La palma africana es la mayor fuente de aceite para producir biodiesel en Colombia, pero no es la única. Investigadores eafitenses vienen estudiando otra alternativa: la
Jatropha Curcas, una planta que aventaja a la planta, al tener un tiempo de cultivo más corto, lo que podría hacer más eficiente la producción de Biodiesel.
Esta especie crece rápidamente como maleza, en zonas semiáridas, y su primera cosecha se puede dar en tres meses, a diferencia de la palma que tarda aproximadamente tres años.
Mediante el proceso mecánico implementado es posible extraer el 80 por ciento del aceite y reutilizar la cáscara de la semilla como combustible, ya que tiene características similares a la madera.
De semilla a combustible
Además, la Jatropha Curcas ayuda a evitar la erosión de los suelos y se concibe como promisoria en el mundo porque, distinta a otras oleaginosas (vegetales de cuya semilla o fruto puede extraerse aceite) como la soya o el girasol, no presenta competencia
entre su potencial energético y alimenticio.
Con el crecimiento de la población mundial, que demanda cada vez más energía, el cambio climático y la contaminación por CO2 asociada al uso extensivo de petróleo y carbón, existe la necesidad de planterar diversas opciones en el tema de energía que disminuyan el impacto ambiental y promuevan una sociedad sostenible.
A partir de este problema, el Grupo de Investigación en Ingeniería, Energía Exergía y sostenibilidad (IEXS), desde la línea de biocombustibles, puso su atención en la
Jatropha Curcas. Desarrolló un método para extraer de manera eficiente el aceite de la semilla de esta planta y estudió cómo aprovechar los subproductos resultantes.
Mediante el proceso mecánico implementado, es posible extraer el 80 por ciento del aceite y reutilizar la cáscara de la semilla como combustible, ya que esta tiene características similares a la madera. Esta es la primera investigación que caracteriza la
Jatropha, cultivada bajo las condiciones geoigráficas y climáticas propias de Colombia.
De semilla a combustible
Con el fin de que un campesino que cultive Jatropha en su parcela tenga la posibilidad de cosechar, descascarar la semilla y extraer el aceite para entregarlo a la industria que produce biodiesel, los investigadores diseñaron un modelo que simplifica y dinamiza la cadena productiva del recurso.
“Nuestro propósito es dar valor agregado a los productos, es decir, si un campesino vende el aceite extraído en lugar de vender la semilla, seguramente
le van a pagar mejor. Además, como cultivador podría utilizar el residuo para combustible o abono”, comenta Julio César Betancur, investigador del proyecto.
Para extraer el aceite de la semilla de la planta, que es aproximadamente el 35 por ciento de su masa, expolararon el proceso químico y mecánico. El primero es una extracción por solventes, es decir, la semilla fragmentada se somete a calor junto con hexano, un compuesto químico que separa el aceite del material sólido. El segundo consiste en ejercer presión sobre el grano hasta obtener el aceite.
A pesar de que el proceso químico resulta más eficiente que el mecánico, pues se logra extraer un 95 por ciento de aceite, no es rentable para un modelo a pequeña escala por los altos costos del hexano, que además es regulado por la Direccion Nacional de Estupefacientes.
Como parte de la experimentación con los residuos de la extracción de aceite de
Jatropha Curcas, se utilizó la cáscara de la semilla como combustible para poner en funcionamiento un prototipo de caldera.
Para la extraccion mecánica se utiliza una prensa
tipo Ram, que puede funcionar de forma manual, y la prensa tipo Expeller que actúa mediante un motor, y es similar a una máquina de moler. Luego, mediante transsesterificación (combinación de aceite, alcohol y otros reactivos) se obtiene biodiesel y glicerina, útil para elaborar productos como jabones
Además de ser combustible para vehículos, podría servir también para abastecer plantas que, por ejemplo, proveen de energía eléctrica a zonas no interconectadas del país como Leticia (Amazonas).
Todos los pasos de procesamiento del aceite tienen impacto en la calidad del mismo, de ahí la importancia de su estandarización. “Como es un aceite de origen orgánico, se puede deteriorar y corre el riesgo de acidificarse, lo que hace que un biocombustible no sea óptimo", afirma Carolina Mira, investigadora del proyecto.
Biocombustibles en Colombia
Desde 2001 el Ministerio de Minas y Energía decretó que la gasolina corriente o extra comercializada en el país debia tener un 10 por ciento de Etanol. Igual porcentaje fue definido, en 2004, para la mezcla de biodiesel y combustible diesel, usados por vevículos más pesados como camiones o buses.
Aunque la implementación de estas normas aumentó la demanda de biocombustibles, la oferta no es suficiente. Para Carolina Mira el problema de las energías renovables es que todavía parecen nuevas, pero no lo son. Además, no se han utilizado de manera masiva y la tecnología no ha evolucionado lo suficiente para convertirlas en una solución completa a la demanda energética.
El porvenir del suministro energético está abierto a la complementariedad de fuentes para evitar la dependencia y agotamiento de los recursos. “Una sociedad acostumbrada a usar petróleo y carbón debe cambiar su esquema a otras fuentes, aunque en un
Desde la experiencia con la
Jatropha, el grupo continúa en la exploración de alternativas energéticas con productos agroindustriales.
Industria de los biocombustibles
Según la Federación Nacional de Biocombustibles, la ca-dena agroindustrial de los biocombustibles en Colombia ha crecido de manera importante. Se ha ampliado la capacidad instalada de producción de las plantas actuales y se encuentran en ejecución proyectos que esperan incrementar en, al menos, un 60 por ciento la capacidad instalada actual para finales de 2014 y finales de 2015.
Los biocombustibles y el medio ambiente
Los biocombustibles son biodegradables. El 85 por ciento del CO2 que emiten se degrada en aproximadamente 28 días, mientras que los combustibles fósiles pueden tardar años en descomponerse.
En un estudio contratado por el Ministerio de Minas y Energía, y ejecutado por el consorcio CUE (Centro Nacional de Producción más Limpia, Universidad Pontificia Bolivariana y The Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology) en 2012, se demostró que el alcohol carburante obtenido a partir de caña de azúcar en Colombia reduce en un 74 por ciento las emisiones de gases de efecto invernadero, y el biodiesel obtenido de palma de aceite las reduce en un 84 por ciento.
Investigadores
Luis Santiago París Londoño
Ingeniero Mecánico y PhD en Ingeniería Térmica, Universidad Pontificia Bolivariana; y máster en Polymer and Composites Engineering, Katholieke Universiteit Leuven (Bélgica). Profesor-investigador del Departamento de Ingeniería de Producción, investigador asociado al grupo de Tecnologías para la Producción de la Universidad EAFIT y coordinador del Grupo de Investigación Ingeniería, Energía, Exergía y Sostenibilidad (Iexs), Universidad EAFIT.
Julio César Betancur Prisco
Ingeniero mecánico y magíster en Ingeniería, Universidad EAFIT. Pertenece al Grupo de Investigación Ingeniería, Energía, Exergía y Sostenibilidad (IEXS) de EAFIT. Áreas de interés: biocombustibles, energías renovables, diseño de máquinas y equipos, gestión de procesos y energía.
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