Etanol para biocombustible
El etanol es un combustible que ofrece ventajas en virtud de sus características físicas y químicas, que pueden ser resumidas como un líquido de baja densidad y alta fluidez con alto calor de combustión, pero sobre todo considerando las materias primas de origen y su sustentabilidad, los costos de producción y transporte y los bajos efectos negativos en el ambiente.
La principal fuente para la obtención de alcohol es la biomasa, específicamente aquella que lleva a una importante producción de glucosa, la molécula precursora del alcohol en el proceso de fermentación (descrito por Pasteur en 1857). Se entiende por biomasa fermentable a toda materia agrícola constituida por microorganismos y plantas.
Las principales características que debe tener una biomasa para ser utilizada como fuente de energía, son:
+ Explotabilidad y mejor aprovechamiento de los recursos actuales de biomasa existentes.
+ Posibilidad del cultivo agrícola de plantas con ese propósito. Al elegir el cultivo, factores a tener en cuenta son la captura con máxima eficacia de la luz del sol y la asimilación del CO2 de la atmósfera.
+ Posibilidad de utilización de los productos secundarios de la producción de etanol por la biomasa.
Actualmente, se utilizan tres tipos de materias primas para la producción de etanol en gran escala:
llevada a cabo principalmente por levaduras, produciendo etanol y CO2, en un proceso que ocurre en unas 48 horas. Típicamente una tonelada de caña de azúcar limpia contiene unos 135 kg de sacarosa que producen unos 85 litros de etanol.
+ Con alto contenido de almidón, como maíz, papa. El almidón se hidroliza durante el proceso de producción para producir glucosa que fermenta a etanol por las levaduras. Desde un punto de vista teórico, una tonelada de maíz pueden producir 380 litros de etanol pero la media de la producción industrial es de 324 litros.
+ Con alto contenido de celulosa, como los residuos agrícolas y la madera. La producción de cereales genera una gran cantidad de residuos agrícolas, principalmente tallos y hojas. Una cantidad substancial de estos residuos, que son poco aprovechados, se puede utilizar como materia prima para la producción de etanol sin afectar el equilibrio ecológico. La producción de etanol a partir de estos residuos agrícolas (como tallos de trigo) requiere un proceso para liberar las moléculas de glucosa constitutivas de la celulosa y de las hemicelulosas, que constituyen 30-50 % y 20-35 % del material de la planta, respectivamente. Plantas industriales de producción de alcohol celulósico instaladas en Canadá intentan producir alcohol combustible a aproximadamente 0.30 dólares/litro para fines de 2008.
Combustibles basados en bioetanol:
El etanol ofrece diversas posibilidades de mezclas para la obtención de biocombustibles, los que se están utilizando con los siguientes nombres y propiedades:
-E5: es una mezcla de 5% etanol y 95% de nafta. Esta es una mezcla habitual, es la máxima autorizada en la actualidad por la regulación europea.
-E10: es una mezcla de 10% de etanol y 90% de nafta. Esta es la mezcla más utilizada en los Estados Unidos, ya que hasta esta proporción de mezcla los motores no necesitan ninguna modificación e incluso produce una elevación de un octano en la gasolina. Consecuentemente, mejora su resultado y se obtiene una reducción en la emisión de gases contaminantes.
-E85: es una mezcla de 85 % de etanol y 15 % de nafta y requiere motores especiales. En los Estados Unidos, las marcas mas conocidas ofrecen vehículos adaptados a estas mezclas. También se comercializan, en algunos países, vehículos con motores adaptados a una variedad de mezclas (motores Flex). En estos motores, sensores especiales pueden determinar la mezcla de carburantes y ajustar automáticamente la sincronización de ignición del motor y los coeficientes aire/combustible. Estos motores permiten la utilización de cualquier relación nafta/alcohol y hasta la utilización de nafta pura.
-E95 y E100: mezclas de hasta 95 % y 100% de etanol se utilizan en motores especiales para esos usos. Su uso en Brasil es muy difundido.
-E-DIÉSEL: el etanol permite su mezcla con gasoil utilizando un aditivo solvente y se produce un biocombustible diésel, con muy buenas características en cuanto a combustión y reducción de contaminación ofreciendo así otras alternativas de uso de etanol en los vehículos diésel.
-ETBE: No se comercializa como combustible, sino que se utiliza como aditivo de la nafta.
El ETBE (etil ter-butil éter) se obtiene por síntesis a partir del etanol y el isobutileno, subproducto de la destilación del petróleo. Posee las ventajas de ser menos volátil, y más miscible con la nafta que el propio etanol y, como el etanol, se adiciona a la nafta en proporciones de 10-15%. La adición de ETBE aumenta el índice de octano de la nafta y evita la adición de derivados de plomo, práctica casi extinguida.
