Recompensas de la Química Verde a la sociedad

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Recompensas de la Química Verde a la sociedad
(Planteamiento del Problema) (1)
Actualmente existe un problema con el petróleo, que al ser uno de los recursos con mayor ponderación en el mercado tanto como al ser una fuente principal de materias primas no se han procurado medios alternativos para sustituirlo, por cuanto es usado como combustible. Su versatilidad le concede una multiplicidad de aplicaciones y de ahí su importancia en el campo industrial.
La obtención y empleo de este recurso se opone al concepto del desarrollo sostenible: “tener en cuenta las necesidades del presente sin comprometer la habilidad de generaciones futuras para suplir sus propias necesidades" [Comision Bruntland de las Naciones Unidas, 1987], y a pesar de las políticas internacionales, la vasta mayoría de la industria química está basada en petroquímicas – (en US > 98 % de todos los químicos comerciales son derivados del petróleo y en Europa > 90 %).
Esto genera la siguiente problemática:
¿Es posible convencer al sector industrial que al emplear la biomasa podrá disfrutar de ventajas efectivas en todos los ámbitos? 
Objetivo General:
Demostrar que el empleo de biomasa en el sector industrial como fuente de recursos es una alternativa viable para cumplir el propósito del desarrollo sostenible.
Objetivos específicos:
-Describir lo que es biomasa.
-Describir el uso de la biomasa como fuente de energía renovable.
-Explicar cómo la biomasa puede ser utilizada como fuente química.
-Mostrar diferentes aplicaciones y ventajas que tiene el uso de la biomasa como fuente alterna de energía.
Aplicaciones de la química Verde y modelos explicativos. (Marco Teórico) (2)
Hay que partir de la definición de Biomasa: siendo toda aquella materia orgánica (viva o muerta) en el planeta, y se compone de: residuos agrícolas, residuos de cultivos tropicales, residuos de ganadería, desechos sólidos orgánicos y cultivos energéticos.
En este sentido, es necesario explicar que la biomasa se busca emplear como fuente de energía, y al mismo tiempo como fuente de materias primas. Y es aquí donde entran las aplicaciones donde se muestran las utilidades potenciales y las ventajas que podrían presentar los sistemas de producción al incorporar la biomasa como recurso.
Para poder realizar dichas aplicaciones es necesario conocer primero como se puede transformar la biomasa en fuentes potenciales de utilidad.
Una forma es obtenerla por extracción directa, por vía seca, involucrándose en procesos termoquímicos como combustión se puede obtener calor, por gasificación se puede obtener gases pobres o bien gases de síntesis, y si es por pirolisis se pueden obtener como productos hidrocarburos, alcoholes, carbón y alquitrán. En el caso de lograr la transformación por vía húmeda, a través de procesos de bioquímicos se puede obtener por fermentación alcohólica etanol, y por digestión anaeróbica bio-gas (metano + co2).
A priori para realizar una evaluación objetiva sobre el empleo de la biomasa como sustituto alternativo y fuente de energía sustentable se debe analizar algunas características a la hora de enjuiciar si el combustible obtenido puede considerarse una fuente renovable de energía: como las emisiones de CO2, también si se producen otras emisiones de gases de efecto invernadero, ver el balance de emisiones como en el balance de energía útil, y ver la cantidad Agua dulce empleada.
A continuación se mostrará un ejemplo del empleo de la biomasa:
Producción de biocombustibles a partir de biomasa.
Consiste en el empleo como base de triglicérido, componente mayoritario del aceite vegetal y se pone a reaccionar con metanol en presencia de un catalizador para la obtención de un glicerol y un éster de ácido graso que es fundamentalmente un biodiesel.
Este éster de ácido graso se puede utilizar como base sintética para otras materias primas, para obtener con la modificación de los ácidos grasos alcanos, derivados alcohólicos y amidas grasas de donde se pueden obtener nitrilos, aminas y sales de aminas, o bien por vía de modificación de alquenos, de donde se pueden obtener hidrocarburos, dioles y productos específicos de isomería cis-trans.
El uso de la biomasa como Materias primas química renovables
Se exhiben usar cuatro enfoques: usar productos químicos extraídos directamente de las plantas, ejemplo: sucrosa, aceites vegetales, ácidos grasos, almidón; (1) utilizar productos químicos extraídos mediante una modificación de biomasa ejemplo: bioetanol, furanos, ácido levulínico, ácido adípico, (2) sintetizar productos químicos mediante conversión de productos químicos de biomasa ejemplo: polilactida (3)utilizar la biomasa como fuente de componentes básicos “building blocks” (H2, CO, CH4, etc.) ejemplo: Syn-gas, polietileno.
Recolección de Datos, elaboración de las tablas. (Metodología) (3).
Comparando la documentación bibliográfica se pueden establecer las siguientes analíticas sobre la aplicación y uso de la biomasa.
	Tabla comparativa de ventajas y desventajas del Biodiesel
	Ventajas
	Desventajas
	Modificaciones genéticas pueden aumentar el rendimiento del aceite.
	Uso de la tierra
	Bacterias pueden ser más productivas.
	Mayor viscosidad que el diesel normal (poco confiable en climas fríos)
	Amplia gama de aceites tolerados (incluso el aceite residual de la tienda de chips se puede reciclar de esta manera)
	Para mantener bajos los costos, la etapa de transesterificación debe ser rápida: el catalizador a menudo es NaOH, que también causa saponificación (éster hidrolizado de Na del ácido graso), lo que requiere largos procedimientos de separación.
	Fuente de combustible neutral (en teoría) y biodegradable
	
	Glicerina como producto secundario
	
	Tabla comparativa de las ventajas y desventajas del Bioetanol
	Ventajas
	Desventajas
	El bioetanol hidratado barato se puede usar solo como combustible para automóviles, pero requiere motores especialmente adaptados. El bioetanol anhidro debe mezclarse con gasolina (hasta 22%), pero luego puede usarse en motores convencionales.
	De todos los sacáridos presentes en la biomasa, solo la glucosa se fermenta fácilmente, lo que disminuye la competitividad y aumenta los desechos (la ingeniería genética puede resolver este problema).
	
	Las enzimas no funcionan si la concentración de EtOH es demasiado alta (normalmente debe ser <15%). Por lo tanto, se requiere una destilación costosa e intensiva en energía.
Resultados obtenidos (Análisis de los datos) (4)
En resumen, viendo este panorama de aplicaciones específicas, el resultado puntual de dichas comparaciones es la siguiente:
	Tabla comparativa de las ventajas y desventajas del uso de Biomasa como fuente energética
	Ventajas
	Desventajas
	Disminución de las emisiones de CO2
	Tiene un mayor costo de producción frente a la energía que proviene de los combustibles fósiles.
	Aunque se procede con una combustión, y el resultado es H2O y CO2, la cantidad de este gas causante del calentamiento de la Tierra, es menor.
	Menor rendimiento energético de los combustibles derivados de la biomasa en comparación con los combustibles fósiles.
	No emite contaminantes sulfonados o nitrogenados, ni apenas partículas sólidas.
	Su producción es estacional
	Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce en un reciclaje y disminución de residuos. Canaliza, por tanto, los excedentes agrícolas alimentarios, permitiendo el aprovechamiento de las tierras.
	La materia prima es de baja densidad energética lo que quiere decir que ocupa mucho volumen y por lo tanto puede tener problemas de transporte y almacenamiento.
	Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado de alimentos. 
	Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización.
	Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrícola.
	
Conclusiones (5)
-El uso de la biomasa como fuente de combustibles se adapta bien a la infraestructura petroquímica existente.
- El uso de la biomasa como fuente de materia prima requiere el desarrollo de unanueva química de reducción (los productos petroquímicos usan la química de oxidación).
Bibliografía:
-Cartagena, M. (2022) “Materias primas renovables” Cátedra de Química Verde. Puerto Rico.
-Central de biomasa. (s/f). Endesa. Recuperado el 1 de noviembre de 2022, de https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/centrales-renovables/central-de-biomasa
-Flujo de biomasa. (s/f). Gov.Co. Recuperado el 1 de noviembre de 2022, de https://economiacircular.minambiente.gov.co/index.php/lineas-de-accion/flujo-de-biomasa/
-¿Qué es la biomasa? (2017, agosto 22). APPA Renovables. https://www.appa.es/appa-biomasa/que-es-la-biomasa/