miércoles, 5 de julio de 2006

Gasolineras sin control de alcoholemia

El pasado 20 de junio, dos gigantes industriales, la química DuPont y la petrolera BP, anunciaban conjuntamente su apuesta para desarrollar, producir y poner en el mercado una nueva generación de biocombustibles. La idea que subyace detrás de la alianza es ser capaces de mejorar las capacidades de los biocombustibles actualmente existentes y participar así en un nuevo mercado que se estima que, en un futuro relativamente próximo, pueda suponer el 20-30% del total de combustibles usados en transporte.

El negocio parece prometedor y no hay más que darse una vuelta por los listados de las diferentes Bolsas europeas para constatar que aquellos valores que cotizan en Bolsa y que tienen que ver con las energías alternativas (biocombustibles incluidos), andan subiendo como la espuma. Claro que todo lo que sube baja y lo mismo estamos ante otra burbuja tecnológica como la de Terra, Jazztel y similares.

El primer producto que DuPont y BP quieren poner en el mercado es el biobutanol. Para ello han puesto en común la experiencia de DuPont en el ámbito de las biotecnologías y las capacidades de producción y distribución de combustibles de BP. El prefijo bio no debe confundir a los no iniciados. En realidad, el biobutanol es lo que los químicos conocemos habitualmente por n-butanol. El aditamento bio solo indica que ha sido producido a partir de componentes vegetales como la caña de azúcar, la remolacha, el maiz o el trigo. De hecho, la tercera pata del banco en este negocio incipiente es una compañía llamada British Sugar (Azúcar Británico), así que huelgan los comentarios.

El n-butanol es el cuarto hermano de la bien conocida familia de los alcoholes alifáticos. Esta familia empieza por el metanol, un alcohol de cuidado, que ha causado muchos problemas en forma de cegueras, calvicies y muertes, cuando se ha usado como sucedáneo del alcohol de las bebidas por gente indeseable o ignorante de su peligrosidad. El metanol, de fórmula CH3OH, precede en la serie al alcohol de las bebidas alcohólicas (CH3-CH2-OH), presente en vino, cerveza y bebidas más fuertes. El siguiente de la serie es el n-propanol, casi un desconocido para el gran público (CH3-CH2-CH2-OH). Tras éste aparece nuestra estrella invitada de hoy, el n-butanol (CH3-CH2-CH2-CH2-OH).

Aunque la producción inicial de biobutanol se basará en tecnologías ya existentes para producir bioetanol a partir de biomasa, están en investigación nuevos procedimientos que harán la producción de biobutanol más competitiva. En el fondo, este no es sino un escalón más en el intento de producir combustibles a partir de una materia prima renovable, la biomasa, adecuadamente transformada. Partiendo de una selección de vegetales adecuados que, al haber crecido gracias al mecanismo de la fotosíntesis, han utilizado la luz del sol y el CO2 existente en la atmósfera para generar dichas plantas, podemos aprovechar sus contenidos en carbohidratos (ver entrada del día 29 de junio) para obtener estos bioalcoholes. Su posterior combustión en motores, para producir CO2, agua y calor, no contribuye al efecto invernadero, a diferencia del petróleo o el carbón fosilizados hace siglos, puesto que con la combustión devuelven el CO2 que recientemente han utilizado para crecer, lo que no incrementa de forma significativa y en una corta escala de tiempos el contenido en la atmósfera de ese gas.

El proceso de transformación de la biomasa en alcohol es, generalmente, un proceso fermentativo a base de microorganismos, similar al que transforma la glucosa de la uva en el alcohol del vino. Y así, la producción de etanol por fermentación de la glucosa u otros carbohidratos contenidos en cultivos sostenibles como la caña de azúcar o el maiz es un proceso bien conocido desde los tiempos preindustriales. El que ello ocurra hay que agradecérselo a un “bichito” (de la familia de los Saccharomyces), al que habría que dedicar un monumento o una calle en todas las ciudades y no a otros especímenes de la raza humana, que han dedicado sus vidas a matar congéneres o toros de lidia o a dar patadas a un balón.

Como consecuencia de la primera gran crisis del petróleo de los años 70, algunos países y, sobre todo, Brasil, comenzaron a producir etanol de esta forma y a usarlo como combustible en lugar de gasolina. Ya entonces, algunas marcas como la Volkswagen desarrollaron automóviles que funcionaban sólo con bioetanol. Hoy en día, el asunto se está retomando a nivel mundial y Ford vende ya un Ford Focus que puede funcionar con bioetanol, con mezclas de alto contenido en él y gasolina (por ejemplo, 85/15 bioetanol/gasolina) o con gasolina pura. Pero se trata de motores específicamente diseñados para estos nuevos retos.

En el entretanto, no es una cuestión a desdeñar el poder utilizar en nuestros actuales motores de combustión interna tipo Otto, mezclas con contenidos crecientes en bioetanol, sin hacer grandes cambios en el sistema de carburación. El problema es que el bioetanol lleva cantidades notables de agua, lo cual constituye un problema en las mezclas a utilizar en nuestros vehículos convencionales, limitando en estos coches la cantidad de bioetanol a un máximo del 15%. En Estados Unidos se emplea bioetanol anhidro (sin agua), lo que permite llegar a porcentajes del 22% para combustibles mixtos (gasolina/etanol) en su uso en motores convencionales. Este es un problema que parece poderse mejorar con el uso de butanol en lugar de etanol o, al menos, eso es lo que dicen DuPont y BP en su página web. El butanol y el agua tiene una limitada miscibilidad mutua y la mezcla de ambos también se mezcla con gasolina convencional, lo que ampliará la concentración de biobutanol en gasolina hasta límites por encima del 30% en butanol. Por otro lado, este alcohol tiene una presión de vapor inferior al etanol, lo que quiere decir que se evapora menos, y, además, tiene un poder calorífico superior al de su hermano pequeño. No requiere instalaciones diferentes de las empleadas para el bioetanol y parece que, en el futuro, se podrá emplear hasta hierba como materia prima para producirlo.

La cosa no es obvia, porque el componente fundamental de la hierba es la celulosa. Ya hemos visto en otras entradas que celulosa y almidón son cadenas largas de carbohidratos, muy parecidos en fórmula química, pero muy distintos en cuanto a la posibilidad de romper esas cadenas. Parece que, de nuevo, los bichos van a venir en nuestro auxilio y ciertas enzimas (celulasas), que se están obteniendo y comercializando recientemente a precios competitivos, nos van a ayudar a trocear las cadenas de celulosa y obtener así trozos más manejables en su transformación en bioalcoholes. Además de las razones de sostenibilidad arriba enunciadas, los partidarios de los biocombustibles confían en que su producción a gran escala, para asegurar un mercado creciente, hará necesaria una política decidida que acabe con el progresivo abandono de la agricultura, lo que, en principio, favorecería a países con sectores primarios importantes. Los agoreros, que siempre los hay, piensan que se necesita mucho cultivo para asegurar el consumo energético del futuro en países avanzados o en vías de desarrollo y que eso, inevitablemente, acabará haciendo pasar hambre a los mismos de siempre, al dirigirse de modo preferente esos cultivos a la producción de combustibles y no al sustento de los famélicos.

La otra posibilidad para hacer que los jerarcas del turbante se tengan que comer su petróleo con patatas es el biodiesel. La cosa tampoco es nueva. De hecho, el primer motor inventado por Rudolf Diesel funcionaba a base de algo tan entrañable como el aceite de cacahuete. Lo que pasó después es que con el advenimiento de las refinerías de petróleo se puso en el mercado un subproducto de las mismas, básicamente constituido por hidrocarburos, mucho más barato y que, además, funcionaba de maravilla en los motores Diesel. Pero hoy en día las cosas están cambiando. El petróleo está por las nubes, parece que se acaba (yo no lo veré) y además, la combustión de ese gasóleo plantea severos problemas ambientales tanto en términos de efecto invernadero, producción de nieblas (smog) o producción de compuestos de azufre.

El biodiesel se puede obtener a partir de cualquier tipo de aceite o grasa, ya sea usado o sin usar. De hecho, en Gipuzkoa hay una empresa, Ecogras, que recoge el aceite usado de todo tipo de comedores, restaurantes e incluso domicilios. He leído también que en el caso de grandes cadenas como los McDonalds u otros tipos de restaurantes de comida rápida se ha producido un interesante cambio en los últimos años en lo relativo a estos aceites usados. Hace tiempo este tipo de “materia prima” se podía obtener de esos establecimientos gratuitamente porque les suponía un gasto deshacerse del producto legalmente. Pero dado que estos aceites provienen de cadenas que siguen un protocolo estricto en cuanto a su uso, ello los convierte en un subproducto “de calidad” para los fabricantes de biodiésel, ya que el suministro suele ser muy homogéneo y, por tanto, más susceptible de ser transformado en biodiesel de una manera sencilla. Ello ha hecho que ahora ese tipo de residuo se llegue a vender, al haberse convertido en un subproducto con un valor añadido que antes no tenía.

Evidentemente también pueden utilizarse aceites sin usar. Unos y otros provienen de plantas como la colza, el girasol, la soja o similares. La mayor parte de esos aceites vegetales son triglicéridos (el mismo nombre que debemos analizar con cuidado en los análisis de sangre) compuestos que se derivan de la reacción química entre tres moléculas de un ácido de cadena larga (más de 10 átomos de carbono) con el propanotriol o glicerina, que tiene tres grupos -OH con los que reaccionar con las tres moléculas del ácido. A pesar de los primeros experimentos de Diesel, estos aceites no pueden usarse sin problemas en los motores de su nombre. Son muy viscosos, congelan a temperaturas no muy bajas, a las temperaturas del motor pueden polimerizar y hacerse aún más viscosos, así como otros problemas menores. La solución a estos problemas es un proceso químico en el que estos triglicéridos se hacen reaccionar con metanol o etanol (transesterificación) y la ayuda de un catalizador adecuado, obteniéndose así el biodiesel y, como subproducto, cantidades importantes de glicerina, que puede emplearse en otros usos más distinguidos como la cosmética o la industria farmacéutica.

Y ya para rizar el rizo, mi amigo Javier Ansorena me pasó a finales de mayo información relativa a una empresa, Green Power Inc., que anda estos días recorriendo diferentes estados de los USA con una especie de reactor móvil en el que produce biodiésel a partir de una variopinta mezcla de desechos constituida por plásticos (incluido PVC!!!), cauchos, aceites y grasas de todo tipo, restos agrícolas, desechos de material sanitario, subproductos de refinerías, como las breas y alquitranes, etc. A mi lo de la demostración itinerante me trae al subconsciente unos charlatanes de feria que solían visitar mi pueblo cuando era niño y que lo mismo vendían tres mantas al precio de una que un crecepelo. ¿Ciencia o vudú?. Habrá que esperar. Mientras tanto, podéis divertiros un poco en su web. Aunque no me quedan muchos coches nuevos en mi vida, no quiero morirme sin comprarme uno que ande con un motor que utilice biocombustibles al 100%, sin asomo de gasolina. Y, si consigo apurar un poco mi estancia en estos lares, igual me da tiempo antes de cascarla de hacerme con un postrero que funcione con hidrógeno. Que uno siempre ha sido muy dado a esto de las nuevas tecnologías y no va a cambiar con la edad.

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