Universitarios producen biocombustibles gaseosos a partir de residuos de la industria vitivinícola

Universitarios producen biocombustibles gaseosos a partir de residuos de la industria vitivinícola

Por Marytere Narváez Mérida, Yucatán. 17 de agosto de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Para Julio Sacramento Rivero, profesor investigador de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Autónoma de Yucatán (FIQ Uady), la sustentabilidad o sostenibilidad puede entenderse a partir de tres pilares fundamentales: el ambiental, el social y el económico. sustentable head 81717 “Un proyecto, proceso o empresa se puede considerar a sí misma sostenible o sustentable cuando demuestra que es económicamente factible, así como ambiental y socialmente responsable”, indicó el investigador en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt. De acuerdo con el investigador, adscrito con nivel I al Sistema Nacional de Investigadores (SNI), el paradigma económico anterior buscaba producir la mayor cantidad al menor costo posible, sin pensar en el agotamiento de los recursos naturales o en el futuro de las siguientes generaciones. Dr. Freddy Navarro Dr. Julio Sacramento y Dr. Fernando Morales investigadores de la Universidad Autonoma de Yucatan UADYmn Dr. Freddy Navarro, Dr. Julio Sacramento y Dr. Fernando Morales, investigadores de la Universidad Autónoma de Yucatán UADY. “El concepto de sustentabilidad cambia un poco el paradigma. Es un concepto multidisciplinario que abarca muchos factores, pero la idea principal es realizar acciones productivas y rentables sin agotar los recursos”, indicó el investigador. Generalmente, en las propuestas de desarrollo de nuevos sistemas de producción se evalúa de manera predominante el impacto económico a partir de la relación costo-beneficio de los productos obtenidos. “Si vamos a proponer hacer bioetanol de residuos agroindustriales, deberemos costear el valor de una planta y de la producción y evaluar si es competitivo con el biocombustible que va a reemplazar, que en este caso sería gasolina”, indicó Sacramento Rivero. Análisis de ciclo de vida Además de los pilares económico, social y ambiental, la sustentabilidad está integrada por diferentes dimensiones que incluyen aspectos culturales, institucionales, históricos, etcétera, y para estudiar cada dimensión existe un gran número de opciones. Entre estas, los investigadores de la Facultad de Química de la Uady desarrollan la metodología de análisis de ciclo de vida. “El análisis del ciclo de vida es un análisis ambiental que consiste en caracterizar la cadena completa de suministro de energía o ruta tecnológica. No nos vamos a la planta donde se produce el biocombustible y medimos sus emisiones, como se hacía en 1980, sino que analizamos todos los pasos que tienen que suceder desde que se genera un aceite comestible o un aceite exclusivo para hacer biodiesel, hasta que se utiliza en los automóviles”, expresó Sacramento Rivero. El estudio de la cadena de suministro de energía incluye el registro de emisiones de gases tóxicos y los impactos que pueden tener a lo largo del tiempo y su distribución en el espacio. “Si importamos aceite de Argentina, las emisiones empiezan a generarse ahí y terminan en México cuando se quema el combustible. Eso es, a grandes rasgos, un análisis de ciclo de vida y es como medimos el aspecto ambiental”, indicó. Análisis social, atención al contexto De acuerdo con Sacramento Rivero, para evaluar el aspecto social de un determinado proyecto existen más oportunidades para innovar debido a que depende, en gran medida, del contexto en el que se realice. “Los impactos sociales de una empresa transnacional que se sitúa en Yucatán van a ser diferentes que los impactos de una empresa pequeña de un inversionista local, tanto positivos como negativos, ambas pueden resultar terriblemente mal o excelente”, apuntó. Dr. Freddy Navarro academico de la Universidad Autonoma de Yucatan UADYmn Dr. Freddy Navarro, académico de la Universidad Autónoma de Yucatán UADY. Como parte de sus actividades en el Clúster de Biocombustibles Sólidos (BCS) del Centro Mexicano de Innovación en Bioenergía (Ceme-Bio) —financiado por el Fondo de Sustentabilidad Energética de la Secretaría de Energía (Sener) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt)—, los investigadores desarrollan nuevas metodologías e indicadores para medir el impacto de la producción de biocombustibles en México, incluyendo aquellos que ya se han monitoreado previamente por diversas instituciones, como el ingreso de las personas, el número de trabajos y la calidad de vida. “Una parte importante que está considerando la Secretaría de Energía es la percepción tanto del productor de biocombustibles como de la zona que podría ser afectada. Lo que se quiere es que el productor promueva el desarrollo local a través de la educación, la creación de empleos e incentivos para que la gente cree sus propias empresas que ayuden a la generación de biocombustibles, entre otros”, indicó Freddy Navarro, profesor investigador de la FIQ de la Uady. De acuerdo con Navarro, también se busca fomentar el respeto de los usos y costumbres de los habitantes para evitar generar un choque entre estos y los empresarios o dirigentes de proyectos de producción de energía. Sin embargo, esto puede resultar difícil porque aun dentro de las comunidades puede haber puntos de vista contrarios ante el desarrollo de proyectos productivos. “Algo que llama la atención es que muchas veces los empresarios prefieren ir directamente con la comunidad y crear grupos focales con líderes locales antes que ir con las alcaldías o los medios gubernamentales”, comentó. Junto con el doctor Julio Sacramento, el investigador trabaja en el desarrollo de una metodología que permita cuantificar la sostenibilidad a partir del aprovechamiento de una determinada materia prima con el objetivo de facilitar la comparación entre varios procesos. “La materia prima para generar biocombustible es biomasa, pero la biomasa es una materia prima muy versátil. Dependiendo de cómo la quieras aprovechar puedes obtener varios productos, ya sea biodiesel o bioturbosina a partir del aceite, etanol a partir del material lignocelulósico”, comentó. Desarrollo de herramientas digitales Fernando Morales Mendoza, académico de la Facultad de Ingeniería Química de la Uady y exbecario Conacyt, realiza estudios enfocados en el ecodiseño de procesos a partir de optimización multicriterio, análisis de decisiones multicriterio y desarrollo de herramientas de inteligencia artificial, como las redes neuronales. Dr. Fernando Morales Mendoza academico de la UADYmn Dr. Fernando Morales Mendoza, académico de la UADY. “Uno puede ser ambientalmente amigable, pero el otro económicamente puede ser más viable, mientras que otro puede producir un mayor impacto social mediante más empleos pero ambientalmente no conviene. ¿A qué le damos más peso entonces?”, comentó. Para ello, se implementan herramientas de análisis de decisión multicriterio que permiten tomar una decisión valorando los diferentes aspectos que conforman un determinado proceso. “No hay una decisión concluyente, sino que cada cosa tiene ventajas y desventajas. La decisión en este análisis se basa en todos los criterios posibles de comparación”, indicó. Morales Mendoza se ocupa de estandarizar los datos obtenidos en el análisis del ciclo de vida y la evaluación económica y social para generar puntos de comparación. “Yo me encargo de desarrollar herramientas computacionales para poder agilizar y automatizar estas decisiones”, apuntó. El resultado final de las metodologías de análisis de sustentabilidad dará paso a la generación de una plataforma en Internet de consulta para empresarios y tomadores de decisiones en el campo de la producción de energía renovable. El investigador de la Uady participa también en el estudio de cadenas de suministros sustentables como parte del Laboratorio Nacional de Sistemas de Transporte y Logística. “Entre muchas otras cosas, contribuimos en diseñar y rediseñar cadenas de suministro tomando en cuenta puntos de vista de sustentabilidad, aportando herramientas y evaluaciones”, apuntó.
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FUENTE: Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior, ANUIES, www.anuies.mx

En el Instituto de Ingeniería de la UNAM, Germán Buitrón Méndez y su grupo recuperan hidrógeno y metano de las vinazas en aguas residuales para generar energía limpia

En Querétaro, donde se ubica el campus Juriquilla de la UNAM, la industria vitivinícola crece a un ritmo de 15 a 20 por ciento anual. Al hacer los vinos se generan aguas residuales ricas en vinazas, que expertos del Instituto de Ingeniería (II) aprovechan para producir biocombustibles gaseosos.

Las vinazas son un subproducto líquido de la destilación del mosto o zumo de uva durante el proceso vitivinícola. Contienen piel, semillas y residuos del jugo de la fruta y son ricas en materia orgánica y nutrientes como nitrógeno, azufre y fósforo; también tienen potasio y alcoholes.

A partir de éstas, en el Laboratorio de Investigación en Procesos Avanzados de Tratamientos de Agua (LIPATA), dependiente del II, Germán Buitrón Méndez y su equipo obtienen hidrógeno y metano, útiles para producir energías sustentables a partir de gases.

Así, al tiempo que limpian las aguas residuales aprovechan algunos de sus componentes para generar un producto con valor agregado, explicó Buitrón Méndez, coordinador del LIPATA y miembro del nivel tres del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).

“Buscamos todos los lodos (subproductos del tratamiento de aguas residuales) posibles y la obtención de metano, y luego, en vez de quemarlo, pretendemos introducirlo a un motogenerador para tener calor y electricidad que sea utilizada para operar una planta, y si sobra, venderla”, explicó.

Esta investigación forma parte del Centro Mexicano de Innovación en Energía (CEMIE-Bio), un proyecto del Fondo de Sustentabilidad Energética de la Secretaría de Energía (Sener) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), encaminado a impulsar la generación y uso de energías limpias.

“Trabajamos en el clúster de biocombustibles gaseosos. Buscamos transformar los residuos a metano e hidrógeno, reducir la contaminación y aprovechar el recurso como materia prima para generar energía”, remarcó.

Vinazas como sustrato

Buitrón Méndez comentó que obtienen las vinazas y en dos etapas las transforman, en laboratorio, en biocombustibles gaseosos.

Pero las bioenergías por sí solas no cambiarán el consumo de combustibles fósiles, porque es poco lo que pueden aportar, aclaró. El valor agregado está en el tratamiento de los residuos, con la obtención de biogás, biocombustibles e hidrógeno que pueden ser utilizados para otros fines.

Por ejemplo, el hidrógeno se puede emplear para producir electricidad en celdas de combustible, y para mejorar la calidad del biogás y transformarlo en biometano, que es semejante al gas natural.

“Damos valor agregado a los residuos en cada etapa. Usamos el hidrógeno para producir electricidad, para mejorar el biogás y transformarlo a gas natural, o podemos utilizar el metano para producir electricidad. Queremos que los residuos de las plantas de tratamiento de aguas también se aprovechen”, remarcó.

El agua residual, más que un desperdicio, se convierte en este proyecto en materia prima. “Eso es lo que queremos, acercarnos a los productores agrícolas y que se aproveche como electricidad en las mismas agroindustrias”, concluyó.

En el LIPATA ensayan estos procesos a nivel experimental, en pequeños reactores que están próximos a escalarse a planta piloto.

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