Bioetanol

Introducción

Las variaciones que actualmente se presentan en el precio de los combustibles, y la presente preocupación por cuidar nuestro medio ambiente y todo lo que está ocasionando por la quema de los hidrocarburos se han buscado fuentes alternativas que puedan sustituir los combustibles fósiles.

En México tenemos un grave problema por la gran crisis energética que actualmente enfrentamos a corto plazo, debido al agotamiento de las reservas de petróleo que tenemos, por consiguiente es necesario desarrollar nuevas formas de generar energía.

Para que nosotros desarrolláramos este tipo de tecnología está sustentado por el plan nacional de desarrollo 2007-2012 y en una ley de promoción y desarrollo de los bioenergéticas (2008). Este reglamento nos dice una idea clara para poder avanzar en la transformación de México.

En la actualidad se encuentran investigaciones que se dirigen a la producción de bioetanol, pero los costos de producción no son competitivos con el precio del petróleo pero en el futuro estos tipos de combustibles sustituirán a los derivados del petróleo. (Scott y Bryner, 2006).

Bioetanol

El bioetanol es un producto químico obtenido de la fermentación de azucares extraídos de los granos y plantas vegetales, así como los cereales y la caña de azúcar. Hay 4 combinaciones de azucares, tales como la sacarosa, almidón, hemicelulosa y la celulosa. El bioetanol reduce los niveles de CO2 y tóxicos como el benceno y el tolueno, dándole así una mejor calidad al aire que respiramos.

El bioetanol de primera generación es producido a partir de cultivos tales como caña de azúcar, maíz, cebada, trigo, centeno, sorgo y papa. Esta tecnología es un hecho, y la producción comercial actual de bioetanol.

Cuando aprovechamos los residuos agrícolas o esquilmos para producir bioetanol es un punto primordial para evitar la sustitución de alimentos por bioenergéticos. Es necesario llevar a cabo investigaciones para bajar el costo del proceso y estudiar su factibilidad y aplicación en México. Por ejemplo, en el Instituto Nacional del Petróleo en el 2007, se utilizo biomasa en general y desechos orgánicos con el cual se obtuvo bioetanol con un rendimiento del 33%.

La producción de etanol en E.E.U.U a partir de maíz es muy problemático ya que se consume grandes cantidades de combustibles fósiles. El calor para fermentación generalmente viene del gas natural o del carbón, consume mucha cantidad de agua: 1-2 litros de agua/litro de etanol para procesamiento, más de 250 litros de HO/litro de etanol para irrigación. Erosión rápida del suelo de superficie por lo que afecta el ciclo de nitrógeno.

Situación actual del uso de biocombustibles

Nuestro planeta se encuentra en una enorme campaña global, cuyo objetivo es incorporar de la forma más rápida posible diferentes materias primas tales como: caña de azúcar, soya, maíz, colza, remolacha, a la producción de biocombustibles como substitutos perfectos de los derivados de petróleo. El primordial objetivo para este fenómeno tiene su fundamento en el calentamiento global y en la contaminación del medio ambiente. Los biocombustibles de 1ª generación utilizan cultivos específicos como materias primas, como son el biodiesel y el bioetanol. Este último representa más del 90% del total de biocombustibles que se utilizan actualmente en el mundo.

En los países de Brasil, Suecia y Estados Unidos existen 6 millones de vehículos circulando que pueden aceptar mezclas etanol/gasolina de hasta 85%. Las etapas de procesamiento son distintas dependiendo de la fuente de carbono; así, las tecnologías utilizadas en los procesos de 1ª generación son más simples que las de los procesos de 2ª y sus costos de producción e inversión son menores (Chauvet, 2008).

A continuación en la Figura 1 se muestran las etapas principales para producir bioetanol a partir de sacarosa (de caña, remolacha, etc.), almidón (de maíz, trigo, tubérculos, etc.) y residuos lignocelulósicos (pajas, residuos agrícolas e industriales, bagazo de caña, etc.). Por las características de la lignocelulosa ofrece dificultades técnicas importantes, lo que encarece el costo de producción y el de inversión. Las tecnologías para la elaboración de biocombustibles de 2ª generación se encuentran en etapa de desarrollo en el mundo, y se espera una baja sensible en ambas partes en el mediano y largo plazos.

Figura 1. Etapas principales para producir bioetanol

En la siguiente Tabla 1 se muestra la variación en el costo de producción de bioetanol de 1ª generación de acuerdo con la fuente de carbono y materia prima utilizada (Chauvet y González, 2008).

Tabla 1. Principales materias primas para etanol

Las diferencias entre la energía que se pretende extraer hoy de la agricultura y la contenida en la energía fósil (petróleo, gas natural y carbón) que representa el 80% de la energía consumida en el mundo; la primera se obtiene como resultado de la fotosíntesis: el sol, el agua y los nutrientes que a cada año se adquieren con las cosechas, aunque la energía fósil tiene el mismo origen pero con la diferencia de que es resultado del ahorro de la fotosíntesis producida a lo largo de millones de años.

Actualmente se pretende sustituir todo el consumo de energía fósil (petróleo, gas natural y carbón) utilizando los biocombustibles, y que posee un conjunto de particularidades tales como:

a) Altísimo consumo de energía fósil

b) Necesidad de utilizar grandes establecimientos agropecuarios y concentración de tierras.

c) Uso intensivo de tecnologías y máquinas

d) Daños ambientales en gran escala,

e) Alta

...