Aumenta la amistad entre la energía y el medio ambiente

La semilla de colza contiene un aceite que puede utilizarse como biocombustible, aunque no todos sus métodos de extracción son ecológicos. El doctor Daniel Castro, investigador y director del proyecto “Evaluación de métodos alternativos para la mejora en rendimiento de extracción mecánica de aceite de semilla de colza. Etapa 2”, explica este fenómeno.            

Aumenta la amistad entre la energía y el medio ambiente

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Sociedad

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Enrique Roig

Publicado el 07 DE FEBRERO DE 2014


La Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria de la UNCUYO viene sentando precedencia sobre el desarrollo de combustibles provenientes de fuentes renovables ecológicas y aprovechamiento de plantas que no compiten con vegetales para alimento humano.

El doctor Daniel Castro, experto en la problemática de generación de energía limpia, explica cuáles han sido los antecedentes de la investigación que intenta mejorar los métodos de extracción de este tipo de combustible, los diferentes modos de obtención, sus ventajas e inconvenientes, y cuáles podrían ser las opciones más eficientes.

¿Nos podría contar qué es la colza?

Es una planta que mide 1,5 metros de altura. No requiere grandes volúmenes de agua para subsistir; es más, puede crecer con estrés hídrico o falta de agua. Además, es muy resistente a los cambios climatológicos temperaturas adversas, lo que la hace resistente y adaptable a nuestro medio. Por ejemplo, en la región norte de Mendoza, Lavalle, existen zonas a nivel piloto donde se ha desarrollado y obtenido rendimientos muy elevados, cercanos a los 3000 kilos de semilla por hectárea.

Si pensamos en la colza como biocombustible, lo más importante es su semilla. La planta desarrolla un conjunto de flores amarillas y vainas que albergan hasta 20 semillas de forma esférica, con un diámetro menor a dos milímetros. Este parámetro esférico casi perfecto implica una gran complejidad a la hora de extraer su aceite, debido a que cuesta romperla por su pequeñez y redondez.

¿Cómo son los métodos para obtener este tipo de combustible?

La extracción de aceites vegetales a partir de semillas de oleaginosas plantea grandes desafíos. Por un lado, al inicio del trabajo, más allá de la bibliografía existente, no se contaba con un desarrollo de modelos matemáticos precisos para calcular los rendimientos de extracción de biocombustible.

A su vez, en relación con los procedimientos extractivos de aceite, si bien existen métodos químicos con beneficiosos rendimientos, estos producen combustible de menor calidad y riesgo en cuanto a seguridad y toxicología por la presencia de solventes orgánicos. Los métodos físicos, como la compresión mecánica, producen aceite de buena calidad, aunque con ventajas reducidas a un orden del 60 al 64 por ciento de obtención de aceite de lo que idealmente podría ser exprimido de la oleaginosa.

¿Qué otros tipos de métodos alternativos podrían mejorar los porcentajes de extracción del aceite?

Nosotros focalizamos la atención en los análisis del agua como un actor que cumple un papel de solvente natural. Así, desarrollamos técnicas de hidratación, es decir, poner en contacto las semillas con el líquido. Esto dio resultados muy interesantes, aunque con bajo grado de aumento de extracción de aceite.

Para mejorar esta alternativa desarrollamos en laboratorio y en la planta piloto un original equipo complementario, que logra, simultáneamente a la etapa de hidratación, la ruptura de tipo mecánica de la semilla. Esto permite la reducción de tamaño de la semilla de colza, lo cual admite el aumento del área de superficie de contacto con el solvente de agua –superficie de transferencia.

Además, profundizamos estas mejoras de extracción con el aporte de un grupo de compuestos químicos vinculados a estructuras proteicas, como son las enzimas. Estas tienen un principio pectinolítico –producen la lisis de la pectina, ya que presentan una acción de degradación de la pared celular. Por lo tanto, estos principios ayudan a disolver el pegamento que une las estructuras celulares.

¿Cómo analizaron los principios pectinolíticos?

Examinamos esos principios en las enzimas provenientes de la actividad vitivinícola. Por tal motivo, analizamos en el laboratorio las características globales y específicas de estos principios, teniendo en cuenta la temperatura y el pH (acidez del medio).

Posteriormente efectuamos ensayos en laboratorio al poner a prueba las enzimas con la semilla de la colza, demostrando que sí hay degradación de la pared celular. Por lo tanto, si en la etapa de hidratación, sin presencia de enzimas, ya hay una mejora expuesta por la reducción mecánica (molienda fina) de la semilla, al sumarle la aplicación de los principios enzimáticos, la extracción de aceites es más eficiente.

¿Entonces juntaron los dos métodos: reducción mecánica en paralelo con la hidrólisis enzimática?

Sí, de ese modo logramos una mejora del rendimiento de extracción de aceite en un orden del 45 por ciento, lo que significa que estamos alcanzando del 93 al 94 por ciento de aceite, del 100 por ciento del que se podría obtener idealmente.

Por lo tanto, los resultados alcanzados permiten que este método físico asistido con enzimas sea competitivo con el procedimiento químico de extracción. La importancia de esta innovación tecnológica demuestra que hay una mejora del método de extracción del biocombustible sin tener que cargar con los riesgos de intoxicación y contaminación medioambiental del método químico.

¿Cuáles son las perspectivas de estos avances?

El futuro del proyecto apunta a alimentar con semilla de colza una prensa continua, utilizando los aportes de este nuevo método de extracción.

Finalmente, es importante considerar que este trabajo es una continuación de una línea de indagación del Proyecto Bianual 2009-2011, subsidiado por la Secretaría de Ciencia, Técnica y Posgrado de la Universidad Nacional de Cuyo, el cual formó parte del Programa de Investigación de Bioenergía desarrollado entre los años 2006 y 2010. En ese período se elaboró a escala piloto un sistema de producción de biocombustible, específicamente en biodiesel y bioetanol.

El actual proyecto está vinculado a esas investigaciones desarrolladas sobre biodiesel, es decir, biocombustibles de segunda generación. También existen otros antecedentes que se remontan al año 2003. En tal ocasión, realizamos un asesoramiento para la construcción de una planta generadora de biodiesel, que hoy en día se encuentra en la Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria (FCAI) de la UNCuyo.

 

Proyecto de investigación subsidiado por la Secretaría de Ciencia, Técnica y Posgrado de la Universidad Nacional de Cuyo: “Evaluación de métodos alternativos para la mejora en rendimiento de extracción mecánica de aceite de semilla de colza. Etapa 2”.

Integrantes del equipo de trabajo: Castro, Daniel Alfredo. Co-Director: Carullo, Carlos Arturo. Gentile, Alejandro; Lavastrou, Melanie Alcmena; Castro, María Eugenia.

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