Energía limpia a partir de procesos biológicos: Fermentación

En el ámbito de la búsqueda de nuevas energías limpias y sostenibles, los esfuerzos de la comunidad científica se han centrado principalmente en productos como el hidrógeno, el etanol, el butanol, el biodiésel y el metano. Estos productos pueden ser obtenidos principalmente por medio de procesos termoquímicos o biológicos a partir de residuos de biomasa, como por ejemplo residuos agroindustriales, residuos forestales, residuos de comida, aguas residuales de rastro (faenamiento), etc.

Fuente: Bioetanol obtenido a partir de la cáscara de piñón en el IIGE mediante el proyecto “Implementación de una planta prototipo para la producción de etanol a partir de la cáscara de piñón” financiado por la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID)

En el ámbito de la búsqueda de nuevas energías limpias y sostenibles, los esfuerzos de la comunidad científica se han centrado principalmente en productos como el hidrógeno, el etanol, el butanol, el biodiésel y el metano. Estos productos pueden ser obtenidos principalmente por medio de procesos termoquímicos o biológicos a partir de residuos de biomasa, como por ejemplo residuos agroindustriales, residuos forestales, residuos de comida, aguas residuales de rastro (faenamiento), etc.

La fermentación es un proceso biológico mediante el cual una sustancia se descompone en otra más simple. A través de esta tecnología se puede sintetizar varios compuestos valiosos para satisfacer los requisitos de la industria química, energética, alimentaria, etc. Con respecto al área de la energía, se han desarrollado biocombustibles a partir de residuos como es el caso del bioetanol y biogás a través de la fermentación

El bioetanol puede ser obtenido de residuos agroindustriales, que en algunos casos, son poco aprovechados y se convierten en un problema ambiental. Mediante la fermentación alcohólica se ha conseguido revalorizar estos residuos y aprovecharlos para obtener etanol, el cual se emplea en mezcla con gasolina para el funcionamiento de autos con motores de combustión interna logrando una reducción de las emisiones de CO₂ provenientes de fuentes fósiles. Un ejemplo de esto, es la investigación que en la actualidad, el Instituto de Investigación Geológico y Energético (IIGE), se encuentra desarrollando mediante el proyecto denominado “Implementación de una planta prototipo para la producción de etanol a partir de la cáscara de piñón”, financiado por la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID); mediante el cual, se propone un método de revalorización de los residuos obtenidos en el proceso de extracción de aceite de piñón para producción de bioetanol.

Por otra parte, el biogás es un producto compuesto principalmente por metano obtenido de la fermentación de desechos orgánicos en ausencia de oxígeno, por lo general contaminantes. Esta tecnología también es conocida como digestión anaerobia, y tiene grandes beneficios ambientales debido a que depura efluentes con altos contenidos de materia orgánica contaminante y los transforma a energía. En la digestión anaerobia todo el proceso biológico se lleva a cabo en un mismo recipiente, denominado biodigestor; obteniéndose un producto energético que puede ser utilizado como sustituto de diésel en calderas de vapor, como reemplazo de gas licuado de petróleo (GLP) en cocinas a gas, e inclusive en motores de autos.

Dentro de esta temática, el IIGE en conjunto con el Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (CIMNE) de España, el Climate Technology Centre & Network (CTCN), y además, con el apoyo del Ministerio de Ambiente y la Universidad Regional Amazónica IKIAM , desarrollaron desde el año 2017 al 2019, la asistencia técnica denominada “DESIGN AND SCALE-UP OF CLIMATE RESILIENTWASTE MANAGEMENT AND ENERGY CAPTURE TECHNOLOGIES IN SMALL AND MEDIUM LIVESTOCK FARMS, financiado por la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (UNIDO); el cual tuvo como objetivo proveer de asistencia técnica, para el desarrollo de herramientas que promuevan de manera sostenible el sector de biodigestores en Ecuador, logrando proporcionar un insumo para la implementación de un Plan Nacional de Biodigestores en el Ecuador.

En otras investigaciones, los científicos están desarrollando un proceso de obtención de biohidrógeno por medio de una tecnología denominada fermentación oscura. Esta fermentación es un proceso de descomposición de biomasa en ausencia de oxígeno y luz, muy parecido al procedimiento de obtención de biogás. Sin embargo, la fermentación oscura se lleva a cabo en dos recipientes.

En el primero, se recupera el hidrógeno que se genera durante las primeras etapas de la digestión anaerobia, evitando que sea transformado a metano. El residuo de la obtención de hidrógeno, pasa a un segundo recipiente donde es convertido a metano.

El hidrógeno se ha denominado como el combustible alternativo del futuro, debido a que su combustión no genera emisiones contaminantes y es utilizable en sistemas de combustión habituales, como calderas y motores de autos.

La obtención de energía renovable por medio de procesos de fermentación ha permitido revalorizar desechos de biomasa que en algunos casos son considerados pasivos ambientales, transformándolos a biocombustibles de alto contenido energético que puedan competir con los combustibles de origen fósil.