Con el objetivo de desarrollar un biocombustible de segunda generación a partir de residuos de agave, científicos del Departamento de Biotecnología en la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec) desarrollaron tecnología para la generación de etanol carburante como alternativa energética para el país.
Ante los aumentos en los precios de combustible fósil, el etanol carburante se convierte en una opción viable, ecológica, económica y de alto rendimiento para el autotransporte y la movilidad en México.
El proyecto de producción de bioetanol inició en 2012, a partir de un trabajo financiado por el fondo sectorial Sagarpa-Conacyt, se desarrolló tecnología para la producción de etanol carburante a partir de un insumo que se deriva de una especie de agave silvestre que crece en toda la región noreste de México, conocido como lechuguilla (Agave lechuguilla).
A principios de 2015, derivado de la experiencia que habían adquirido, los científicos de la Uadec se vincularon con la empresa Comercializadora de Productos de Transformación Ecológica S.A de C.V. (Fuel Flex México).
“Iniciamos un proyecto de vinculación con la empresa con el propósito de desarrollar tecnología de producción de etanol carburante a escala laboratorio, a partir de bagazo de Agave tequilana. El bagazo es un residuo que se genera en grandes cantidades durante el proceso de elaboración de la bebida alcohólica conocida como tequila. En este proyecto, decidimos aprovechar este residuo para generar alcohol o etanol de segunda generación”, detalló el doctor Leopoldo Javier Ríos González, profesor investigador del Departamento de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Químicas de la Uadec.
Foto: Agencia Conacyt.
A pesar que el proyecto se ha desarrollado a partir de diversos tipos de plantas, todas sus variantes son enfocadas hacia la producción de bioetanol carburante.
“Actualmente estos residuos no están siendo aprovechados o son utilizados con otra finalidad, no para la producción de un biocombustible como el bioetanol”, comentó el doctor José Antonio Rodríguez de la Garza, profesor investigador del Departamento de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Químicas de la Uadec.
A pesar que el proyecto se ha desarrollado a partir de diversos tipos de plantas, todas sus variantes son enfocadas hacia la producción de bioetanol carburante.
“Actualmente estos residuos no están siendo aprovechados o son utilizados con otra finalidad, no para la producción de un biocombustible como el bioetanol”, comentó el doctor José Antonio Rodríguez de la Garza, profesor investigador del Departamento de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Químicas de la Uadec.
TRES ETAPAS DE PRODUCCIÓN
Resultados del proceso de generación de bioetanol. Foto: Agencia conacyt.
Durante 2015 fue desarrollado el proceso a escala laboratorio, con base en tres principales etapas para la producción de etanol de segunda generación, es decir, a partir de residuos de la agroindustria.
La primera etapa es el pretratamiento hidrotérmico, también conocido como autohidrólisis, seguido de una segunda etapa de sacarificación enzimática o hidrólisis enzimática que tiene como objetivo hidrolizar la celulosa y obtener los azúcares. En la tercera etapa, los azúcares son fermentados y convertidos a etanol y, posteriormente, el etanol es concentrado y deshidratado hasta un grado de pureza por arriba de 99.5 por ciento, que es el nivel de pureza que se requiere para poder ser utilizado en vehículos de combustión interna. Esta investigación fue financiada a través del Programa de Estímulos a la Innovación (PEI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y fue concluida de forma satisfactoria.
En el año 2016, este mismo programa, a través de Conacyt, aprobó la continuación de una segunda etapa del proyecto para desarrollar bioetanol a escala piloto, y acaba de concluir satisfactoriamente.
“Este nuevo proyecto consistió en desarrollar, a escala piloto, el proceso de producción de etanol a base de este insumo que se genera en grandes cantidades en toda la región donde se produce tequila y lugares de denominación de origen como: Jalisco, Michoacán, Nayarit, Tamaulipas, Guanajuato”, puntualizó el científico Ríos González.
Los doctores José Antonio Rodríguez de la Garza y Leopoldo Ríos González. Foto: Agencia Conacyt.
BENEFICIOS Y APLICACIÓN
La aplicación de etanol como combustible tiene una serie de beneficios que pueden englobarse en cuatro principales: usar bioetanol es más económico, actualmente a través de la empresa Fuel Flex México el precio por litro es de $14.00 pesos, a diferencia del precio actual de gasolina que promedia 16.00 pesos por litro en la mayor parte del país.
Otro aspecto que representa una ventaja es la compatibilidad del combustible con los automóviles convencionales. La mayoría de los autos que son fabricados o forman parte del parque vehicular del país puede soportar o utilizar etanol en una mezcla con gasolina desde 30 hasta 50 por ciento de etanol, dependiendo el tipo de vehículo.
“Hay vehículos que tienen en la parte trasera una placa que especifica flex fuel, esos vehículos toleran una cantidad de etanol a una mezcla de 85 por ciento. Es decir, 85 por ciento de etanol y 15 por ciento de gasolina. Sin embargo, los autos convencionales de nuestro país pueden ser modificados para que sean utilizados con hasta con un 100 por ciento”, indicó el especialista Ríos González.
El octanaje representa otro beneficio para el usuario de etanol. El uso de etanol brinda un mayor octanaje, ya que este biocombustible tiene entre 110 y 120 de octanaje comparado con la gasolina Premium, que tiene alrededor de 89.
Finalmente, otra ventaja importante que beneficia al usuario es la capacidad del etanol como combustible ecológico, ya que las emisiones de gases de efecto invernadero se disminuyen con el uso de este combustible en comparación con la gasolina fósil.
Aplicación de bioetanol a un auto. Foto: Agencia Conacyt.
“Se han hecho estudios a través de la Secretaría de Medio Ambiente del estado de Jalisco y la empresa Fuel Flex en el funcionamiento de vehículos con etanol. Se ha comprobado y certificado que se disminuye entre 30 y 40 por ciento la emisión de gases en comparación con la quema de gasolina”, enfatizó el doctor Ríos González.
Respecto a esta etapa, el investigador Rodríguez de la Garza mencionó que la generación de tecnología impacta directamente a la sociedad mexicana, particularmente en pequeñas comunidades rurales. Por otra parte, este tipo de trabajos propicia la formación de recursos humanos, estudiantes de maestría y doctorado, altamente especializados en bioprocesos, enfocados en la producción de biocombustibles.
“Es importante el desarrollo de un proceso perfectamente adaptado a las condiciones específicas de nuestro país, sin necesidad de estar importando tecnologías extranjeras que fueron desarrolladas para las problemáticas de otros lugares”, comentó el científico.
Este proyecto también desarrolló una vinculación con la misma empresa, Fuel Flex México y con la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH), a través de la Facultad de Ingeniería Química, bajo la responsabilidad técnica del doctor Agustín Castro Montoya.
“Se llevaron a cabo estudios de simulación del proceso, de evaluación económica y estudios de impacto ambiental del proceso de producción que desarrollamos a partir de este procedimiento. Hasta el momento es lo que se ha desarrollado”, agregó el investigador Ríos González.
IMPLEMENTACIÓN A FUTURO
A futuro, en el corto plazo, los científicos participantes en el proyecto buscarán implementar el etanol en el parque vehicular de la Uadec, incluso uno de los investigadores lo utiliza para su propio automóvil.
“Actualmente el proyecto tiene como objetivo llevar este proceso a una escala industrial, es decir, producir una cantidad importante de este biocombustible con la finalidad de que pueda ser, de forma inicial, empleado por el parque vehicular de la Universidad Autónoma de Coahuila, para que el etanol sea el estandarte de la región y una muestra de que los biocombustibles tienen un futuro promisorio en el país y a nivel mundial”, añadió el doctor Rodríguez de la Garza.
Además de esta implementación en la universidad, los investigadores buscarán una transferencia hacia el sector agrícola.
“Lo ideal sería la transferencia tecnológica a pequeños o grandes productores para que este biocombustible pueda ser generado, no solo a partir de agave, sino de cualquier residuo lignocelulósico”, indicó el especialista Rodríguez de la Garza.
Los investigadores buscan que la institución se convierta en un ejemplo a nivel nacional y contribuir a fomentar la cultura del uso de biocombustibles.
Foto: Agencia Conacyt.
“El propósito es que seamos ejemplo hacia otros sectores, ser la primera universidad en la que nuestros vehículos funcionen con un combustible ecológico, renovable, más económico y propiciar que este tipo de proyectos sea imitado por otros sectores como el gobierno del estado y municipal”, concretó el doctor Ríos González.
Para finalizar, el científico Leopoldo Ríos González destacó cómo el proyecto creció a partir de su origen en el laboratorio hasta convertirse en una realidad y hace un llamado a los usuarios de autotransporte a confiar en biocombustibles como el etanol.
“Actualmente lo estamos viendo como una realidad, lo digo porque yo, como usuario de este tipo de combustibles, he visto los beneficios, tengo la necesidad de poder transmitir las ventajas que tiene este tipo de combustible. La idea de la difusión de esto es que la gente que desconoce del tema o que conoce poco del mismo se quite ese prejuicio que tiene hacia el uso de los biocombustibles, esa es la idea, que se certifique, se convenza que el uso de etanol es benéfico”.
