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diciembre 26, 2011

Energía del Futuro: Las algas, fuente de biocombustibles a la vista

Con la demanda de combustibles alternativos en aumento, motivado en gran parte por el incremento previsto sobre todo por los precios de los combustibles fósiles (por su gradual agotamiento de las reservas mundiales y escasos descubrimientos de nuevos pozos). El mundo de hoy tiene ante sí una necesidad inherente para la fabricación de biocombustibles, en este caso, a partir de algas y reducir el costo de entrada de la producción.

Estamos obligados a respetar al medio ambiente, de ahí que los biocombustibles son preferibles a los combustibles fósiles para la producción de energía. Los biocombustibles pueden ser producidos con algas y cultivos de alimentos, pero debido a muchas razones lógicas, es definitivo no usar estos últimos para producción de biocombustibles.

El crecimiento de la población mundial ha superado la capacidad de producción de alimentos, por lo que la escasez de alimentos es una crisis masiva que la humanidad tendrá que afrontar en el futuro y el uso de cultivos para la producción de combustibles significaría una menor oferta de alimentos para la humanidad.

Además, para el cultivo de alimentos que necesita recursos como la tierra arable, agua dulce, fertilizantes como el superfosfato, entre otros, cuyas reservas de todos son también limitados. Por lo tanto, el uso de cultivos alimentarios para la producción de biocombustibles no es una solución viable, la humanidad esta primero y es mucho mejor producir alimentos para cumplir con los suministros mundiales de alimentos. Por lo tanto, si los biocombustibles a partir de las algas se pueden producir a un costo menor, entonces son una solución para combatir la crisis energética inminente.

La producción de biocombustibles a partir de algas
Un detalle importante sobre el uso de las algas es que se pueden producir los aceites necesarios para la fabricación de biodiesel, así como el azúcar necesario para la fabricación de etanol. Uno de los mayores beneficios del uso de las algas es que producen una enorme cantidad de energía, mucho mayor que la producida por los biocombustibles de cultivos a base de alimentos (como el maíz). Por ejemplo, la cantidad de energía producida por las algas que crecen en un garaje grande es equivalente a la energía generada por la soya que crece en la tierra que es tan grande como un campo de fútbol.

A medida que se cosechan en un corto período de tiempo de aproximadamente de 1-10 días, las algas crecen sin duda mucho más rápido que los cultivos de alimentos. Las algas pueden crecer a su tamaño en 24 horas ya veces incluso en menos tiempo y no requieren de para su cultivo suelos especiales, pues se pueden desarrollar en un terreno que no es adecuado para la siembra de alimentos, como desiertos, suelos rocosos e incluso en suelos salitrosos o de agua subterránea salina. Por otra parte, las algas pueden crecer en cualquier tipo de condiciones de clima y el tiempo a diferencia de los cultivos de alimentos. A pesar de ello, la producción de biocombustibles, sin embargo sigue siendo caro.

Una buena manera de reducir el costo de los biocombustibles de algas es el uso de variedades con menor contenido de lípidos, pues crecen alrededor de 30 veces más rápido que otros tipos de algas. Junto con el rápido crecimiento de las cepas de algas, el abastecimiento a los que se pueden cosechar fácilmente ayudaría enormemente a reducir el costo de entrada de la producción. Encontrar variedades de algas que cumplen todas estas condiciones será de gran ayuda para reducir el costo de producción de biocombustibles. Otros obstáculos enormes que evitan producir biocombustible de algas a un costo viable, esta relacionado con que se requiere de un equipo costoso y abastecimiento de dióxido de carbono estéril a un bajo costo que pueden ser suministrados durante su crecimiento de algas en un sistema cerrado.

Las Tendencias Actuales:

1. Las algas se encuentran en los baños romanos puede ser utilizado para producir biocombustibles
Desarrollado por: Holly Smith-Baedorf y Scott Rod

Producto propuesto
El estudiante de doctorado Holly Smith-Baedorf, que está llevando sus estudios  en la Universidad de Bath, junto con el profesor Rod Scott, encontraron un tipo de algas que pueden ser utilizados para la producción a gran escala de biocombustibles. Esta alga, que se encuentra en las aguas de los baños romanos, tiene una pared celular delicado y alto contenido de aceite, y por lo tanto se pueden crecer fácilmente a altas temperaturas. Los esfuerzos para producir algas como estas a gran escala están en pleno desarrollo.

2. fotobiorreactor con energía solar genera biocombustible de algas con
Desarrollado por: Emergent Architecture

Producto propuesto
Con un exterior hecho de compuesto de fibra monocasco que se ha plegado para dar rigidez, este fotobiorreactor ha sido fabricado por OriginOil. La máquina tiene aberturas transparentes de policarbonato, que contienen transistores de película delgada solares que generan la electricidad necesaria para su funcionamiento. El artefacto continuará operando en la sombra, así como gracias de paso la oscuridad a la hélice de las luces siempre en todas las bobinas de las algas. Las colonias de algas rojas y verdes que requieren de CO2 y la luz en la parte delantera se utilizan para producir hidrógeno o biocombustibles en el otro extremo.

3. Nanofarming produce biocombustibles a partir de algas sin matarlo
Desarrollado por: Los investigadores de Laboratorio Ames del Departamento de Energía Nacional y Universidad Estatal de Iowa, en colaboración con Catilin, Inc.

Producto propuesto
En la mayoría de los procesos de producción de biocombustibles, las algas tienen que terminar para extraer el aceite, pero la Universidad Estatal de Iowa ha dado un giro total a este proceso convencional. En el nuevo método, los ácidos grasos libres son absorbidos por las algas vivas. Esta técnica innovadora ha sido posible gracias a nanofarming. El uso de nanopartículas, se extrae el aceite a nivel molecular y luego se mezcla con un catalizador de biocombustibles no es tóxico para producir biocombustible.

4. Alianza de Solray y Aquaflow
Desarrollado por: Solray y Aquaflow

Producto propuesto
En un intento de fabricar biocombustibles a escala comercial, Aquaflow y Solray han entrado en un esquema de asociación. En este acuerdo conjunto, un método de cultivo de algas a partir de flujos de aguas residuales se ha aplicado, que luego son utilizados para fabricación de biocombustibles. El proceso de fabricación de los biocombustibles ha sido desarrollado por Solray, mientras que Aquaflow ha contribuido con el método de cultivo de algas con aguas residuales. La descarga de nitrógeno y fosfato, que contaminan el ecosistema, se ha reducido drásticamente en este método.

Definitivamente más ventajas, que desventajas para el medio ambiente
Otra gran cosa acerca de las algas es que se puede cultivar incluso con agua de mar o de aguas residuales, que es un punto a favor ya que esto ayuda a conservar el agotamiento de los recursos de agua dulce. Como las algas son biodegradables, no causará ningún daño al medio ambiente. Las algas crecen muy rápido y generan grandes cantidades de energía. También requieren sólo el dióxido de agua, la luz del sol y de carbono para crecer. Por lo tanto, los biocombustibles fabricados a partir de algas es una excelente fuente de energía limpia y verde.

mayo 05, 2011

La Biomasa y su actual perspectiva

La Humanidad ha utilizado desde tiempos inmemorables la energía de biomasa, o "bioenergía", la energía de las plantas, personas y desde materiales derivados de las plantas, comenzando por la leña para cocinar y calentarse. La madera sigue siendo el recurso de la biomasa más grande de la energía hoy, pero otras fuentes de biomasa también se pueden emplear. Éstas incluyen los cultivos de alimentos, plantas herbáceas y leñosas, residuos de explotaciones agrícolas o forestales, algas, rica en aceites, y el componente orgánico de los desechos municipales e industriales. Incluso el humo de los vertederos (que son el metano, un gas natural) se puede utilizar como fuente de energía de biomasa.

Ventajas del uso de la biomasa
La biomasa puede ser utilizada para generar combustiblesla producción de energía, y productos derivados que normalmente se hacen a partir de combustibles fósiles. Tenemos por ejemplo que la biomasa puede proporcionar una gama de beneficios, como:

  • El uso de energía de la biomasa tiene el potencial de reducir considerablemente las emisiones de gases de efecto invernadero. La quema de biomasa libera la misma cantidad de dióxido de carbono como la quema de combustibles fósiles. Sin embargo, el comunicado de los combustibles fósiles de dióxido de carbono capturado por la fotosíntesis de millones de años-en esencia una "nueva" gases de efecto invernadero. La biomasa, por el contrario, las emisiones de dióxido de carbono que se verían compensados ​​con creces por el dióxido de carbono capturado en su propio crecimiento (dependiendo de cuánta energía se utilizó para cultivar, cosechar y procesar el combustible).
  • El uso de la biomasa pueden reducir la dependencia del petróleo extranjero, porque los biocombustibles son combustibles líquidos sólo renovables de transporte disponibles.
  • La energía de biomasa, definitivamente debe generar y mover a industrias de productos forestales y agrícolas. Las principales materias primas de biomasa para la energía son residuos de las fábricas de papel, desechos de aserradero, y de los residuos municipales. Para los combustibles de la biomasa, la materia prima más utilizada hoy en día son de grano de maíz (para etanol) y soya (para biodiesel). En un futuro próximo y con la tecnología de los residuos agrícolas desarrollados, a partir del rastrojo de maíz (los tallos, hojas y cáscaras de la planta) y paja de trigo también se utilizará. Los planes a largo plazo incluyen el crecimiento y el uso de cultivos dedicados a la energía, tales como árboles de crecimiento rápido y gramíneo y algas. Estas materias primas pueden crecer de forma sostenible en tierras que no apoyará los cultivos intensivos de alimentos.
En Estados Unidos,  el Centro Nacional de Energías Renovables (Arizona –USA), tiene desde el años 2002, la visión desarrollar la tecnología para biorefinerias(1) que convierten la biomasa en una serie de valiosos combustibles, productos químicos, materiales, y mucho, como el petróleo y las refinerías petroquímicas que las plantas de productos. Asimismo, realiza investigación para desarrollar y promover tecnologías para las aplicaciones de energía de biomasa siguientes:
  • Biocombustibles - Conversión de la biomasa en combustibles líquidos para el transporte.
  • Biopoder - La quema de biomasa directamente, o convertirlo en líquido o de gas que se queman de manera más eficiente, para generar electricidad.
  • Bioproductos - Conversión de la biomasa en productos químicos para la fabricación de plásticos y otros productos que normalmente se hacen a partir del petróleo. Los Bioproductos de alto valor pueden satisfacer las necesidades especiales y generar entusiasmo en el mercado global dependiente de combustibles de origen fósil, por lo evidentemente permitirá la reducción de la dependencia del petróleo extranjero.
( 1) Biorefinería, es una planta industrial que integra procesos de conversión de biomasa y equipamiento para producir combustibles, energía y productos químicos a partir de la biomasa. El concepto de biorefinería es similar al de refinerías de petróleo, donde producen múltiples combustibles y productos derivados a partir del petróleo. Las biorefinerías industriales han sido identificadas como el camino más prometedor para la creación de una nueva industria basada en la biomasa.

Las Biorrefinerías no eliminarán la necesidad de productos petroquímicos por muchos años aún; pero van a jugar un papel clave en la reducción de nuestro nivel de dependencia del petróleo importado y hacer que el siglo 21 para el mundo cada vez más sostenible, nacional, biomasa, ambientalmente y económicamente responsable.