Biocarburantes
Los biocombustibles son alcoholes, éteres, ésteres y otros productos químicos que provienen de estos compuestos orgánicos de base celulósica (biomasa) que se extraen de plantas silvestres o de cultivo. El término biocombustible se aplica tanto a los combustibles destinados a producir electricidad como a los que se utilizarán en los medios de transporte.
La ventaja de este tipo de combustible radica en su origen, ya que provienen mayoritariamente de la biomasa, la cual ha extraído parte del dióxido de carbono que se podría liberar en la atmósfera. Por eso, la utilización de los biocarburantes como combustibles no comporta un aumento neto de dióxido de carbono de la atmósfera, de manera que contribuye a minimizar el efecto de los gases invernadero.
En cuanto al consumo de los biocombustibles, está frenado por diversas circunstancias. La primera de ellas es la reticencia de las grandes petroleras que están presionando para que no se obligue a introducir determinados porcentajes de biocombustible para la mezcla con combustibles fósiles y la segunda, aunque relacionada con la primera, los límites de porcentaje de mezcla máxima de los biocombustibles con los fósiles. Estos podrían ser revisados debido a los avances técnicos que existen tanto en los motores como en los biocombustibles.
Tipos de biocarburantes
1. Bioalcoholes. Los alcoholes de origen orgánico están integrados por dos tipos fundamentales, el etanol (destilado de vegetales y residuos) y el metanol (destilado de la madera y pirolisis de vegetales y residuos). No obstante esto, en la situación actual, el etanol presenta mejores expectativas en lo que se refiere a su utilización como biocombustible.
El etanol (CH3CH2OH) es un compuesto químico que, cuando tiene su origen en la celulosa de las plantas, recibe el nombre de bioetanol. Se puede producir a partir de diferentes materias primas:
- Materias ricas en sacarosa, como la caña de azúcar, la melaza y el sorgo dulce.
- Materias ricas en almidón, como los cereales (maíz, trigo, cebada, etc.) y los tubérculos (yuca, camote, patata, malanga, etc.).
- Materias celulósicas (madera, residuos agrícolas,…) y hemicelulósicas (paja, madera).
Su proceso de elaboración es semejante al de la elaboración de la cerveza: primero se tritura la materia vegetal y se mezcla con agua y con una enzima, calentando la papilla resultante a una temperatura de entre 120 y 150ºC. A continuación se somete a escarificación (colado de la masa y adicción de una segunda enzima) y se fermenta, en un proceso que dura unas 48 horas y convierte los azúcares en etanol y CO2. Esa masa fermentada, que contiene alrededor de un 10% de alcohol y otros compuestos sólidos, es destilada para separar el líquido del sólido hasta obtener un porcentaje de un 96% de alcohol, que es luego deshidrato para eliminar el agua. El CO2 generado durante estos procesos puede ser utilizado en la elaboración de bebidas gaseosas.
El extenso uso del etanol en Brasil ha demostrado que los biocombustibles son técnicamente factibles a gran escala, donde circulan unos 2.000.000 de vehículos que se mueven con alcohol casi puro, el cual se obtiene de la caña de azúcar, y 8.000.000 más utilizan una mezcla de gasolina y alcohol.
El etanol comparte unas propiedades físico-químicas muy parecidas a la gasolina, razón por la cual la puede sustituir de manera parcial y/o total en los motores de combustión interna. Estas mezclas comportan una mejora de la combustión y una reducción de las emisiones a la atmósfera, ya que la adición de etanol a la bencina comporta un aumento del octanaje en la mezcla gracias al alto contenido en oxígeno del alcohol. Un grado más alto de octanaje en la gasolina da más rendimiento a los motores.
La manera más común y sencilla de utilizar este combustible es mezclarlo parcialmente en la gasolina hasta un 10 o 15 % (E10 o E15). Aunque en esta proporción no resulta necesario ningún tipo de modificación del motor, pequeñas modificaciones en la relación de compresión y la relación aire / combustible mejoran la potencia y hacen disminuir el consumo con respecto a la bencina. A medida que aumenta la proporción de alcohol en la mezcla, se libera menos cantidad de contaminantes a la atmósfera, especialmente de monóxido de carbono (CO). Por este motivo, en muchos estados de los EUA se está impulsando el uso de pequeñas cantidades (un 5 % en forma de aditivo) de bioetanol a las gasolinas, con la finalidad de fomentar el uso de recursos renovables no contaminantes. Una forma muy particular de utilización de estos combustibles es en forma de ésteres: el ETBE (Etil Ter Butil Éter) se usa como sustituto del MTBE (Metil Ter Butil Éter), aditivo oxigenante de origen fósil que se ha empleado durante mucho tiempo en las gasolinas. Una adición de hasta el 10 % de ETBE en las bencinas es la mejor forma de utilizar el bioetanol en la actualidad, según afirman los expertos.
En concreto, en España en cuanto a la producción de etanol, si bien somos líderes en el mercado europeo, la situación de déficit cerealista del mercado español, hace que buena parte de este se haga con cereal importado. De hecho las grandes fábricas se sitúan en el litoral (Coruña, Cartagena y Cádiz), mientras que tan sólo una va ha ser abierta en una zona eminentemente cerealista (Salamanca).
2. Bioaceites. Aceites que tienen su origen en la biomasa extraídos de plantas como la soja, el girasol, la oliva, el cáñamo, etc. Las diferencias entre aceites vegetales y gasóleo no son significativas en cuanto se refiere a densidad, poder calorífico y número de octanos, pero sí se presenta una notable diferencia en cuanto a viscosidad.
3. Biodiesel. Son esteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de lípidos renovables tales como aceites vegetales. En otras palabras, el biodiesel está formado por ácidos grasos y esteres alcalinos, obtenidos de aceites vegetales (girasol, colza, soja, la palma, etc.), grasa animal, aceites usados y otros productos biodegradables. En general, se puede obtener a partir de más de 300 especies vegetales, dependiendo de cuál sea la que más abunde en el país de origen. El hecho de que también se pueda obtener a partir de la transformación del aceite vegetal de cocina frito ha cobrado fuerza ante la necesidad de reciclar los aceites usados de la cocina, especialmente procedentes de bares, restaurantes y asadores.
A partir de un proceso llamado "transesterificación ", los aceites, una vez filtrados y procesados, para eliminar restos de agua y contaminantes, se combinan con un alcohol (etanol o metanol) y un catalizador (hidróxido de potasio, por ejemplo). Este tratamiento químico rompe las moléculas grasas (triglicéridos) y provoca la aparición de nuevos compuestos: el biodiesel (esteres grasos de ácido metílico). Esta línea es una vía de salida para los excedentes de colza, girasol y otros productos alimentarios; y glicerina, coproducto que tiene aplicaciones en las industrias farmacéutica y cosmética alterándolos.
El Biodiesel se utiliza como complemento o sustituto del gasoil, en los motores de ignición de comprensión (motores diesel) o en calderas de calefacción. La producción de biodiesel en España no esta tan desarrollada ya que entre otros motivos la rentabilidad de los cultivos oleaginosos es más baja que en otros países de Europa. El inconveniente que tiene el biodiesel es el alto precio de mercado que tienen los aceites para uso alimenticio. El coste de producción del biodiesel en España depende principalmente del precio de la semilla de girasol; al agricultor se le ofrecen precios inferiores que el correspondiente a la semilla de girasol destinada a la alimentación. Desde el año 1998 hay una tendencia a la baja del precio de las semillas de girasol y esto provoca la desincentivación del cultivo.