PROYECTO ORGÁNICA 2

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● Análisis del uso del etanol como aditivo en el combustible automotor
de México
Los elevados costos y precios de los energéticos, el impacto ambiental y las importaciones de
combustibles continuamente a la alza, han provocado que varios países se esfuercen en el
desarrollo de biocombustibles que logren sustituir a los combustibles fósiles parcial o
totalmente.
Siendo el Etanol quien ha ganado una gran importancia en la actualidad, gracias a las ventajas
evidentes de ser una tecnología muy conocida y de bajo nivel de complejidad y
aceptada en general como ecológica.
El uso del etanol como aditivo o combustible automotor, se conoce desde los inicios de la era
del automóvil, y formó parte del Ford modelo T, que funcionaba con etanol producido a partir
del maíz.
Actualmente Estados Unidos, Brasil y Australia comercializan gasolina con Etanol con una
concentración de hasta 85% en volumen.
En el caso de México existe una gran problemática respecto al continuo aumento del precio
de los combustibles.
Lo cual pone a pensar si el etanol de biomasa es una solución viable. Hay ciertas razones por
las que hacen que el etanol sea un combustible viable y aconsejable para México:
● Es flexible: existen diversas fuentes de biomasa tales como la caña de
azúcar, maíz, remolacha, uvas, sorgo, papas y otros, con las cuales puede producirse. Es
importante destacar que México es el primer productor de maíz y séptimo de caña de azúcar a
nivel mundial, posibles materias primas para su producción.
● Su producción provocaría una demanda intensa de mano de obra, teniendo como
consecuencia una disminución en la migración rural.
● El procedimiento de producción es esencialmente simple, requiere atrapar la energía
solar y convertirla en un combustible líquido.
● La tecnología empleada para su producción es bien conocida y se encuentra
comercialmente disponible.
● El cultivo de biomasa absorbe bióxido de carbono.
● La operación, almacenamiento y manejo de este producto son inofensivos.
● Es un combustible absoluto, nítido que puede utilizarse puro o mezclarlo con
gasolina.
● Para fomentar el octanaje del etanol se sustituye al plomo en la gasolina y puede
emplearse para reducir el contenido de aromáticos en ella, ahorrando energía durante
el proceso de refinación y una reducción significativa de toxicidad en las emisiones de
gasolina del tubo de escape.
● La composición química del etanol ya incluye oxígeno lo que favorece una mejor
combustión en muchas ocasiones se utiliza como oxigenante de gasolinas, con lo que
se reducen emisiones de hidrocarburos sin quemar y de monóxido de carbono.
● El uso de etanol cómo combustible reduce las partículas y las emisiones tóxicas, que
son perjudiciales para la salud humana y reemplaza el MTBE.
El futuro combustible el etanol es uno de los biocombustibles más importantes, es un recurso
renovable porque proviene de la biomasa. Reduce en gran medida la cantidad de nafta
utilizada. Esto ha llevado a una reducción en el uso e importación de hidrocarburos, favorece
el uso de los recursos naturales renovables del país y contribuye a reducir la contaminación.
El bioetanol, el combustible del futuro, es un alcohol químicamente común (etano-1-ol), que
se caracteriza por ser obtenido a partir de biomasa, que suele contener un alto contenido de
sacarosa y estar fermentado. El alcohol producido representa el 12-15% de la biomasa en
peso, y el alcohol ordinario se obtiene por destilación y separación, que está compuesto por
un 96% de etanol y un 4% de agua. Como combustible, el bioetanol tiene un alto calor de
combustión, alto índice de octanaje y bajo índice de cetano. Se mezcla con nafta para
producir un combustible con alto calor de combustión y alta energía, alcohol de gasolina o
alconafta, que tiene características de combustible similares a la nafta. Cabe señalar que la
alconafta se utiliza actualmente de forma extensiva en el mundo, aunque aún no se ha
presentado en nuestro país.
Biocombustibles:
Los Combustibles han incrementado, en este caso hablando acerca del incremento del precio
de los combustibles se ha implementado una tendencia para generar alternativas energéticas.
Para esto se requiere de la producción de materias primas para realizar y generar
biocombustibles.
En este caso la producción de etanol se puede dar a partir de granos, como por ejemplo el
maíz y el trigo, sin embargo esta producción puede repercutir ya que impactará al comercio
mundial de alimentos.
Estados Unidos es el proveedor principal de México en maíz amarillo, el uso del maíz es un
alimento básico de México, en la producción de etanol el maíz tendra efectos redistributivos
con el bienestar social mediante precios y cantidades producidas y las que son consumidas.
Los biocombustibles con el paso de los años han incrementado la demanda ya que la
necesidad de energéticos cada vez va aumentando, tener cultivos como el maíz y la caña de
azúcar cada vez es más requerido y se necesita más producción, el costo del petróleo va en
aumento, las fuentes de energía renovables es dificil encontrarlas por la escasez. Es
fundamental la producción de Maíz y caña de azúcar ya que se pueden utilizar como materia
prima para la producción de los biocombustibles. El impacto a nivel mundial con la demanda
de todas estas necesidades ha repercutido mucho, una razón de esto es porque en países en
desarrollo, conforme la población y los ingresos van aumentando, la prioridad de producción
en materia de alimentos van cambiando de los cultivos básicos a los productos de mayor
precio y valor, por ejemplo los cárnicos y los lácteos.
Referencia: biocombustibles
Según la revista mexicana 1(1) pg 45-54 del 2010
"Se necesita una producción de materias primas para la producción de biocombustibles
sin competir con la misma producción de alimentos, por lo cual se busco identificar
especies potenciales para producir biocombustible líquido."
En México, el gobierno federal promueve la elaboración de biocombustibles sin descuidar la
seguridad alimentaria y el aprovechamiento eficiente de la materia prima derivada de las
actividades agrícolas, forestales y pecuarias; así tambien las derivadas de algas y procesos
enzimáticos y biotecnológicos. La conservación de la biodiversidad y el uso eficiente del
agua y suelo son de suma importancia por lo cual deben considerarse en la obtención de
materia prima para la producción de biocombustibles. Es necesario poder identificar especies
vegetales que muestren potencial para producir biodiesel y etanol, con lo cual se pretende
evitar el uso cultivos básicos para la alimentación humana en la industria de los
biocombustibles, tal como se estipula en la ley de bioenergéticos.
México es uno de los país más diverso, donde es posible encontrar especies vegetales
endémicas e introducidas que pueden utilizarse en la producción de biocombustibles. En la
actualidad varias especies ruderales, arvenses, ornamentales y cultivadas son subutilizadas
debido al desconocimiento de los componentes químicos de sus órganos. El uso integral y
sustentable de las plantas puede incrementar los ingresos obtenidos por los agricultores en
áreas marginales del Altiplano Semiárido de México. Varias especies de plantas arvenses y
ruderales como el chicalote (Argemone spp.), lampote (Tithonia spp.), calabacilla loca
(Cucurbita foetidissima) y cuernitos (Proboscidea louisianica) producen semillas y tubérculos
(calabacilla loca) que pueden utilizarse en la industria de los biocombustibles.
La selección individual practicada por los agricultores con base en la dulzura ha
incrementado el contenido de carbohidratos solubles en las vainas de mezquite y tallos de
http://www.uaim.edu.mx/webraximhai/Ej-16articulosPDF/11%20Biocombustible.pdf
algunas poblaciones criollas de sorgo dulce del estado de Durango [Sorghum bicolor (L.)
Moench] conocidas localmente como "cañas" (Rosales et al., 2008a). El exudado del
mezquite (goma) debe ser analizado para evaluar su utilidad como materia prima en la
elaboración de etanol. Algunas plantasornamentales como la lila (Melia azedarach) y trueno
(Ligustrum spp.), producen frutos que son comúnmente desperdiciados; los cuales sin ningún
problema se podrían utilizar para la producción deseada de biocombustible.
INTRODUCCIÓN
La bioenergía es una de las fuentes de
energía renovables que puede reemplazar en
parte el uso de los combustibles fósiles.
Contribuye a la diversificación de la energía
de los países y a la apropiación de
tecnologías de energías emergentes,
reduciendo las emisiones de gas
invernadero, la generación de empleo en el
área rural y la sustitución de la importación
de combustibles (Islas et al., 2006). La
agencia internacional de energía (IEA, por
sus siglas en inglés) sugiere que a partir de
la biomasa se puede obtener cerca de un
tercio de la energía necesaria en África, Asia
y Latinoamérica (Somerville, 2007). El
material lignocelulósico es atractivo por su
bajo costo y alta disponibilidad en diversos
climas y localidades, sin embargo, el principal
impedimento para su utilización es la falta de
una tecnología de bajo costo para degradar
la fracción recalcitrante de la biomasa.
Aunque existen métodos físicoquímicos que
permiten utilizar la biomasa en la producción
de biocombustibles, una alternativa
prometedora son los métodos biológicos que
utilizan organismos celulolíticos para obtener
azúcares fermentables (Lynd et al., 2002).
Los sustratos más utilizados para producir
biocombustibles son la caña de azúcar y el
maíz, siendo Brasil el mayor productor de
bioetanol a partir de caña de azúcar y
Estados Unidos que emplea el maíz; las
fuentes celulósicas potencialmente utilizables
son los desechos de la industria maderera,
residuos de cosechas (bagazos), hierbas,
aserrín y desechos sólidos de animales (Gray
et al., 2006).
OMPOSICIÓN DEL MATERIAL
LIGNOCELULÓSICO
La lignocelulosa (celulosa, hemicelulosa y
lignina) es el principal y más abundante
componente de la biomasa producida por la
fotosíntesis, anualmente se forman 200,000
millones de toneladas en el mundo
(Ragauskas et al., 2006). La pared celular de
las plantas está formada por lignocelulosa, la
composición y porcentajes de los polímeros
varían entre las especies de plantas, incluso
entre la edad y la etapa de crecimiento
(Jeffries, 1994). La celulosa es un polímero
de D-glucosa unida por enlaces glucosídicos
β-1,4 que se estructuran en largas cadenas
lineales (microfibrillas) unidas por puentes de
hidrógeno y fuerzas de van der Waals
intramoleculares, formando una estructura
cristalina resistente a la hidrólisis y regiones
amorfas susceptibles a la degradación
enzimática (Ovando & Waliszewski, 2005;
Béguin & Aubert, 1994).
La hemicelulosa es un polímero
complejo de heteropolisacáridos formado por
pentosas (D-xilosa y L-arabinosa) y hexosas
(D-glucosa, D-manosa y D-galactosa) que
forman cadenas ramificadas y los ácidos 4-
O-metilglucurónico, D-galacturónico y D-
glucurónico, los azúcares están unidos por
enlaces β-1,4 y ocasionalmente por enlaces
β-1,3 (Pérez, et al., 2002). La lignina es un
heteropolímero amorfo, tridimensional y
ramificado formado por alcoholes aromáticos
que da soporte estructural, rigidez,
impermeabilidad y protección a los
polisacáridos estructurales (celulosa y
hemicelulosa) y es altamente resistente a la
degradación química y biológica (Aro et al.,
2005) (Fig.1). Existen dos tipos de sistemas
enzimáticos extracelulares: los que producen
hidrolasas que degradan la celulosa
(celulasas) y la hemicelulosa (hemicelulasas)
y los que despolimerizan la lignina por
reacciones de oxidación (peroxidasas y
lacasas) (Pérez et al., 2002). En los residuos
lignocelulósicos existe una variación en el
contenido de celulosa, hemicelulosa y lignina
como se muestra en la Tabla 1.