BIOCOMBUSTIBLES ¿ENERGÍA ALTERNATIVA?

BIOCOMBUSTIBLES ¿ENERGÍA ALTERNATIVA?
El tema de los biocombustibles es un tema ante todo polémico. Dicha polémica está centrada
fundamentalmente en la siguiente pregunta: ¿Desarrollo de biocombustibles o alimentos para todos? Ya en
la Cumbre de la FAO celebrada en 2008 en Roma, surge la necesidad de desviar la investigación para
obtener biocombustibles hacia productos que no sean básicos para la alimentación, es decir, conducirla
hacia los de segunda generación de los que se habla al final del tema.
Se ha creado una controversia en torno al cultivo de alimentos básicos para fines bioenergéticos, mientras
que esos cultivos serían necesarios para una gran parte de personas que carecen de esos alimentos básicos.
La subida de los alimentos esenciales para la vida a raíz de la opción por los biocombustibles, ha creado
una alarma internacional en torno a esta cuestión que ha sido objeto de una reciente Cumbre Mundial.
La búsqueda de una energía verde, que sea realmente alternativa, viene siendo una constante en las últimas
décadas. Últimamente, lo que se pone en cuestión es el carácter "verde" o no de este tipo de energía.
El desarrollo del tema objeto de este bloque de contenidos se hace de acuerdo a tres aspectos
fundamentales: el primero, relativo a la naturaleza de los biocombustibles: qué son, cómo se obtienen, qué
rentabilidad real, en términos energéticos tienen...El segundo a su potencial eficiencia energética fruto de
los procedimientos tecnológicos utilizados en su obtención y el tercero, vinculado al impacto
medioambiental y socio-económico de la utilización de esta fuente de energía.
A raíz de los estudios sobre el cambio climático, en los que se pone de manifiesto la relación directa entre
la variación de la temperatura ambiente y la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, uno de
los acuerdos a los que se ha llegado ha sido la reducción de las emisiones de dióxido de carbono como
consecuencia del uso de los combustibles fósiles como fuente de energía, especialmente en la industria y en
el transporte. El impacto de este tipo de acuerdos globales ha alcanzado a la política y ha producido efectos
insospechados.
ACTIVIDAD 1
Visiona el video de Al Gore titulado: “An inconveniente truth” (Una verdad incómoda) sobre el
calentamiento global. Haz un comentario del mismo (debe ocupar, al menos, una carilla)
http://es.youtube.com/watch?v=BeX6w4SwzpY
Los Bíocombustibles: naturaleza, eficiencia e impacto
En el siguiente mapa conceptual se expresan las interrelaciones entre los diferentes tipos de
biocombustibles. En él se distinguen los biocombustibles de primera y de segunda generación.
Energía de la Biomasa
"Las plantas usan el sol para crecer. La materia orgánica de la planta se llama biomasa y almacena a corto
plazo la energía solar en forma de carbono. La biomasa es parte del ciclo natural del carbono entre la tierra
y el aire. Existen muchas fuentes de energía clasificables bajo el concepto de biomasa, así como diversas
técnicas para su conversión en energía limpia. Evidentemente, son estas formas modernas de
aprovechamiento las que pueden ser utilizadas para la obtención de energía limpia, nada que ver con las
formas tradicionales (leña, excrementos, etc.), en muchos casos insostenibles, que todavía se emplean
ampliamente en países empobrecidos, y que aún constituyen más del 10% del consumo mundial de energía
primaria". (Tomado de: http://archivo.greenpeace.org/energia/EnerBiomasa.htm)
En el Plan Energético de la Comunidad Europea (http://europa.eu/scadplus/leg/es/lvb/l27014.htm) aportan
los siguientes datos:
"La biomasa, es el conjunto de productos orgánicos vegetales y animales que se utilizan para fines
energéticos (o agronómicos); representa actualmente alrededor de la mitad (del 44 al 65%) de la
energía renovable que se consume en la UE".
Y, el mismo texto, expresa también la perspectiva del desarrollo de la biomasa en los siguientes
términos:
"Ese conjunto de productos orgánicos que es la biomasa satisface hoy el 4% de las necesidades del sector
comunitario de la energía (69 millones de toneladas de equivalente petróleo [tep]).
ACTIVIDAD 2
Busca la siguiente página y, una vez, leída cuidadosamente, responde a las siguientes preguntas.
http://www.enersilva.org/biomasaenergetica.htm
a) ¿Qué es la biomasa? ¿Es renovable?
b) Define brevemente cada uno de los tipos de biomasa existente
c) Hay dos tipos de métodos que transforman la biomasa en energía: los termoquímicos y los
biológicos, ¿en qué se basan cada uno de ellos?
d) ¿Qué tipos de energía pueden obtenerse a partir de la biomasa?
e) ¿Qué equivalencia hay entre la energía obtenida a partir de la biomasa y la obtenida a partir de la
gasolina?
f) Haz un breve informe sobre las ventajas y los inconvenientes del uso de la biomasa
El bioetanol, un antecedente
La promoción del tipo de energía procedente de la biomasa cuenta, en este momento histórico, con un
antecedente: el desarrollo en Brasil del bioetanol como combustible, que viene siendo utilizado desde hace
décadas como una verdadera alternativa a los derivados del petróleo. El bioetanol, obtenido
preferentemente por fermentación a partir de la caña de azúcar, mezclado con gasolina, en diferentes
proporciones, se emplea como combustible y ha supuesto un desarrollo importante en la producción
agrícola del país.
ACTIVIDAD 3
Busca el siguiente artículo y haz un análisis del mismo. ¿Qué se describe en él? ¿Quién es el primer
productor mundial de bíoetanol? ¿De dónde lo obtienen? ¿Qué país le sigue en producción de bíoetanol?
¿Utilizan la misma fuente de obtención?
http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/specials/2007/etanol/newsid_6278000/6278207.stm
Biocombustibles de primera generación. Tipos y procesos de obtención
Se denomina biocombustible a cualquier tipo de combustible derivado de la biomasa.
Los biocombustibles son fuentes de energía renovable que se producen a partir de materias primas de
origen agrícola, entre ellos la caña de azúcar, el frijol de soja, el aceite de palma y el maíz; o de desechos
orgánicos. En la bibliografía de origen francófona se utiliza la palabra "agrocombustible".
Los biocombustibles son combustibles líquidos, generalmente biodiesel y bioetanol. La llamada primera
generación de biocombustibles es derivada de cultivos de alimentos tales como cereales, soja, aceite de
colza, caña de azúcar y aceite de palma. La segunda generación, que actualmente se encuentra en
desarrollo, utiliza residuos agrícolas, árboles (sauce, eucalipto) y paja/tallos secos. Esta generación también
puede involucrar tecnologías industriales como microorganismos, plantaciones y árboles modificados
genéticamente. Ambas generaciones pretenden proveer combustible a escala industrial para la producción y
transporte de electricidad.
ACTIVIDAD 4
Busca la siguiente dirección, en la pestaña biocombustibles, y responde a las siguientes preguntas:
http://www.biodisol.com
a) ¿Cuál es la definición de biocombustible?
b) ¿Por qué reducen el volumen total de CO2 emitido a la atmósfera?
c) ¿Qué es el biodiesel? ¿De dónde se obtiene?
d) ¿Qué es el bioetanol?
e) ¿Qué es el biogás?
ACTIVIDAD 5
En el trabajo que estamos haciendo van saliendo una serie de términos científicos. Elige diez de estos
términos y haz un glosario con las definiciones de los mismos.
Procesos de producción de Biocombustibles
La producción de biocombustibles no plantea grandes desafíos tecnológicos en sus procesos de obtención,
pero como presenta problemas económicos, al estar su coste de producción por encima del de los
combustibles fósiles equivalentes, se debe buscar la forma de hacerlos más rentables.
La biomasa utilizada en cada uno de los procesos de transformación en biocombustibles debe tener
diferentes propiedades en cuanto a la naturaleza de sus componentes.
El uso de estos biocombustibles como fuente de energía supone siempre procesos de combustión en
los que se van a desprender cantidades considerables de CO .
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Producción de Biogás
El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las
reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos, (bacterias
metanogénicas, etc...), y otros factores, en ausencia de aire (esto es, en un ambiente anaeróbico). Cuando la
materia orgánica se descompone en ausencia de oxígeno, actúa este tipo de bacterias, generando biogás.
(Tomado de Wikipedia).
El biogás se puede obtener por dos procedimientos diferentes.
Como materia prima se utiliza la biomasa formada por residuos de cosechas agrícolas, excrementos de
animales, residuos de industrias alimentarias, residuos sólidos urbanos y otros.
El producto obtenido, el biogás, está formado por una mezcla de CH , H , CO y CO lo que supone un buen
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potencial energético. Como productos secundarios se pueden obtener biofertilizantes y alimentos para
animales.
Entre los aspectos positivos podemos señalar que es una fuente de energía renovable y un método
eficaz de tratamiento de residuos, por lo que favorece el cuidado y saneamiento del medio
ambiente.
Hay que señalar también, como aspectos negativos, el consumo de energía, si se utiliza la
gasificación, para su obtención y la emisión de CO2, tanto en su obtención como en el uso como
fuente de energía.
Como aplicaciones que harían más eficiente la producción de biogás se propone:
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Utilizar el CO para el cultivo de algas que se podrán usar como biomasa.
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Utilizar el H para la fabricación de pilas de combustible.
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Producción de bioetanol
La biomasa de partida ha de estar formada por plantas ricas en azúcares (caña, remolacha, maíz,
cereales), en almidón o en celulosa.
Los procesos de transformación de la biomasa en bioetanol son:
- Fermentación alcohólica: transformación de los azúcares en etanol, llevado a cabo por levaduras y de
forma anaeróbica. Junto al etanol se obtienen un gran número de otros productos.
- Conversión en azúcares: transformación del almidón y la celulosa en azúcares fermentables.
Puede llevarse a cabo por un proceso enzimático o por una hidrólisis ácida.
- Destilación: proceso de separación, mediante el suministro de calor, de los diferentes componentes
líquidos de una mezcla con diferentes puntos de ebullición.
Productos secundarios:
a) Materiales lignocelulósicos: son las partes estructurales de las plantas. Se pueden utilizar para
cubrir las necesidades energéticas en el proceso de destilación.
b) Materiales alimenticios: son los restos de plantas después de la fermentación. Se pueden usar para
producir piensos para animales por su riqueza en proteínas y su valor energético.
Producción de Biodiésel
La materia prima en este caso ha de ser biomasa en la que predominen los lípidos naturales, tales como
aceites vegetales (colza, soja, palma, girasol y otros), grasas animales, nuevos o usados.
La transesterificación es una reacción química, en la que partiendo de un éster formado por un ácido graso
y la glicerina (propanotriol), se transforma en otros ésteres (metílicos o etílicos) y liberando glicerina.
El producto secundario en la obtención del biodiesel, la glicerina, tiene calidad suficiente para uso
farmacéutico e industrial, lo que hace más rentable la producción de este biocarburante.
ACTIVIDAD 6
Ver vídeo: Biocombustibles en Informe Semanal by PixelsyChips
En este vídeo se exponen unas consideraciones generales acerca de los biocombustibles y las opiniones
sobre el tema de varias personas diferentes: empresario de una gasolinera, greenpeace, agricultor ecológico,
ganadero, empresario de una planta de biodiesel, etc. Haz un pequeño resumen de cada una de dichas
opiniones, en pro y en contra de los biocombustibles.
Impacto ambiental y social de los biocombustibles
A raíz de las medidas de freno al cambio climático, la apuesta por el desarrollo de los biocombustibles fue
inmediata, por lo que muchos países acordaron la promoción de este tipo de energía. No obstante, en poco
tiempo empezaron a aparecer problemas, unos de ellos asociados a su rentabilidad real y otros al balance en
las emisiones de gases de efecto invernadero. El disparadero final de la alarma vino del encarecimiento de
los productos básicos, alimentos esenciales para gran parte de la humanidad, con motivo de la masiva
explotación de cultivos de cara a la producción de biocombustibles.
ACTIVIDAD 7
Busca la página siguiente:
http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_7187000/7187257.stm
Encontrarás un artículo titulado: “Europa revisa los bíocombustibles”. Léelo y “pincha” también en los
enlaces que aparecen en azul a lo largo del mismo.
Con toda esta información haz una lista de los incovenientes y desventajas que han surgido a raíz del uso
masivo de los bíocombustibles.
ACTIVIDAD 8
Explora también el portal de BBC MUNDO en la siguiente dirección y repara en las cifras que se aportan
relativas a la subida de los precios de los alimentos:
http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/business/newsid_7340000/7340988.stm
a) ¿Qué incremento han sufrido los alimentos básicos?
b) ¿Qué países han sido afectados principalmente por ese incremento?
c) ¿Cómo se relaciona en el artículo ese incremento con la utilización de bíocombustibles?
Biocombustibles de segunda generación
La diferencia fundamental de los nuevos carburantes de segunda generación (2G) con respecto a los
actuales es que se van a elaborar a partir de mejores procesos tecnológicos y materias primas que no se
destinan a la alimentación y se cultivan en terrenos no agrícolas o marginales. Se estima que estos
combustibles podrían dejar una huella de carbono mucho menor que la de otros biocombustibles anteriores.
Algunos de estos biocombustibles pueden obtenerse a partir de la biomasa o de materiales lignocelulósicos
(madera, por ejemplo), entre otros, pues la investigación está aportando posibilidades desde ámbitos muy
diversos. A continuación se recogen las aportaciones más llamativas en esta línea.
Utilización de plantas salvajes
Una planta perenne, de alto contenido lignocelulósico se ha convertido recientemente en un potente rival
del maíz en la capacidad de producir etanol.
Conocida como switchgrass (Panicum virgatum), esta planta crece en zonas marginales y requiere poco de
la agricultura. Sin embargo, aunque no posee una potencia energética tan alta como la del maíz, la celulosa
presente en las membranas de sus células se convierte con facilidad en azúcar que fermenta después en
etanol. Además, una de las ventajas de esta planta salvaje es que absorbe del dióxido de carbono de la
atmósfera durante su crecimiento.
Aunque el desarrollo de esta fuente energética está menos avanzada que la de los cereales, se trata de una
energía potencialmente viable.
Procedimientos tecnobiológicos
En 1991, en la Universidad de Florida, un investigador del área de la Microbiología llamado Lonnie Ingram
patentó un procedimiento mediante el cual la Escherichia coli convierte el azúcar en etanol.
Una iniciativa española: La Generalitat Valenciana propone convertir la pulpa de las naranjas en energía
renovable. Las 500.000 toneladas de pulpa y corteza de deshecho podrían generar 37.500.00 litros de
bioetanol.
Diesel a partir del café
Dos investigadores han llegado a la conclusión muy recientemente de que los granos de café pueden
contener una importante cantidad de aceite. Ellos mismos explicaron que el descubrimiento les sobrevino
por accidente cuando uno de ellos se hizo un café una noche y se olvidó de tomárselo. Al día siguiente
descubrió una capa de aceite flotando sobre la superficie del café. Por métodos químicos lograron convertir
el aceite inicial en biodiesel y la investigación sigue para abaratar la producción y mejorar la eficiencia
energética del carburante.
(Referencia: The New York Times (Sección de Ciencia) 16 de diciembre de 2008)
Superbiocombustible a partir de bacterias
Un nuevo estudio demuestra cómo el metabolismo de las bacterias se puede forzar más allá de sus límites
para obtener sustancias químicas. En el caso que nos ocupa, se trabaja sobre la Escherichia coli que puede
convertir azúcar en alcohol. La bacteria produce alcoholes de bajo peso molecular.
Un grupo de investigadores ha logrado forzar su metabolismo para que los produzca en largas cadenas con
la ayuda de enzimas.
(Referencia: Proceedings of the National Academy of Sciences. Tomado de New Scientist, 8 de diciembre
del 2008)
Huesos de aceituna como punto de partida
Los huesos de aceituna se estaban utilizando hasta ahora como fuente de biomasa. Ahora investigadores de
la Universidad de Jaén y de Granada han desarrollado un método para obtener etanol de los huesos de
aceituna.El procedimiento consiste en cocer a alta presión los huesos hasta su descomposición en azúcares
que luego son convertidos a etanol gracias a unas levaduras (Pachysolen tannophilus). Etanol a partir de
huesos de aceituna
http://www.biocarburante.com/etanol-a-partir-de-huesos-de-aceituna/
A partir de cítricos
Hace más de un año que el etanol a partir de cítricos (o sus desechos) se mostraba como una alternativa de
futuro de la mano de la empresa Imecal, (empresa de origen metalúrgico). Esta empresa espera poder
comercializar el etanol obtenido a partir de cítricos a finales de 2009 o en 2010.
Otro proyecto que parece que le ha tomado la delantera es Citrotecno. Este proyecto está apoyado por
tecnología desarrollada en la Universidad Politécnica de Valencia y el ICO financia los 15 millones de
inversión para la planta de producción, que no se limitará al etanol sino que producirá sino que producirá
compuestos para la industria farmacéutica y piensos para la ganadería.
Referencias: Imecal, LaGaceta edición papel 21 de noviembre, CIEMAT, UPV, Biodieselspain,
SINC.
ACTIVIDAD 9
Busca algún artículo original sobre combustibles de segunda generación. Haz un pequeño resumen del
mismo e incluye su dirección.
ACTIVIDAD 10
Lee el siguiente artículo e indica cuál es la idea principal que se expone en dicho artículo.
”Los biocombustibles pierden la etiqueta ecológica”. Javier Rico, El País, 30.3.2008
http://www.elpais.com/articulo/sociedad/biocombustibles/pierden/etiqueta/ecologica/elpepusoc/20080331el
pepisoc_3/Tes
ACTIVIDAD 11
El uso de biocombustibles como alternativa para hacer posible un desarrollo sostenible no es la única
opción. También se pueden considerar como fuentes de energía renovables: la energía solar, la eólica, la
geotérmica y la mareomotriz. Realiza un pequeño informe sobre cada una de ellas indicando en qué
situación de desarrollo se encuentran en nuestro país.