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BIOCOMBUSTIBLESUNA SOLUCION PARA EL
FUTURO ENERGETICO
AUTOR:ING. JOSE COLON
AÑO 2009
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Índice
Clases de biocombustibles.................................................................................... ..................6
...................................................................................................................................... ...... ....15
Antecedentes........................................................................................................................ ..15Ventajas......................................................................................................... .. ....... ...... ...... ...15
Desventajas..................................................................................................................... ...... .19
El transporte en la Unión Europea......................................................................... ... ...... ....20
Estrategia europea............................................................................................. ...................20
Estándares y regulación..................................................................................................... ...20
Mezclas combustibles con etanol................................................................ .........................21
Etanol e Hidrogeno............................................................................................ ...................23Etanol como combustible en Brasil........................................................................24
..............................................................................................................................27Etanol como combustible en EE.UU.....................................................................27
Etanol como combustible en Europa......................................................................29Etanol como combustible en Venezuela.................................................................29
PROLOGOEl propósito de este libro es ayudar a los estudiantes de ingeniería
aprendan lo que hoy se conoce como Biocombustibles y lleguen a
comprender bien, los fundamentos teóricos y experimentales de estoscombustibles en general y su utilización, ventajas y desventajas del mismo.Otros de sus objetivos es ofrecer al lector términos y de otras áreas que yaejercen en la profesión una amplia variedad de aplicaciones. En primer lugar setratara de desarrollar al lector la capacidad de realizar un análisis de lossistemas y procesos donde seria importante la aplicación de dichoscombustibles y el por que d la inquietud de los gobiernos y naciones en
desarrollar combustibles alternos a la gasolina.
Para su empleo en su curso normal este texto puede resultar adecuadoa la enseñanza en aula solamente, o en una combinación de clases teóricas ode laboratorio pero recomiendo las clases de campo.
El libro puede servir para un curso básico de Biocombustibles ocombustibles alternos a la gasolina.
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El libro representa una mezcla de numerosos conceptos, consideraciones ydatos provenientes de muchas fuentes, como mecánica de fluidos,termodinámica y transferencia de calor. Espero que este libro sea de su agradoy parte útil en los programas de educación en ingeniería.
INTRODUCCION
El combustible que permite la locomoción de los vehículos libera ciertoscompuestos contaminantes al ambiente. Además del peligro ecológico querepresenta el uso de la gasolina en los automóviles, también hay otrosproblemas como el hecho de que la gasolina proviene del petróleo, y,lamentablemente, las reservas de éste último ya no son tan abundantes comoantes y existe el peligro de que se acaben. Por la misma razón, el precio de lagasolina va en aumento, mientras que la demanda también estáincrementando.
Por esta razón, últimamente en todo el mundo se buscan diferentesmétodos que puedan sustituir a los combustibles fósiles en materia deproducción energética sin que tengan el impacto que éstos tienen en elambiente.
Los combustibles fósiles sólo van a durar otros 40 o 50 años. Elproblema del cambio climático es que vamos a llegar al máximo de las
emisiones en los siguientes 10 o 20 años, pero su efecto va a durar mástiempo.
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Por tanto es fundamental cultivar biomasa como un combustiblealternativo además que absorbe el bióxido de carbono de la atmósfera y lovuelve a liberar una vez quemado ayudando a reducir los cambios climáticosproducidos.
Las limitaciones en la utilización de los combustibles de biomasa son lastécnicas, la disponibilidad de tierras y que no haya competencia con losalimentos, así como los precios. Hace falta evaluar la producción de energía debiomasa con mucha atención de modo que no compita con la producción dealimentos, que evidentemente es prioritaria.
Biocombustibles
Como su palabra lo dice, un biocombustibles es un combustible deorigen biológico, a diferencia del petróleo este se obtiene de manera renovablea partir de restos orgánicos.
La madera o incluso los excrementos secos son biocombustibles. Si seadministra bien la madera de los bosques puede ser un recurso renovable (maladministrado es un desastre ecológico). De este modo se propuso la “biomasa”como fuente de energía. Una de estas biomasas sería virutas de maderaproducto de la limpieza de bosques o incluso de su explotación racional.
En realidad toda sustancia susceptible de ser oxidada produce energía.Si esta sustancia procede de plantas, entonces al ser quemada (oxidada)devuelve a la atmósfera el dióxido de carbono que la planta tomó del airetiempo atrás. Por tanto, desde el punto de vista ecológico es un sistema querespeta el medio ambiente, pues no hay un aumento neto de gases de efectoinvernadero.
La energía que consumimos en ese acto de quemar procede en últimainstancia de la luz del sol. Las plantas, gracias a la fotosíntesis fijan energía y
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dióxido de carbono en moléculas orgánicas ricas en carbono e hidrógeno. Espues una forma de energía solar indirecta.
Clases de biocombustibles
Las fuentes de bioenergía pueden ser biomasa tradicional quemadadirectamente, tecnologías a base de biomasa para generar electricidad, y
biocombustibles líquidos para el sector de transporte.• La biomasa tradicional es utilizada en países subdesarrollados,
principalmente en zonas rurales. Esta energía es neutra en emisiones deCO2 (utiliza fotosíntesis reciente), pero tiene elevados costos ambientales,sanitarios y económicos.
• Con respecto a la biomasa para generar electricidad, este sistema es
utilizado en países industrializados con elevados recursos forestales, queutilizan madera para generar electricidad.
• Los biocombustibles líquidos proporcionan actualmente aproximadamente
la energía equivalente a 20 millones de toneladas de petróleo (lo queequivale al 1% del combustible utilizado mundialmente para transporte por carretera) [Comité de Seguridad Alimentaria Mundial 2007].
Los biocombustibles que más se utilizan son el etanol y el biodiesel. El
etanol puede ser utilizado en motores que utilizan nafta, mientras que elbiodiesel puede ser utilizado en motores que utilizan gasoil.
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El etanol es un biocombustibles a base de alcohol, el cual se obtienedirectamente del azúcar. Ciertos cultivos permiten la extracción directa deazúcar, como la caña azucarera (Brasil), la remolacha (Chile) o el maíz(Estados Unidos). Sin embargo, prácticamente cualquier residuo vegetal puedeser transformado en azúcar, lo que implica que otros cultivos también puedenser utilizados para obtener alcohol. Aunque con la tecnología disponibleactualmente este último proceso es muy costoso, se pronostica que ocurranavances en este sentido (las llamadas tecnologías de segunda generación).
En el caso de los motores diesel, se pueden utilizar biocombustiblesobtenidos a partir de aceites o grasas. Ciertas plantas como la soja o el girasol,
son las que mas eficientemente producen aceites que pueden ser utilizadoscomo biocombustibles directamente, o pueden ser procesados para obtener unbiocombustible mas refinado. La utilización directa de aceites vegetales esposible, pero requiere de modificaciones en el motor. El sistema mas habituales la transformación de los aceites mediante un proceso químico que permite lautilización del biocombustible en un motor diesel sin modificar.
Tipos de biocombustibles
Bioetanol
El etanol puede utilizarse como combustible para automóviles sinmezclar o mezclado con gasolina en cantidades variables para reducir el
consumo de derivados del petróleo. El combustible resultante se conoce comogasohol (en algunos países, "alconafta"). Dos mezclas comunes son E10 yE85, que contienen el etanol al 10% y al 85%, respectivamente.
El etanol también se utiliza cada vez más como añadido para oxigenar lagasolina estándar, como reemplazo para el metil tert-butil éter (MTBE). Esteúltimo es responsable de una considerable contaminación del suelo y del agua subterránea . También puede utilizarse como combustible en las celdas de
combustible.
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El etanol que proviene de los campos de cosechas ( bioetanol) se perfilacomo un recurso energético potencialmente sostenible que puede ofrecer ventajas medioambientales y económicas a largo plazo en contraposición a loscombustibles fósiles. Se obtiene fácilmente del azúcar o del almidón encosechas de maíz y caña de azúcar, por ejemplo. Sin embargo, los actualesmétodos de producción de bio-etanol utilizan una cantidad significativa deenergía en comparación al del combustible producido. Por esta razón, no sería
recomendable sustituir enteramente el consumo actual de combustibles fósilespor bio-etanol.
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GASES Índice de octanoPeso específico
(Kg/m3)
Poder calorífico
(cal/Kg)Butano 90 2.38 10.900G.L.P 102 2.06 10.950
Metano 125 0.725 11.500Propano 125 1.80 11.000
LÍQUIDOS Índice de octanoPeso específico
(Kg/m3)
Poder calorífico
(cal/Kg)
Alcohol etílico 100 0.790 6.500
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Alcohol metílico 120 0.792 5.050Gasolina 95IO95 0.720 10.400Gasolina 98IO98 0.730 10.550Benzol 100 9.600
Todos estos líquidos tienen la cualidad de ser bastante volátiles, es decir,su capacidad de evaporarse espontáneamente en el aire es alta; nos podemosfavorecer entonces de su mejor gasificación con el oxígeno para que la mezclasea homogénea. No ocurre lo mismo con otros combustibles como el gasóleo oel keroseno que deben ser finamente divididos utilizando métodos físicos antesde provocar la combustión. De aquí la necesidad, entre otras razones, de quela inyección del gasoil se lleve a cabo a la más alta presión posible (commonrail, bomba inyectores).
El costo del refinado del petróleo con las instalaciones tan amortizadas,frente al de obtención de los G.L.P. (gases licuados del petróleo) o del Metano,Butano y Propano, hacen que solo resulten rentables los alcoholes en estapugna por la sustitución.
El Etanol (alcohol etílico, CH3(OH)) es obtenido de la destilación de unaserie de vegetales como la uva o la caña de azúcar, de los monosacáridos engeneral; así, en los países como Brasil, en los cuales es muy abundante, esrentable su obtención; se puede obtener sintéticamente del Etileno,hidrocarburo derivado del petróleo, por lo tanto en este caso, sujeto a las
importaciones desde otros países.
El Metanol (alcohol metílico, CH3-CH2(OH)) se puede obtener fácilmente por síntesis utilizando Carbono e Hidrógeno, pero solo los paísescon gran producción de ellos se lo pueden permitir.
Como ya hemos dicho, el problema que se presenta desde el punto de
vista mecánico y estratégico para transformar los motores actuales enconsumidores de alcohol no resulta fácilmente salvable; otra razón para
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pensarlo más detenidamente es la de la falta de poder calorífico frente a lasgasolinas lo que provocaría que a nuestros motores les rebajaran de golpe lapotencia en casi un 50%. Una solución que se puede entrever como la másalcanzable a medio plazo es mezclar la gasolina con el alcohol (entre un 15% yun 25%) e ir adaptando los motores a este nuevo combustible.
Su miscibilidad con los hidrocarburos, especialmente los aromáticos, lahace posible por lo cual no hay grandes inconvenientes que salvar; sólo uno atener en cuenta en este sentido, en presencia de agua la mezcla no seproduce.
La obtención del Etanol podría realizarse por destilación de plantas(biomasa) que se repoblarían en regiones pobres, a las que la llegada de laglobalización ha dejado devastadas. Estos nuevos cultivos podrían transformar los hábitos de vida en estas extensiones, incidiendo por doble motivo en laeconomía del país.
A continuación se muestra cómo varían la potencia y el consumoespecífico de un motor de gasolina, en función de la proporción aire/gasolinaque está combustionando en relación a la teóricamente correcta que es 15volúmenes de aire cada uno de gasolina; a esta relación de 15:1 se le llamarelación estequiometrica.
Relación reall = --------------------------------
Relación estequiométrica
Si l > 1 = mezcla pobre Pobre= exceso de aire.
Si l < 1 = mezcla rica Rica= exceso de gasolina.
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l = 1 Relación estequiométrica, emisiones de gases perjudiciales controladas,potencia correcta.
l > 1 Mezcla pobre, aumento de NOx; disminuye potencia, consumo contenido.
l < 1 Mezcla rica, aumento de HC y CO; potencia idónea, consumo alto.
La utilización del alcohol como combustible está sujeta a las siguientescaracterísticas:
1. Las emisiones contaminantes en los motores que funcionan con alcohol,no llegan a ser en las peores condiciones el 50% de las de gasolina.
2. La potencia perdida por la falta de poder calorífico frente a las gasolinasse podría solucionar con aumentos de relación de compresión en los
motores ya que su poder antidetonante, es mayor que las gasolinas.
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3. Su calor de vaporización (calor que absorbe en su evaporación) es 3veces mayor que la gasolina, lo que hace bajar drásticamente latemperatura de la mezcla en el momento de la evaporación,aumentando en consecuencia la densidad de la misma y el rendimientovolumétrico.
4. La relación estequiométrica del alcohol es 6,7:1, (frente a 14,7:1 de lagasolina). Un motor de pequeña cilindrada —que ya no necesita aspirar gran volumen de aire puede conseguir un rendimiento equivalente al deuno de gasolina con mayor cilindrada.
5. Un inconveniente a resolver; ese alto calor de vaporización impide losarranques correctos en invierno.
Biodiesel
El biodiesel es un biocombustible sintético líquido que se obtiene apartir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, nuevos ousados, mediante procesos industriales de esterificación y transesterificación, y
que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del Petro diésel o gasóleo obtenido del petróleo.
El biodiesel puede mezclarse con gasóleo procedente del refino depetróleo en diferentes cantidades. Se utilizan notaciones abreviadas según elporcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla: B100 en caso de utilizar sólobiodiésel, u otras notaciones como B5, B15, B30 o B50, donde la numeración
indica el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla.
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El aceite vegetal, cuyas propiedades para la impulsión de motores seconocen desde la invención del motor diésel gracias a los trabajos de Rudolf Diesel, ya se destinaba a la combustión en motores de ciclo diésel convencionales o adaptados. A principios del siglo XXI, en el contexto debúsqueda de nuevas fuentes de energía y la creciente preocupación por el
calentamiento global del planeta, se impulsó su desarrollo para su utilización enautomóviles como combustible alternativo a los derivados del petróleo.
El biodiésel descompone el caucho natural , por lo que es necesariosustituir éste por elastómeros sintéticos en caso de utilizar mezclas decombustible con alto contenido de biodiésel.
El impacto ambiental y las consecuencias sociales de su previsibleproducción y comercialización masiva, especialmente en los países en vías dedesarrollo o del Tercer Mundo generan aumento de la deforestación debosques nativos, expansión indiscriminada de la frontera agrícola,desplazamiento de cultivos alimentarios y ganadería, destrucción delecosistema y la biodiversidad, desplazamiento de trabajadores rurales.
Se ha propuesto en los últimos tiempos denominarlo agrodiésel ya que
el prefijo «bio-» a menudo es asociado erróneamente con algo ecológico yrespetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, algunas marcas de productos
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del petróleo ya denominan agrodiésel al gasóleo agrícola o gasóleo B ,empleado en maquinaria agrícola.
Antecedentes
Protocolo de Kyoto
• Limitación por los Estados firmantes de las emisiones de gases de
efecto invernadero.
• Efectos de no limitar dichas emisiones y/o reducirlas:
• Recalentamiento de nuestro planeta con sus derivadas consecuencias.
Ventajas
El biodiésel es un carburante ecológico que posee grandes ventajasmedioambientales:
• Es un combustible que no daña el medioambiente.
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El Biodiésel (Ésteres metílicos de ácidos grasos) no daña el medioambiente por ser un combustible de origen vegetal en su estado 100% puro. Suuso en el referido estado sería completamente inocuo con nuestro medio.
Para poder usarse se debería efectuar unas pequeñas modificacionestécnicas en los motores diésel, como sería modificar el compuesto de la gomay/o cauchos de los manguitos y latiguillos del circuito del combustible. Ello esdebido a que el biodiésel 100% tiene la particularidad de disolver la goma.Desde los años 90, casi todos los fabricantes de vehículos (principalmentemarcas alemanas), ya han sustituido dichos conductos fabricados conmateriales plásticos o derivados, que el Biodiésel 100% puro no los disuelve.
En España, y ante la imposibilidad de controlar si los vehículos que loreposten en las EESS están o no preparados para la utilización de Biodiésel100% puro, se comercializa una mezcla Bionor MX-15 (12% Biodiésel +88%Gasóleo), y así cualquier vehículo lo puede utilizar sin ningún tipo de problema.
• Se produce a partir de materias primas renovables.
El Biodiésel se produce a partir de aceites vegetales, vírgenes yreciclados. El aceite vegetal virgen se extrae de la semilla cultivada dejandoatrás la harina de semilla que puede usarse como forraje animal. El aceite esrefinado antes de incorporarlo al proceso de producción del biodiesel. Aunqueexisten más de trescientos tipos de oleaginosas, las más comunes en laproducción de biodiésel son la colza, la soja, el girasol y la palma.
Los aceites reciclados proceden de la recogida de sectores como lahostelería, alimentarios, cocinas domésticas, etc.
Con el reciclaje de los aceites usados, evitamos su vertido,slvarguaradando la contaminación de las aguas subterráneas, fluviales ymarinas, así como la vida que en ellas habita. Y evitamos su uso en laalimentación animal (piensos).
Con los aceites vegetales, se contribuye de manera significativa alsuministro energético sostenible, lo que permite reducir la dependencia del
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petróleo, incrementando la seguridad y diversidad en los suministros, así comoel desarrollo socioeconómico del área rural (producción de oleaginosas confines energéticos), y la conservación de nuestro medio ambiente.
• No contiene prácticamente nada de azufre. Evita las emisiones de(lluvia ácida o efecto invernadero).
El Biodiésel no contiene azufre, agente que se encuentra en el gasóleopor su poder de lubricación.
En la actualidad los modernos gasóleos bajos en azufre, por su procesode desulfuración pierden el poder de lubricación, incrementando el ruido ydesgaste de los motores.
Las compañías petroleras deben por este motivo aditivar el gasóleo conaditivos químicos y sintéticos para paliar esa anomalía. En Francia se aditivatodo el gasóleo que se comercializa en EESS con Biodiésel al 2% como aditivolubricador.
• Mejora la combustión, reduciendo claramente emisiones de hollín(hasta casi un 55% desapareciendo el humo negro y olor desagradable).
Dado que la molécula de biodiésel aporta, por unidad de volumen, másátomos de oxígeno que lo que aporta el mismo volumen de gasóleoconvencional, la presencia de inquemados es menor utilizando biodiesel dadoque hay menos moléculas de carbono elemental (hollín) y menos de monóxidode carbono (CO).
• Produce, durante su combustión menor cantidad de CO2 que el quelas plantas absorben para su crecimiento (ciclo cerrado de CO2).
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El dióxido de carbono CO2 que emite a la atmósfera el Biodiesel durantela combustión es neutro, ya que es el mismo que captó la planta oleaginosautilizada para extraer el aceite durante su etapa de crecimiento. Con lo cual, lacombustión de Biodiesel no contribuye al efecto invernadero, es neutra y ayudaa cumplir el protocolo de Kyoto.
• No contiene ni benceno, ni otras sustancias aromáticascancerígenas (Hidrocarburos aromáticos policíclicos).
El Biodiesel, como combustible vegetal no contiene ninguna sustancianociva, ni perjudicial para la salud, a diferencia de los hidrocarburos, que tienen
componentes aromáticos y bencenos (cancerígenos). La no-emisión de estassustancias contaminantes disminuye el riesgo de enfermedades respiratorias yalergias.
• Es fácilmente biodegradable, y en caso de derrame y/o accidente,no pone en peligro ni el suelo ni las aguas subterráneas.
El Biodiésel, es biodegradable (aprox. 21 días), su origen vegetal lo hacecompatible con la naturaleza y la ausencia de compuestos químicos y sintéticoslo hace inocuo con nuestro medio.
• No es una mercancía peligrosa (el punto de inflamación se
encuentra por encima de 110º C).
El Biodiesel tiene su punto de inflamación por encima de 110ºC, por esono está clasificado como mercancía peligrosa, siendo su almacenamiento ymanipulación segura.
• Posee un alto poder lubricante y protege el motor reduciendo sudesgaste así como sus gastos de mantenimiento.
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El Biodiesel por ser su origen los aceites vegetales, tiene un alto poder de lubricación, alargando la vida de los motores, reduciendo el ruido en losmismos, así como notablemente abaratando los costes de mantenimiento.
Así mismo como característica del Biodiesel, cabe reseñar el poder detergente, que mantiene limpios los sistemas de conducción e inyección delcircuito de combustible de los motores.
• Es el único combustible no contaminante alternativo a los motoresde gasóleo convencional.
El Biodiesel, es el único combustible renovable alternativo en losmotores diesel.
Por su composición vegetal, es inocuo con el medio, es neutro con elefecto invernadero, y es totalmente compatible para ser usado en cualquier motor diésel, sea cual sea su antigüedad y estado.
La mezcla que se comercializa, siguiendo la normativa recién aprobadaen España, cumple con todas y cada una de las especificaciones de Gasóleode Automoción (EN-590), mejorando los parámetros deficitarios de dichanorma.
Desventajas
• A bajas temperaturas puede empezar a solidiificar y formar cristales, quepueden obstruir los conductos del combustible.
•
Por sus propiedades solventes, puede ablandar y degradar ciertosmateriales, tales como el caucho natural y la espuma de poliuretano. Espor esto que puede ser necesario cambiar algunas mangueras y retenesdel motor antes de usar biodiesel en él, especialmente con vehículosantiguos.
• Sus costos aún pueden ser más elevados que los del diesel de petróleo.Esto depende básicamente de la fuente de aceite utilizado en su
elaboración.
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El transporte en la Unión Europea
• Consumo energético del transporte.
• Representa el 45% de la demanda total de derivados del petróleo.• Tiene un crecimiento anual del 2%.• El 98% de la energía consumida en el transporte procede de
combustibles fósiles.
• Emisiones contaminantes.
• Los medios de locomoción son responsables del 87% de las emisiones
de CO, del 66% del NOx, del 60% de CO2 y del 5% de SO2.
Estrategia europea
Fomento de energías renovables y menos contaminantes que las fósiles:
• Biocombustibles.• Fotovoltaica.• Eólica.• Biomasa.• Hidrógeno
Estándares y regulación
Los esteres metílicos de los ácidos grasos ( FAME ), denominadosbiodiésel, son productos de origen vegetal o animal, cuya composición y
propiedades están definidas en la norma EN 14214 , con excepción del índicede yodo , cuyo valor máximo queda establecido en 140.
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El Biodiésel aparece regulado en el Real Decreto 61/2006, de 31 deenero, por el que se determinan las especificaciones de gasolinas, gasóleos,fuelóleos y gases licuados del petróleo y se regula el uso de determinadosbiocarburantes.
Mezclas combustibles con etanol
Generalmente, cuanto mayor es el contenido de etanol en una mezclade gasohol, más baja es su conveniencia para los motores corrientes de
automóvil. El etanol puro reacciona o se disuelve con ciertos materiales degoma y plásticos y no debe utilizarse en motores sin modificar. Además, eletanol puro tiene un octanaje mucho más alto (116 AKI, 129 RON) que lagasolina común (86/87 AKI, 91/92 RON), requiriendo por tanto cambiar elcociente de compresión o la sincronización de la chispa para obtener elrendimiento máximo. Cambiar un coche que utilice gasolina pura comocombustible a un coche que utilice etanol puro como combustible, necesitacarburadores y caudales más grandes (un aumento de área de cerca del 30-40%). El metanol requiere un aumento uniforme más grande de área,aproximadamente 50% más grande.
Los motores de etanol también necesitan un sistema de arranque en frío para asegurar la suficiente vaporización con temperaturas por debajo de 15°Ca 11°C para maximizar la combustión, evitar problemas de arranque con elmotor frío y para reducir al mínimo la no combustión de etanol no vaporizado.
Sin embargo, una mezcla de gasolinas con un 10 a un 30% de etanol, nonecesita en general ninguna modificación del motor. La mayoría de cochesmodernos pueden funcionar con estas mezclas sin ningún problema.
El gasohol E10, la variante más común, se ha introducido por todaDinamarca, y en 1989, Brasil produjo 12 mil millones litros de etanol paracombustible a partir de la caña de azúcar, que fue utilizado para mover 9.2millones de coches. También suele estar disponible en el medio-Oeste deEstados Unidos y es el único tipo de gasolina que puede ser vendida en el
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estado de Minnesota. Las mezclas similares incluyen el E5 y el E7. Estasconcentraciones son generalmente seguras para los últimos motores deautomóvil, sin modificar, y algunas regiones y municipios asignan por mandatolos límites en la cantidad de etanol en los combustibles vendidos. Un métodopara medir la cantidad de combustibles alternativos en EE.UU. es mediante“galones equivalentes de gasolina” (GEG), en España se suelen utilizar lastoneladas equivalentes de petróleo (tep). En 2002, EE.UU. utilizaron comocombustible una cantidad de etanol igual a 137 petajulios (PJ), la energía de1,13 mil millones galones de EE.UU. (ó 4.280.000 m³) de gasolina, lo querepresenta menos del 1% del total de combustible usado ese año.
El término E85 se utiliza para la mezcla de un 15% de gasolina (por volumen) y de un 85% de etanol. Esta mezcla tiene un octanaje de cerca del105. Lo cual es sensiblemente más bajo que el etanol puro, pero mucho mayor que el de la gasolina normal. La adición de una pequeña cantidad de gasolinaayuda a un motor convencional a arrancar al estar el motor (y el combustible)frío. El E85 no contiene siempre exactamente un 85% de etanol. En invierno,especialmente en climas más fríos, donde las temperaturas llegan a bajar de
11°C se agrega una mayor proporción de gasolina con el fin de facilitar elarranque en frío, siendo sustituido el E85 por E70 en Estados Unidos y E75 enSuecia. Normalmente el E85 ha tenido un costo similar a la gasolina, pero conlas grandes subidas del precio del petróleo de 2005 ha llegado a ser común ver E85 vendido hasta $ 0.18 menos por litro que la gasolina, haciéndolo altamenteatractivo al pequeño pero creciente número de usuarios con coches capacesde quemarlo.
Desde que apareció el modelo de 1999, va en aumento el número devehículos en el mundo que se fabrican con motores que pueden funcionar concualquier gasolina a partir del etanol de la 0% hasta el etanol del 85% sinmodificación. Muchos coches comerciales ligeros (una clase que contienemonovolúmenes, todoterrenos y furgonetas) se diseñan como vehículosflexibles para utilizar varias combinaciones de combustible, pues puedendetectar automáticamente el tipo de combustible y cambiar el comportamiento
del motor, principalmente la sincronización de la ignición y la relación de
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compresión para compensar los diversos octanajes del combustible en loscilindrosdel motor.
Etanol e Hidrogeno
El hidrógeno se está analizando como combustible alternativo, creandola economía del hidrógeno. Dado que el hidrógeno en su estado gaseosoocupa un volumen muy grande comparado a otros combustibles, la logística seconvierte en un difícil problema. Una posible solución es utilizar el etanol paratransportar el hidrógeno (en la molécula de etanol), para después liberar elhidrógeno del carbono asociado en un reformador de hidrógeno y así alimentar una celda de combustible con el hidrógeno liberado. Alternativamente, algunasceldas de combustible (Direct Ethanol Fuel Cell DEFC) se pueden alimentar directamente con etanol o metanol. A fecha de 2005, las células de combustiblepueden procesar el metanol más eficientemente que el etanol.
A principios de 2004, los investigadores de la universidad de Minnesota
anunciaron la invención de un reactor simple de etanol, con el que sealimentaria, y a través de un apilado de catalizadores, emitiría en la salidahidrógeno que podría ser utilizado en las celdas de combustible. El dispositivoutiliza un catalizador del rodio-cerio para la reacción inicial, lo cual ocurre a unatemperatura de cerca de 700 °C. Esta reacción inicial mezcla el etanol, el vapor de agua , y el oxígeno y produce considerables cantidades de hidrógeno.
Desafortunadamente, también da lugar a la formación de monóxido de carbono, una sustancia que obstruye la mayoría de las células de combustibley se debe pasar a través de otro catalizador en el que se convertirá en dióxido de carbono . (El monóxido de carbono inodoro, descolorido, e insípido tambiénrepresenta un peligro tóxico significativo si se escapa a través de la celda decombustible en el extractor, o si escapa en los conductos entre las seccionescatalíticas se escapan.) los últimos productos del dispositivo son gas dehidrógeno, casi 50%, y nitrógeno, 30%, con el 20% restante que es sobre todo
dióxido de carbono. El nitrógeno y el dióxido de carbono son bastante inertes
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cuando la mezcla se bombea en una célula de combustible apropiada. Eldióxido de carbono se lanza nuevamente dentro de la atmósfera, donde puedeser reabsorbido por la planta de la que se extrae el etanol cerrando así el ciclo.
No se lanza nada de dióxido de carbono neto, aunque se podría discutir que mientras está en la atmósfera, actúa como gas invernadero .
Etanol como combustible en diferentes países
Etanol como combustible en Brasil
Brasil tiene etanol como combustible disponible en todo el país.
Mostrada aquí una típica estación de abastecimiento de Petrobras en SãoPaulo con los dos combustibles disponibles, alcohol (etanol) marcado con A ygasolina con la letra G.
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En 2007, Brasil es el segundo mayor productor de etanol comocombustible del mundo. Desde hace más de treinta años Brasil ha desarrolladouna extensa industria doméstica del etanol como combustible a partir de laproducción y la refinación de la caña de azúcar. Brasil produceaproximadamente 15 millones de m³ de etanol por año. Las fábricas del etanolen el Brasil mantienen un balance energético positivo (entre 8,3 a 10,2 veces)al quemar la parte que no produce azúcar de la caña.
Desde 2003, la mayoría de los automóviles nuevos traen incorporada latecnología de motor bivalente, popularmente denominados "flex " en Brasil, lacual permite a los usuarios mezclar cualquier proporción de etanol y gasolinaen el tanque, decisión que depende de los precios de mercado de cada
combustible. Para agosto de 2008 la flota de vehículo de combustible flexible alcanzó 6 millones de vehículos, incluyendo automóviles y vehículoscomerciales livianos, representando un 23% de la flota de vehículos livianos deBrasil.
Ubicación de las áreas de mayor valor ambiental con respecto a lasplantaciones de caña de azúcar. El Estado de São Paulo , localizado en laRegión Sudeste , concentra dos tercios de los cultivos de caña de azúcar.
El éxito de los vehículos "flex", en conjunto con el uso obligatorio a nivelnacional de 25% de alcohol mezclado con gasolina convencional (gasohol E25)para los vehículos de motor a gasolina, permitieron que el consumo de etanolsuperase el consumo de gasolina a partir de febrero de 2008. Este nivel deconsumo de etanol como combustible no había sido alcanzado desde el finalde la década de los ochenta, cuando el Programa Pró-Álcool estaba en su
mayor auge. Al considerar el consumo total de combustible de toda la flota
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(inlcuyendo los vehículos con motor diesel), el consumo de etanol destilado dela caña de azúcar en 2006 fue del 18% del consumo total de combustible delsector vial.
Brasil es considerado como la primera economía que logró un usosostenible del etanol y el modelo a seguir por otros países. Comparado con eletanol producido en Estados Unidos con base en el maíz, la productividad delinsumo energético en Brasil es ocho veces mayor que la estadounidense, y laproductividad por hectárea es casi el doble, mientras en Estados Unidos seproducen entre 3.800 a 4.000 litros de etanol por hectárea plantada de maíz, enBrasil se producen entre 6.800 a 8.000 litros por hectárea plantada de caña de
azúcar. En 2006 Brasil destinó solo 1% de su área cultivable para producir eletanol, mientras que Estados Unidos destinó un 3,7% del total de tierrascultivables. Las áreas donde se cultiva la caña de azúcar se concentran elestado de São Paulo , a poco más de 2.500 km de la selva amazónica .
Etanol como combustible en Colombia
El programa para etanol como combustible de Colombia comenzó en2002 año en que el gobierno aprobó una ley que obligaba al enriquecimiento enoxígeno de la gasolina. Esto se hizo inicialmente para reducir las emisiones demonóxido de carbono de los coches. Regulaciones más recientes eximieron aletanol elaborado a partir de biomasa de algunos impuestos que gravan lagasolina, haciendo así más barato el etanol que la gasolina. Esta tendencia se
vio reforzada cuando los precios del petróleo subieron a principios de 2004 ycon él el interés en combustibles renovables (al menos para los coches). EnColombia el precio de la gasolina y del etanol es controlado por el gobierno.Complementariamente a este programa para el etanol existe un programa parael biodiesel para oxigenar combustible diésel y para producir un combustiblerenovable a partir del aceite vegetal.
Al principio todo el interés en la producción del etanol venía de la
industria de azúcar existente, ya que es relativamente fácil añadir un módulo
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para desarrollar etanol al final de una fábrica de azúcar y las necesidadesenergéticas son similares a las que se necesitarían para producir el azúcar. Elgobierno alienta a convertir gradualmente las fuentes de combustible de loscoches a una mezcla del 10 por ciento de etanol y de 90 por ciento de gasolina.Las plantas del etanol están siendo incentivadas por tratos fiscales. Ha habidointerés en plantas de etanol de yuca (mandioca) y de nuevas plantaciones de lacaña de azúcar, pero aún no se ha conseguido producir carbohidratos a bajoprecio.
La primera planta de etanol (para usarlo como combustible) en Colombiacomenzó a producir en octubre de 2005, con la salida de 300.000 litros al día
en Cauca. Hasta marzo de 2006 cinco plantas, todas en el valle del Río Cauca(departamentos de Valle, Cauca y Risaralda), están operativas con unacapacidad combinada de 1.050.000 litros por día o de 357 millones de litros por año. En el Valle del Cauca el azúcar se cosecha durante todo el año y lasdestilerías nuevas tienen una disponibilidad muy alta. La inversión total enestas plantas es $100 millones. Eventualmente, Colombia espera tener unacapacidad de 2.500.000 litros por el día, que es el la cantidad necesaria para
agregar el 10% de etanol a la gasolina. El etanol producido se utilizaactualmente en las principales ciudades cerca del Valle del Cauca, tal comoCali y Pereira, como también en la capital, Bogotá. No hay suficienteproducción para el resto del país.
Etanol como combustible en EE.UU.
Estados Unidos es el mayor productor mundial de etanol, con 4,86 milmillones de galones líquidos producidos en 2006, seguido por Brasil con unaproducción de 4,49 mil millones de galones. EE.UU. junto con Brasil destlilan70% de la producción mundial de etanol, y en 2007 produjeron el 88% deletanol utilizado como combustible en el mundo. Casi la totalidad del etanolestadounidense es producido a partir de maíz, que es menos eficiente que eletanol producido a partir de caña de azúcar . Además, en 2007 un 25% de laproducción nacional de maíz fue desvidada para producir etanol como
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combustible, lo que ha sido críticado y considerado como uno de los factoresque influyeron en la crisis alimentaria mundial de 2007 a 2008, cambiandoalimentos por combustibles.
Importaciones de etanol combustiblea EE.UU. por país de origen (2002-2007)[23]
(Millones de galones líquidos )País 2007* 2006 2005 2004 2003
Brasil 188.8 433.7 31.2 90.3 0 Jamaica 75.2 66.8 36.3 36.6 39.3
El Salvador 73.3 38.5 23.7 5.7 6.9 Trinidad y Tobago 42.7 24.8 10.0 0 0 Costa Rica 39.3 35.9 33.4 25.4 14.7
*Nota: Los datos de 2007 corresponden al acumulado hasta noviembre.
Otra crítica del uso del etanol en los Estados Unidos es sudisponibilidad. Apenas 600 gasolineras, de un total de 200.000, tienensurtidores E85. Para solucionarlo esta deficiencia habría que seguir unaestrategia amplia para la adopción de surtidores, la disponibilidad seríaentonces satisfactoria. Otro aspecto de su disponibilidad es que estáactualmente solamente disponible en el medio oeste (relativamente poco
poblado), donde se refina el etanol. Al 27 de abril de 2006, en EE.UU. hay unacapacidad productiva de 4.485,9 millones de galones (unos 17 millones de m³)al año y se construye para aumentarla en 2.229,5 millones de galones por añomás (unos 8,4 millones de m³). Estados Unidos importa etanol producido apartir de caña de azúcar de Brasil y de cuatro países de la Cuenca del Caribe,Jamaica , El Salvador , Trinidad y Tobagoy Costa Rica.
En los Estados Unidos la caña de azúcar es cultivada en los estados deFlorida, Louisiana, Hawaii, y Texas , que cuentan con el clima tropical adecuado
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para ese cultivo. Las primeras tres plantas destiladoras de etanol producido apartir de caña de azúcar en los Estados Unidos entrarán en funcionamiento enLouisiana a mediados de 2009. Plantas productoras de azúcar en Lacassine ,St. James y Bunkie fueron convertidas usando tecnología e inversióncolombiana para destilar etanol a partir de caña de azúcar. Se espera queestas tres plantas produzcan en forma rentable 378 millones de litros (100millones de galones) de etanol en un plazo de cinco años.
Etanol como combustible en Europa
El continente europeo ha sido tradicionalmente más proclive a los
coches pequeños y eficientes, todo lo contrario que los EE.UU. donde loscoches son de mayor cilindrada y el consumo de petróleo no ha importado lomás mínimo hasta hace bien poco. Esta tendencia de los europeos no se havisto reflejada sin embargo a la hora del desarrollo de nuevos combustiblescomo el etanol, con unas posibilidades interesantes, y más en una región comoEuropa: con mucha superficie agrícola (y por lo tanto desechos aprovechables)y una escasa disponibilidad de petróleo. Esto está cambiando en los últimosaños, ya que las empresas de automóviles europeas comienzan a desarrollar nuevos modelos optimizados para el mejor aprovechamiento del combustiblevegetal en cuestión. Como ejemplo de esto tenemos el motor BioPower desarrollado por la empresa sueca de automóviles Saab.
En cuanto a la producción de bioetanol en Europa, en 2006 Francia ocupó elprimer lugar en producción, seguida de Alemania y España.
Etanol como combustible en Venezuela
Solo como aditivo para la gasolina sin plomo (aquella preparada sin laadición de Tetraetilo de Plomo) llamada comúnmente gasolina verde,actualmente Venezuela importa el Etanol de Brasil, sin embargo se estánconstruyendo plantas de obtención de Etanol a partir de la caña de azúcar, y el
maíz; para no depender de las importaciones, desde Brasil.
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Biocombustibles en motores Otto y diesel.Casi cualquier sustancia orgánica líquida o gasificable puede ser
utilizada en un motor de explosión interna con la apropiada mecánica. Utilizar otros combustibles alternativos en nuestros actuales motores sería más sencilloque la utilización de hidrógeno que se basa en una tecnología totalmentedistinta.
Los motores que llevan nuestros autos son de dos tipos: de ciclo de Ottoy de ciclo Diesel. En el primero normalmente quemamos generalmentegasolina y en el segundo gas-oil. Pero vamos a ver que pueden ser capaces dequemar otro tipo de combustibles como alcohol en el primero y ésteres grasoso incluso aceites vegetales en el segundo. Con los precios del barril del
petróleo por las nubes se está mirando con otros ojos este tipo de
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biocombustibles, apareciendo muy atractivos a los ojos de gobiernos einversores.
Motor Otto
Para el primer caso del ciclo Otto siempre se puede utilizar alcohol etílicoprocedente de la fermentación del azúcar. De hecho en un pequeño porcentaje(15%) puede ser añadido directamente a la gasolina corriente sin necesidad demodificar el motor. Si se desea utilizarlo a altas concentraciones (hasta el 85%)hay que introducir modificaciones en el motor, cambiando el sistema decarburación o regulando el sistema de inyección. En algunos modelos japoneses de motores un censor detecta qué porcentaje de alcohol y gasolinahay en la mezcla y ajusta en tiempo real la cantidad a inyectar. De este modose puede utilizar cualquier proporción alcohol-gasolina que se desee. Y si noencontramos un surtidor de un tipo podemos utilizar el otro sin importar lo quepase en el depósito.
Los primeros prototipos de motores tipo Otto funcionaban con alcohol asíque no es una idea realmente nueva. Naturalmente, la quema de alcoholproduce muchos menos contaminantes que la gasolina. De hecho, en losEEUU se añade regularmente alcohol de maíz como aditivo a las gasolinascorrientes para reducir la contaminación producida en su combustión.
Motor Diesel
Fijémonos ahora en el sistema Diesel. Además del biodiesel mencionadoarriba hace ya algún tiempo se viene fabricando biodiesel a partir de aceitesvegetales para ser utilizados en este tipo motores.Como aceite de partida se puede utilizar cualquier tipo de aceite o grasa, yasea usado o sin usar. Es típico utilizar aceites de fritura usados en losMcDonalds u otros tipos de restaurantes de comida rápida. Como en esos
sitios siguen un protocolo estricto de uso sobre estas sustancias, el material
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resultante suele ser muy homogéneo y por tanto más susceptible de ser transformado en biodiesel de una manera sencilla.
Hace tiempo este tipo de “materia prima” se podía obtener gratuitamenteporque para estas empresas suponía un gasto deshacerse del productolegalmente, pero ahora lo venden.
Naturalmente también se puede utilizar aceite obtenido directamente deciertas plantas como la soja, el girasol, etc. Si no se destina a consumoalimentario los requerimientos son menores y el producto sale más barato.La utilización directa de un aceite vegetal en un motor diesel es posible,aunque hay que introducir modificaciones en el motor. Uno de losinconvenientes es que estos aceites se congelan a temperaturasmoderadamente bajas. Aun así hay algunas personas que los utilizan de estemodo.
LAS ALGAS COMO SOLUCIÓN ENERGÉTICA
El verde por el negro. Al ritmo actual, algunos analistas creen que lasreservas de crudo se acabarán en unos cincuenta años. El “biopetróleo”, un
combustible ecológico elaborado a partir de las algas, podría ser una de lassoluciones al incierto futuro energético.
Varias son las empresas, como Aquaflow Bionomic Corporation (NuevaZelanda) o Bio Fuel-System (España), que están desarrollando proyectos en elque las algas son la fuente principal para producir este petróleo ecológico.
Los combustibles elaborados a partir de fitoplancton surgen como una
alternativa a biocombustibles como el bioetanol, que han sido señaladosúltimamente como uno de los responsables de la crisis mundial de alimentos.
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Se ha argumentado, además, que estos carburantes de origen vegetalno están ayudando a combatir el cambio climático, pues no logran reducir elCO2.
Para producir bioetanol por ejemplo, se utilizan grandes cantidades deenergía destinada al transporte de estos cultivos, al cuidado de la tierra, etc.
“Y si obtienes esa energía de combustibles fósiles, acabas emitiendomás CO2 de lo que emitirías simplemente usando gasolina del coche”, explicórecientemente el premio Nobel en Química Harmut Michel, en una entrevistaconcedida al diario español El País.
Solución marina
“La ventaja de nuestro sistema sería obtener un producto energéticoequivalente al petróleo fósil pero sin emitir CO2″, explicó a BBC Mundo BernardStroïazzo, presidente de Bio Fuel-System y co-creador del petróleo ecológico.
El “biopetróleo” emite CO2 en la combustión, como cualquier otrocombustible, pero la diferencia está en que “nuestro dispositivo absorbe el CO2para producir energía. Es decir, recuperamos las emisiones de dióxido decarbono cuando son emitidas y la reconvertimos en un producto carbónico”,aclara Stroïazzo.
“Para producir una tonelada de aceite de girasol, que corresponde anueve millones de kilocalorías, se tienen que gastar 19 millones de kilocaloríaspara el cultivo, el tratamiento (…). Esto evidencia que al final, se emite dos
veces más CO2 que con un petróleo fósil”, asegura el presidente de lacompañía española.
Para hacerse una idea, hacer frente a la demanda de electricidad de unpaís como Inglaterra con biocombustibles, exigiría dedicar toda la superficie delpaís a cultivos energéticos (maíz o caña de azúcar por ejemplo). “Nosotrosrecuperamos el 100% de la energía solar mientras que con otrosbiocombustibles se recupera una parte ínfima de la planta”
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“La superficie de terreno que nosotros necesitamos es mínima, porque lamáquina de producción está construida a lo alto, no a lo ancho”, explica JoséMartínez Rovira, director de Marketing de Bio Fuel-System.
“Nosotros hacemos cosechas diarias. Dentro de una plantación terrestrecomo la de la soja, las cosechas son una o dos veces al año”, continúaMartínez Rovira.
“Además, en un cultivo terrestre llega un huracán y puede destrozar lacosecha. Sin embargo nosotros, si tenemos un problema técnico, podemossolucionarlo en un solo día o en un par de días”.
Por lo tanto, las cuestiones del espacio y del mantenimiento quedaríansolucionadas y añade Stroïazzo “lo fundamental es que no se trata de uncultivo alimentario”, por lo que no afectaría a las exigencias alimentarias de lapoblación.
Millones de seresunicelulares producen el“biopetróleo”, que puede
reemplazar al petróleo fósil.
“Por todo esto decimos que el “biopetróleo” es 1.400 veces más rentableque un campo de girasol por ejemplo”, sentencia.
Mejores especies
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La producción de algas utilizadas para la producción de combustibles noes algo nuevo. A finales de los años 70, EE.UU. puso en marcha el llamado“Programa de Especies Acuáticas” debido a la crisis del petróleo.
“Utilizamos las microalgas porque es un sistema de fotosíntesis muyeficaz. Nosotros recuperamos el 100% de la energía solar, mientras que conotros biocombustibles se recupera una parte ínfima de la planta”.
Ahora, el principal problema para estas empresas de producción de“biopetróleo”, es encontrar cuáles son las especies que tienen mayor densidadde aceite y producen más cantidad de combustible.
“Existen unas 40.000 especies registradas de algas, pero pueden existir unas 100.000. El problema, es que no es tan fácil cultivar algas, tener acceso alproceso”, explica el presidente de Bio Fuel-System.
Otra de las grandes dificultades es que las algas contienen una grancantidad de agua y esto conlleva dificultades para su mantenimiento, transportey manipulación.
Pero lo que está claro es que “en los océanos se encuentra la mayor biomasa del mundo” y allí se encuentran las algas, un petróleo ecológico que-según sus defensores- podría ser capaz de sustituir al petróleo fósil.
Biocombustibles de próxima generación
Etanol celulósico ( método biológico )
La biomasa es típicamente molida y tratada en un baño de vapor acidoantes de sumergirla en una enorme tina por varios días. Las enzimas rompen lacelulosa en azucares más simples, como la xilosa, similar al endulzante de lapasta dentífrica. Esta se fermenta con levadura o bacterias, luego se destilacomo etanol de grado combustible. Fermentar la celulosa implica una grancantidad de agua y varios pasos tardados, este proceso genera un porcentajede rendimiento energético del 66 %.
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Etanol celulósico (método de gasificación)
La caña de maíz, la basura y hasta neumático viejos son sometidos acalor de varios miles de grado en una cámara anaeróbica. Sin oxigeno, labiomasa no se consume. En lugar de ello, la materia prima se descompone enmonóxido de carbono, hidrogeno y bióxido de carbono. Este gas sintético selimpia, se enfría y se mezcla con catalizadores ( o se da como alimento abacterias ) para producir etanol y otros alcoholes. Este método utiliza muchamenos agua y da un mayor rendimiento, pero requiere ser escalado a niveles
que compitan con la industria de la fermentación de etanol, este procesogenera un porcentaje de rendimiento energético del 66 %.
Biodiesel de alga
Ciertas cepas de alga, seleccionadas o modificadas genéticamente, secultivan en biorreactores cerrados ( tubos o bolsas de plástico llenos de agua )con CO2 residual de termoeléctricas, por ejemplo como alimento. Las algas seseparan después con fuerza centrifuga y se extrae aceite con un solvente.Entonces se procesa bajo condiciones de alta presión y temperatura paraconvertirlo en biodiesel, las algas producen miles de litros más de aceite por hectárea que cultivos como soya o la palma, pero cultivarlas y procesarlas agran escala representa aun un enorme reto, este proceso genera un porcentajede rendimiento energético del 103 %.
Gasolina verde
Los azucares simples son derivados de la celulosa o del azúcar de cañalos cuales reaccionan con catalizadores sólidos para remover el oxigenoatrapado en sus moléculas y formar hidrocarburos. Al igual que el petróleoempleado en las refinerías tradicionales, los azucares se separan para crear las moléculas combustibles que conocemos como gasolina, diesel y gas avión,las versiones verdes de los combustibles de hoy son el santo grial, pero
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mientras la celulosa no pueda convertirse en azucares simples con un métodobarato, el potencial domestico será limitado, este proceso genera un porcentajede rendimiento energético del 100 %.
Biobutanol
Al igual que el etanol, el biobutanol es fermentado por microorganismosa partir de azucares, los cuales se obtienen de materia orgánica y se mezclancon agua. Pero para este proceso, los microbios han sido modificadosgenéticamente a fin de producir un alcohol cuya cadena de hidrocarburos esmas larga. Como el butanol no es soluble en agua a altas concentraciones, es
posible almacenar y transportar el combustible final en los oleoductos actuales.El butanol es el combustible estrella de los alcoholes, pero es tradicionalmentederivado del petróleo, este proceso genera un porcentaje de rendimientoenergético del 90 %.
Hidrocarburos de diseño
Al cambiar sus genes, los científicos logran que microorganismos tales
como la levadura conviertan azucares simples en diesel, gasolina y turbo Sina.Como en la producción tradicional de etanol, los microbios fermentan losazucares (en este caso, de la caña de azúcar ) y los convierte en una lechada,pero al no ser los combustibles finales solubles en agua, los hidrocarburos seseparan con facilidad mediante centrifugación y sin necesidad de destilarlos.Los combustibles de diseño están listos para usarse en nuestros motores, peroa menos que sean fabricados en ciclo cerrado, gastan mucha agua, este
proceso genera un porcentaje de rendimiento energético del 106 %.
Combustible de cuarta generación
Los científicos han modificado algas genéticamente no solo paraconvertir el CO2 en aceite, sino para expulsarlo directamente en el agua a sualrededor. Como el aceite flota, recolectarlo es una labor sencilla, comparadocon el secado y la extracción empleados con algas típicas, las cuales
almacenan los aceites dentro de sus paredes celulares. Al igual que losmétodos de segunda generación el aceite puede convertirse en biodiesel. Si
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pueden producirse a gran escala, estas algas mutantes bien podrían cambiar paradigmas. Este proceso genera un porcentaje de rendimiento energético del103 %.
Desventaja de los biocombustibles actuales
Una de las principales causas de buscarles un remplazo a la gasolina,además de los elevados precios del petróleo, era disminuir la emisión de gasefecto invernadero por parte de los combustibles a base de petróleo. El efecto
invernadero no es más que un fenómeno por el cual determinados gases, queson componentes de la atmósfera planetaria, retienen parte de la energía queel suelo emite por haber sido calentado por la radiación solar . Afecta a todoslos cuerpos planetarios dotados de atmósfera. El efecto invernadero se estáviendo acentuado en la Tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxidode carbono y el metano, debida a la actividad económica humana.
Este fenómeno evita que la energía solar recibida constantemente por laTierra vuelva inmediatamente al espacio, produciendo a escala planetaria unefecto similar al observado en un invernadero.
El año pasado las fábricas estadounidenses consumieron 30 mil millonesde litros de etanol y mil millones de litros de biodiesel. Pero como el 21% de
maíz estadounidense y 13% de su soya se destinaron a la producción debiocombustibles, los precios de los alimentos se elevaron. Y las importaciones
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del petróleo apenas disminuyeron. Estudios realizados revelaron que losbiocombustibles derivados de cultivos alimentarios no evitan el cambioclimático. Una vez que se suma todas las energías usadas para fertilizar,transportar y procesar los granos, y la basta cantidad de carbono liberado alconvertir tierra para cultívalos se tiene un biocombustible que genera masefecto invernadero que la gasolina.
Las Naciones Unidas y el Gobierno de India -el segundo país máspoblado del mundo- asocian ahora a los biocombustibles por su incidenciasobre la crisis alimentaria, los precios de los cereales y el hambre que acecha amillones de personas en todo el mundo. La demostración palpable de que el
debate ha calado está en los autobuses madrileños: unos 400 autocares de laComunidad de Madrid circulan ya con carburantes que utilizan en sufabricación cereales o aceites vegetales. Al lado de la flamante pegatina-"funciona con biodiésel"-, en algunos de esos vehículos podía leerse estasemana una pintada siniestra: "Asesinos".
Mimados por los subsidios y la legislación en Europa y en EstadosUnidos, los biocarburantes han crecido en los últimos años a la mismavelocidad que ahora pierden lustre y apoyos por todos lados. Han dejado deser la quintaesencia de lo políticamente correcto. La ONU los ha puesto en eldisparadero y las críticas arrecian desde el Fondo Monetario Internacional y laOCDE -foros donde dominan los países ricos- hasta el Banco Mundial y laFAO, las instituciones multilaterales centradas en el mundo en desarrollo.
"Sin los biocarburantes, la gasolina sería aún un 15% más cara. Pero el
impacto sobre el incremento de los precios de los alimentos va mucho más allá.Probablemente hay que desandar una parte del camino y reducir los apoyosque han recibido; la crisis es grave y la escasez de alimentos es un argumentodifícil, muy difícil de combatir", asegura Francisco Blanch, responsable mundialde materias primas del banco de inversión Merrill Lynch y una autoridad en lamateria. "El problema es que no hay muchas alternativas: el crecimientoeconómico exige energía en grandes dosis. Y ante la pujanza de China e India,
¿de dónde va a venir la energía necesaria si no sale de ahí? ¿Vamos a decirlesa los países en desarrollo que no crezcan?", se pregunta desde Londres.
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Los productores de biocombustibles eran hace nada el súmmum de loverde: una bendición para el medio ambiente y a su vez una alternativa alpetróleo, cada vez más caro y escaso, y por lo tanto una apuesta de futuro paraapuntalar la seguridad energética internacional. Entre ese halo de bondad-ahora en entredicho- y las alusiones a las trompetas del Apocalipsis de la ONUhay un buen puñado de causas, que van desde las oscuras presiones de lospoderosos lobbies petroleros y alimentarios a la alta política, e incluso a laespeculación en los mercados internacionales. Pero ante todo destaca el papelindiscutible -y a su vez contaminado con grandes dosis de demagogia- delbiofuel en el fenomenal encarecimiento de los alimentos y su incidencia en ellado más tenebroso de la reciente crisis alimentaria: las hambrunas que afectanya a casi 40 países.
Es por ello que la solución pronta no sirvió, y se demostró que encontrar un reemplazo de los combustibles fósiles no será sencillo ni rápido. Eldisparado precio de la gasolina añadió urgencia a los esfuerzos deinvestigación en tecnologías prometedoras, desde vehículos eléctricosmejorados, hasta novedosos métodos de aprovechamiento del hidrogeno.
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