Una máquina más eficiente para producir biodiésel “made in Colombia”

Cada año, el Consejo Profesional de Ingeniería Química otorga un premio a los trabajos de investigación que generaron nuevos aportes a la solución de problemas de ingeniería en el país.

En 2018, el turno fue para el ingeniero químico Mario Noriega, un manizalita que perfeccionó una tecnología que la Universidad Nacional y la Universidad Federal de Río de Janeiro (Brasil) llevan perfeccionando durante 15 años, para reducir diez veces el tamaño de las máquinas de biodiésel y el costo de producirlo.

El biodiésel es un combustible que, distinto al diésel (que es derivado del petróleo), se extrae de componentes derivados de biomasa, es decir, organismos recientemente vivos.

En teoría se puede hacer biodiésel a partir de maíz, azúcar, caña, girasol, soya e incluso cáñamo y algas. Pero la gran mayoría del biodiésel que se produce en el país proviene de palma africana. Mientras de una hectárea de maíz se sacan 700 litros de biodiésel, de una hectárea de palma salen 4.752.

En 2018, el presidente Duque anunció que las reservas de petróleo de Colombia alcanzan para 5,7 años y las de gas, para 11,7 años. Para mantener la independencia energética hay que buscar alternativas.

En 2008, el país adoptó un Conpes que obliga a que el diésel que se produzca y venda en Colombia se combine con un 10 % de biodiésel. Ese Conpes reconoce tres beneficios y 16 contras del biodiésel, por la siembra extensiva de productos para biocombustibles, como pérdida de biodiversidad y afectación en los servicios ambientales. Sin embargo, un informe de 2007 del Instituto Humboldt advierte que los efectos de la palma africana deben estudiarse de acuerdo a cada región y sus particularidades. También indican que estos pueden ser positivos (aumento de conocimiento de las especies, recuperación de hábitats, conservación) o negativos (afectación de sus niveles de organización) pOtros, como Oxfam, advirtieron en 2010 que en Colombia se han reducido los bosques primarios en el Chocó biogeográfico y que del mismo modo los ecosistemas como los humedales de la Orinoquia y el Magdalena Medio podrían verse afectados por las plantaciones de palma.

En 2008, cuando se aprobó el Conpes, el país producía 22.730 toneladas de biodiésel. Para 2010, la cifra rozaba las 337.713 toneladas y las 250.663 hectáreas de palma plantadas para producción. En todo caso, producir biodiésel es lento y costoso. Por eso, para su tesis de doctorado, el ingeniero Aguilar tomó una tesis doctoral hecha en 2006 por Paulo César Narváez, profesor de la Universidad Nacional, que pretendía entregarle una tecnología propia a Colombia para la producción de biodiésel sin tener que importar maquinaria.

Otras generaciones han ido perfeccionando la tecnología, que ya está patentada internacionalmente gracias a una inversión de casi $50 millones que hizo la universidad, pero Aguilar logró integrar dos tecnologías adicionales.

El invento que ganó el premio se llama “Producción de biodiésel en un reactor de película descendente asistida por membranas”. Aguilar lo explica así: “Para producir biodiésel, tomas el aceite de la palma africana y lo haces reaccionar con metóxido de sodio, que es una mezcla entre metanol e hidróxido de sodio, y es bastante económico. Después de separar el resultado se obtiene biodiésel y un subproducto, que es la glicerina”.

El problema es que el metóxido de sodio y el aceite no son compatibles; es decir, no se disuelven el uno en el otro. Se necesita un “impulso extra” para generar una reacción entre ambos.

Para mejorar ese paso de la producción, aplicaron un reactor de película descendente desarrollado en Colombia.

“Lo que hace el reactor es aumentar la zona en donde los dos compuestos se encuentran. Esto se llama región interfacial. Si tú aumentas esa región, la reacción va a ser mucho más rápida. Imagínate que tengo dos paquetes de moléculas en cada puño cerrado. Si las conecto, solo van a reaccionar en donde se encuentran. Pero si abro el puño, el área donde se encuentran es mayor y van a reaccionar más rápido y con más violencia, por decirlo de alguna manera”.

A pesar de esto, la máquina que construyeron es diez veces más pequeña que las que se usan en las 12 plantas de biodiésel que tiene Colombia, que están en los departamentos de Magdalena, Atlántico, Cesar, Meta, Santander, Antioquia y Cundinamarca, según el Sistema de Información del Sector Palmero.

Según los cálculos del equipo de Aguilar, producir biodiésel de manera tradicional cuesta aproximadamente US$0,5 por kilogramo. Estiman que si aplican su máquina a escala industrial se reducirían los costos de inversión en un 25 % y una reducción en los costos de operación en un 8 %”.

Además del reactor, le agregaron tecnologías de membranas desarrolladas en Brasil, que se asemejan a poros, para separar el biodiésel de la glicerina sin pasar por otros procesos reactivos.

Aguilar recibió $6 millones por su avance tecnológico, pero están trabajando para lanzarlo pronto al mercado de los biocombustibles.

Una de las grandes críticas a los biocombustibles es que para producir un litro se necesitan diez litros de agua. La máquina de Aguilar logra que con un litro de agua se produzca la misma cantidad de biodiésel.

Cada año, el Consejo Profesional de Ingeniería Química otorga un premio a los trabajos de investigación que generaron nuevos aportes a la solución de problemas de ingeniería en el país.

En 2018, el turno fue para el ingeniero químico Mario Noriega, un manizalita que perfeccionó una tecnología que la Universidad Nacional y la Universidad Federal de Río de Janeiro (Brasil) llevan perfeccionando durante 15 años, para reducir diez veces el tamaño de las máquinas de biodiésel y el costo de producirlo.

El biodiésel es un combustible que, distinto al diésel (que es derivado del petróleo), se extrae de componentes derivados de biomasa, es decir, organismos recientemente vivos.

En teoría se puede hacer biodiésel a partir de maíz, azúcar, caña, girasol, soya e incluso cáñamo y algas. Pero la gran mayoría del biodiésel que se produce en el país proviene de palma africana. Mientras de una hectárea de maíz se sacan 700 litros de biodiésel, de una hectárea de palma salen 4.752.

En 2018, el presidente Duque anunció que las reservas de petróleo de Colombia alcanzan para 5,7 años y las de gas, para 11,7 años. Para mantener la independencia energética hay que buscar alternativas.

En 2008, el país adoptó un Conpes que obliga a que el diésel que se produzca y venda en Colombia se combine con un 10 % de biodiésel. Ese Conpes reconoce tres beneficios y 16 contras del biodiésel, por la siembra extensiva de productos para biocombustibles, como pérdida de biodiversidad y afectación en los servicios ambientales. Sin embargo, un informe de 2007 del Instituto Humboldt advierte que los efectos de la palma africana deben estudiarse de acuerdo a cada región y sus particularidades. También indican que estos pueden ser positivos (aumento de conocimiento de las especies, recuperación de hábitats, conservación) o negativos (afectación de sus niveles de organización) pOtros, como Oxfam, advirtieron en 2010 que en Colombia se han reducido los bosques primarios en el Chocó biogeográfico y que del mismo modo los ecosistemas como los humedales de la Orinoquia y el Magdalena Medio podrían verse afectados por las plantaciones de palma.

En 2008, cuando se aprobó el Conpes, el país producía 22.730 toneladas de biodiésel. Para 2010, la cifra rozaba las 337.713 toneladas y las 250.663 hectáreas de palma plantadas para producción. En todo caso, producir biodiésel es lento y costoso. Por eso, para su tesis de doctorado, el ingeniero Aguilar tomó una tesis doctoral hecha en 2006 por Paulo César Narváez, profesor de la Universidad Nacional, que pretendía entregarle una tecnología propia a Colombia para la producción de biodiésel sin tener que importar maquinaria.

Otras generaciones han ido perfeccionando la tecnología, que ya está patentada internacionalmente gracias a una inversión de casi $50 millones que hizo la universidad, pero Aguilar logró integrar dos tecnologías adicionales.

El invento que ganó el premio se llama “Producción de biodiésel en un reactor de película descendente asistida por membranas”. Aguilar lo explica así: “Para producir biodiésel, tomas el aceite de la palma africana y lo haces reaccionar con metóxido de sodio, que es una mezcla entre metanol e hidróxido de sodio, y es bastante económico. Después de separar el resultado se obtiene biodiésel y un subproducto, que es la glicerina”.

El problema es que el metóxido de sodio y el aceite no son compatibles; es decir, no se disuelven el uno en el otro. Se necesita un “impulso extra” para generar una reacción entre ambos.

Para mejorar ese paso de la producción, aplicaron un reactor de película descendente desarrollado en Colombia.

“Lo que hace el reactor es aumentar la zona en donde los dos compuestos se encuentran. Esto se llama región interfacial. Si tú aumentas esa región, la reacción va a ser mucho más rápida. Imagínate que tengo dos paquetes de moléculas en cada puño cerrado. Si las conecto, solo van a reaccionar en donde se encuentran. Pero si abro el puño, el área donde se encuentran es mayor y van a reaccionar más rápido y con más violencia, por decirlo de alguna manera”.

A pesar de esto, la máquina que construyeron es diez veces más pequeña que las que se usan en las 12 plantas de biodiésel que tiene Colombia, que están en los departamentos de Magdalena, Atlántico, Cesar, Meta, Santander, Antioquia y Cundinamarca, según el Sistema de Información del Sector Palmero.

Según los cálculos del equipo de Aguilar, producir biodiésel de manera tradicional cuesta aproximadamente US$0,5 por kilogramo. Estiman que si aplican su máquina a escala industrial se reducirían los costos de inversión en un 25 % y una reducción en los costos de operación en un 8 %”.

Además del reactor, le agregaron tecnologías de membranas desarrolladas en Brasil, que se asemejan a poros, para separar el biodiésel de la glicerina sin pasar por otros procesos reactivos.

Aguilar recibió $6 millones por su avance tecnológico, pero están trabajando para lanzarlo pronto al mercado de los biocombustibles.

Una de las grandes críticas a los biocombustibles es que para producir un litro se necesitan diez litros de agua. La máquina de Aguilar logra que con un litro de agua se produzca la misma cantidad de biodiésel.