El sector de la aviación mundial contribuye con el 5% de las emisiones de CO2. El crecimiento de esta industria se estima en 4.8% hasta el año 2036, por lo que se duplicarán los requerimientos de combustible. De continuar utilizando combustibles fósiles, para el año 2050 el sector aeronáutico podría contribuir con el 30% de las emisiones de CO2 en el mundo.
Por ello, la Agencia Internacional de Transporte Aéreo (IATA, por sus siglas en inglés) estableció una estrategia para garantizar el desarrollo sostenible de la aviación. Uno de los pilares de ese plan tiene que ver con los biocombustibles. Derivado de esa estrategia, Aeropuertos y Servicios Auxiliares (ASA) en México propuso una iniciativa, en 2010, para impulsar la cadena de suministro de la bioturbosina y, gracias a estas actividades, un equipo de investigadores de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ) inició, ese mismo año, un proyecto para el desarrollo de bioturbosina.
El grupo de científicos trabaja con cuatro materias primas para producir el biocombustible para aviones; dos de ellas se cultivan, pero no se usan para el consumo humano, con el fin de no afectar la seguridad alimentaria. “Utilizamos el aceite vegetal de las plantas jatrofa e higuerilla, de microalgas y del aceite comestible residual. La jatrofa e higuerilla son dos especies de cultivos que tienen un alto potencial productivo en México; la higuerilla tiene un potencial de 10 millones de hectáreas y la jatrofa tiene alrededor de 7 millones de hectáreas. Las microalgas tienen la virtud de que pueden cultivarse en suelos que no son fértiles, como zonas desérticas, absorben el CO2 y tienen una elevada productividad por hectárea. Y el aceite residual de cocina es una materia prima que se genera de manera constante durante todo el año, sobre todo en cocinas de hogares y restaurantes. Éste, habitualmente se tira en las tarjas o drenaje, causando daños al medio ambiente y subsuelo. Al recolectarlo y transformarlo en biocombustible, se resolvería ese problema de contaminación”, explica la doctora Claudia Gutiérrez Antonio, jefa de la División de Investigación y Posgrado de la Facultad de Química de la UAQ y líder del proyecto.
La investigadora comenta que los aceites vegetales obtenidos de estas cuatro materias primas se someten a dos procesos. Uno de ellos es la desoxigenación, que es una reacción que se lleva a cabo a altas presiones y temperaturas para eliminar el oxígeno contenido en los triglicéridos y ácidos grasos de los aceites. Esto se hace para evitar que la bioturbosina se congele en las elevadas altitudes a las que vuelan los aviones.
Derivado de este primer proceso, se obtienen hidrocarburos de cadena larga, es decir, del carbono 20 en adelante; por lo que se someten a un segundo proceso, conocido como craqueo e isomerización, para obtener hidrocarburos en el rango del carbono 8 a 16, que corresponde a la bioturbosina.
El proyecto ha crecido y actualmente estamos trabajando con el Centro de Investigación Científica de Yucatán en el desarrollo de catalizadores que nos permitan obtener mayores rendimientos.
Además, se generan otros tres biocombustibles: diésel verde, naftas y gases ligeros. Posteriormente, se hace la purificación de los cuatro productos mediante la destilación.
Gutiérrez Antonio señala que se está estudiando el rendimiento de cada materia prima. Hasta ahora, se ha encontrado que la mayor productividad la tiene el aceite de microalgas, ya que aproximadamente se obtienen 76 kg por hora de bioturbosina por cada 100 kg por hora de aceite de microalgas que se ingresan a los procesos. Se trabaja también en establecer estrategias para disminuir el consumo de energía durante el tratamiento, con el fin de ayudar a que el precio final de la bioturbosina sea competitivo para las aerolíneas.
“El proyecto ha crecido y actualmente estamos trabajando con el Centro de Investigación Científica de Yucatán en el desarrollo de catalizadores que nos permitan obtener mayores rendimientos. También, con la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, estamos trabajando en la optimización de la cadena completa de suministro, es decir, [desde] planear dónde se producirá la materia prima y dónde se va a procesar, [hasta] el costo del transporte, tanto de los materiales como del biocombustible”, indica la investigadora de la UAQ, quien es doctora en Ciencias en Ingeniería Química por el Instituto Tecnológico de Celaya, y es miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).