíz son algunas de las materias primas utilizadas para su obtención.

Su utilización es diversa y va desde su uso como aditivo en motores de explosión, así como un sustito de la gasolina en estos.

El Bioetanol se mezcla con la gasolina en proporciones que van desde un 5% hasta el 10% conocidas como E5 y E10, estas concentraciones permiten que los motores actuales no requieran modificación alguna para su utilización, además de no ir en contra de ninguna regulación europea actual.

Sin embargo, adicional a las ya mencionadas también se le puede conseguir en concentraciones superiores como la E85 y para la cual se debe contar con vehículos flexibles, los cuales deben contar con motor, sistema de combustible y depósito que permitan el uso de gasolina o etanol solos o mezclados en cualquier proporción.

Hoy día, el Bioetanol es el biocombustible de mayor producción a nivel mundial siendo Brasil y Estados Unidos los dos países que lideran este campo, para ello cuentan con grandes extensiones de cosechas dedicadas para este fin, lo cual ha generado gran indignación entre sus detractores y ha sido fuente de nutridas controversias.

Sin embargo actualmente se estudian alternativas a estas cosechas dedicadas tales como el cultivo de árboles ricos en glucosa, o el uso de residuos industriales, forestales o agrícolas con altos contenidos de biomasa que permitan la obtención de Bioetanol.

Como se produce

Como se produce el bioetanol

El Bioetanol se obtiene principalmente de tres productos orgánicos.

  • Azucares (caña de azúcar, remolachas, sorgo dulce entre otros)
  • Cereales (Fermentación del azúcar del almidón)
  • Biomasa (por la fermentación de los azúcares contenidos en la celulosa y hemicelulosa)

Y dependiendo del tipo de materia prima utilizada el proceso de producción varía, sin embargo a continuación se mencionan tres de los pasos generalmente involucrados en la obtención del Bioetanol, comencemos.

  • Dilución: Adición de agua para ajustar la cantidad de azúcar en la mezcla o la cantidad de alcohol en el producto, se hace indispensable para evitar la inhibición del crecimiento de la levadura durante la fermentación.
  • Conversión: Proceso en el cual se transforman el almidón o la celulosa en azúcares fermentables, esto se logra a través del uso de la malta o por el tratamiento con ácido en un proceso denominado hidrólisis ácida.
  • Fermentación: es el proceso anaeróbico realizado por las levaduras, éstas contienen una enzima denominada invertasa que actúa como catalizador ayudando a convertir los azúcares en glucosa y fructosa, estas a su vez reaccionan con otra enzima llamada Zimasa, para producir el etanol y el dióxido de carbono.

En lo que respecta al uso de Biomasa en la obtención de Bioetanol, la misma contiene mezclas complejas de carbohidratos llamados celulosa, hemicelulosa y lignina. Para obtener los azúcares de la biomasa, ésta es tratada con ácidos o enzimas que facilitan su obtención.

La celulosa y hemicelulosa son hidrolizadas a través de enzimas o en su defecto diluidas por ácidos para obtener sacarosa que a su vez es fermentada. Los principales métodos para extraer estos azúcares son tres:

  • La hidrólisis con ácidos concentrados.
  • La hidrólisis con ácidos diluidos.
  • La hidrólisis enzimática.

Para la obtención de este Biocombustible a partir de la producción de vino se deben llevar a cabo los siguientes pasos:

Destilación: En esta operación se separan mediante la utilización de calor, los diferentes componentes líquidos de una mezcla ya sea etanol o agua.

Desulfuración: Consiste en la eliminación del anhídrido sulfuroso presente en el alcohol bruto.

Deshidratación: En este paso se reduce el contenido en agua mediante el tamizado con zeolitas, sustancias que captan las moléculas de agua.

Desmetilización: Con el alcohol ya deshidratado (99,9%) se separa su contenido del metanol (corrosivo para los vehículos).

Bieotanol, un combustible renovable.

Las llamadas energías emergentes o alternativas se caracterizan entre otras cosas por ser de carácter renovable, el Bioetanol cumple con esta premisa y al tener su raíz en materias primas cultivables y de producción local se considera como un Biocombustible renovable.

Uno de los aspectos que más resaltan los defensores de este producto orgánico.g

Que significa Bioetanol

Que significa el bioetanol

En el campo de la química el etanol es considerado un compuesto químico mejor conocido como alcohol etílico, el cual en situaciones de temperatura normal se caracteriza por ser un líquido incoloro e inflamable cuyo punto de ebullición es de 78 grados centígrados (172,4 grados Fahrenheit).

En la antigüedad este compuesto era creado a partir de la fermentación y disolución combinada de azúcares y levaduras que posteriormente eran sometidos a un proceso de destilación.

 

Quien invento el Bioetanol

Los Biocombustibles aun cuando así lo parezcan no son una invención reciente, por el contrario aparecieron casi de manera simultánea a los combustibles fósiles y a los denominados motores de combustión.

De igual forma, la fermentación del azúcar es conocida como una de las reacciones químicas más antiguas y más primitivas conocidas por la humanidad, en China por ejemplo existen descubrimientos de etanol que datan de hace 9.000 años.

El etanol es utilizado como combustible desde hace aproximadamente dos siglos. Fue en 1826 cuando el inventor norte americano Samuel Morey desarrolló y patentó lo que se conoce el primer motor de combustión interna, el cual usaba etanol y aguarrás como combustible.

Entre los años de 1893 y 1897 Rudolf Diesel un ingeniero alemán desarrollo un prototipo de motor que utilizaba aceite de cacahuate o maní que luego derivo en gasóleo, pero como el petróleo era más fácil y económico de obtener se comenzó a utilizar este combustible fósil.

Así también para el año de 1908 se observa como Henry Ford en su modelo T utilizaba el etanol como combustible en sus inicios. Al mismo tiempo y para la época la compañía Standard oil entre 1920 y 1924 comercializaba una gasolina que contenía un 25% de etanol, pero nuevamente le costos del maíz incidió y se volvo inviable económicamente este producto.

Son varios los ejemplos que podemos citar a la hora de hablar de la historia de Bioetanol en la década de los 30 nuevamente encontramos a Henry Ford y otras personas tratando de impulsar la fabricación de Biocombustibles y para ello construyeron una planta en Kansas en la cual se elaboraban alrededor de 38.000 litros diarios de etanol en base al uso del maíz como materia prima.

Para la época más de 2000 estaciones de servicio en los Estados Unidos vendían este producto, sin embrago en los años 40 la planta cerró por no poder competir con los precios del petróleo.

En los años 70 y a raíz de la crisis petrolera el Bioetanol recibe un nuevo impulso, Estados Unidos comienza una vez más a mezclar gasolina con etanol y en esta oportunidad a diferencia de las anteriores los Biocombustibles reciben un importante empuje que marca un elevado auge, y desde entonces no ha parado de crecer hasta la actualidad no solo en este país sino también en Europa.

Hacia la década de los 80 se trabaja en la experimentación con biocombustibles de primera y segunda generación, basados en cultivos alimenticios (cultivos dedicados) y es para esa fecha cuando surgen movimientos contrarios a esta tendencia que advertían acerca del peligro de utilizar alimentos para la fabricación de combustibles.

Ventajas y Desventajas del uso del Bioetanol

Ventajas del bioetanol

La primera y más evidente ventaja del uso de Bioetanol como combustible es que se trata de un producto renovable, dicho de otra manera su utilización no representa como en el caso de los combustibles fósiles una futura ausencia de estos.

La disminución de la dependencia de los combustibles fósiles es otra de las grandes ventajas que tiene el uso del Bieotanol, sobre todo en aquellos países no productores de petróleo cuyas condiciones políticas suelen ser inestables y se ven afectados por las fluctuaciones del mercado.

La seguridad energética es otra de las ventajas que pueden atribuirse al uso de los Biocombustibles pues al ser un producto renovable y de producción local se garantiza su abastecimiento en cualquier circunstancia.

Algo de lo que poco se habla es el nocivo impacto que tienen para la salud humana aditivos como el plomo y el MTBE, a los cuales se les atribuye en entre otros el incremento en el porcentaje de personas afectadas por cáncer (MTBE), al igual que la reducción de las capacidades mentales en niños de temprana edad por el uso del plomo. Al ser un aditivo oxigenante el Bioetnaol erradicaría estos nocivos efectos.

Además de las ya citadas podemos mencionar otras ventajas tales como:

  • Es menos contaminante que los combustibles fósiles.
  • La tecnología necesaria para su elaboración no es complicada, haciendo que cualquier país del mundo pueda desarrollarla y aprovecharla.
  • El Bioetanol se quema de manera más limpia que el petróleo en el aire, produciendo menos carbono (hollín) y menor cantidad de monóxido de carbono.
  • El etanol actúa como un anticongelante en los motores, mejorando notablemente el arranque del motor en frío lo que a su vez previene el congelamiento

Otro aspecto que se suele mencionar como una ventaja en el uso del Bioetanol es el aumento del valor de los productos agrícolas de los que se produce, lo que mejoraría los ingresos de los habitantes rurales que se dedican al cultivo de estos, mejorando así su calidad de vida.

En la producción del Bioetanol podemos conseguir varias de las que se consideran sus principales desventajas, una muestra de ello es su elaboración en base a la caña de azúcar, en varias partes del mundo se mantiene la práctica de quemar la caña antes de la cosecha lo que libera grandes cantidades de metano y óxido nitroso, aumentando sensiblemente el calentamiento global.

En cuanto a su producción en base a maíz, se utiliza gas natural o carbón para la producción de vapor, y en su cultivo se utilizan fertilizantes nitrogenados, herbicidas de origen fósil altamente contaminantes.

Para tener una gran producción se necesitarían muchos terrenos de cultivos dedicados para la obtención de la materia prima, lo que podría generar menos tierras dedicadas a la producción de alimentos o más zonas desforestadas para esos cultivos.

También se debe mencionar como desventaja:

  • Alto gasto de energía para su producción.
  • Los motores actuales requerirían modificaciones sustanciales antes de utilizar altas concentraciones de etanol.
  • Tiene menor calor de combustión que los combustibles fósiles.

Sin embargo y debido a la constante evolución que tienen estas tecnologías como una solución alterna al uso de combustibles fósiles, muchos de estos inconvenientes podrían verse solventados en un futuro no muy lejano.

Futuro del Bioetanol

El uso indiscriminado de combustibles fósiles ha contribuido en la actualidad con uno de los mayores problemas ambientales que enfrenta la humanidad, el Efecto Invernadero, y es que su uso reporta grandes emisiones de gases invernaderos al medio ambiente como es el CO2.

La producción y comercialización de combustibles menos contaminantes que los derivados del petróleo, como son el Bioetanol que proviene de fuentes naturales renovables y que al combinarse con la gasolina en distintas concentraciones reduce la expulsión de gases invernaderos.

Del mismo modo la utilización de estos productos sin mezclarse con ningún otro aditivo, utilizándose para reducir las emisiones de gases invernaderos para que nuestro medio ambiente pueda resurgir.

Él uso del Bioetanol como Biocombustibles busca convertirse en una alternativa al uso de combustibles fósiles a mediano plazo, para ello se están destinando a nivel mundial grandes inversiones en su desarrollo que buscan reducir los costos de producción y acrecentar las ganancias.

Sin embargo en la actualidad aun no representa una fuerte competencia al uso del petróleo, y su cuota de mercado sigue siendo muy baja al igual que la utilización en países con poco desarrollo industrial.

Los detractores del Bioetanol insisten en afirmar que una futura popularización de este combustible orgánico, significaría en la práctica un incremento en la deforestación para la obtención de tierras de cultivo dedicadas a este fin, de igual forma hablan de un incremento en los alimentos que son involucrados en su elaboración al destinar una alta cuota de producción para este fin.