Profesora a Tiempo Completo
Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Química
Debido al incremento del consumo mundial de energía, los investigadores siguen realizando estudios con la finalidad de encontrar fuentes que sean sostenibles y que permitan tener energía neutra en carbono. Los biocombustibles pueden ser una alternativa atractiva para reemplazar a los combustibles derivados del petróleo ayudando a disminuir las emisiones de gases por el efecto invernadero.
El uso de plantas es una opción, pero la dificultad radica en lograr descomponer eficientemente la materia vegetal mediante un pretratamiento utilizando sustancias que permitan la producción de un biocombustible de manera rentable y con neutralidad carbónica.
La lignina es uno de los componentes que forman parte de la estructura celular de las plantas, mantiene unida a la celulosa y hemicelulosa confiriéndole una estructura rígida, es altamente hidrofóbica y resistente a la degradación química y a los ataques microbianos, por lo que es importante realizar un pretratamiento efectivo con la finalidad de romper su estructura y acceder a la celulosa y hemicelulosa para lograr una conversión adecuada de los azúcares que permitan la producción del biocombustible.
Charles Cai, profesor investigador asociado de la Universidad de California Riverside ha desarrollado CELF, (co-solvent enhanced lignocellulosic fractionation), tecnología para el pretratamiento de biomasa mediante el fraccionamiento lignocelulósico con cosolventes como el tetrahidrofurano (THF). De acuerdo a Cai, este compuesto mejora la eficiencia de extracción de la lignina, ayudando también a reducir el costo del pretratamiento ya que permite que en una sola etapa se lleve a cabo no solo la deslignificación sino también la hidrólisis de la hemicelulosa en medio ácido utilizando H2SO4 diluido, y a temperaturas moderadas y cortos periodos de tiempo.
A través de esta tecnología, los investigadores encontraron que para lograr mayores beneficios económicos y ambientales es preferible utilizar una materia prima pesada y densa como por ejemplo la madera del álamo, comparada con los rastrojos de maíz que son menos densos.
En el artículo publicado en la revista Energy and Enviromental Science titulado “Economics and global warming potential of a commercial-scale delignifying biorefinery based on co-solvent enhanced lignocellulosic fractionation to produce alcohols, sustainable aviation fuels, and co-products from biomass”, el equipo de investigación liderado por Cai menciona las ventajas de utilizar biorefineria CELF en cuanto a temas económicos y ambientales del combustible obtenido, comparado con los anteriores métodos de producción de biocombustibles. Asi por ejemplo utilizando el álamo como materia prima, los investigadores demostraron que se podría obtener mediante esta tecnología un combustible de aviación a un precio de equilibrio tan bajo como $3.15 por galón equivalente de gasolina, considerando que el costo promedio actual de un galón de combustible de avión en los Estados Unidos es de $5.96. Mas detalles acerca de esta investigación la pueden encontrar en el siguiente link: https://doi.org/10.1039/d3ee02532b
Referencias:
https://news.ucr.edu/articles/2024/02/07/inexpensive-carbon-neutral-biofuels-are-finally-possible
Biomass, Biopolymer-Based Materials, and Bioenergy, DOI: 10.1016/B978-0-08-102426-3.00013-8
