Bioetanol

El biocombustible es el término con el cual se denomina a cualquier tipo de

combustible que derive de la biomasa Es una fuente renovable de energía, a

diferencia de otros recursos naturales como el petróleo, carbón y los

combustibles nucleares. Aunque se puede hablar de muchos tipos de

biocombustible, por su importancia, aplicación y volumen de producción,

básicamente hay dos: el bioetanol y el biodiésel.

DEFINICIÓN DE LA APLICACIÓN

Bioetanol

El bioetanol es un biocombustible obtenido por la fermentación de la materia orgánica y la biomasa rica en hidratos de carbono (azúcares). Las principales materias primas para producir bio-etanol son cereales, orujo, alimentos ricos en almidón y cultivos de azúcar (por ejemplo, la caña de azúcar). Dependiendo de la materia prima utilizada para la producción del bioetanol también genera varios subproductos para la industria de la alimentación y la energía. El bioetanol es también conocido por el término de etanol o bioalcohol.

El bioetanol como biocombustible

Bio-etanol es un sustituto directo de combustible verde para la gasolina y se caracteriza por un índice de octano alto. Se puede utilizar en la gasolina a 20% sin cambiar el motor o motores utilizados. El bioetanol tiene un valor calorífico inferior que la gasolina derivada del petróleo. Se utiliza principalmente para aumentar el octanage de la gasolina. El bioetanol como combustible es particularmente común en Brasil, donde la mayoría de los vehículos en la carretera lo utilizan todos los días. Las posibilidades energéticas de bioetanol sin embargo no se limitan al sector del transporte, ya que se puede utilizar como combustible para la calefacción y el ámbito doméstico.

El bioetanol y el medio ambiente

El impacto ambiental de bioetanol es un tanto controvertido. Mientras que la combustión de etanol da como resultado en una menor emisión de CO2 en comparación con la gasolina derivada del petróleo, el otro el bioetanol para ser producido implica el consumo de energía. Hay estudios en curso para determinar el retorno de la energía de inversión (TRE) de bioetanol. Además, al igual que otros biocombustibles de primera generación pueden tener un impacto en el precio de los productos alimenticios y la deforestación.

TIPOS DE BIOETANOL

FUNCIONAMIENTO DE LA APLICACIÓN

El bioetanol, o etanol de biomasa, puede ser obtenido de maíz , de caña de

azúcar , remolacha,... por medio de procesos de fermentación enzimáticos de

sus azúcares. Dado que la composición de la celulosa es muy rica en azúcar,

resultaría muy útil producir alcoholes a partir de la fermentación de celulosa,

principal componente estructural de los materiales vegetales. Según el Consejo

Nacional de Defensa de los Recursos Renovables de Estados Unidos, más de

mil millones de toneladas de materiales con celulosa (aserrín, césped, hojas de

árboles, viruta de madera, etc.) se generan anualmente y de su destilación

fermentativa podrían ser obtenidos cerca del 30% de los combustibles

necesarios para los automóviles en el 2050. El problema radica en los elevados

costos que representa romper la rígida celulosa para posteriormente

fermentarla y destilarla. Se espera que en un futuro muy cercano,

microorganismos genéticamente diseñados para degradar y producir el etanol,

a partir de celulosa, permitan bajar los costos de producción del etanol desde

esta fuente natural.

Ventajas de los biocombustibles

a) No incrementan los niveles de CO2 en la atmósfera, con lo que se reduce el

peligro del efecto invernadero.

b) Proporcionan una fuente de energía reciclable y, por lo tanto, inagotable.

c) Revitalizan las economías rurales, y generan empleo al favorecer la puesta

en marcha de un nuevo sector en el ámbito agrícola.

d) Se podrían reducir los excedentes agrícolas que se han registrado en las

últimas décadas.

e) Se mejora el aprovechamiento de tierras con poco valor agrícola y que, en

ocasiones, se abandonan por la esasa rentabilidad de los cultivos tradicionales.

f) Se mejora la competitividad al no tener que importar fuentes de energía

tradicionales.

Desventajas del uso de los biocombustibles

a) El costo de producción de los biocombustibles casi dobla al del de la gasolina

o gasóleo (sin aplicar impuestos). Por ello, no son competitivos sin ayudas

públicas.

b) Se necesitan grandes espacios de cultivo, dado que del total de la

plantación sólo se consigue un 7% de combustible. En España, por ejemplo,

habría que cultivar un tercio de todo el territorio para abastecer sólo la

demanda interna de combustible.

c) Potenciación de monocultivos intensivos, con el consiguiente uso de

pesticidas y herbicidas. d) El combustible precisa de una transformación previa compleja. Además, en

los bioalcoholes, la destilación provoca, respecto a la gasolina o al gasóleo, una

mayor emisión en dióxido de carbono.

e) Su uso se limita a un tipo de motor de bajo rendimiento y poca potencia.

PARAMETROS

Microorganismos productores de etanol: Saccharomyces cerevisiae y Zimomonas mobilis

Fermentación del azúcar

La última etapa del proceso consiste en la fermentación por levaduras de la glucosa liberada a partir de la celulosa, así como la de los azúcares procedentes de la hemicelulosa que se han liberado durante los pretratamientos anteriores. La levadura contiene una enzima llamada invertasa, que actúa cómo catalizador ayudando a convertir los azúcares en glucosa y fructosa (ambos C6H12O6). La reacción química es la siguiente:

La fructosa y la glucosa reaccionan con otra enzima llamada Zimasa, que también está presente en la levadura para producir el etanol y dióxido de carbono.

Destilación

La destilación es la operación de separar, mediante calor, los diferentes componentes líquidos de una mezcla. Una forma de destilación, conocida desde la antigüedad, es la obtención de alcohol aplicando calor a una mezcla fermentada. El alcohol producido por fermentación contiene una parte significativa de agua, que debe ser eliminada para su uso como combustible. Para ello se utiliza un proceso de destilación, aprovechando que el etanol tiene un punto de ebullición menor (78,3ºC) que el agua (100ºC), la mezcla se calienta hasta que el alcohol se evapore y se pueda separar por condensación del mismo.

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