OBTENCIÓN DE ALCOHOLES CARBURANTES A PARTIR DE LA

FRACCIÓN ORGÁNICA DE LOS RESIDUOS URBANOS

INTEGRANTESJulián Alberto Espinosa Rodríguez

Heidelman Grajales PuentesLudy Yaneth Mendoza

MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTESEMINARIO MANEJO INTEGRADO DE RESIDUOS SÓLIDOS

UNIVERSIDAD DE MANIZALES.

Los residuos sólidos orgánicos urbanos, constituyen cerca del 70% del volumen

total de desechos generados, por tal motivo es primordial buscar una salida

integral que contribuya al manejo adecuado, potenciándolos productos finales de

éstos procesos y minimizando un gran número de impactos ambientales que

conlleven a la sostenibilidad de los recursos naturalesEl presente trabajo se

enfocó en conocer las

técnicas empleadas

en la obtención de

alcohol carburante a

partir de residuos

sólidos, las

experiencias

significativas en las

investigaciones

realizadas en este

tema y el Panorama

de los

Biocombustibles en

Colombia.Fuente: Adaptado de IPCC (2012).

De acuerdo con las previsiones de la ONU, en los próximos añosse producirá un aumento sustancial de la población mundial,llegando a alcanzar los 8.000 millones de personas en 2025 y los9.300 en 2050. Y la previsión de generación anual de residuospara 2025 asciende a 2600 millones de toneladas, el doble de laactual. Estos residuos, si no se gestionan adecuadamente,suponen un importante impacto significativo en el medioambientey suponen graves problemas de salud.

2. APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS

La gestión de los residuos orgánicos con fines

de valorización, se puede encaminar a:

1) Aprovechamiento de los materiales para

reciclaje de nutrientes,

2) Aprovechamiento

energéticos.

2.1 BIOCOMBUSTIBLES

Los biocombustibles son cualquier tipo de combustible líquido, sólido o

gaseoso, proveniente de la biomasa (materia orgánica de origen animal o

vegetal) por lo que su energía proviene de la fijación biológica de carbono. Se

consideran ambientalmente amigables porque su materia prima es renovable

y en su combustión se generan menos emisiones de gases de efecto

invernadero (GEI) que en la de combustibles fósiles.

Son aquellos producidos apartir cultivos energéticoscomo la caña de azúcar ygranos ricos en almidón.

BIOCOMBUSTIBLES DE PRIMERA GENERACIÓN

Utilizan cultivos no comestibles yresiduos agrícolas o urbanos(RSU). La mayoría de este tipo debiocombustibles se encuentraactualmente en desarrollo para suproducción comercial.

BIOCOMBUSTIBLES DE SEGUNDA GENERACIÓN

2.2 VENTAJAS DE LA PRODUCCIÓN DE ALCOHOL CARBURANTE A PARTIR DE LAS FRACCIÓN ORGÁNICA

DE RSU

- La Obtención de Alcohol Carburante de Segunda Generación sePlantea como alternativa a los combustibles de Primera Generación.

- Biocombustibles de Primera Generación: Impactos negativos en laSeguridad Alimentaria y Aumento de la frontera agrícola: lo queconlleva a la deforestación, pérdida de diversidad biológica yliberación de cantidades de CO2

Entre las ventajas principales es que los costos de materia primautilizada para la obtención de biocombustibles de segunda generación(RSU) es mínima y siempre disponible; lo cual podría reducir loscostos de la producción. Un estudio de costos de plantas deproducción de bioetanol indica que un 40 a 60% de los costosdependen de la materia prima; entre un 10 y 16 % dependen delconsumo de energía, y entre un 14 y 20%, son costos de capital(Schulze and Kreen, 2006)

La biomasa lignocelulósica procedente de residuos agrícolas, forestaleso biodegradables se vislumbra como la solución para la obtención deetanol. En este caso la biomasa tiene un bajo costo, puesto que setrata de residuos que poseen bajo o nulo valor económico, además deque ayuda a disminuir el problema medioambiental asociado a laproducción, gestión y acumulación de residuos

2.2 DESVENTAJAS DE LA PRODUCCIÓN DE ALCOHOL CARBURANTE A PARTIR DE LAS FRACCIÓN ORGÁNICA

DE RSU

En la actualidad las tecnologías de obtención dealcohol carburante están en etapa de investigación ydesarrollo con costos de producción elevados.

Al igual que los biocombustibles de primerageneración, está que es altamente corrosivo, porlo que no puede transportarse en los oleoductostradicionales. Requiere tanques de aceroinoxidable especializado para transporte por tierralo que aumenta el costo y consumo de energíanecesarios para llegar al consumidor.

2.3. METODO UTILIZADO EN LA PRODUCCIÓN DE ALCOHOL

CARBURANTE A PARTIR DE FRACCIONES ORGÁNICAS DE

RESIDUOS SÓLIDOS.

Fuente División de Energías Renovables CIEMAT, 2012

2.3. METODO UTILIZADOS EN LA PRODUCCIÓN DE ALCOHOL

CARBURANTE A PARTIR DE FRACCIONES ORGÁNICAS DE

RESIDUOS SÓLIDOS.

Figura 2. Proceso BioquímicoLa utilización de la fracción

orgánica de los RSU para la

producción de bioetanol de

segunda generación se

produce de biomasa usando

enzimas que hidrolizan la

celulosa y la hemicelulosa

para su conversión en

azúcares que luego se

fermentan y se concentran,

dando lugar al etanol.

“BIOMASA”

ETAPAS DEL PROCESO EN LA PRODUCCIÓN

DE ALCOHOL CARBURANTE A PARTIR DE

FRACCIONES ORGÁNICAS DE RESIDUOS

SÓLIDOS

1. PRETRATAMIENTO

2. SACARIFICACIÓN Y FERMENTACIÓN

SIMULTÁNEA (ssf)

3. DESTILACIÓN

4. LINEA DE ETANOL

2.4 EXPERIENCIAS INTERNACIONALES RELACIONADAS CON LA

PRODDUCCION DE BIOCOMBUSTIBLES A PARTIR DE RESIDUOS

SOLIDOS DOMESTICOS

• Proyecto Perseo en España,

Planta Experimental un

referencia Mundial para la

producción de Etanol de

Segunda Generación.

• Caso Salamanca Empresas

Abengoa.

• En estados Unidos se está

implementando Tecnología

aplicable a Hugoton (Kansas),

que produce bioetanol 2G

comercial.

2.5 PRODUCCION DE BIOCOMBUSTIBLES EN COLOMBIA

En el 2001 se establece como obligatoria la mezcla de gasolina y etanol, diésel con

biodiesel, y otorgando facilidades para la producción y consumo de los mismos

Desde 2005, cuando se hicieron efectivos los mandatos de mezcla con alcohol

carburante, la producción ha pasado de 27 millones de litros a 337 millones de litros

al 2011

Para responder a las necesidades del mercado del etanol, el país incorpora

anualmente unas 2.000 hectáreas de caña de azúcar. En 2013 estaban

sembradas en el país 220.000 hectáreas de caña de las cuales unas

40.000 se destinan a la producción de alcohol carburante.

• Las leyes que impulsaron y que regulan la operación de biocombustibles en Colombia son la Ley

693 de 2001 y la Ley 939 de 2004.

A través de la Resolución 18 0687 de 2003, mediante la cual se expidió la regulación técnica

prevista en la Ley 693 de 2001, el MME determinó que la gasolina básica en ciudades grandes

debía tener un 10% +/- 0,5% de alcohol carburante.

Mezclas de

biocombustibles en el

año 2011 para

diferentes países.

Fuente: Fedesarrollo.

Precios de venta

por galon de etanol

2005- 2011. Fuente:

Fedesarrollo.

CONCLUSIONES

1. La utilización de materias primas alimentarias con fines energéticos ha

provocado un alza de los precios en productos como el maíz o la cebada,

además de encarecer y hacer poco competitiva la producción de etanol a

partir de este tipo de insumos frente a los precios de la gasolina.

Adicionalmente con todos los excedentes mundiales de productos

alimenticios sólo se podría producir bioetanol para sustituir el 1% del

petróleo que se usa en la actualidad. Si se continuará incrementando el

el uso de los cultivos alimenticios para producir etanol se generaría

una cadena de desequilibrios alimentarios, lo que sería insostenible

(Sánchez, 2008).

2. Hasta ahora, la gestión de los residuos y la generación de energía se han

tratado como asuntos separados. La producción de alcohol carburante

permite, simultáneamente, resolver la gestión eficiente de los

residuos sólidos urbanos y la producción sostenible de energía.

CONCLUSIONES 3. De acuerdo con las previsiones de la ONU, en los próximos años se producirá un

aumento sustancial de la población mundial, llegando a alcanzar los 8.000 millones de

personas en 2025 y los 9.300 en 2050. Y la previsión de generación anual de

residuos para 2025 asciende a 2600 millones de toneladas, el doble de la actual.

Estos residuos, si no se gestionan adecuadamente, suponen un importante impacto

significativo en el medioambiente y suponen graves problemas de salud. Con el

aprovechamiento de las fracciones orgánicas de los residuos sólidos urbanos

en la obtención de alcohol carburante, se podrían disminuir los volúmenes

dispuestos de residuos en los rellenos sanitarios, lo que contribuiría a alargar la

vida útil de éstos y a reducir sus costos de operación relacionados con el

tratamiento de los lixiviados

4. El etanol usado como carburante tiene sus defensores y sus detractores. Para unos

es muy importante por la reducción de la dependencia del petróleo y por su papel

fundamental en la disminución de la contaminación ambiental, y para otros es

inaceptable por el fomento a usar una fuente energética ineficiente, costosa y que

genera más contaminación de la que evita. Cada país tiene que decidir por su

futuro energético, no todas las opciones son validas para todos, cada nación tiene

sus características particulares y "simplemente hay que usar lo que se puede usar en

cada país y en cada situación"