El biocombustible que viene del mar, con sello español

Investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos, en colaboración con la Universidad Islámica Azad (Irán), han desarrollado un biocombustible a partir de microalgas como alternativa sostenible a los combustibles fósiles.

El trabajo contempla la producción de biocombustible a partir de microalgas sin generar residuos.
El trabajo contempla la producción de biocombustible a partir de microalgas sin generar residuos.

La emergencia climática que vivimos hace que las investigaciones en busca de soluciones energéticas sostenibles cobren una gran importancia. En este contexto se inscribe el trabajo de la doctora Alejandra Sánchez-Bayo que, durante varios años, ha trabajado para desarrollar varios tipos de biocombustibles a partir de las microalgas, sin producir residuos. La tesis doctoral fruto de la investigación y calificada en el momento de su defensa con sobresaliente cum laude, ha sido premiada por el Consejo Social de la Universidad Rey Juan Carlos.

La materia prima con la que trabajan reúne todos los requisitos necesarios para contribuir a la sustitución de los combustibles procedentes del petróleo: las microalgas. Estos microorganismos son utilizados tanto para la producción de biocarburantes como para la obtención de alimentos, y son productos de alto valor para la industria cosmética y farmacéutica. De esta forma, se logra un aprovechamiento completo de toda la biomasa de la microalga, minimizando así la generación de residuos. “Además, una de las ventajas que presentan estos microorganismos es que no compiten con la alimentación humana en cuanto a zonas de cultivo”, destaca Gemma Vicente, coautora del estudio publicado recientemente en la revista científica Processes.

Su valor en la producción de biocarburantes, cosmética y alimentación hace que el aprovechamiento de las microalgas sea completo

El trabajo demuestra que es posible generar tres tipos de biocombustible usando las microalgas como materia prima. Aplicando diferentes procesos (licuefacción hidrotermal, catalizador biológico a partir de enzimas y digestión anaerobia) a un cultivo de microalgas, la doctora Sánchez-Bayo ha conseguido producir combustible parecido al queroseno, biodiesel y biogás, con un aprovechamiento integral de la materia prima, es decir, sin generar residuos. Los biocombustibles producidos tienen una aplicación directa en la industria de la automoción y del transporte aéreo, entre otras.

El cultivo de algas para biocombustible no interfiere con cultivos dedicados al consumo humano.
El cultivo de algas para biocombustible no interfiere con cultivos dedicados al consumo humano.

Un gran avance en biocombustible

Los ensayos llevados a cabo por el equipo científico han incorporado por primera vez la utilización de catalizadores basados en óxidos metálicos para obtener una buena calidad en el biocombustible de microalgas mediante un proceso de licuefacción hidrotérmica. “La licuefacción hidrotérmica que se ha planteado en este trabajo es un proceso termoquímico, que puede llevarse a cabo en presencia o no de un catalizador, capaz de convertir en un único paso la biomasa húmeda en un biocrudo que, tras ser tratado como un crudo de petróleo, da lugar al biocombustible” explican los investigadores de la URJC. Según las pruebas realizadas, el grupo de investigación ha demostrado que con este proceso no es necesario invertir grandes cantidades de energía para secar la biomasa, a diferencia de otros procesos habituales de aprovechamiento energético de esta materia prima.

El proceso de licuefacción hidrotérmica se lleva a cabo en un reactor que trabaja a presiones de 40–200 bar y temperaturas entre 200 y 370 ºC. En este reactor, se introducen la pasta húmeda de microalgas (procedente del cultivo) y el catalizador, un óxido metálico que actuará como acelerador del proceso. La mezcla resultante se somete a la temperatura y presión adecuada durante al menos 10 minutos, tiempo necesario para que la biomasa se convierta en el biocombustible deseado.

El uso de catalizadores permite obtener mayor cantidad de biocombustible

“Los resultados nos han permitido ver cómo la presencia de nitrógeno y oxígeno disminuye en el biocrudo, cuando se utilizan estos catalizadores, mejorando así la calidad del biocombustible final. Además, hemos comprobado que la cantidad de biocombustible generada es superior cuando se emplean estos catalizadores frente a cuando la reacción sucede en ausencia de ellos”.

Las propiedades del biocombustible final obtenido se estudiarán mediante distintas técnicas analíticas e instrumentales permitiendo comprobar si se asemejan a las de los gasóleos convencionales. Estos resultados novedosos permitirán avanzar hacia la producción de nuevos biocombustibles de carácter renovable, convirtiéndose en una alternativa sostenible a los combustibles procedentes del petróleo.

El trabajo de la doctora Alejandra Sánchez-Bayo ha sido dirigido por los profesores de la ESCET Fernando Bautista y Gemma Vicente, y plantea una perspectiva interdisciplinar dentro del campo de las ciencias experimentales, “abarca una parte biológica, bioquímica y de ingeniería”, explica la autora. Su tesis ya ha dado lugar a 5 publicaciones científicas en medios de prestigio dentro del sector y, añade Alejandra “se espera que se publique alguna más en los próximos meses”.

 

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