Coautor: Mário Lúcio Lopes, director científico de Fermentec

La producción de biocombustibles renovables es una de las soluciones para reducir las emisiones de gases causantes del calentamiento global. Y surge como una alternativa sostenible al sustituir el uso de combustibles fósiles por renovables. Entre los principales biocombustibles tenemos el bioetanol , que se produce a partir de la fermentación de la caña de azúcar o del mosto de maíz, el biometano, que se produce a partir de la digestión anaeróbica de la vinaza, y el biodiésel.

Cuando hablamos de la producción de biodiesel, inmediatamente asociamos que su producción depende de frutas, semillas oleaginosas o incluso grasa animal. Y es cierto que los mayores productores de biodiesel del mundo utilizan aceites vegetales, principalmente aceite de palma (Indonesia) y aceite de soja (Brasil y Estados Unidos). Esto exige tierra cultivable, que a menudo se ve limitada por no poder expandirse. La producción de biodiesel a partir de la vinaza, que es un residuo de las destilerías productoras de etanol a base de caña de azúcar, no depende de la producción de ningún cultivo vegetal o animal.

Por lo tanto, no compite con las áreas agrícolas. Es el aprovechamiento de residuos industriales como materia prima para la elaboración de un producto “noble” como es el biodiesel. Esta tecnología fue desarrollada por Fermentec en asociación con la Universidad de Minho.

Esta tecnología es innovadora y utiliza levaduras que son capaces de producir y acumular ácidos grasos en su interior, utilizando, en este caso, los compuestos orgánicos de la vinaza como fuente de nutrientes. Este proceso reduce la demanda biológica de oxígeno hasta en un 80%, elimina el 94% de los ácidos mono y dicarboxílicos (ácido acético, láctico, oxálico, málico y succínico).

Estas levaduras, además de disminuir la demanda biológica de oxígeno de la vinaza, al consumir algunos ácidos orgánicos, también elevan el pH de la misma, que se acerca a la neutralidad, reduciendo el poder contaminante y corrosivo de la vinaza y dejándola lista para su uso. en la producción de biometano, debido a la elevación de su pH. Una vez que las levaduras almacenan el aceite, se retiran las células para poder extraer los lípidos.

Estos lípidos se utilizarán para la producción de biodiesel en reacciones de transesterificación. Al igual que en la producción de biodiesel a partir de aceites vegetales o grasas animales, en la reacción de transesterificación se produce la formación de glicerol.

El glicerol formado se considera una de las desventajas de la producción de biodiesel porque representa alrededor del 10% del producto crudo, y el mercado no siempre asimila esta gran cantidad de glicerol. Sin embargo, el glicerol generado en la producción de biodiésel a partir de vinaza vuelve a los reactores con las levaduras oleaginosas, porque son ávidas de glicerol y lo transforman de nuevo en lípidos, cerrando así el ciclo.

Cuando consideramos el dióxido de carbono, sabemos que, en la producción de biodiesel tradicional (a base de aceites vegetales), el balance no es neutro, incluso con menores emisiones en comparación con la producción de diesel de petróleo, porque la energía requerida para la producción de fertilizantes y locomoción de máquinas agrícolas (riego, almacenamiento y transporte de productos).

Por otro lado, el balance de dióxido de carbono en la cadena del biodiésel, cuya materia prima es la vinaza procedente de la producción de etanol, tiene un potencial altamente sostenible, ya que permite aprovechar mejor el carbono y reducir el poder contaminante de la vinaza. En otras palabras, dejamos de generar dióxido de carbono fósil y mejoramos la eficiencia en el uso del carbono, sin aumentar el uso de la superficie agrícola y con un menor impacto ambiental.

La producción de biodiesel vinaza está orientada a las 368 plantas en todo el país, responsables de triturar 585,4 millones de toneladas de caña al año, produciendo 29 millones de toneladas de azúcar y 27 mil millones de litros de etanol. Esas plantas también producen, anualmente, cerca de 335 mil millones de litros de vinaza, cuyo transporte y aplicación en el campo tiene un costo total estimado en 2,29 mil millones de reales por año.

Los ingenios brasileños dependen del consumo de diesel para mover una flota de vehículos utilizados para la cosecha y el transporte de la caña de azúcar, en las prácticas culturales, en el transporte y en la aplicación de vinaza en el campo, lo que representa un consumo de 3 litros de diesel por tonelada de caña de azúcar.

Esto significa que el sector sucroenergético consume anualmente 1.760 millones de litros de diésel, lo que representa cerca del 3,3% de todo el consumo nacional de gasóleo. Muchas almazaras dependen de una flota de camiones para transportar la vinaza a distancias de más de 20 kilómetros y que regresan vacías a las almazaras. Para reducir los costos de transporte, una solución ha sido el uso de concentradores para reducir los volúmenes de vinaza.

La vinaza también es muy contaminante. Solo 1 litro es suficiente para extinguir el oxígeno disuelto en 25.000 litros de agua corriente. Este poder contaminante viene dado principalmente por la composición de los compuestos orgánicos. La vinaza generada en estos procesos es suficiente para que estas destilerías sean autosuficientes en diésel.

Los procesos tradicionales de producción de biodiesel utilizan aceites vegetales y grasas animales. Pero no se ha utilizado ni desarrollado ningún proceso a escala industrial para transformar compuestos orgánicos, contaminantes de la vinaza de caña de azúcar, en aceite y biodiesel. El biodiesel producido a partir de vinaza representa una solución de combustible sostenible, ya que se obtiene de residuos industriales de 368 destilerías brasileñas.

El biodiésel de vinaza puede utilizarse en sustitución del diésel de petróleo para generar ahorros, reducir las emisiones contaminantes y de gases de efecto invernadero, reducir el impacto ambiental del poder contaminante de la vinaza y mejorar la sostenibilidad en toda la cadena productiva del sector de la caña de azúcar. Y este es el único proceso que describe la posibilidad de producir biodiésel y biometano (producido por varias plantas) a partir de la misma materia prima, la vinaza, además de reducir su capacidad contaminante.

Brasil ahora tiene una nueva alternativa para aumentar su producción de biodiesel, con una ventaja económica ya que demanda menores importaciones de diesel; generaríamos más empleos y reduciríamos las emisiones de gases de efecto invernadero. Esta es una tecnología donde los beneficios económicos están alineados con los objetivos ambientales y sociales.