Sustitutos al petróleo: BIOCOMBUSTIBLES

Hoy, en este segundo post, seguiremos hablando del petróleo. Esta vez, centrándonos en su principal uso: Como combustible. Se trata de un post en el que trataremos de encontrar los posibles sustitutos a este preciado combustible. Para ello, vamos a analizar varios biocombustibles que parecen ser los que en un futuro harán mover nuestros coches. Pero primero, vamos a estudiar qué es un biocombustible:

¿Qué es un biocombustible?

1. Costo: el precio de los biocombustibles suele ser mucho menor que en de la gasolina o el diesel.
2. Reduce el riesgo para la salud: Ya que no emite tantas sustancias nocivas como los combustibles fósiles. La producción de Biocombustibles es más limpia que la de los combustibles convencionales.
3. Material renovable: Mientras que el petróleo es un recurso limitado, los biocombustibles pueden ser fabricados de muchos materiales diferentes y renovables. 
4. Reduce la dependencia de combustibles fósiles:
5. Revitalizan las economías rurales, y generan empleo al poner en marcha un proyecto en el sector agrícola

1. Aumento del precio de la comida La mayor crítica que se hace a los biocombustibles es el impacto en los precios de los alimentos. El cultivo de alimentos para biocombustibles, como los aceites vegetales, ha llevado a la escasez de cultivos alimentarios y por siguiente a aumentos de precios en productos de primera necesidad 
2. Alto consumo de agua: La cantidad de agua que se utiliza en la producción de cultivos para biocombustibles es muy grande. En un futuro cercano, puede que el agua se convierta en un recurso muy valioso y entonces no sería posible satisfacer la demanda propia de los cultivos de biocombustibles.
3. El rendimiento que se obtiene de los biocombustibles no iguala al rendimiento de los combustibles fósiles (Aunque se está mejorando en este problema)

Biocombustibles más importantes

• Biomasa

Como fuente de energía, la biomasa es del conjunto de la materia orgánica, tanto de origen animal como vegetal, que puede ser utilizada con fines energéticos.  obviamente se trata de una fuente de energía renovable.

La biomasa obtiene su energía del sol. Las plantas acumulan la energía del sol en sus hojas y en sus raíces. Cuando comemos biomasa usamos su energía para movernos y para crecer. Cuando quemamos la biomasa, usamos la energía para generar calor.

También podemos transformar la energía de la biomasa en gas y en combustible líquido.

Algunas de las ventajas que presenta la biomasa pueden ser que disminuye las emisiones de azufre, que presenta un ciclo neutro de CO2 (Sin contribución al efecto invernadero), aprovechamiento de residuos agrícolas, posibilidad de utilizar tierras de barbecho con cultivos energéticos, mejora la socioeconomía de las areas rurales...




USOS DE BIOMASA

• Se puede usar la biomasa para preparar combustibles líquidos, como el biodiesel o el bioetanol (como veremos posteriormente), que luego se usan en los motores. 
• Otra posibilidad es usar la biomasa para obtener biogás. Esto se hace en depósitos en los que se van acumulando restos orgánicos, residuos de cosechas y otros materiales que pueden descomponerse, en un depósito al que se llama digestor. En ese depósito estos restos fermentan por la acción de los microorganismos y la mezcla de gases producidos se pueden almacenar o transportar para ser usados como combustible. 
• Y por último, la biomasa puede ser usada directamente como combustible: Quemar la biomasa para obtener calor con el que abastecer directamente las necesidades de una industria o de viviendas, o bien producir electricidad en una central térmica es la forma más habitual de obtener energía a partir de la biomasa.

• El Hidrógeno

Como dije en el primer post, el hidrógeno también puede ser utilizado como biocombustible
El hidrógeno es el elemento de la tabla periódica que más abunda en el universo y el décimo más común en la tierra. Se ha descubierto que a partir de él se puede obtener energía como para hacer que un vehículo funcione, esto a través de ciertos procesos físico-químicos donde se obtiene energía eléctrica y como único desecho vapor de agua lo cual resulta muy beneficioso para reducir la contaminación ambiental.

El hidrógeno es algo inagotable y que lo encontramos en la naturaleza, el problema es que la forma más sencilla de conseguirlo es dividiendo al agua en sus componentes H2O, dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, pero esa división requería más energía que la que posteriormente se obtenía al quemar el hidrógeno.. O al menos, este era el problema, porque ¡YA TIENE SOLUCIÓN!:

Recientemente unos universitarios estadounidenses han desarrollado una nueva aleación que hace posible producir hidrógeno mediante la energía solar. Al sumergir esta aleación en el agua, aplicándole luz solar, este material rompe el enlace químico entre el oxígeno y el hidrógeno que componen el líquido elemento. De esta forma es posible la obtención de hidrógeno económica y ecológica para su uso posterior como combustible.
Se trata de una aleación compuesta por nitruro de galio y un dos por ciento de antimonio. Cuando la luz solar incide sobre la aleación, sumergida, esta funciona a modo de catalizador de una reacción en la que las moléculas de hidrógeno y oxígeno se separan. El hidrógeno, una vez aislado, puede ser almacenado para su posterior uso. Este avance supone una alternativa sencilla y económica para llevar a cabo la descomposición fotoelectroquímica del agua, ya que este catalizador puede utilizarse de forma indefinida y está compuesto por materiales simples y de bajo coste.

• Bioetanol:

El bioetanol es un compuesto químico obtenido a partir de la fermentación de los azúcares que puede utilizarse como combustible. Su uso se ha extendido principalmente para reemplazar el consumo de derivados del petróleo. Para la producción de bioetanol en el mundo se utiliza mayormente como fuente biomasa.






Para la obtención de este bioetanol, se utilizan materias con alto contenido en sacarosa, almidón y celulosa.
Para obtener este etanol a partir de estas materias vegetales, se separa por destilación el etanol del resto del fermento y así se consigue un etanol apto como combustible alternativo.

• Biogas

El biogás viene a ser un gas combustible que se genera en dispositivos específicos o en medios naturales a partir de las diferentes reacciones de descomposición que sufre la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos así como de otros factores en ausencia de aire.

La composición de biogás depende del tipo de desecho utilizado y las condiciones en que se procesa. Los principales componentes del biogás son el metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2)

En la naturaleza se encuentra una gran variedad de residuos orgánicos a partir de los cuales puede obtenerse biogás, entre ellos se encuentran: los desechos provenientes de animales como vacas, cerdos y aves, residuos vegetales como pajas, pastos, hojas secas y basuras domésticas.

Este tipo de gas puede ser utilizado igualmente para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, así como estufas, secadores, hornos, calderas u otros sistemas de combustión a gas.

• Biocombustibles de algas marinas, gracias a bacterias transgénicas (Bioetanol)

Las algas pardas podrían ser una materia prima muy atractiva para producir biocombustibles, gracias a unas bacterias modificadas genéticamente que se encargan de la fermentación de los azúcares de las algas. Para ello, han modificado unas bacterias (Escherichia coli) para que sean capaces de metabolizar el laginato (azúcar esencial de las algas) y producir directamente bioetanol.


Un estudio del Departamento de Energía estadounidense afirma que la productividad de las algas para hacer etanol podría ser el doble que la de la caña de azúcar y cinco veces superior a la del maíz.


Este proceso de fermentación ya se ha probado en laboratorios y los investigadores consideran que si se puede llevar a escala industrial, las algas contribuirán notablemente a la producción de biocombustibles.

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• BIOPETRÓLEO

A pesar de utilizar algas para la obtencion de bioetanol (un biocombustible) como sustituto al petróleo, una pequeña empresa situada en Alicante se está dedicando a la producción de biopetróleo a partir de microalgas que se alimentan de CO2.
Tiene el color verde de las algas, contiene cientos de millones de seres unicelulares por mililitro cúbico, y se ha tardado varios años años en dar con la fórmula científica de cultivarlo en un medio artificial.




No solo se produce biopetróleo, sino que además se hace reduciendo las emisiones de CO2 que de otra forma acabarían en la atmósfera.




El proyecto, pretende reproducir (y acelerar) el proceso que permitió la producción de petróleo fósil, simulando las condiciones que había hace millones de años cuando el fitopláncton se convirtió en petróleo. Todo ello a gran velocidad, alimentando estas microalgas con Dióxido de Carbono, Nitrógeno y luz solar. Se trata de conseguir, como ocurrió hace 200 millones de años, que el fitoplancton en una Tierra en formación, quedó sepultado y se fosilizó, hasta que hace 150 años el hombre comenzó a extraerlo, lo llamó petróleo y creó una sociedad dependiente de este combustible.




Las microalgas se cultivan en unos tubos y se reproducen a gran velocidad gracias al CO2. Cada día esos cientos de miles de millones de seres se dividen en dos, por lo que esta biomasa es como la del mar, pero más densa. Así, en cada dos metros cúbicos de agua se producen seis kilos al día de biomasa, lo que es miles de veces más que la producción anual de soja, girasol o palma, pero usando mucho menos espacio y menos agresivamente.

Una gran ventaja es que la cantidad de CO2 que absorben las microalgas, es cerca del doble que luego emitirá el combustible producido tras la combustión. En este caso, la planta alicantina no solo evita la emisión a la atmósfera del gas de efecto invernadero, sino que además disminuye el que ya hay.

VÍDEO EXPLICATIVO DE ESTE BIOPETRÓLEO:

Proceso básico de su formación.

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• BIODIESEL

El aceite usado que habitualmente se tira por "la fregadera de las casas" puede reciclarse y convertirse en un combustible totalmente ecológico y biodegradable.


El biodiésel es un combustible de naturaleza renovable derivado de aceites vegetales o grasas animales.


Este combustible proporciona casi igual energía que el diesel convencional, además un motor que utiliza el diesel convencional también tolera al biodiesel, por lo que no se requeriría que se hagan ningún gasto para utilizar el nuevo combustible.


En la actualidad el biodiesel está cobrando fuerza ya que países como los Estados Unidos entre otros.






Ventajas

1. Es un combustible que no daña el medio ambiente. Por ser un combustible de origen vegetal en su estado 100% puro. 
2. Se produce a partir de materias primas renovables. El Biodiésel se produce a partir de aceites vegetales, vírgenes y reciclados.
3. No contiene prácticamente nada de azufre. Evita la lluvia ácida o efecto invernadero.
4. Produce, durante su combustión menor cantidad de CO2 que el que las plantas absorben para su crecimiento (ciclo cerrado de CO2).
5. El Biodiesel, como combustible vegetal no contiene ninguna sustancia nociva, ni perjudicial para la salud, a diferencia de los hidrocarburos, que tienen componentes aromáticos y bencenos (cancerígenos). 
6. Es fácilmente biodegradable, y en caso de derrame o accidente, no pone en peligro ni el suelo ni las aguas subterráneas.
7. Posee un alto poder lubricante y protege el motor reduciendo su desgaste así como sus gastos de mantenimiento.
8. Es el único combustible no contaminante alternativo a los motores de gasóleo convencional.

Desventajas

1. A bajas temperaturas puede empezar a solidificar y formar cristales, que pueden obstruir los conductos del combustible.
2. Por sus propiedades solventes, puede ablandar y degradar ciertos materiales, tales como el caucho natural y la espuma de poliuretano. Es por esto que puede ser necesario cambiar algunas mangueras y retenes del motor antes de usar biodiesel en él, especialmente con vehículos antiguos.
3. Sus costos aún pueden ser más elevados que los del diesel de petróleo. Esto depende básicamente de la fuente de aceite utilizado en su elaboración.