Investigadores de la Facultad de Farmacia y Bioquímica y de la Facultad de Ingenieria de la UBA buscan optimizar la producción de biodiesel a partir de aceite de microalgas.
(22/5/07 – Centro de Divulgación Científica FFyB- Por Amalia Beatriz Dellamea)
La producción de biocombustibles ha cobrado una centralidad creciente como estrategia alternativa al uso de combustibles fósiles, por ejemplo, los derivados del petróleo, que amenazan con acabarse.
Investigadores de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires estudian qué procesos enzimáticos resultan más económicos para elaborar biodiesel a partir de aceite de microalgas. Para ello, junto con especialistas de la Facultad de Ingeniería, también de la UBA, trabajan en el marco de un convenio que la Universidad suscribió con la empresa Oilfox.
La empresa cuenta con una planta de piletones instalados en la costa de la Provincia de Chubut donde cultivan algas y extraen de allí el aceite que constituye la base para la generación de combustible.
Se utilizan, básicamente, dos métodos para producir este tipo de combustibles: hidrólisis química e hidrólisis enzimática de ésteres de ácidos grasos presentes en aceites de distintos orígenes, seguida de reesterificación.
La doctora de la Universidad de Buenos Aires Albertina Moglioni, profesora adjunta de la Cátedra de Química Medicinal, de la Facultad de Farmacia y Bioquímica, explica que el primer método, la hidrólisis química en medio básico o ácido, presenta como ventaja ser económico. La hidrólisis en medio ácido, además, permite trabajar con aceites de mala calidad y obtener combustibles de calidad aceptable. En lo que se refiere a la hidrólisis en medio alcalino, se trata de un proceso de saponificación utilizando una base, generalmente hidróxido de sodio o de potasio, seguido de una reesterificación con metanol\”, precisa la investigadora. Esta última metodología es la más utilizada actualmente en la obtención de biodiesel a nivel industrial.
El segundo de los métodos, la hidrólisis enzimática, requiere el uso de enzimas (lipasas) para obtener el combustible. \”Esta forma es ventajosa porque genera desechos orgánicos durante el proceso productivo y porque, además, las enzimas pueden ser \”recicladas\” y volver a utilizarse en un próximo proceso productivo\”, señala Moglioni. En consecuencia, es un proceso mucho menos contaminante, dado que se obtiene un producto biodegradable con el uso de un reactivo que también es biodegradable.
Ahora bien, en la actualidad la hidrólisis enzimática se produce mediante una enzima soportada proveniente de Candida antarctica. \”Esta enzima se importa y es notablemente costosa\”, advierte Moglioni. De hecho, un kilogramo de esta enzima inmovilizada sobre una resina macroporosa cuesta alrededor de 1.200 dólares estadounidenses.
En la Argentina no es común la producción a nivel industrial que se dedique a inmovilizar enzimas, de allí que no quede otro remedio más que importarlas. Inmovilizar enzimas –dicho de una manera sencilla— implica aislarlas por ejemplo de algún órgano como hígado porcino o producirlas por biotecnología y luego \”pegarlas\” a una matriz polimérica para asegurar que perduren durante y después del proceso de producción de combustibles y no que estén \”nadando\” libremente o se disuelvan en el medio de reacción.
“Al estar inmovilizadas las enzimas se favorece el procesamiento. En la etapa final, se \”cuela\” la mezcla resultante y puede separase fácilmente el producto obtenido de los reactivos utilizados para obtenerlo, en este caso las enzimas\”, dice la experta de la UBA.
Chancho limpio…
El proyecto de la Facultad de Farmacia y Bioquímica es bastante más ambicioso. \”Consiste en estudiar los procesos enzimáticos más económicos, encontrar y poner en condiciones las enzimas más apropiadas para realizarlos, y luego inmovilizarlas, de modo de tenerlas listas para que trabajen eficientemente en los procesos productivos de biocombustibles\”, dice Moglioni. Y agrega: \”En nuestra Facultad, varios grupos de investigadores cuentan con trayectoria y conocimientos para generar estos desarrollos\”. La investigadora opera como coordinadora por parte de la Facultad de Farmacia y Bioquímica en este convenio suscripto entre la UBA y Oilfox.
El equipo de investigación que integra Moglioni se encargará de ensayar las lipasas presentes en órganos animales. Para ello, generarán homogenatos de páncreas e hígado de cerdo, sobre los que estudiarán la capacidad de las enzimas presentes para producir combustibles a partir del aceite de alga que proveerá Oilfox. Producir homogenato podría comparase con hacer un picadillo de páncreas e hígados porcino, pero esta vez, no estará destinado a elaborar un rico paté, sino a un proceso químico que permitirá contar con un stock suficiente de enzimas.
De allí en más, otros grupos de investigadores de Farmacia y Bioquímica se harán cargo de la próxima etapa: el aislamiento e inmovilización de las enzimas. \”Se trata de diseñar procesos enzimáticos muy económicos. Piénsese que, si esta estrategia da los resultados esperados –y todo indica que sí— tendremos las enzimas que se necesitan a partir de materias primas extremadamente baratas, que son desechos de la faena de cerdos\”, relata la doctora de la UBA. A lo que remarca que es posible que estas enzimas sean menos efectivas en la extracción de biocombustibles que los \”kits\” importados. \”Estimamos –dice—que estas enzimas pueden ser hasta un 20 por ciento menos efectivas que las importadas\”.
Al ser un proceso industrial, debe obtenerse un saldo positivo en el cálculo de costo-beneficio. Conviene, entonces, tener en cuenta que las enzimas obtenidas con desechos de faena comprados en mataderos locales, serán, lógicamente, de un costo sensiblemente inferior a los 1.200 dólares estadounidenses que se debe pagar por un kilo de enzima inmovilizada importada. Y esto determinaría que, aunque se produzca menos cantidad de combustible, el costo final del proceso lo hace muy rentable.
RECUADROS
Recuadro 1
Los convenios con empresas y universidades
Las facultades de Farmacia y Bioquímica y de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires suscribieron recientemente un convenio con la empresa Oil Fox S.A. para desarrollar tareas conjuntas de investigación y actividades de intercambio tecnológico y de personal en el área de los biocombustibles, especialmente con el interés de generar biodiesel.
A su vez, en febrero de este año el gobierno de la Provincia de Chubut firmó una carta de intención entre la empresa Oil Fox S.A. y Biocombustibles Chubut S.A., destinada a promover y difundir la producción de biodiesel a partir de aceite de algas. En esta ocasión, la empresa se comprometió a incorporar a su futura refinería toda la producción de aceite a base de algas que Chubut quiera venderle, así como la producción ya elaborada hasta el momento.
Actualmente, la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA gestiona la firma de un convenio con la Universidad Nacional de Salta. En esa universidad, el grupo de investigación dirigido por la doctora Mirta Daz y la colaboración de la licenciada Daniela Royon, estudia la efectividad de una enzima aislada de Candida antarctica y la aplican en ensayos para producir biocombustibles a partir de distintos aceites de origen vegetal.
El proyecto de la Facultad de Farmacia y Bioquímica consiste en probar la efectividad de enzima que extraerán de los homogenatos de hígado y páncreas de cerdo del medio local. Así, se podrán comparar los resultados obtenidos por los investigadores de la UBA con los que, paralelamente, estén obteniendo los especialistas de la Universidad Nacional de Salta.
\”De tener los resultados que esperamos con el método enzimático que ensayaremos, nos propondremos, ya no extraer las enzimas de los homogenatos, sino \”fabricar\” estas enzimas por síntesis en nuestra Facultad, dado que varios grupos de investigación están altamente capacitados para desarrollar este proceso\”, relata la doctora Albertina Moglioni.
Recuadro 2
Desarrollos de la Facultad de Ingeniería
Un equipo estudiantes de ingeniería dirigidos por la doctora Daniela Romano, profesora de la Facultad de Ingeniería de la UBA, y directora del Grupo de Energías Renovables de esa facultad, diseñó una planta para obtener biodiesel, que actualmente trabaja en escala piloto.
La primera etapa del convenio UBA-Oil Fox consiste en hacer funcionar esa planta con el fin de establecerla, es decir, que pase de la escala piloto a la escala de producción industrial.
\”Se trata de utilizar la planta no sólo para producir combustible a partir de aceites de maíz, soja, colza u otros, que ya se sabe que dan buenos resultados, sino probar con otras materias primas, en este caso con aceites obtenidos de microalgas, que proveerá la empresa Oil Fox\”, explica la doctora Albertina Moglioni de la FFyB.
Recuadro 3
La experiencia de McDonald`s
En Austria, la cadena de comidas rápidas McDonald`s desarrolla un proyecto de producción de biodiesel a partir de los aceites de fritura que generan sus 135 locales como desechos de los procesos de producción de alimentos.
La empresa se encarga de recolectar el aceite usado. Se estima que recuperan alrededor de 1.100 toneladas por año de sus locales de venta en Austria. Reciclan este aceite mediante transesterificación a ésteres metílicos de ácidos grasos y obtienen, así, biodiesel.
El combustible generado se utiliza para abastecer al trasporte público de la ciudad de Graz, capital del estado de Estiria, que tiene 250.099 habitantes, lo que la convierte en la segunda ciudad del país. Está situada en el sureste de Austria, encuadrada al sur de los Alpes.
McDonald`s absorbe los costos de recolección del aceite, con el fin de obtener combustible que pueda venderse a precios competitivos. Es probable que la cadena de comidas rápidas utilice esta estrategia como parte del marketing y la publicidad, en especial con el fin de generar una imagen de compromiso con el cuidado del medioambiente, aspecto de especial importancia en las comunidades europeas.
