18

Click here to load reader

6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

BIOCOMBUSTIBLES

El hombre y la energía

El ser humano, como todo ser vivo, depende del entorno para obtener energía. Previo al

desarrollo industrial, el hombre utilizaba los animales, los vegetales, la fuerza del viento y

del agua para obtener la energía necesaria para sus funciones vitales, para producir calor,

luz y transporte. Luego, el hombre pasó a utilizar fuentes de energía almacenada en

recursos fósiles, primero fue el carbón y posteriormente el petróleo y el gas natural.

Actualmente, los combustibles fósiles y la energía nuclear proporcionan cada año alrededor

del 90% de la energía que se utiliza en el mundo. Pero las reservas de combustibles fósiles

son limitadas y, en mayor o menor grado, son contaminantes.

Desde mediados del siglo XX, con el crecimiento de la población, la extensión de la

producción industrial y el uso masivo de tecnologías, comenzó a crecer la preocupación por

el agotamiento de las reservas de petróleo y el deterioro ambiental. Desde entonces, se

impulsó el desarrollo de energías alternativas basadas en recursos naturales renovables y

menos contaminantes, como la luz solar, las mareas, el agua, y la bioenergía proveniente de

los biocombustibles.

¿Qué son los biocombustibles?

A diferencia de los combustibles fósiles que provienen de la energía almacenada durante

largos períodos en los restos fósiles, los biocombustibles provienen de la biomasa, o

materia orgánica que constituye todos los seres vivos del planeta. La biomasa es una fuente

de energía renovable, pues su producción es mucho más rápida que la formación de los

combustibles fósiles.

Entre los cultivos posibles de utilizar para la elaboración de biocombustibles, están los de

alto tenor de carbohidratos (caña de azúcar, maíz, mandioca), las oleaginosas (soja, girasol,

palmas) y las esencias forestales (eucalipto, pinos).

La siguiente tabla resume los biocombustibles, que se pueden obtener a partir de la

biomasa:

Fuente: http://usuarios.lycos.es/biodieseltr/hobbies4.html

En gran parte del mundo, la leña (o carbón vegetal) que se obtiene a partir de la madera

sigue siendo el principal biocombustible empleado para la cocina, la calefacción y la luz.

Page 2: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

Esta fuente de energía es un recurso renovable si se obtiene a partir de bosques

convenientemente reforestados. Asimismo, muchos vehículos utilizan biocombustibles a base de metanol y etanol mezclado con gasolina. Se puede obtener etanol a partir de la caña

de azúcar, de la remolacha o el maíz. En algunos países como la India y la China producen biogás a partir de la fermentación natural de desechos orgánicos (excrementos de animales y residuos vegetales).

Todos ellos reducen el volumen total de CO2 que se emite en la atmósfera, ya que lo absorben a medida que crecen y emiten prácticamente la misma cantidad que los

combustibles convencionales cuando se queman, por lo que se produce un proceso de ciclo cerrado. Los biocombustibles son a menudo mezclados con otros combustibles en pequeñas

proporciones, 5 o 10%, proporcionando una reducción útil pero limitada de gases de efecto invernadero. En Europa y Estados Unidos, se ha implantado una legislación que exige a los

proveedores mezclar biocombustibles hasta unos niveles determinados. Esta legislación ha sido copiada luego por muchos otros países que creen que estos combustibles ayudarán al mejoramiento del planeta a través de la reducción de gases que producen el denominado

‘Efecto Invernadero’. La obtención de biocombustibles

Según la naturaleza de la biomasa y el tipo de combustible deseado, se pueden utilizar diferentes métodos para obtener biocombustibles: procesos mecánicos (astillado, trituración, compactación), termoquímicos (combustión, pirolisis y gasificación),

biotecnológicos (micro bacterianos o enzimáticos) y extractivos. En la siguiente tabla se presenta una síntesis de estos principales procesos de transformación y de los

biocombustibles derivados, así como las aplicaciones más frecuentes en cada uno de ellos. Cada uno de estos procesos se inicia con la biomasa vegetal que se forma a partir del proceso de fotosíntesis, con el aporte de la energía solar que captan y transforman estos

organismos.

Fuente: http://usuarios.lycos.es/biodieseltr/hobbies4.html Cada técnica depende del tipo de biomasa disponible. Si se trata de un material seco puede

convertirse en calor directo mediante combustión, el cual producirá vapor para generar energía eléctrica. Si contiene agua, se puede realizar la digestión anaeróbica que lo

convertirá en metano y otros gases, o fermentar para producir alcohol, o convertir en hidrocarburo por reducción química. Si se aplican métodos termoquímicos es posible

Page 3: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

extraer metanol, aceites, gases, etc. El método de la digestión por el cual se obtiene biogás

es el más empleado.

Biocombustibles, producción y beneficios

Biodiésel

El biodiésel es un biocombustible que se fabrica a partir de cualquier grasa animal o aceites

vegetales, que pueden ser ya usados o sin usar. Se suele utilizar girasol, canola, soja o jatropha, los cuáles, en algunos casos, son cultivados exclusivamente para producirlo. Se puede usar puro o mezclado con gasoil en cualquier proporción en motores diésel. El

principal productor de biodiésel en el mundo es Alemania, que concentra el 63% de la producción. Le sigue Francia con el 17%, Estados Unidos con el 10%, Italia con el 7% y

Austria con el 3%. El sistema más habitual es la transformación de estos aceites a través de un proceso de transesterificación. De este modo, a partir de alcohol metílico, hidróxido sódico (soda

cáustica) y aceite vegetal se obtiene un éster que se puede utilizar directamente en un motor diesel sin modificar, obteniéndose glicerina como subproducto. La glicerina puede

utilizarse para otras aplicaciones. Cuando Rudolf Diesel diseño su prototipo de motor diesel cien años atrás, lo hizo funcionar con aceite de maní. El vislumbraba que los motores diesel operarían a base de una variedad

de aceites vegetales. Pero cuando el combustible diesel proveniente del petróleo irrumpió en el mercado, se convirtió en el combustible elegido ya que era barato, razonablemente

eficiente y fácilmente disponible. A mediados de los 70, la escasez de combustible en los Estados Unidos estimuló el interés en diversificar sus fuentes y con ello el interés en desarrollar biodiesel como una alternativa al fabricado con petróleo. En la actualidad, las

preocupaciones crecientes sobre la posibilidad de un cambio global del clima está agregando más ímpetu al desarrollo de biodiesel como una alternativa al diesel de petróleo.

El biodiesel es un éster que puede producirse a partir de diferentes tipos de aceites vegetales, como los de soja, colza, girasol, y a partir de grasas animales.

Page 4: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

El proceso de elaboración del biodiesel está basado en la llamada transesterificación de los glicéridos, utilizando catalizadores. Desde el punto de vista químico, los aceites vegetales son triglicéridos, es decir tres cadenas moleculares largas de ácidos grasos unidas a un

alcohol, el glicerol. En la reacción de transesterificación, una molécula de un triglicérido reacciona con tres moléculas de metanol o etanol para dar tres moléculas de monoésteres y

una de glicerol. Estos ésteres metílicos o etílicos (biodiesel) se mezclan con el combustible diesel convencional en cualquier proporción o se utilizan como combustible puro (biodiesel 100%) en cualquier motor diesel. El glicerol desplazado se recupera como un subproducto

de la reacción. El biodiesel tiene una cantidad de energía similar al diesel de petróleo pero es un

combustible más limpio que el diesel regular y puede ser utilizado por cualquier tipo de vehículo diesel (vehículos de transporte, en embarcaciones, naves turísticas y lanchas), solo o en solución como aditivos para mejorar la lubricidad del motor. Actualmente el biodiesel

se usa en varios países en mezclas con porcentajes diversos. Existe interés en utilizar biodiesel donde los trabajadores son expuestos a gases de escape

de diesel, en aeronaves, para controlar la polución en el área de los aeropuertos y en locomotoras que enfrentan restricciones en su uso debido a sus emisiones. El uso de biodiesel presenta ciertas ventajas:

• No contiene azufre y, por ende, no genera emanaciones de este elemento, las cuales son responsables de las lluvias ácidas.

• Mejor combustión, que reduce el humo visible en el arranque en un 30%. • Reduce las emanaciones de CO2, CO, partículas e hidrocarburos aromáticos. • Los derrames de este combustible en las aguas de ríos y mares resultan menos

contaminantes y letales para la flora y fauna marina que los combustibles fósiles. • Volcados al medio ambiente se degradan más rápidamente que los petrocombustibles.

• Su combustión genera menos elementos nocivos que los combustibles tradicionales. • Es menos irritante para la piel humana. • Actúa como lubricante de los motores prolongando su vida útil.

Page 5: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

• Su transporte y almacenamiento resulta más seguro que el de los petroderivados ya que

posee un punto de ignición más elevado. El biodiesel puro posee un punto de ignición de 148°C contra los escasos 51°C del gasoil.

Bioetanol

Ya en el año 1908, cuando Henry Ford diseño su primer automóvil, él mismo promovía el

empleo de etanol combustible, fabricado a partir de fuentes renovables. De hecho, en la década de 1920 se comercializó en Estados Unidos un 25% de etanol en la gasolina pero los altos precios del maíz, combinados con dificultades en el almacenamiento y transporte,

hicieron concluir el proyecto. En la década de 1930 Henry Ford y varios expertos unieron fuerzas y se construyó una planta de fermentación para fabricar etanol a partir de maíz para

combustible de motores, al que llamaron "gasohol". Pero en la década de 1940, los bajos precios del petróleo llevaron al cierre de la planta de producción de etanol, y el gasohol fue reemplazado por el petróleo.

En la actualidad, el reemplazo del petróleo por fuentes de energía renovables y más limpias vuelve a cobrar impulso, y el bioetanol se presenta como una alternativa atractiva.

El bioetanol, también llamado etanol de biomasa, es un alcohol que se obtiene a partir de maíz, sorgo, caña de azúcar o remolacha. Permite sustituir las gasolinas o naftas en cualquier proporción y que generan contaminación ambiental, es un alcohol y su mayor

parte se fabrica siguiendo un procedimiento similar al de la cerveza, en el que los almidones son convertidos en azúcares, los azúcares se convierten por fermentación en

etanol, el que luego es destilado en su forma final. Se produce principalmente a partir de caña de azúcar o maíz (en algunos casos el maíz es mezclado con un poco de trigo o cebada), cuyos hidratos de carbono son fermentados a

etanol por las levaduras del género Saccharomyces. La caña de azúcar, la remolacha o el maíz no son la única fuente de azúcar. Puede ser utilizada la celulosa para obtener azúcar.

La celulosa es una larga cadena formada por “eslabones” de glucosa. De este modo, casi todo residuo vegetal será susceptible de ser transformado en azúcar y luego gracias a la fermentación por levaduras obtener el alcohol destilando el producto obtenido.

La caña de azúcar es la fuente más atractiva para la producción de etanol, ya que los

azúcares que contiene son simples y fermentables directamente por las levaduras. El mayor inconveniente es que resulta cara como materia prima. Los cultivos como el maíz son ricos en almidón, un hidrato de carbono complejo que necesita ser primero transformado en

azúcares simples. Este proceso se denomina sacarificación, e introduce un paso más en la producción, con el consecuente aumento en los costos.

La producción podría realizarse a partir de desechos agrícolas, forestales, industriales o municipales. Las materias primas ricas en celulosa, como los desechos agrícolas y forestales son las más abundantes y baratas, sin embargo la conversión de la celulosa en

azúcares fermentables es un proceso complejo y costoso que hace que la obtención de etanol a partir de desechos no sea rentable, al menos por ahora.

Los principales productores de alcohol como combustible son Brasil, Estados Unidos y Canadá. Brasil lo produce a partir de la caña de azúcar y lo emplea como “hidro-alcohol” (95% etanol) o como aditivo de la gasolina (24% de etanol). Estados Unidos y Canadá lo

producen a partir de maíz (con un poco de trigo y cebada) y es el biocombustible más

Page 6: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

utilizado en diferentes formulaciones que van desde el 5% al 85% de etanol. Más de 1.500

millones de galones (5.670 millones de litros aprox.) se agregan anualmente a la gasolina para mejorar el rendimiento de los vehículos y reducir la polución atmosférica.

Biogás

Casi tres mil millones de personas en el mundo emplean todavía la leña como fuente de

energía para calentar agua y cocinar, lo que provoca, entre otros efectos, la pérdida de millones de hectáreas de bosques tropicales y zonas arboladas. En respuesta a esta situación surgen otras alternativas para obtener energía, entre ellas, la

producción de biogás a partir de la fermentación de la materia orgánica. Para la obtención de biogás se puede utilizar como materia prima la excreta animal, la cachaza de la caña de

azúcar, los residuales de mataderos, destilerías y fábricas de levadura, la pulpa y la cáscara del café, así como la materia seca vegetal. Esta técnica permite resolver parcialmente la demanda de energía en zonas rurales, reduce la deforestación debida a la tala de árboles

para leña, permite reciclar los desechos de la actividad agropecuaria y, es un recurso energético “limpio” y renovable.

El biogás que se desprende de los tanques o digestores es rico en metano que puede ser empleado para generar energía eléctrica o mecánica mediante su combustión, sea en plantas industriales o para uso doméstico.

Las fotografías muestran digestores de uso doméstico y otros industriales para la obtención

de biogás. La primera instalación doméstica para producir biogás se habría construido en la India alrededor del 1900. Actualmente funcionarían en ese país alrededor de 200 mil biodigestores, y en China alrededor de 6 millones. Las instalaciones industriales de

producción de biogás emplean tanques de metal que sirven para almacenar la materia orgánica y el biogás por separado. Debido al gran volumen de materia orgánica que

necesita para garantizar la producción de biogás y la cantidad de biofertilizante que se obtiene, se diseña con grandes estanques de recolección y almacenamiento construidos de ladrillo u hormigón.

Fuente: http://www.cubasolar.cu/biblioteca/ energia/Energia22/HTML/articulo04.htm

El biogás se obtiene al descomponerse la materia orgánica debido a la acción de cuatro tipos de bacterias, en ausencia de oxígeno:

Page 7: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

a. las hidrolíticas, que producen ácido acético, compuestos monocarbonados, ácidos grasos

orgánicos y otros compuestos policarbonados; b. las acetogénicas, productoras de hidrógeno;

c. las homoacetogénicas, que pueden convertir una cantidad considerable de compuestos carbonados en ácido acético; d. las metanogénicas, productoras del gas metano, principal componente del biogás, con

una proporción de 40 a 70 % de metano (CH4).

Algunas ventajas del empleo de biogás: 1. Permite disminuir la tala de los bosques al no ser necesario el uso de la leña para cocinar. 2. Presenta diversidad de usos: alumbrado, cocción de alimentos, producción de energía

eléctrica, transporte automotor y otros. 3. Produce biofertilizante rico en nitrógeno, fósforo y potasio, capaz de competir con los

fertilizantes químicos, que son más caros y dañan el medio ambiente. 4. Elimina los desechos orgánicos, por ejemplo, la excreta animal, contaminante del medio ambiente y fuente de enfermedades para el hombre y los animales.

Biomasa

La Biomasa es toda la materia orgánica (restos de seres vivos) producida por los seres vivos como consecuencia de sus actividades vitales. Todos aquellos restos producidos por

los seres vivos son biomasa, por ejemplo la madera, las hojas de los árboles, cascaras de frutos secos, excrementos de animales, restos de poda, reciclado de aceites, aceites

obtenidos de plantas o animales, basuras orgánicas producidas por el hombre, residuos agroalimentarios, etc. En resumen se puede considerar biomasa cualquier resto producido por los seres vivos.

Page 8: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

En Física la biomasa también se define como la masa total de los seres vivos en una región

o en un ecosistema. De hecho la palabra biomasa procede de el prefijo Bio (vida) y de masa (masa de un cuerpo).

La Biomasa como Fuente de Energía

La biomasa esta ahora tan de moda porque muchos de los ejemplos dichos en el primer apartado se pueden utilizar como fuentes de energía renovable. La primera fuente de

energía utilizada como biomasa fue la madera para hacer fuego y cocinar alimentos. Con el paso del tiempo el hombre utilizó la biomasa como fuente de energía, sobre todo quemando restos de árboles, de podas, etc. Hoy en día tenemos fuentes de biomasa para utilizar como

fuentes de energía renovable de muchos tipos diferentes, aunque algunas como el fuego por combustión de leña se puede considerar renovable pero no limpia, por el humo que

desprende a la atmósfera. La biomasa como fuente de energía se clasifica en tres grandes grupos:

- Biomasa natural que sería la que produce la naturaleza sin la intervención humana, por

ejemplo la caída de las hojas. - Biomasa Residual procedente de los residuos de las actividades agrícolas, ganaderas y de la industria en general.

- Biomasa procedentes de cultivos energéticos, principalmente aquellos para producir biocombustibles (combustibles derivados de productos agrícolas, como los aceites

vegetales). Veamos algunos ejemplos de utilización de biomasa como fuente de energía.

Ejemplos de Usos de Biomasa como Fuente de Energía - Las cascaras de las almendras y los huesos de aceitunas se utilizan como combustible en

calderas de biomasa en las viviendas para calentar agua y como calefacción. Hoy en día también se comercializa el llamado Péllet como combustible para las calderas en viviendas y las estufas. El Péllet es un producto generado con restos de podas, talas y restos de los

aserraderos (restos al cortar la madera). Se vende prensado en forma de pequeños cilindros alargadas de madera. Al quemarlo en la caldera o la estufa genera energía calorífica a un

precio económico (se puede ahorrar hasta un 40%). En la foto vemos las pastillas de péllet.

Page 9: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

- Los restos orgánicos se pueden enterrar en el suelo y producir gases producto de su

descomposición, llamados biogás. Estos gases se queman y podemos usar esta energía calorífica en una central eléctrica para calentar agua y mover una turbina que genere

electricidad. - Mediante la fermentación de algunas plantas podemos conseguir alcoholes como el etanol y posteriormente usarlo como combustible. El maíz y la remolacha son muy buenos para la

producción del bioetanol, un sustituto de la gasolina. - Centrales de Biomasa. son centrales eléctricas que utilizan restos de vegetales para la

combustión y producción de energía. - Algunos vehículos ya utilizan para su funcionamiento el biodiesel, un combustible

procedente de aceites vegetales y grasas animales. El biodiesel puede ser utilizado en

vehículos sin ningún tipo de adaptación del motor en el vehículo. Esto permite a los agricultores utilizar sus excedentes para producir biodiesel para sus tractores. Algunos

cultivos como el del girasol son más propicios que otros para la producción de biodiesel. El biodiesel es un sustituto del gasóleo.

Energía Biomasa Ventajas y Desventajas Ventajas : Se utiliza una parte restos de vegetales que son necesarios eliminar, es una

oportunidad para el sector agrícola de usar sus excedentes, disminuye la dependencia externa para el abastecimiento de combustible en países que no producen petróleo, es un combustible mucho más barato que los combustibles fósiles, las cenizas que se producen

son vegetales y pueden utilizarse como abono, la quema de biomasa no produce sulfuros (causantes de la lluvia acida), colabora con la limpieza forestal, evita incendios, etc.

Desventajas : La principal desventaja es el coste de las instalaciones que es mayor que el de las fuentes de energía convencionales y que el almacenamiento de la biomasa necesita instalaciones de mayor tamaño. No olvidemos que el poder calorífico de la biomasa es

mucho menor que el de los combustibles fósiles, por lo tanto se necesita una mayor cantidad de biomasa para conseguir la misma energía que si utilizamos combustibles

fósiles. Otra de las desventajas es que los cultivos destinados a la producción de energía de

biomasa compiten directamente con los cultivos destinados al consumo humano. Su mal

uso puede dar lugar al aumento de los precios de los alimentos básicos. No podemos dejar de hablar de las emisiones de CO2 como producto de la quema de la

biomasa, ya que es el gas causante del famoso efecto invernadero. Aunque algunos puedan pensar que esto es una desventaja no es así. Estas emisiones son neutras si se computan con

las emisiones absorbidas por las plantas durante su vida. Es decir lo que absorben las

plantas durante su ciclo de vida de CO2 es lo mismo que se expulsaría al quemar estas plantas. Por lo tanto el cómputo global es cero emisiones de CO2.

Page 10: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

Calderas Para Biomasa Antes de ver los tipos de calderas para uso de biomasa, diremos que los pellets de madera,

procedentes de residuos forestales o de los excedentes de industrias madereras, huesos de aceituna, cáscaras de frutos secos, leña etc. son las fuentes de energía natural que emplean

las calderas de biomasa. Es un combustible más económico y además su precio es más estable ya que no depende del precio que fijen otros países como el caso del petróleo.

Las calderas para biomasa pueden ser de varios tipos: - Calderas convencionales adaptadas a biomasa: son caldera antiguas de carbón adaptadas

para poder ser utilizadas con biomasa o calderas de gasóleo con un quemador de péllets. Aunque resultan baratas, su eficiencia es reducida, situándose en torno al 75-85%. Suelen ser semi-automáticas pues al no estar diseñadas específicamente para biomasa, no disponen

de los medios apropiados para su correcto mantenimiento y limpieza. -Calderas Standar de Biomasa: tienen un alto rendimiento y suelen utilizar únicamente

péllet. Suelen tener sistemas automáticos de limpiado y de suministro. -Calderas Mixtas: Admiten varios tipos de combustibles de biomasa como péllet y astillas cambiando de uno a otro de forma muy rápida y eficiente.

-Calderas de condensación: Utilizan un intercambiador para calentar agua con el calor procedente de la quema de péllet. Pequeñas, automáticas y para uso exclusivo de péllets,

estas calderas recuperan el calor latente de condensación contenido en el combustible bajando progresivamente la temperatura de los gases hasta que se condensa el vapor de agua en el intercambiador. Mediante esta tecnología, el ahorro de combustible es del 15 %

respecto a una combustión tradicional.

En la imagen podemos ver una caldera de biomasa en el que se suministra péllet de forma automática.

Page 11: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

El precio de una caldera de biomasa es muy variable en función del tamaño de la caldera y

del tipo de caldera. Podemos decir que un presupuesto para una caldera nueva varía entre los 1.000 euros la más barata para pequeñas viviendas, hasta los 7.000 euros para una de

alta gama. Beneficios de los biocombustibles

El uso de biomasa vegetal en la elaboración de combustibles podría beneficiar la realidad energética mundial con una significativa repercusión en el medio ambiente y en la

sociedad, como se detalla a continuación: a. El uso de biocombustibles como fuente de energía renovable puede contribuir a reducir el consumo de combustibles fósiles, responsables de la generación de emisiones de gases

efecto invernadero. b. Son una alternativa viable al agotamiento ya sensible de energías fósiles, como el gas y

el petróleo, donde ya se observa incremento en sus precios. c. Se producen a partir de cultivos agrícolas, que son fuentes renovables de energía. d. Pueden obtenerse a partir de cultivos propios de una región, permitiendo la producción

local del biocombustible. e. Permiten disponer de combustible independientemente de las políticas de importación y

fluctuaciones en el precio del petróleo. f. Producen mucho menos emisiones nocivas para los seres vivos, el agua y el aire.

Biocombustibles en Argentina En la Argentina el desarrollo de un mercado de biodiesel y bioetanol presenta ventajas que

hacen que el gobierno esté impulsando proyectos de producción en diferentes regiones del país. Existe un Proyecto de Ley en el Honorable Senado de la Nación, presentado el 6 de julio de 2004 destinado a promover el desarrollo de energías alternativas limpias y a ayudar

de forma significativa al desarrollo sustentable de los biocombustibles en Argentina a través de incentivos fiscales a la producción y comercialización (ver http://www.sagpya.me

con.gov.ar/nw/0-0/agricultura/index.php). En un documento publicado por la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentos, titulado “Biodiesel en Argentina” se destacan las ventajas de producir biodiesel

en la Argentina. Entre ellas: 1. La producción de oleaginosas en Argentina, principalmente soja, cubre la demanda que

se necesita para la producción del biocombustible.

Page 12: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

2. Existen grandes superficies aptas para el desarrollo de cultivos oleaginosos siendo el

producto de estos (aceites) el principal insumo para la producción del biocombustible. 3. Con el desarrollo del Biodiesel se podría originar mayor valor agregado al aceite, materia

prima para la producción del biocombustible. 4. Argentina es uno de los líderes mundiales en exportación de aceites vegetales. 5. Gran mercado interno de consumo de combustible diesel.

6. Posibilidad de emplear el biodiesel puro o combinado con el combustible fósil. Actualmente el gasoil es el combustible que lidera el consumo, con el 50,6% del total de

combustibles consumidos. Esto es fundamental por la posibilidad que tiene el biodiesel de sustituir el gasoil o mezclarse con el mismo en la proporción que desee sin alterar el normal funcionamiento del motor. Por ejemplo, 20% biodiesel, 80% gasoil.

7. Favorable impacto ambiental. 8. Compromiso del Gobierno Nacional en apoyar todo proyecto para producir Biodiesel.

Actualmente las plantas elaboradoras de aceites se localizan en 6 provincias argentinas, la mayoría de las mismas cercanas a las zonas de embarque de la Pcia. de Santa Fe, y sur de la

Provincia de Buenos Aires, respondiendo a la actual estructura agro-exportadora Argentina. Existen otras áreas donde la producción también es factible. Además, la producción de

biodiesel podría generar nuevos negocios, como nuevas plantas elaboradoras de aceite, aprovechamiento integral de los subproductos, ej.: glicerina, fertilizante potásico, recuperación de los alcoholes que se hayan empleado en la transesterificación de los

aceites, y la posibilidad de obtener otros productos tales como lubricantes, solventes e insecticidas.

Biotecnología y Biocombustibles Si se considera el sentido más amplio o clásico del término “biotecnología”, la obtención de

combustibles a partir de organismos o de sus derivados, convierten al biocombustible en un producto biotecnológico. También la biotecnología moderna que emplea técnicas de

ingeniería genética para el mejoramiento de cultivos puede contribuir de forma significativa al desarrollo de los biocombustibles reduciendo los costos de cultivo y aumentando el potencial de producción de forma significativa. Esto permitiría aumentar la competitividad

de los cultivos energéticos en relación con los combustibles fósiles. Entre los proyectos en desarrollo se encuentra la obtención de levaduras OGM para la

producción de bioetanol a partir de desechos agrícolas. Según las Novedades en Biotecnología publicadas el 1º de julio de 2004 en www.porquebiotecnologia.com la Universidad de Purdue (EEUU) obtuvo una cepa de levadura genéticamente modificada

capaz de producir bioetanol a partir de residuos celulósicos que habitualmente se desechan o se destinan a la alimentación animal. La levadura OGM produce un 40% más de

bioetanol a partir de azúcares derivados de residuos, como cañas de maíz y paja de trigo, que las levaduras comunes. Otro proyecto, contempla la modificación genética de bacterias para optimizar la conversión de la pulpa de la remolacha azucarera, generalmente de poco

valor para los agricultores y procesadores de este cultivo, en una importante fuente renovable de metanol.

Se estima que, a largo plazo, los avances de la biotecnología podrán ofrecer aún mayores ventajas en los cultivos bioenergéticos que aumentarán la eficiencia de los mismos.

BIOMASA Y BIOCOMBUSTIBLES

Page 13: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

Argentina se va posicionando gradualmente a nivel internacional en estos temas,

disponiendo de un gran potencial de biomasa para la producción de energéticos, ya sea de cultivos especiales para bioenergía, como de residuos de las actividades agrarias en general,

y de residuos sólidos urbanos (RSU). ENARSA mantiene constantes el compromiso y la actividad de desarrollo tanto en la producción de electricidad como de combustibles a partir de biomasa, y en especial,

contribuir al proceso de avanzar hacia la “Segunda Generación de Bioenergéticos”, a partir del aprovechamiento de residuos generados por las actividades agrarias y productivas en

general. Residuos Sólidos Urbanos provenientes de la Cuenca Matanza-Riachuelo

En virtud del Convenio de Cooperación, suscripto por ENARSA con la AUTORIDAD DE

LA CUENCA MATANZA-RIACHUELO “ACUMAR”, la COORDINACIÓN ECOLÓGICA ÁREA METROPOLITANA SOCIEDAD DEL ESTADO “CEAMSE” y el

MINISTERIO DE DEFENSA DE LA NACIÓN, en el que las partes manifestaron su interés común en optimizar el uso de los Residuos Sólidos Urbanos provenientes de la CUENCA MATANZA-RIACHUELO, a través de la generación de energía eléctrica.

El Proyecto, se emplazará en el ámbito del Complejo Ambiental NORTE lll de CEAMSE –Partido Gral. San Martín, Provincia de Buenos Aires- y comprende la instalación de un

TERMOVALORIZADOR de RSU, de tipo WTE, Waste To Energy, que utiliza el proceso de combustión para conseguir el dúplice resultado de destruir los residuos provenientes de la Cuenca Media y Baja y producir energía eléctrica.

La CENTRAL generará 50 MW, en base al procesamiento de entre 3600 Ton/día a 2400 Ton/día, estará estructurada sobre cuatro (4) líneas iguales y contará con dos (2) turbinas

para evitar tomar energía eléctrica de la red, por avería o manutención, como ocurriría con una sola turbina. La potencialidad de combustión será de entre 3600 Ton/día de RSU, (para PCI = 1600

kcal/kg) y 2400 Ton/día (para PCI = 2400 kcal/kg). Biogás

Los rellenos sanitarios producen biogás cuando la materia orgánica se descompone bajo condiciones anaeróbicas (falta de oxígeno). El biogás está compuesto por metano y dióxido de carbono, fundamentalmente el primero

es considerado gas de efecto invernadero, razón por lo cual su utilización reviste doble importancia.

En este caso el metano es captado del relleno sanitario que posee el CEAMSE, en Campo de Mayo. La instalación está compuesta por un conjunto de pozos de captación de biogás, una red de

conductos de colección y transporte del mismo. Este combustible previamente acondicionado, alimenta a motores a gas los cuales se encuentran acoplados a generadores

de energía eléctrica. Mediante este proceso se instalaron dos Centrales a biogás, “San Martín Norte III-A” por un total de 5,1 MW, a partir del 25 de mayo de 2012 y “San Miguel Norte III-C” de 11,5

MW, desde el 05 de octubre de 2012. Biomasa 1

Como subproducto del tratamiento de la caña de azúcar en los Ingenios, queda el bagazo, el cual es aprovechado como insumo por su poder calorífico para generar energía eléctrica. Del mismo modo ocurre con los recursos forestales, donde se emplean tanto los despuntes

de montes como los recortes de madera provenientes de los aserraderos. En este sentido, las

Page 14: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

Provincias de Misiones, Corrientes, Tucumán y Salta, entre otras, son las más propicias

para obtener este tipo de recursos. En esta Licitación se adjudicaron 2 proyectos: “Posadas”, de 1,5 MW y “Leandro N.

Alem”, de 6MW ambos en la Provincia de Misiones. Estos proyectos se encuentran en la etapa de perfeccionamiento de contrato. Biomasa 2

Se adjudicaron 6 centrales: “Aristóbulo del Valle I y II” de 6 MW cada uno, en la Provincia de Misiones, “Garruchos” de 36 MW, en la Provincia de Corrientes, “Ingenio La Florida”

de 45 MW e “Ingenio Santa Bárbara” de 8 MW, ambos en la Provincia de Tucumán, y “Tabacal” de 32 MW en la Provincia de Salta. Las centrales “Ingenio Santa Bárbara” de 8 MW y “Tabacal” de 32 MW se encuentran en

operación comercial desde el 10 y 7 de septiembre de 2013 respectivamente, mientras que la central “Ingenio La Florida” se encuentra con contrato vigente en la etapa de ejecución

de obra. El resto de los proyectos están en proceso de perfeccionamiento de contrato. Contratación de la primera etapa del Centro Ambiental de Recomposición

Energética.

El Ministerio de Planificación Federal Inversión Pública y Servicios, suscribió un convenio con la Municipio de la Matanza, para llevar adelante un emprendimiento que permita

alcanzar los objetivos fijados en las ley nacional N° 25.916 y la ley provincial N° 13.592, aprovechando al mismo tiempo el potencial energético de los residuos sólidos urbanos (RSU).

Con fecha 26 de Febrero 2013 se dio inicio la obra. El proyecto integral se completa con una segunda etapa que es la Planta de Generación de

Energía Eléctrica con RSU y su Conexión a Red. En esta primera etapa se recuperaran todos los materiales que puedan reutilizarse o que puedan ser reintegrados a las cadenas de valores y/o insumos, para reducir el consumo de

nuevas materias primas, protegiendo los recursos naturales. Los materiales recuperados serán: plásticos, papeles, cartones, vidrios, metales, bricks y

otros envases reciclables de primera (aprox. 10%); otros como restos de madera y poda, papeles humedecidos o mezclados con otros materiales o residuos, plásticos no comerciables, gomas, cueros, telas y otros identificados como reciclables de segunda

categoría (SRF Solid Recycle Fuel) que alcanzarían al 30% de los residuos ingresados, con este combustible sólido recuperado, se podrá sustituir el gas en las grandes cementeras o

instalaciones industriales que se encuentren adaptadas a tal fin. El resto de los residuos, alrededor del 60%, mayormente restos de comida (orgánicos húmedos) se seguirán trasladando, en un principio, al relleno o podrán compostarse para

obtener una enmienda orgánica o material de aporte para el relleno de tosqueras o sitios degradados, con el objeto de recuperar espacios públicos y/o de esparcimiento, mientras se

prepara la licitación de la segunda etapa de CARE, con valorización energética de estos residuos. Se estima que la generación esperada será de alrededor de 8 MWh en virtud de la cantidad

de residuos orgánicos cercana a las 900 toneladas/día, de un total de 1.500 toneladas/día clasificadas en el CARE.

Actualmente la obra se encuentra en ejecución.

Page 15: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

Fuentes:

-http://www.areaciencias.com/fisica/la-biomasa.html

-http://www.biodisol.com/que-son-los-biocombustibles-historia-produccion-noticias-y-

articulos-biodiesel-energias-renovables/

-http://www.enarsa.com.ar/index.php/es/energiasrenovables/393-biomasa-y-

biocombustibles

-http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&no

te=58

El dilema

¿Son los biocombustibles una alternativa viable para reemplazar al petróleo?

Publicado por Sergio Elguezábal

El año pasado subí por primera vez a un auto que se mueve gracias al biocombustible derivado del aceite usado en las frituras, el mismo que habitualmente los restaurantes desechan en las cañerías del desagüe o que nosotros tiramos a la basura. Al encender el

motor, lo primero que sentí fue un intenso ¡olor a papas fritas! Pero el andar del vehículo (cambio de marchas, aceleración, frenos) era idéntico al de cualquier otro impulsado por combustibles tradicionales. El auto, marca Volkswagen Gol, debía tener unos 10 años de

antigüedad y no se le había realizado ninguna modificación para que pudiera funcionar con biocombustible.

Se puede hacer biocombustibles con maderas o cañas, con semillas o con estiércol; se

hace con remolachas, frutas, arroz y hasta con el aceite usado de las papas fritas.

Provienen de la biomasa, es decir, de toda la materia orgánica que se encuentra en la

tierra, constituyen una fuente de energía renovable y, como sus propiedades son

similares a los combustibles originados del petróleo, se pueden mezclar ambos en

Page 16: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

cualquier proporción sin problemas. Los biocombustibles más usados son el biodiésel

y el bioetanol.

El primero se obtiene del aceite vegetal (puede ser de soja, girasol, colza, palma) nuevo o usado, o de las grasas animales que descartan los frigoríficos tras la faena. Su combustión

genera, de acuerdo a los componentes que incluya la preparación, un olor similar a las galletitas dulces recién horneadas o al de las frituras. Puede usarse puro o mezclado con

gasoil.

Por su parte, el bioetanol se alcanza a través de la fermentación de las materias primas ricas en sacarosa (caña de azúcar, melaza, sorgo), en almidón (granos de maíz, cebada, trigo, papa), o en celulosa (pastos, pajas, maderas, y algunos residuos agrícolas). Se lo puede

combinar con naftas o utilizarlo puro, como sustituto del combustible fósil.

El biocombustible tiene sus ventajas: reduce al 80 por ciento las emisiones de CO2, causantes del efecto invernadero; disminuye las emisiones de azufre, principal motivo de la

lluvia ácida; es biodegradable y duplica la vida útil de los motores por la óptima lubricidad que, especialmente, tiene el biodiésel.

Todos los vehículos están en condiciones de utilizarlo: autos, camiones, maquinarias.

Incluso, el año pasado, la Fuerza Aérea Argentina realizó una prueba en un avión Pucará A-561: se le agregó un 20 por ciento de biocombustible en base a aceite de soja al JP1, combustible de mayor octanaje que utiliza la aviación. Los resultados fueron óptimos.

En principio, la sensación de transitar en vehículos que funcionan a base de biocombustible alivia. Consciente de la simpleza que encierra el proceso para su fabricación, la comparación con el petróleo es inevitable: costosos estudios para encontrarlo, su extracción

y el traslado, los precios del barril, la contaminación y guerras desatadas en su nombre.

Así es que el biocombustible aparece como la mejor posibilidad de sustituir al petróleo, de precio alto y escaso. Además, según los especialistas, América Latina tiene el potencial

para cubrir una buena parte de la demanda mundial futura y la producción de biocombustible crece año tras año. En la actualidad, en Brasil, la caña de azúcar, con la que se elabora la cachaça, sirve para producir casi la mitad del combustible que utilizan los

autos, a un precio un 40 por ciento más barato en relación con los combustibles tradicionales. A partir de este año, el combustible utilizado por la totalidad de los camiones,

tractores y autos brasileños debe tener por lo menos un dos por ciento de biodiésel; en 2013 será un cinco por ciento.

En la Argentina, la ley establece que en 2010 el gasoil y la nafta deberán incluir al menos un cinco por ciento de combustibles verdes. Para ese año, el país necesitará 600.000

toneladas de biodiésel para mezclar con gasoil y 160.000 toneladas de etanol para agregar a

Page 17: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

las naftas, por lo que la producción de oleaginosas en la pampa húmeda sobraría para

abastecer al mercado local. El uso de estos combustibles es visto como una posibilidad cierta para atenuar el cambio

climático y reducir la vulnerabilidad de sociedades que dependen del petróleo, como los Estados Unidos. Para ello se necesitan suelos adecuados, climas favorables y buena topografía, una condición que hoy garantizan países como la Argentina, Brasil o Paraguay,

ya que poseen extensiones aptas. A su vez, éstos ya han tomado la decisión de no detener la intensificación de la agricultura, y las proyecciones de siembra están creciendo de manera

exponencial.

Sin embargo, el fenómeno de los biocombustibles es complejo y también entraña riesgos si se piensa en una producción desbocada. Por otra parte, la agricultura es una de las

actividades humanas que modifica la cobertura y la calidad de los suelos. Las consecuencias: se perderán especies y se verá afectada la diversidad.

Uno de los problemas más serios de la producción masiva de biocombustible es el costo ambiental que significará atender a la creciente demanda mundial. La expansión de la

frontera agropecuaria para incrementar las plantaciones de soja, cultivo más que rendidor, resulta sorprendente. Durante la década del 80, Brasil produjo la tala de 800.000 hectáreas

por año. En la Argentina, hasta el año pasado cuando se aprobó la ley que regula el desmonte, había un promedio de deforestación anual cercano al 300 por ciento, algo así como ¡quince veces! la superficie de la Ciudad de Buenos Aires.

El biocombustible se puede obtener de: soja, caña, aceite, grasa animal, celulosa.

La soja es el cultivo de mayor expansión en la región y, sólo en la Argentina, hay ocho plantas (y cinco más en ejecución) para exportar millones de toneladas con destino a la fabricación de biocombustibles.

El otro punto de discusión —quizás el dilema central— tiene que ver con el incremento del precio de los alimentos, ya que las materias primas de los biocombustibles son a la vez

fuente de proteínas de la población.

El impacto en los precios dependerá de la materia prima que se utilice para producir biocombustible. Por ejemplo, si al total del combustib le consumido en el mundo se le agregara un diez por ciento de bioetanol harían falta 20 millones de hectáreas cultivadas

con caña de azúcar o unos 220 millones con maíz o trigo. En ambos casos, la cantidad es enorme. El relator especial de la ONU, Jean Ziegler, aseguró recientemente que “para llenar

el tanque de un auto (50 litros) con biocombustible, se necesitan unos 200 kilos de maíz, cantidad suficiente para alimentar a una persona durante un año”.

http://ar.selecciones.com/contenido/a316_son-los-biocombustibles-una-alternativa-viable-para-reemplazar-al-petroleo

Page 18: 6° año Biología, G y S. y Ambiente, D y S. Biocombustibles

Una de las claves para garantizar los recursos naturales en el futuro podría ser la elaboración de biocombustibles en el ámbito local con insumos de fácil obtención. Un agricultor que labore unas 50 hectáreas puede cubrir sus necesidades de combustible con

solo dedicar un 2 por ciento de su terreno para biodiésel. De este modo el pequeño productor tendría la posibilidad de elegir de acuerdo a su conveniencia: si sube el precio del gasoil fósil, optará por elaborar biodiésel a menor costo, y si baja tendrá la opción de

vender su grano y comprar gasoil. Algo así como tener “el pozo de petróleo” en el campo.

Conviene no dejar de lado la dimensión ambiental, social y energética ante el desafío que impone el agotamiento de los recursos naturales. Las necesidades locales deberían tener

prioridades sobre el comercio global, tomando en cuenta que la destrucción de ecosistemas originales afectará a todos por igual. Es indiscutible la necesidad de buscar el equilibrio

entre el volumen de consumo y las posibilidades de generación que nos ofrece el planeta.

Es central la comunión de decisiones estratégicas que permitan elegir el tipo de cultivos más adecuados para que ocupen la menor extensión de tierra posible logrando el mayor rendimiento para la obtención de combustibles, sin que esto produzca una merma en la

oferta alimentaria.

El consenso debería ser posible dada la variedad de fuentes orgánicas que permiten la

elaboración del biodiésel y aquí la intervención de los Estados para defender el interés

común será fundamental frente a la lógica de mercado que tradicionalmente no ha

tenido en cuenta las variables ambientales.