Bioetanol como combustible

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Actualmente, asociado a la escasez y el aumento de precios de los combustibles fósiles, se han considerado a los biocombustibles como una alternativa para generar de energía y contribuir en la disminución de gases emisiones de efecto invernadero en la atmósfera.

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) define a los biocombustibles como aquellos producidos a partir de biomasa.

Los biocombustibles son aquellos producidos a partir de los tejidos de plantas o animales, algunos desechos industriales como los producidos en la industria maderera y de la alimentación o con los residuos de la agricultura, y pueden sustituir a los combustibles derivados del petróleo.

El bioetanol es un biocombustible que se produce a partir de cultivos de caña de azúcar, cereales y otros cultivos ricos en almidón que pueden utilizarse como componente de mezcla, aditivo o sustituto de la gasolina. Las principales materias primas para producir bioetanol son el maíz (especialmente en Estados Unidos), la caña de azúcar (fundamentalmente en Brasil), el trigo y la remolacha azucarera o betabel (sobre todo en la Unión Europea).

El proceso de obtención de bioetanol, de manera general, consiste en conseguir azúcares a partir de la materia prima seleccionada. En el caso de tener cereales como materia prima, se debe obtener almidón limpiando y moliendo los mismos. Posteriormente, el almidón se convierte en azúcares mediante un proceso enzimático a altas temperaturas.

Si la obtención es a partir de materias primas ricas en azúcares como caña de azúcar o remolacha, el procedimiento es más sencillo puesto que los azúcares están disponibles en la biomasa.

Finalmente, en el caso de obtención de azúcares a partir de celulosa, se requiere una reacción de hidrolisis en el procedimiento para convertir los polisacáridos en azúcares simples.

Después de tener azúcar como fuente principal, se lleva a cabo una fermentación obteniendo bioetanol como producto y destilándolo para su purificación. Este proceso se ejemplifica en la figura 1.

Figura 1. Proceso para la obtención de bioetanol.
Fuente: Elaboración propia con información de libro “Bioetanol de caña de azúcar” Cepal y FAO P.70

Dependiendo del tipo de fuente que se obtiene, el bioetanol se clasifica en tres generaciones:

  • Bioetanol de primera generación: Proviene de cultivos que también pueden ser empleados para la alimentación humana como la caña, el sorgo o betabel.
  • Bioetanol de segunda generación: Se produce a partir de materias que pueden convertirse en celulosa como los residuos de madera, o de cultivos alimenticios como los desechos del maíz o trigo o el bagazo de la caña de azúcar.
  • Bioetanol de tercera generación: Provienen de fuentes específicamente cultivadas para producir biocombustibles como las algas marinas.

Principalmente, el bioetanol se utiliza como combustible en motores de encendido por chispa, ya sea puro o mezclado con gasolina. Sus usos particulares son: aditivo en la gasolina aumentando el octanaje, como combustible en mezcla con gasolina, mezcla con biodiesel y como combustible directo en motores especializados que funcionen con bioetanol.

El bioetanol puede ser utilizado en automóviles actuales mezclado con gasolina en concentraciones de hasta 10% sin que el auto perciba algún cambio y sin tener que alterar su motor. Para utilizar mezclas con mayor concentración de bioetanol, se requiere una modificación en el motor.

Es importante mencionar que la producción de bioetanol tiene ventajas y desventajas. Algunas de ellas son:

Ventajas:

  • Es una alternativa al uso de combustibles fósiles.
  • La obtención de bioetanol se hace a partir de recursos renovables.
  • El bioetanol lleva a cabo una combustión completa, lo cual ayuda a reducir las emisiones de monóxido de carbono y partículas suspendidas que se liberan a la atmósfera.
  • El impacto ambiental es menor que el de los combustibles fósiles.
  • La producción de bioetanol ofrecería seguridad energética a los países que carecen de petróleo.
  • Al implementar una producción industrial, se tendría una conservación de los recursos petrolíferos.
  • El bióxido de carbono producido, es el mismo que las plantas vuelven a utilizar para el proceso de fotosíntesis.
  • En ocasiones se utiliza materia considerada desperdicio.

Desventajas:

  • Se necesita gran inversión para implementar el proceso.
  • Se necesitan superficies extensas destinadas al cultivo de materia prima para producir etanol, por lo que parte de la tierra fértil será utilizada para obtener bioetanol en vez de alimento.
  • Existen restricciones en el uso industrial del maíz nacional para la producción de etanol debido a los problemas de seguridad alimentaria.
  • Su producción y precio está ligado al mercado de la materia prima y puede ocasionar el aumento en el precio de alimentos como maíz, trigo o caña de azúcar.
  • En algunas ocasiones, son necesarias las modificaciones en los motores convencionales.
  • La utilización de agua es importante para el mantenimiento de los cultivos.
  • Se proyecta para el periodo 2013-2022 un incremento de 32% en el precio de bioetanol en comparación con los niveles medios alcanzados en la última década.

Hoy en día Estados Unidos y Brasil dominan la producción y consumo de bioetanol, representando éste cerca del 90% de la producción total de biocombustibles.

En México, la implementación de bioetanol como combustible se encuentra en fase de investigación, y aunque el país cuenta con destilerías para la producción de etanol, la mayor parte se destina a la demanda de bebidas alcohólicas e industria química.

La industria energética ha ido cambiando, buscando fuentes de energía diferentes a los combustibles fósiles. El bioetanol es considerado una alternativa para la generación de energía, países como Brasil y Estados Unidos ya lo han implementado.

Sin embargo, evaluar las ventajas y desventajas, ayudará a saber si es factible o no su utilización.

En México, la alternativa de emplear bioetanol como combustible sigue en proceso de investigación.

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