Biorrefinerías: la importancia de buscar nuevas fuentes energéticas y productos naturales de alto valor agregado

Conocidos son los efectos contaminantes de combustibles como el petróleo y el carbón, especialmente la emisión de gases nocivos a la atmósfera como monóxido de carbono, óxido de nitrógeno y óxido de azufre. Para revertir estos daños, se buscan alternativas de origen biológico que proporcionan una fuente de energía reciclable e inagotable. Sin embargo, la utilización de materias primas orgánicas como fuente energética presenta algunas dificultades relacionadas con su uso eficaz.

Selva Pereda, investigadora independiente del CONICET en la Planta Piloto de Ingeniería Química (PLAPIQUI, CONICET-UNS), donde dirige un grupo de Biorrefinerías y combustibles no convencionales, asegura que en los últimos años hubo un auge en la producción de combustibles a partir de biomasa y explica que su equipo estudia tecnologías alternativas para la producción de biodiesel, ya que las convencionales son contaminantes y tienen rendimientos bajos.

“Nuestro grupo se dedica al estudio y desarrollo de tecnologías intensificadas por presión, más conocidas como tecnologías supercríticas. La idea es llevar a cabo procesos más eficientes usando solventes no contaminantes, tratar de consumir menos energía y aprovechar la biomasa en forma integral. Por ejemplo, en el caso del biodiésel, desarrollamos una tecnología que permite usar materias primas baratas sin utilizar catalizadores contaminantes y no requiere de grandes volúmenes de agua para hacer el proceso. El equipo nace con esa filosofía: hacer un uso responsable y sustentable de la biomasa”, afirma Pereda.

En Argentina existen varias plantas de producción de biodiésel que trabajan con tecnología importada y otras de menor escala con tecnología que difícilmente resultan eficientes. En ese sentido, el grupo también desarrolla herramientas sobre la base de modelos matemáticos, útiles para mejorar la operación de equipos instalados actualmente como por ejemplo columnas de lavado de biodiésel.

“Somos un grupo de termodinámica aplicada, analizamos los procesos desde el punto de vista de su alcance y consumo energético. No sólo es de nuestro interés el biodiésel sino que también desarrollamos modelos para describir mezclas de combustibles fósiles y biocombustibles (blends), cuyas propiedades lógicamente difieren de las del combustible fósil original. Estamos trabajando en eso y en la producción y purificación de combustibles nitrogenados”, agrega la investigadora.

El biodiésel se produce mediante un proceso químico llamado transesterificación, a través del cual aceites se combinan con alcohol para generar una reacción que produce ésteres de cadenas largas y alto peso molecular. Esta vía no sólo es utilizada para la producción de biocombustibles, es también el camino usado por empresas cosméticas ya que ese tipo de ésteres son la base de muchos de sus productos como cremas, detergentes y shampoos, entre otros. Pereda explica que una de las más importantes empresas de este rubro en el mundo tiene interés en la tecnología supercrítica y ha contratado proyectos para la evaluación de la misma.

Asimismo, aclara que para lograr rendimientos elevados, el biodiésel comercial se produce a partir de aceite refinado. “Es el mismo que se compra en la góndola del supermercado, por eso resulta una materia prima demasiado costosa a diferencia de la tecnología supercrítica que permite el uso de aceites sin refinar y residuales. Por esta razón hemos creado un consorcio junto con la Municipalidad de Bahía Blanca y empresas de transporte público para reciclar el aceite que usan las grandes cadenas de restaurantes. Queremos hacer un prototipo piloto y, si funciona bien, la idea es procesar aceite residual de las grandes ciudades argentinas”, dice.

Además, la investigadora comenta que frente a la consulta de un organismo del sector privado sobre la recuperación de aceite ocluido en borras de soja, subproductos del proceso de refinado, hicieron un proyecto aplicando tecnologías supercríticas que más tarde dio inicio a una nueva línea de investigación en el grupo.

“Los proyectos de transferencia no sólo son interesantes para brindar nuevos conocimientos a la sociedad, sino también para orientarnos a trabajar en áreas que tienen demanda y necesidades fuera del sector académico. Me interesa destacar el ejemplo de iniciar una línea de investigación a partir de un proyecto con poco dinero y ejecutado en un plazo de sólo dos meses. Mañana si alguna empresa está interesada tendremos la respuesta que antes de esa iniciativa no teníamos. Hoy contamos con una tecnología completamente alternativa para proponer”, concluye Pereda.

Aportes para la extracción de compuestos bioactivos

Existe una gran variedad de materias primas para extraer compuestos de alto valor agregado, aunque es difícil extraerlos de productos naturales. Usualmente los procesos mediante los cuales se obtienen esencias y aromáticas ocurren a baja presión y usan solventes orgánicos que están inhabilitados para ser utilizados en ciertos productos farmacéuticos o alimenticios, por lo que deben retirarse del producto natural en cuestión, generando un costo asociado. Esto podría evitarse recurriendo a la tecnología intensificada por presión, mediante procesos conocidos como extracción y fraccionamiento supercrítico, es decir que ocurren a alta presión, usan solventes gaseosos y no dejan residuos en el producto.

Pereda, agrega que resulta interesante el hecho de que estos procesos pueden ser llevados a cabo a temperatura ambiente, de esta manera, no desnaturalizan complejos bioactivos, lo que es fundamental para la calidad del producto final.

“Actualmente nos consultan para hacer transferencia en el tema de concentración de linalool, un aceite esencial presente en cítricos que por su perfume es utilizado en productos aromáticos y como saborizante. Hay gente interesada pero todavía nos falta conseguir dar el primer paso que es una inversión importante. La mayor dificultad es que los pequeños productores que trabajan en la extracción de esencias y aromáticas no siempre tienen capacidad de inversión para este tipo de tecnología que ofrecemos, en las cuales se obtiene un producto de mayor calidad pero es más costoso”, dice Pereda.