Investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos han desarrollado un procedimiento para convertir biomasa de microalgas en biocombustible. Los microorganismos se pueden cultivar en terrenos inapropiados para la agricultura y, a diferencia de otras materias primas, no compiten con la alimentación humana.
Los diferentes tipos de biomasa utilizados como materias primas para producción de biocombustibles se encuentran en auge en el ámbito científico. Los motivos principales son la disminución de las reservas fósiles y la búsqueda de fuentes de energía renovables con propiedades similares a las de los combustibles convencionales.
Un grupo de científicos que investiga sobre el aprovechamiento integral de microalgas en la Universidad Rey Juan Carlos (URJC), liderado por los profesores Gemma Vicente y Luis Fernando Bautista, ha desarrollado una tecnología novedosa que podría dar como resultado una alternativa sostenible frente a esta problemática.
La materia prima con la que trabajan reúne todos los requisitos necesarios para contribuir a la sustitución de los combustibles procedentes del petróleo: las microalgas. Estos microorganismos son utilizados en biorrefinería tanto para la producción de biocarburantes como para la obtención de alimentos, y son productos de alto valor para la industria cosmética y farmacéutica.
De esta forma, se logra un aprovechamiento completo de toda la biomasa de la microalga, minimizando así la generación de residuos. “Además, una de las mejores ventajas que presentan estos microorganismos es que no compiten con la alimentación humana y pueden ser cultivadas en terrenos inapropiados para la agricultura”, destaca Gemma Vicente, coautora del estudio publicado recientemente en la revista científica Processes junto a científicos de la Universidad Islámica Azad (Irán).
Los ensayos llevados a cabo por el equipo científico han incorporado por primera vez la utilización de catalizadores basados en óxidos metálicos para obtener una buena calidad en el biocombustible de microalgas mediante un proceso de licuefacción hidrotérmica.
Licuefacción hidrotérmica
“La licuefacción hidrotérmica que se ha planteado en este trabajo es un proceso termoquímico, que puede llevarse a cabo en presencia o no de un catalizador, capaz de convertir en un único paso la biomasa húmeda en un biocrudo que, tras ser tratado como un crudo de petróleo, da lugar al biocombustible” explican los investigadores.
Con las pruebas realizadas se ha demostrado que con este proceso no es necesario invertir grandes cantidades de energía para secar la biomasa, a diferencia de otros procesos habituales de aprovechamiento energético de esta materia prima.
El proceso de licuefacción hidrotérmica se lleva a cabo en un reactor que trabaja a presiones de 40–200 bar y temperaturas entre 200 y 370 ºC. En este reactor, se introducen la pasta húmeda de microalgas (procedente del cultivo) y el catalizador, un óxido metálico que actuará como acelerador del proceso. La mezcla resultante se somete a la temperatura y presión adecuada durante al menos 10 minutos, tiempo necesario para que la biomasa se convierta en el biocombustible deseado.
“Los resultados nos han permitido ver como la presencia de nitrógeno y oxígeno disminuye en el biocrudo, cuando se utilizan estos catalizadores, mejorando así la calidad del biocombustible final. Además, hemos comprobado que la cantidad de biocombustible generada es superior cuando se emplean estos catalizadores frente a cuando la reacción sucede en ausencia de ellos”.
Las propiedades del biocombustible final obtenido se estudiarán mediante distintas técnicas analíticas e instrumentales permitiendo comprobar si se asemejan a las de los gasóleos convencionales. Estos resultados novedosos permitirán avanzar hacia la producción de nuevos biocombustibles de carácter renovable, convirtiéndose en una alternativa sostenible a los combustibles procedentes del petróleo.
Referencia bibliográfica:
Sánchez-Bayo, A.; Rodríguez, R.; Morales, V.; Nasirian, N.; Bautista, L.F.; Vicente, G. (2020). «Hydrothermal liquefaction of microalga using metal oxide catalyst». Processes 8(1):15. (https://doi.org/10.3390/pr8010015)
Imagen 1. Esquema del proceso para convertir microalgas en biocombustible. / URJC
