Desarrolla UAQ proyectos bioenergéticos

Por Israel Pérez Valencia

Santiago de Querétaro, Querétaro. 29 de marzo de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Desde el 2012, la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ) decidió fortalecer el estudio y desarrollo tecnológico enfocado en la producción de combustibles no derivados del petróleo, como el biodiesel, bioetanol, bioturbosina y biohidrógeno, a través del trabajo interdisciplinario de las facultades de Química e Ingeniería. 

Al respecto, el responsable del proyecto de biodiesel en la UAQ, Saúl López Ordaz, explicó que este proyecto surgió en 2011, cuando el entonces director de la Facultad de Ingeniería de la UAQ y actual rector de la universidad, Gilberto Herrera Ruiz, planteó el diseño de un autobús ecológico, por lo que se propuso a la Facultad de Química la fabricación de un combustible con las mismas características para no depender del diesel de petróleo.

M. en C. Saúl López Ordaz.“En el 2012, ya cuando asumió la rectoría de la UAQ, se presentaron al doctor Herrera Ruiz diferentes materias primas con las que podría fabricarse el biodiesel; una de ellas era la jatrofa (Jatropha curcas), que es una oleaginosa con una gran capacidad de producción de aceites no comestibles, casi 40 por ciento del peso en semilla. La problemática era crear un área de cultivo, desarrollarla y cosechar esas semillas, prensarla y extraer estos aceites para procesar el biodiesel. Actualmente se tienen tres hectáreas de cultivo de jatrofa en el campus Concá de la UAQ en el municipio de Arroyo Seco”, recordó.

López Ordaz abundó que otra materia prima propuesta por la Facultad de Química fue la cosecha de microalgas, altamente productoras de aceite, a través de los biorreactores instalados en el campus Amazcala de la UAQ, lo que evitaría el uso de suelos agrícolas y se abriría la posibilidad de reutilizar el agua de los invernaderos.

La tercera propuesta fue la utilización de los aceites vegetales que tanto la Secretaría de Energía (Sener) como la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa) consideran de primera generación pero no comestibles, es decir, el aceite ‘quemado’ que se utilizó para la preparación de alimentos y que generalmente es desechado de forma incorrecta al drenaje.

“En todas las facultades de la UAQ hay cafeterías, por lo que la intención del doctor Herrera Ruiz era la recolección de este aceite donde además, se promoviera que no fuera tan reutilizado por los efectos tóxicos y de contaminación que puede generar”, puntualizó.

El investigador de la Facultad de Química de la UAQ explicó que también en 2012, los investigadores pudieron contar con una unidad de transporte universitario para la implementación de biodiesel en su motor, acoplándolo en una proporción de 10 por ciento, dada la poca capacidad de producción que se tenía de ese bioenergético.

“En ese tiempo no teníamos ni laboratorio, personal, tecnología o reactivos, empezamos desde cero. La primera propuesta fue adquirir una planta de biodiesel; sin embargo, la filosofía de la rectoría fue no comprar nada que no pudiera hacerse por los investigadores y estudiantes de la universidad, por lo que se nos dio la tarea de hacer un equipo multidisciplinario de químicos, ingenieros y diseñadores industriales para la construcción de la planta que tenemos actualmente”, detalló.

Saúl López Ordaz informó que el proyecto de la planta productora de biodiesel, que se encuentra en proceso de patente y que fue apoyado por la Dirección de la Facultad de Química y la Secretaría de Desarrollo Sustentable (Sedesu) del estado de Querétaro, está completamente automatizada y a través de una tecnología desarrollada al 100 por ciento por universitarios.

“Anteriormente, sin la tecnología desarrollada por los universitarios producíamos un litro de biodiesel cada 18 horas. Actualmente tenemos una capacidad de producción de un barril de 200 litros por corrida, esto también porque aumentó nuestra capacidad de recolectar aceites quemados. Otro de los aspectos innovadores de la tecnología que tenemos es el sistema de filtraje del aceite en la planta a través de membranas y un reactor con un automuestreador, con el que se puede analizar, durante el proceso, la calidad del biodiesel”, aseveró.

Actualmente, el biodiesel producido por la UAQ es utilizado en cinco autobuses del sistema universitario de transporte, lo que representa una menor emisión de contaminantes por parte de los vehículos de esta institución.

“En el campus San Juan del Río, se tiene un grupo de investigadores y estudiantes de ingeniería automotriz que trabajan en la parte de monitoreo ambiental; ellos tienen un equipo especial para la medición de contaminantes. Evaluando las emisiones de los autobuses que usan biodiesel pudieron observar una disminución de contaminantes casi de 50 por ciento”, señaló.

El centro de acopio que recibe las donaciones de aceite quemado de cocina para la producción de biodiesel se ubica en el edificio 9 de la Facultad de Química, en el campus Centro Universitario de la UAQ. 

Producción de bioetanol en la UAQ

Otro de los proyectos que se desarrollan en el área de Energías Renovables de la UAQ es la producción de bioetanol, a cargo de los investigadores de la Facultad de Química Jorge Gracida Rodríguez y Aldo Amaro Reyes, además de un equipo de estudiantes que trabajan en su producción utilizando levaduras y algunas bacterias como biocatalizadores, así como azúcares, principalmente de desecho.

Dr. Aldo Amaro Reyes.Al respecto, el investigador Jorge Gracida Rodríguez advirtió que el proceso de elaboración del bioetanol tarda alrededor de 48 horas y que se hace en condiciones no controladas para evitar gastos de energía en control de la temperatura. Al término de este proceso se obtiene biocombustible que, en esta primera etapa, se encuentra en una forma diluida.

“Para poder emplearse en un vehículo automotor debe eliminarse toda el agua, es decir, concentrar el etanol que en la fermentación se obtiene entre cuatro y 10 por ciento volumen-volumen, para después purificarse en un proceso de destilación simple para obtener una mezcla etanol-agua, de alrededor de 40 por ciento. Posterior a ello, debemos quitar el exceso de agua que aún tiene, que es cerca de 60 por ciento, que se elimina en una columna fraccionada que tenemos en nuestra planta de producción”, explicó.

Detalló que este etanol ya puede ser empleado como biocombustible, lo que genera menor contaminación al medio ambiente.

"Cualquier vehículo a gasolina lo puede emplear, la ventaja es que contamina menos. El fin de semana verifiqué mi auto en la Ciudad de México, le agregamos el bioetanol que producimos aquí en la universidad antes de pasar la verificación y sin problemas obtuvimos la etiqueta cero, que nos permite circular todos los días en la capital del país”, destacó.

Puntualizó que el porcentaje de etanol en la mezcla con la gasolina para automotores debe ser 85 por ciento máximo, aunque está reportado en la literatura que a partir de 15 por ciento se obtienen ventajas importantes en la eliminación de contaminantes de efecto invernadero y la combustión.

“El etanol se puede mezclar con la gasolina sin ningún problema. En las demostraciones que hemos estado haciendo fuera de un auto, podemos ver que si quemamos gasolina y alcohol por separado, uno genera una gran cantidad de monóxido de carbono (CO) y hollín al quemarse, los gases se van a la atmósfera y son bastantes contaminantes. El etanol también lo hace, pero en menor cantidad ya que su combustión es más completa”.

Por su parte, el investigador de la Facultad de Química Aldo Amaro Reyes destacó que la materia prima que se utiliza en la planta de la UAQ, que fue adquirida a través de la convocatoria de Apoyos a la Infraestructura Científica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), para la generación del bioetanol, son azúcares de desecho de diversas empresas de la ciudad de Querétaro.

"Los azúcares que empleamos son desechos agroindustriales de industria de la confitería en el estado, lo que tiene un costo mínimo y no se entra en el conflicto ético-social que significa utilizar alimentos para la producción de biocombustibles. Este tipo de procesos nos ayuda a generar ciencia, ya que aparte de hacer la producción ya a nivel piloto, estamos desarrollando temas de investigación asociados a este biocombustible, probando diferentes microorganismos, condiciones de cultivo y estrategias de purificación", finalizó.

Actualmente, la capacidad de producción de bioetanol de la universidad es de 10 a 20 litros semanales aproximadamente.

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