Hoy en día la producción de biocombustibles se ha diversificado en relación con el tipo de materia prima que se utiliza para su producción, pudiéndose utilizar desde cultivos alimenticios hasta microrganismos.
Un biocombustibles es aquel que ha sido producido producto de la transformación química, física o biológica a partir de biomasa no fosilizada, en este sentido se consideran cuatro diferentes generaciones de biocombustibles, a continuación, se describe cada uno:
- Primera generación (1G)
Denominados por algunos autores como agrocombustibles, debido a que la materia prima utilizada proviene de cultivos agrícolas tradicionales, como por ejemplo la caña de azúcar (figura 1a), trigo, maíz (figura 1b), palma aceitera, soya y otros; principalmente se llega a producir biodiesel, bioetanol y biogás a partir de los cultivos mencionados. En la Tabla 1, se mencionan las principales ventajas y desventajas de este tipo de biocombustibles.
Tabla 1. Ventajas y desventajas de los biocombustibles 1G
VENTAJAS
DESVENTAJAS
· Existe tecnología bien desarrollada para su transformación
· El proceso de obtención es sencillo
· Se parte de cultivos establecidos y disponibles en prácticamente todo el mundo
· Absorbe algunos GEI
· Bajo costo de la tecnología de conversión
· Requiere altas cantidades de agua y fertilizantes.
· Requiere grandes extensiones de tierra cultivable
· Afecta a la seguridad alimentaria y ocasiona crisis alimentarias.
· Uso intensivo del suelo, que compromete su conservación.
· Genera impactos relacionados a los monocultivos como: Disminución de la biodiversidad, reducción de las zonas boscosas, etc.
Fuente: Elaboración propia (2019) basado en Dutta, Daverey, & Lin (2014)
Figura 1: Materia prima para la producción de biocombustibles 1G
Fuente: fixourfuel.com
- Segunda generación (2G)
Para la producción de biocombustibles 2G se utiliza: madera, diversos residuos agrícolas, residuos forestales (figura 2), residuos de poda, residuos orgánicos, papeles, residuos de café y otros. Lo que caracteriza a esta generación, es el ser una alternativa ante los biocombustibles 1G, debido a que no utiliza cultivos alimenticios directamente, por lo que no se afecta a la seguridad alimentaria ni a las tierras cultivables, además que surgen con la idea del aprovechamiento total de una especie vegetal. En la Tabla 2 se describen las ventajas y desventajas de este tipo de biocombustibles.
Tabla 2. Ventajas y desventajas de los biocombustibles 2G
VENTAJAS
DESVENTAJAS
· No afecta a la seguridad alimentaria ya que utiliza residuos
· Se pueden aprovechar otras especies no destinadas a producción de alimentos
· No usa tierra cultivable directamente
· Absorbe algunos GEI
· Su producción a gran escala involucraría la recolección de residuos de varios puntos
· Requieren una tecnología más compleja para su obtención, principalmente por lo complejo que resulta el pretratamiento del material lignocelulósico.
· Los costos de producción son elevados
· Al extraer materia orgánica de los suelos interviene en la regeneración de estos, lo que resulta un problema en zonas en las que la materia orgánica no es abundante, como ser el altiplano
Fuente: Fuente: Elaboración propia (2019) basado en Sanz (2016)
Figura 2: Residuos Forestales para la producción de biocombustibles 2G
Fuente: www.energias-renovables.com
· Tercera generación (3G)
Son generados a partir de algas, mediante estos es posible producir biodiesel, bioetanol, biometanol y biohidrógeno, debido a que estos organismos acumulan dentro de sus estructura moléculas de interés como carbohidratos y lípidos. Este tipo de biocombustibles es una alternativa de solución a varios de los inconvenientes que la primera y segunda generación presentan, por lo que en la Tabla 3 se destacan las principales ventajas y desventajas de estos.
Tabla 3. Ventajas y desventajas de los biocombustibles 3G
VENTAJAS
DESVENTAJAS
· Las algas tiene altas tasas de crecimiento
· Involucra un ciclo cerrado de CO2 ya que la cantidad emitida durante la combustión es prácticamente el mismo que se ha acumulado durante la fotosíntesis.
· Gran rendimiento por unidad de superficie.
· No requiere necesariamente tierras cultivables
· Absorbe algunos GEI
· Facilidad en el cultivo de algas
· No extraer materia orgánica de los suelos
· Versatilidad: puede usar aguas residuales, agua de mar y otras
· Mayores costes de producción en comparación con otros biocombustibles.
· La producción de algas necesita condiciones muy controladas de temperatura y pH.
· Mayor consumo de energía para cultivo de algas
· Bajo contenido lipídico y de carbohidratos si las condiciones del medio de cultivo no son óptimas.
· Problema de contaminación en sistemas abiertos
Fuente: Elaboración propia (2019) basado en Davila (2016)
Figura 3: Estanques con cultivos de algas
Fuente: www.pchousing.com
· Cuarta generación (4G)
La materia prima utilizada para la producción de este tipo de biocombustibles son la biomasa proveniente de algas y bacterias modificadas genéticamente, tal modificación tiene la finalidad de que estos microrganismos puedan acumular mayor cantidad de lípidos, carbohidratos u otro componente de interés. Aunque este tipo de biocombustible no están muy desarrollados aun, su papel en un futuro será de alta relevancia. Sus principales ventajas y desventajas se describen en la Tabla 4.
Tabla 4. Ventajas y desventajas de los biocombustibles 4G
VENTAJAS
DESVENTAJAS
· Ventajas similares a los biocombustibles 3G
· Alto rendimiento con alto nivel de lípidos y carbohidratos que contiene las algas
· Mayor capacidad de captura de CO2
· Desventajas similares a los biocombustibles 3G
· La investigación está en pleno desarrollo
· Requiere altas inversiones
Fuente: Elaboración propia (2019) basado en Dutta, Daverey, & Lin (2014) y Davila (2016)
Figura 3: Fotobiorreactores con cultivos de algas
Fuente: www.schott.com
Como se describió, existen diferentes materias primas para la producción de diferentes biocombustibles, lo que ha generado una evolución de estos consolidándolos en cuatro generaciones hasta ahora y aunque los biocombustibles 1G son predominantemente producidos a nivel mundial hoy en día, debido a su desarrollo y la optimización de su proceso de producción, los biocombustibles 2G, 3G y 4G, serán en un futuro importantes para abastecer la demanda de carburantes y además por su baja incidencia en el medio ambiente.
REFERENCIAS
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DUTTA, Kasturi; DAVEREY, Achlesh; LIN, Jih-Gaw. Evolution retrospective for alternative fuels: First to fourth generation. Renewable Energy [en línea]. 2014, vol. 69, p. 114-122. [Citado el: 4 de Junio de 2019]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.02.044
QUINTERO, Quelbis R. Las generaciones de los biocombustibles. VirtualPro [en línea]. 2015, Nro. 160. ISSN: 19006241. [Citado el: 4 de Junio de 2019]. Disponible en: https://www.virtualpro.co/editoriales/20150501-ed.pdf
SANZ CASTRODEZA, Esther. Evaluación del potencial de producción de biocombustibles a partir de microalgas [en línea]. Tesis para obtener el Grado en Ingeniería Química. Universidad de Valladolid, Valladolid, 2016. [Citado el: 4 de Junio de 2019]. Disponible en: https://uvadoc.uva.es/bitstream/10324/18240/1/TFG-I-408.pdf
VELÁZQUEZ MARTÍ, Borja. Aprovechamiento de la biomasa para uso energético [en línea]. Editorial Universitat Politècnica de València. Junio de 2018. ISBN:978-84-9048-626-9 [Citado el: 4 de Junio de 2019]. Disponible en: https://riunet.upv.es
POR FAVOR RESPETA EL TRABAJO DEL AUTOR. Cita el artículo de acuerdo a la normas ISO 690-2
Luque-Tumiri, Janeth. (2019) “Clasificación de Biocombustibles por el Tipo de Materia Prima”. [En línea]. Publicado el 22 de Julio de 2019. Disponible en Internet: http://www.natzone.org/index.php/areas-de-investigacion/desarrollo-tecnologico/item/377-clasificacion-de-biocombustibles-por-el-tipo-de-materia-prima