El ITACyL trabaja en el desarrollo de una planta experimental de bioetanol en León

Beatriz G. Amandi /DICYT El Instituto Tecnológico Agrario (ITACyL) trabaja en el desarrollo de una planta experimental de bioetanol que estará situada en Villarejo de Órbigo, en la provincia de León, y que servirá para investigar procesos y ensayar con nuevos cultivos con el fin de conocer los que son más eficientes en la obtención de esto tipo de combustibles alternativos.

Este proyecto tiene su origen en los cambios que se prevé que tengan lugar en el campo castellano y leonés tras la puesta en marcha de algunas de las reformas de la Política Agraria Comunitaria (PAC). Estas reformas suponen reducciones, a partir de 2007, en las ayudas que se reciben por el cultivo de determinados productos como la remolacha, ya que con la entrada en la Unión Europea de otros países productores del Este las ayudas se focalizarán en esa zona.

Por ello, se hace necesario buscar alternativas en los usos de los cultivos y también en sus formas de explotación, de modo que permitan un cultivo rentable y con salidas comerciales. Este es el planteamiento que desde el ITACyL se maneja para la puesta en marcha de la planta experimental de bioetanol de Villarejo de Órbigo, que permitirá investigar para optimizar procesos y resultados en la obtención de este compuesto.

Según ha indicado a DICYT el técnico de la Subdirección de Investigación y Tecnología del TACyL, Pablo Gutiérrez, el planteamiento es buscar cultivos alternativos que permitan mantener los márgenes de ganancias, y por ello se investiga en productos que puedan tener una utilidad energética, ya que se trata de producciones que actualmente disfrutan de regímenes fiscales y de subvenciones ventajosas. Este es el caso de los cultivos destinados a la producción de bioetanol o biocombustibles, en general, que están primados con una subvención de 45 euros por hectárea.

Según explica Pablo Gutiérrez, “no sirve de nada investigar en los cultivos si no lo enlazas con la producción industrial”, por ello, a la vez que se desarrollan cultivos, es necesario también desarrollar los procesos necesarios para obtener derivados como el bioetanol y el biodiesel, que son los dos principales biocombustibles y formas de aprovechamiento de la biomasa.

La planta que se creará en León tendrá la función de investigar los procesos respetuosos con el medio ambientey los modos de cultivo más óptimos para conseguir bioetanol.

Los combustibles ecológicos

Existen diferentes tipos de combustibles obtenidos a partir de materia orgánica, aunque la planta de León sólo se ocupará del bioetanol. Estos compuestos tienen diferentes nombres y orígenes.

Así, el biodiesel se obtiene a partir de colza, el girasol o aceites usados, mediante una reacción química que se conoce con el nombre de transesterificación. Esta reacción supone que los aceites reaccionan catalíticamente con un alcohol, como el metanol, para producir dos sustancias que son la glicerina y el metil esteres (nombre técnico del biodiesel), el cual tiene unas características similares al diesel que se utiliza habitualmente.

La biomasa es otro de los combustibles que se obtienen a partir de procesos ecológicos y en el que se utiliza como materia prima sobre todo cultivos como el cardo y residuos agroforestales y agroalimentarios. En este caso, se emplea sobre todo para procesos de combustión ya que se suele quemar en calderas o gasificadores, que producen un gas pobre y se puede utilizar para el funcionamiento de motores.

Finalmente, el bioetanol es un compuesto cuyas propiedades físicas se asemejan más a la gasolina aunque actualmente se mezcla con diesel para hacer e-diesel, producto que ya se comercializa en algunas gasolineras. En este caso, el ITACyL está abriendo una línea de investigación para conseguir bioetanol a partir de un cultivo tropical llamado pataca, un tubérculo parecido a la patata que se emplea en España. También se está estudiando la viabilidad de usar otros cultivos como remolacha alcoholígena o la achicoria y desarrollando procesos para usar como materia prima la materia lignocelulósica que se encuentra en la paja de cereal. El producto que se vienen utilizando habitualmente para conseguir bioetanol es el grano de cereal.

Los procesos para conseguir bioetanol son siempre parecidos, sin embargo, varían en las condiciones a las que deben ser sometidos los productos como la temperatura, complejos enzimáticos o los microorganismos de la fermentación. Por ello, la planta de León, que estará construida a lo largo de 2007, tendrá unas dimensiones pequeñas, y pretende servir para experimentar cuáles son las condiciones más óptimas en cada caso y poder extenderlas a los procesos industriales a gran escala. Allí se espera poder experimentar con cultivos como la pataca, la remolacha, la achicoria y el grano de cereal, y además contará con unos potentes laboratorios específicos para complementar este tipo de análisis y estudios.

Funcionamiento de una planta de bioetanol

El proceso para obtener el biotenol son básicamente tres: moler el grano y mezclarlo con agua; calentarlo a elevadas temperaturas para separar sus componentes; y por último, conseguir la fermentación hasta obtener el grado de concentración deseado. Según Pablo Gutiérrez, el proceso que se realiza en una planta comienza por moler la materia prima, por ejemplo en el caso del grano de cereal, se muele hasta que se consigue una granulometría determinada, es decir, un polvo de un determinado tamaño de partícula. Después, se hace una suspensión empapándolo con agua hasta obtener una mezcla con el porcentaje deseado. Este fluido se traslada a otro tanque en el que se aumenta la temperatura hasta 90 ó 120 grados centígrados en función del tipo de proceso y producto que se está tratando. Allí se mantiene un tiempo determinado para que se produzca el proceso químico que rompe las estructuras de almidón y aumenta la viscosidad de la suspensión. Es en este punto del proceso cuando se añaden enzimas para romper las cadenas moleculares que forman el almidón y de esa manera ir separando los diferentes componentes. Esta ruptura de cadenas moleculares permite obtener moléculas (maltodextrinas) más adecuadas al producto final que se busca. Concluido el proceso anterior, al que se llama liquefacción, se inicia la sacarificación, en la que también interviene otro tipo de enzima, en este caso, para conseguir liberar los azúcares sencillos para que puedan ser utilizados por las levaduras en la siguiente etapa, que es la fermentación. Estas etapas son delicadas y es importante controlar algunas condiciones como el ph (acidez del medio) o temperatura. Una vez que se obtienen los azúcares, ya se puede fermentar el producto. En los fermentadores se añaden levaduras y se controlan los parámetros del proceso, concentración de azúcar, el ph y la temperatura y concentración de etanol. Después, en unas torres de rectificación se separan los diferentes compuestos, de modo que se obtiene una sustancia compuesta por el 96% de etanol y 4% de agua. La siguiente etapa es la deshidratación, que al eliminar el agua permite obtener una mezcla que llega a tener etanol al 99%. Este etanol es el que se mezcla con la gasolina para ser utilizado ya directamente. En total el proceso puede tener una duración diferente, dependiendo del tipo de cultivo y los tiempos que requiera, pero generalmente oscila entre las 48 y las 72 horas. La planta de Villarejo de Órbigo servirá para conocer mejor estos procesos y buscar alternativas al empleo de cultivos como el grano (el más empleado actualmente), ya que es una materia prima empleada también para otros fines y eso supone que exista una gran fluctuación en los precios de mercado.