Nuevo catalizador para obtener biodiesel a partir de residuos

El sistema utiliza una alternativa al ácido sulfúrico basada en el azúcar, que mejora el proceso de esterificación.

Un equipo de químicos de la Universidad de Wake Forest, en Winston-Salem (Carolina del Norte, EE UU), han desarrollado un compuesto a base de azúcar que hace que sea más barato y sencillo convertir grasas y aceites residuales de baja calidad en biodiésel. La investigación, cuyos resultados se publicarán en una próxima edición de la revista Bioresource Technology, fue financiada por el Centro de Biocombustibles de Carolina del Norte.

“Lo que queremos hacer es sacar la grasa de los residuos y convertirla en energía”, afirma Abdou Lachgar, investigador principal del proyecto. Los aceites residuales de baja calidad se utilizan ya para fabricar biodiésel, una fuente de energía limpia que puede utilizarse como sustituto de los combustibles fósiles. Sin embargo, el proceso es costoso y nocivo para el medio ambiente, explica Lachgar, puesto que estos aceites de baja calidad contienen un alto porcentaje de ácidos grasos libres, que tienen que convertirse en biodiésel por separado a través de un proceso llamado esterificación. La esterificación utiliza el ácido sulfúrico, un líquido altamente corrosivo que erosiona el equipo de producción y daña el medio ambiente. Además, su eliminación es costosa.

El equipo de Lachgar y sus colaboradores de la Universidad Tecnológica de Virginia han desarrollado una alternativa al ácido sulfúrico basada en azúcar para mejorar el proceso de esterificación. Es barato, ambientalmente amigable y fácil de filtrar del biodiésel producido. “A diferencia del ácido sulfúrico, que tiene que ser neutralizado durante un largo período de tiempo, nuestro catalizador es un sólido y se puede separar de forma relativamente fácil”, dice Brian Hanson, uno de los investigadores del proyecto.

Reducir costes

Desde un punto de vista comercial, este nuevo catalizador podría reducir los costes hasta un 15% para una planta de producción de biodiésel en pequeña escala, según un estudio de factibilidad realizado por el Wake Forest University Schools of Business. Mientras, se debe continuar con la investigación para probar la viabilidad del catalizador en una escala más grande, fuera del laboratorio.

“En el corto plazo, esto puede tener mucho sentido comercial en los países en desarrollo o en islas”, dice Dan Fogel, profesor de estrategia en la escuela de de negocios de la Wake Forest. “En este tipo de lugares, los costes de energía pueden alcanzar los 50 centavos por kilovatio hora. Aquí en Winston-Salem se paga alrededor de 11 o 12 centavos de dólar por kilovatio hora”. Según explica este experto, si existen instalaciones de biodiésel en archipiélagos –las Bahamas, por ejemplo–, podrían ser adaptadas para utilizar este catalizador, y producir biodiésel a un precio menor que el actual diésel derivado del petróleo.

“Hay muchas oportunidades de utilizar este catalizador para crear combustibles menos costosos y convertir los residuos municipales en electricidad”, concluye Fogel.

Fuente: Residuos Profesional

¿Son los biocombustibles producidos con residuos y sin alimentos el remedio contra la deforestación?

El aumento en la demanda de cultivos destinados a producir biocombustibles puede hacer que los bosques se conviertan en tierras agrícolas. Este cambio del uso de la tierra provoca un incremento de las emisiones de CO2, al quedar menos árboles para absorberlas. La Unión Europea busca sustituir estos biocombustibles producidos con alimentos, por otros a partir de desechos y residuos. La Eurocámara se reunió el 20 de febrero con expertos para discutir las propuestas de la Comisión Europea.

La comisión de Medio Ambiente del Parlamento Europeo y la de Industria, Investigación y Energía debatieron este miércoles 20 de febrero con expertos en la materia la propuesta de la Comisión Europea de establecer un techo a la cuota de mercado de los biocarburantes producidos a partir de alimentos. "Espero que en el futuro no tengamos que elegir entre lo que comemos y cómo conducimos", indicó durante la sesión la eurodiputada liberal francesa Corinne Lepage, que lidera el debate en la comisión parlamentaria de Medio Ambiente.

"Somos conscientes de que los biocombustibles presentan algunos problemas como fuente de energía", admitió el popular español Alejo Vidal-Quadras, eurodiputado que lleva la batuta sobre los biocarburantes en la comisión de Energía del Parlamento Europeo. "La promoción de los biocarburantes avanzados minimizará los cambios en el uso de la tierra", afirmó.

Los cambios indirectos en la utilización de la tierra ocurren cuando los terrenos agrícolas se emplean para producir cultivos destinados a elaborar biocarburantes. Por otro lado, la demanda de alimentación para las personas y los animales no se reduce, y se abastece mediante importaciones venidas desde países donde la producción es más barata. El problema es que el resultado es la tala de bosques y el aumento de emisiones de CO2.

Biocarburantes avanzados

La producción de biocarburantes a partir de desechos y residuos agrícolas provoca un impacto menor sobre el clima, y no tiene efectos sobre los precios de los alimentos porque no sustituye los cultivos destinados a la alimentación, asegura la Comisión Europea. Sin embargo, estos biocombustibles avanzados aún no se comercializan, como puntualizó Raffaello Garofalo, representante del Consejo Europeo de Biodiesel. Su comercialización y despliegue podría acelerarse a partir del año 2020 si recibieran subsidios públicos.

La comisaria europea titular de la cartera de Acción Climática, Connie Hedegaard, admitió que los biocarburantes avanzados apenas están desarrollados, sobre todo por sus altos costes de producción. Pero defendió que son más sostenibles y deberían promoverse.

Fuente: Parlamento Europeo Ref. : 20130215STO05857

Proyecto europeo "Agrogas" para generar energía mediante residuos agrícolas

La Comunidad Europea ha creado el proyecto "Agrogas" con el objetivo de estudiar la rentabilidad del tratamiento de residuos de mataderos o purines. Mediante la biodigestión anaerobia, los residuos agrícolas pueden convertirse en biocombustible para las industrias, agua de riego o abono para la tierra. Agrogas trabajará en 100 explotaciones de Francia, España y Portugal.

En España, participan treinta explotaciones agrícolas extremeñas. Las actividades agrícolas consumen un 8% de la electricidad total de la Comunidad de Extremadura, porcentaje que desde la Agencia Extremeña de Energía se considera que debe reducirse. Para ello, confían en la generación de energía a través del tratamiento de residuos.

Dentro de nuestro país se le dará especial importancia a las explotaciones porcinas y a las agrícolas, como las del tomate, donde la Comunidad extremeña es líder, para llevar a cabo estos análisis.

 El Director General de Agricultura y Ganadería de la Comunidad de Extremadura, Jesús Barrios, ha destacado el papel de los residuos para la eficiencia de las empresas, mediante una óptima utililización de los mismos en la explotación que ayude a eliminar los sobrecostes.

Además, añadió de que en un futuro las explotaciones aumentarán debido al incremento de la demanda mundial de alimentos proteicos de origen animal; y será "cada vez más necesario", ha añadido, el tratamiento eficiente de los residuos.

Fuente: ABC

Un español y un filipino innovan en la producción de biodiésel gracias a la red ResearchGate

Rafael Luque, investigador en la universidad de Córdoba, y Rick Arneil Arancon, graduado universitario en Filipinas, han desarrollado conjuntamente una nueva forma de producción de biodiésel más limpia y barata. El sistema obtiene combustible de alta calidad a partir de aceites vegetales de fritura residuales, usando como catalizador un material carbonoso procedente de desechos de mazorcas de maíz. Todo ello, gracias a la comunicación que establecieron en la red social para científicos ResearchGate.

Si no hubiera existido ResearchGate, Rafael Luque, profesor de química inorgánica de la Universidad de Córdoba y Rick Arneil Aracon, graduado de la Universidad Xavier, en Cagallan de Oro (Filipinas), difícilmente se habrían conocido. Pero gracias a la comunicación que establecieron en esta red social 2.0 para científicos, ambos han desarrollado una nueva forma de producción de biodiésel más limpia y barata a partir de residuos.

Arancon estaba en 2010 haciendo su trabajo de máster de fin carrera cuando contactó en ResearchGate con Luque, un experto en catálisis de biocombustible y en nanomateriales y nanopartículas soportadas. “Él estaba haciendo un proyecto sobre biodiésel y al principio solo colaboré enviándole bibliografía y supervisión, después, orientación sobre cómo enfocar el proyecto. Y, por último, me envió sus muestras desde Filipinas para que yo hiciera las pruebas y las caracterizara en el laboratorio de mi universidad”, explica Luque a SINC. Los resultados del trabajo conjunto se han publicado en la revista Green Chemistry.

Según Luque, el proceso que han establecido para la obtención de biodiésel se basa en la catálisis heterogénea. “Hemos logrado una transesterificación (de triglicéridos) y esterificación (de ácidos grasos) simultanea para la producción de ésteres metílicos de ácidos grasos (biodiésel), logrando un biocombustible más limpio y a partir de aceites de fritura residuales. Además, el material carbonoso utilizado como catalizador está derivado de las mazorcas de maíz, otro residuo alimentario muy extendido en Filipinas:”.

Ventajas respecto a procedimientos convencionales

Rafael Luque explica que la catálisis que han desarrollado posee numerosas ventajas con respecto a los procedimientos convencionales que utilizan sosa o potasa como catalizador homogéneo, especialmente cuando se utilizan aceites de desecho con alto contenido en ácidos grasos (10%). “El procedimiento convencional da lugar a la formación de jabones y emulsiones con dichos residuos oleaginosos, mientras que con nuestro procedimiento se logra una transesterificación y esterificación simultáneas, evitando procesos engorrosos de separación y purificación del biodiésel obtenido”, explica.

Además, señala, el catalizador es recuperable y reutilizable en el proceso. “Se trata de un material barato y compatible con el medioambiente al ser derivado de la biomasa y hemos visto que también podría tener otras aplicaciones como cromatografía e incluso en adsorción para atrapar CO2.

Rick Arneil Arancon señala a SINC que la colaboración establecida con el investigador español a través de ReseachGate ha sido fundamental en su trabajo. “Es uno de los expertos más respetados en el campo de los biocombustibles en España y en Europa. Además de guiarme en todo el proceso, él ha hecho toda la caracterización de materiales de mi proyecto y yo me he encargado de la síntesis. Sin los medios de su laboratorio, nunca habría sabido si mi idea se habría podido llevar a la práctica”.

Arancon está ahora trabajando en mejorar el proceso de catálisis y, si todo va bien, el año que viene hará su doctorado con Luque en la Universidad de Córdoba.

En opinión de Rafael Luque, ResearchGate es una plataforma muy potente para fomentar la colaboración entre científicos. Luque resalta las oportunidades que se abren gracias a esta red para investigadores que viven en países desfavorecidos al poder establecer colaboraciones con investigadores que cuentan con más medios.

Luque está colaborando ahora con otra joven investigadora filipina que está haciendo un proyecto para obtener biodiésel a partir de cultivos de un tipo de alga llamada espirulina. Su punto de encuentro también ha sido ResearchGate.

Una red en constante crecimiento

Hace cuatro años, Ijad Madisch (Wolfsburg, Alemania, 1980) creó junto a otros dos jóvenes doctores ResearchGate, una red 2.0 para investigadores. Hoy tiene ya 1,7 millones de usuarios procedentes de casi 200 países y crece a un ritmo de entre 4.000 y 5.000 usuarios cada mes. La comunidad española de la red tiene en actualidad 32.500 miembros procedentes de varias universidades, centros e institutos de investigación. Además, cuentan con más de 120.000 usuarios hispanoparlantes de países como Méjico, Colombia y Argentina.

Fuente: AgenciaSINC.es (17/07/2012)

Elevar a un nuevo nivel la bioenergía en el noroeste de Europa

Acaba de iniciar su andadura un proyecto europeo sobre bioenergía cuyo objetivo es reducir la cantidad de residuos que van a parar a los vertederos de Europa. BioenNW («Suministrar bioenergía producida a escala local al noroeste de Europa») cuenta con la participación de investigadores de Bélgica, Alemania, Francia, Países Bajos y Reino Unido y estudiará la forma de aprovechar materiales de desecho como paja, madera, algas y lodos de depuradora como fuentes de biocombustible, reduciendo así la dependencia de la producción de cultivos alimentarios con esa finalidad concreta. 

BioenNW está financiado en parte con una subvención de más de 4 millones de euros en virtud del programa INTERREG IVB para el noroeste de Europa del Fondo europeo de desarrollo regional (FEDER). Mediante este programa se invierten 355 millones de euros en el futuro económico, medioambiental, social y territorial de esta región de Europa. La finalidad del mismo es cofinanciar proyectos que maximicen la diversidad de recursos territoriales del noroeste de Europa abordando retos comunes mediante una cooperación transnacional. 

En el marco de este proyecto se han creado «Centros de apoyo a la bioenergía» (Bioenergy Support Centres, BSC) en regiones de los cinco países participantes: las Midlands Occidentales (Reino Unido), Eindhoven (Países Bajos), Isla de Francia (Francia), Renania del Norte-Westfalia (Alemania) y Valonia (Bélgica). El cometido de dichos centros es el de respaldar a empresas, organizaciones y autoridades locales en el suministro de bioenergía local de un modo más eficiente y rentable. Cada BSC cuenta con plantas de tecnología puntera de demostración de la bioenergía, una herramienta de apoyo a las decisiones sobre ésta que puede ayudar a diversas organizaciones a determinar la mejor opción posible, una extensa biblioteca documental y materiales de formación. 

Con el proyecto se pretende promover una adopción más amplia de la bioenergía local y contribuir a aprovechar el potencial que existe en el noroeste de Europa en cuanto a biomasa, para así contribuir de manera sustancial a aumentar la seguridad energética, reducir las emisiones de carbono y generar empleo. 

El proyecto promoverá además la implantación de planes de suministro descentralizado y a pequeña escala (con una potencia total inferior a 10 MW) de calor y electricidad mediante una novedosa integración de digestión anaeróbica y pirólisis intermedia. Estas tecnologías posibilitan el uso de una amplia gama de materias primas que con frecuencia son difíciles de gestionar tanto en entornos rurales como urbanos y con las que hasta ahora no se han realizado ensayos en una instalación comercial. 

BioenNW sigue un enfoque innovador consistente en combinar el uso de la digestión anaeróbica y la pirólisis que conlleva una producción mínima de desechos y permite el uso de diversas materias primas. De este modo se reduce la vulnerabilidad del proyecto a las variaciones en el suministro de combustible y la competencia con otros usos de las materias primas. 

La unión de dos tecnologías para la conversión de biomasa que presentan destacadas sinergias operativas, económicas y medioambientales puede ayudar a acelerar la implantación de la energía a partir de esta materia prima. 

El EBRI (Instituto Europeo de Investigación sobre Bioenergía), con sede en la Universidad Aston de Birmingham (Reino Unido) es la entidad coordinadora de BioenNW. En la inauguración del proyecto, el pasado 28 de marzo, el profesor Andreas Hornung del EBRI declaró: «El campo de la bioenergía se encuentra en rápida expansión. Periódicamente aparecen instalaciones de éxito, aplicaciones innovadoras y nuevas oportunidades de inversión. BioenNW ayudará a hacer realidad las iniciativas de bioenergía local demostrando que ésta constituye una solución energética verdaderamente ecológica y sostenible para las organizaciones y poblaciones de todo el noroeste de Europa.»

Fuente: Cordis.europa.eu (11/04/2012)

Residuos de cerveza para generar biocombustible

Investigadores de universidades y empresas de todo el mundo transforman los residuos cerveceros en biocombustibles con diversas tecnologías. Sus ventajas económicas y medioambientales son dobles. Por un lado, se da un valor a estos desechos y se evita su costoso tratamiento como agua residual. Por otro lado, es menos contaminante que los combustibles convencionales y se puede producir en cualquier parte. Algunas empresas ya lo utilizan, e incluso, se comercializan sistemas para hacerlo en casa, aunque todavía son caros.

De residuo cervecero a biocombustible

En España, investigadores de la Universidad de Cádiz, dirigidos por el profesor José Manuel Igartuburu, han creado un proceso, en fase de laboratorio, que podría generar biocombustibles, e incluso, alimentos funcionales o cosméticos. Su objetivo ahora es desarrollar una planta piloto en alguna industria cervecera cercana.

En Australia, un equipo de la Universidad de Queensland experimenta desde hace varios años con los desechos líquidos de una conocida marca de cervezas de este continente. Los científicos, dirigidos por el profesor Jurg Keller, utilizan una "célula de combustible microbiana", una batería con bacterias que, al digerir el azúcar, almidón y alcohol del residuo, producen electricidad y agua limpia.

Un equipo de la Universidad de Cornell (Estados Unidos) colabora con el productor de una conocida cerveza estadounidense de origen checo. Sus responsables, los investigadores Largus T. Angenent y Jeffrey J. Werner, estudian las bacterias de los residuos cerveceros para producir gas metano como combustible (un biorreactor). Para ello, han estudiado 400.000 secuencias de genes de estos residuos.

La Universidad de Abertay Dundee (Reino Unido) cuenta con un equipo que investiga cómo transformar los residuos de las industrias de la cerveza o el whisky en bioetanol, el alcohol que sirve como combustible.

Estos biocombustibles, al ser de segunda generación, tienen otra ventaja frente a sus predecesores: su producción no sustituye cultivos de alimentos. Hace cinco años, el elevado incremento del precio de productos agrícolas básicos se achacó en parte a ellos. La propia cerveza sufrió esta situación, cuyo precio se duplicó en algunos lugares por la subida de los cereales. Las críticas se oyeron en Alemania y su famosa Oktoberfest o en China, primer productor y consumidor mundial.

Haz tu propio biocombustible con cerveza

La compañía estadounidense E-Fuel comercializa el MicroFueler, un equipo que transforma los residuos de cerveza en biocombustible y hace las veces de surtidor. Sus responsables, el empresario Tom Quinn y el científico Floyd Butterfield, señalan que es un proceso relativamente simple, que sedimenta la levadura residual para aprovechar su etanol.

El MicroFueler se puede comprar a través de la página web de la empresa, aunque su principal inconveniente es el precio. El modelo más sencillo, el MFC200-001, cuesta unos 7.800 euros. Por ello, los interesados son de momento las propias compañías cerveceras. Una de las principales empresas de este sector en California, con sede en Sierra Nevada, ha instalado varios de estos surtidores en una de sus plantas para sus camiones distribuidores.

Biocombustible de cerveza, un posible negocio

E-fuel no es la única empresa que ha visto una oportunidad de negocio en el "biocombustible cervecero". La compañía alemana BMP Biomasse Projeckt ha creado un sistema para el tratamiento anaeróbico (sin oxígeno) de los residuos de las industrias de esta bebida. Su director técnico, Wolfgang Bengel, recuerda que estas fábricas utilizan mucha energía y, por ello, esta tecnología podría ayudarles a gastar menos, tanto en el proceso de elaboración como en el tratamiento de sus aguas residuales.

En EE.UU., Purpose Energy ha creado una máquina similar para aprovechar el metano mediante un biodigestor anaeróbico. Sus responsables, dirigidos por Eric Fitch, incluso han lanzado una aplicación para iPhone para controlar el proceso. Una empresa cervecera con sede en Burlington ya lo utiliza.

No obstante, estas empresas, al igual que los investigadores universitarios, tienen ante sí un desafío principal: lograr que sus sistemas sean competitivos para generar un biocombustible económico con calidad suficiente.

Fuente: Consumer.es (23/01/2012)

Biodiesel, una nueva utilidad del café

Investigadores de la Universidad de Nevada han desarrollado una nueva fuente de energía natural, económica y respetuosa con el medio ambiente: Biodiesel de café. Extrayendo el aceite que contienen los residuos de café que desechan fábricas y tiendas del sector cafetero se consigue fabricar este innovador biocombustible.

Cada pequeño grano de café que consumimos contiene un 15-20% de su peso en aceite. Basándose en este curioso dato, estudiosos de la Universidad de Nevada han encontrado el modo de obtener esas pequeñas cantidades de aceite y reconvertirlo en biodiesel. Teniendo en cuenta que se producen anualmente 7.000 millones de kilos de café en todo el mundo, si se siguiera este proceso de reciclaje, aún experimental, podrían llegar a fabricarse, según los responsables del proyecto, 1.300 millones de litros de biodiesel cada año.

El reciclaje de estos residuos sigue un complicado proceso de tres etapas:

  
1) Disolución de los residuos de café a temperatura ambiente con disolventes químicos (hexano/éter) para extraer el aceite que contiene cada grano.

2) Separación de los aceites a través de un proceso de evaporización. Este paso, permite también recuperar los disolventes químicos que se habían utilizado en la etapa de extracción del aceite.

3) Se transforman esos aceites en combustible a través de un proceso de transesterificación alcalina tradicional.

El resultado: biodiesel de café de mayor calidad y menos costes que los obtenidos de otras materias primas como grasas animales y aceites vegetales. Mayor calidad según Kondamudi, responsable del estudio, ya que contienen un 51’4% de ésteres saturados y un 48’6% de ésteres insaturados. Y menos costes debido a que la propia materia prima, el café, es uno de los productos agrícolas más consumidos, baratos y abundantes del mercado, lo cual hace la fabricación de casi 4 litros de este biodiesel cueste, según sus creadores, 1 dólar. (0’76 euros). Es decir, se convierte en una buena alternativa frente a los combustibles fósiles altamente contaminantes.

El reciclaje de estos residuos de café es doble ya que una vez se les ha extraído el aceite y ya no son de utilidad para la fabricación de biodiesel, pueden ser reciclados por segunda vez como biomasa para la calefacción o como un abono eficaz para las plantas.

En España también se están investigando formas de reciclar café y conseguir biodiesel. En concreto, una empresa palentina reutiliza residuos de café para la realización de productos cosméticos. Y una universidad gaditana está estudiando el modo de conseguir biocombustible sustituyendo el café por residuos de cerveza.

Fuente: Blog de Residuos la cuarta R (04/01/2012)