Trabajo Colaborativo De Quimica Organica

IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

¿En qué consiste la Química de los biocombustibles?

MARCO TEORICO

También llamados biocarburantes, los biocombustibles son una mezcla de diferentes hidrocarburos que se unen formando una sustancia (combustible), que se deriva de la biomasa la cual, a través de un proceso biológico espontaneo o provocado se puede sacar provecho como una fuente de energía, ya sea energía eléctrica (en el sector de abastecimiento de ciudades) o en forma líquida (en el sector motorizado y de transporte).

Los biocombustibles están compuestos de 4 generaciones:

Primera Generación

En esta generación se toma como base los productos agrícolas conformándolo de las partes alimenticias de las plantas ya que en ellas hay un alto contenido de azúcares, almidones y aceites; como por ejemplo el jugo de la caña de azúcar, granos de maíz, jugo de remolacha o betabel, aceite de girasol, aceite de soya, aceite de palma, aceite de ricino, aceite de coco, aceite de semilla de algodón, aceite de maní o cacahuate, entre otros. También se puede obtener gracias a las grasas animales, grasas de aceite y desperdicios sólidos orgánicos.

Los biocombustibles son producidos empleando tecnología convencional como la fermentación (para azucares y carbohidratos), transesterificacion (para los aceites y las grasas), y la digestión anaerobia (para los desperdicios orgánicos). De estos procesos se obtiene el etanol, metanol, y n-butanol(a partir de azucares), biodiesel (a partir de los aceites), y biogás (mezcla de metano y anhídrido carbónico, también conocidos como gas natural y dióxido de carbono respectivamente, obtenida a partir de los desperdicios orgánicos).

Segunda Generación

En esta generación se toma como base los residuos agrícolas y forestales compuestos de celulosa, como por ejemplo el bagazo de la caña de azúcar, el rastrojo de maíz (tallo, hojas y olote) , paja de trigo , aserrín , hojas y ramas secas de árboles.

Los procesos de producción tienen un alto nivel de complejidad, entre los que se destacan la sacarificación-fermentación y el proceso GTL (Gas To liquids) y proceso BTL (Biomass To Liquids), los cuales consisten en la gasificación del carbón y de la materia lignocelulosica de la biomasa, para después sintetizar algún combustible líquido como el etanol. Mediante los procesos de segunda generación se fabrica el etanol, metanol, gas de síntesis (mezcla de anhídrido carbonoso, más conocido como monóxido de carbono, e hidrogeno) biodiesel, 2.5-dimetulfurano (DMF) entre otros.

Tercera Generación

En esta generación se toma como base vegetales no alimenticios de crecimiento rápido ya que estos contienen una alta densidad energética almacenada en sus componentes químicos, por lo cual son denominados como “cultivos energéticos”; como por ejemplo pastos perennes , árboles y plantas de crecimiento rápido , y las algas verdes o verdeazules.

Cuarta Generación

En esta generación se toma como base la producción a a través de bacterias genéticamente modificadas, las cuales emplean anhídrido carbónico (CO2= o alguna otra fuente de carbono para la obtención de los biocombustibles. A diferencia de las otras generaciones en las que también se pueden implementar bacterias y organismos genéticamente modificados como insumo para realizar alguna parte de los procesos, en esa generación, la bacteria es la encargada de toda la producción del biocombustible.

Actualmente esta generación de combustibles se encuentra en fase teórica, solo se conoce la posible rusa de síntesis del etano a partir del anhídrido carbónico, sin embargo depende totalmente de la información genética de una bacteria artificial y puede tener limitaciones termodinámicas importantes.

Como es sabido, la humanidad ha hecho uso de la biomasa por varios miles de años. El uso directo de la misma sin procesamiento alguno podría constituir una generación Cero de los biocombustibles, entre los cuales se pueden mencionar a la lecha, la paja de trigo, el rastrojo de otras plantas de cultivo, el estiércol del ganado y el carbón vegetal.

Descripción de la Situación Problema

Actualmente los biocombustibles, son una fuente alternativa de energía frente a los hidrocarburos. Los biocombustibles son mezclas derivadas de la biomasa (materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado), utilizables como fuente de energía. Para la obtención de los biocombustibles se pueden utilizar especies de uso agrícola tales como el maíz, ricas en carbohidratos, o plantas oleaginosas como la soja, girasol y palmas. También se pueden emplear especies forestales como el eucalipto y los pinos, son ejemplos de biocombustibles los bioalcoholes, el biodisel, el biogas, syngas, entre otros.

Temas Requeridos Para La Identificación De La Situación Problema

Funciones Oxigenadas

Alcoholes

Fenoles.

Éteres.

Aldehídos.

Cetonas.

Carbohidratos.

Ácidos Carboxílicos.

Esteres Y Lípidos

Análisis Parcial De La Información

Los alcoholes, fenoles y éteres son tres familias de compuestos orgánicos con características fisicoquímicas particulares. Comparten como rasgo la presencia en sus estructuras de átomos de carbono, hidrogeno y oxígeno, de allí su nombre de funciones

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