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Biorefineria – ¿De qué se trata?

Plantas en contraste

El término “biorefineria” apareció en los noventas como respuesta a por lo menos 4 tendencias industriales: 1, hubo un incremento importante sobre la conciencia de utilizar la biomasa de forma más eficiente tanto desde un punto de vista económico como ambiental. 2, existía un creciente interés en mejorar la baja calidad de los lignoceluloicos de la biomasa en varios productos valiosos. 3, había un incremento de atención con lo que concernía al almidón/fécula y sus usos en energía. 4, se notaba una necesidad de desarrollar productos de mayor calidad y diversificarse para responder a la competencia global, y en algunos casos, usar el exceso de biomasa (especialmente hablando de la pulpa y la industria del papel).

En una biorefineria, la biomasa es convertida en uno o más productos valiosos como puede ser el combustible para transporte, materiales químicos, electricidad, o sub- productos como calor, etc. En principio todo tipo de biomasa puede ser utilizada, desde madera, pasando por desperdicios hasta algas.

Definiciones y connotaciones

Existen varias definiciones de biorefineria, pero la preferencia de una sobre otra depende del contexto, por ejemplo, hay dos que son bien estructuradas que las proporcionó el IEA (International Energy Agency) y la NREL respectivamente:

  • Biorefineria es el proceso sustentable de la biomasa hacia un espectro de remarcables productos y energía
  • “Una biorefineria es un lugar que integra los procesos de la trasformación de la biomasa y materia para producir combustible, energía, y químicos”

No obstante, todas las definiciones hasta el momento incluyen siempre, de una u otra forma, la idea de convertir la biomasa en algo mejor.

El uso del término “sistema” solo hace referencia al proceso de biorefineria como tal, no necesariamente abarca la integración con otra industria de generación de energía más grande. Así, una biorefineria puede ser una “planta de polygeneración” que produce varios productos simultáneamente, pero que no necesariamente tiene que hacerlo. Si tenemos en cuenta las definiciones, una biorefineria puede ser cualquier cosa desde una simple máquina que transforme la biomasa, hasta un plan de polygeneración integrado con otras industrias y sistemas de energía.

Bosque amarillo

Como el concepto de biorefineria puede abarcar un gran espectro de sistemas técnicos, hay varias “zonas grises” con configuraciones que algunos podrían considerar biorefinerias, mientras que otros no. Por ejemplo, una biorefineria puede producir productos tradicionales provenientes de la biomasa como lo son la electricidad y el calor, pero algunos no consideran que una planta que solo produce ese tipo de productos pueda catalogarse como biorefineria. En cambio, si el proceso para llegar a esos productos es mas eficiente o se producen más variaciones de los mismo, en ese caso mas personas aceptan catalogar la planta como biorefineria ya que teóricamente este término connota algo novedoso, “no-tradicional” o algo más “eficiente” o “mejor”. No obstante, algunas tecnologías son tan novedosas que por esa razón son excluidas de la lista de conceptos de biorefineria (por ejemplo, una nueva tecnología es la creación de biodiesel a partir de algas y fermentación).

Tipos de procesos de conversión claves

Una común diferenciación entre tipos de biorefinerias es entre aquellas que utilizan la termoquímica y las que usan la bioquímica, a saber, que usualmente en dichos procesos se evoca la gasificación y la fermentación (pero no debe olvidarse que también existen otros procesos que conllevan a otro tipo de tecnologías).

Proceso de gasificación

El proceso de gasificación es cuando se calienta un material usando un agente de gasificación como el oxígeno, vapor o aire. Así, la materia prima es descompuesta a una mezcla de pequeñas moléculas, sobre todo monóxido de carbono e hidrogeno, conocidos como síntesis de gas o syngas, luego es utilizado para crear moléculas más complejas que serán usadas en combustible, químicos o materiales.

Gasificación

Proceso de fermentación

En el proceso de fermentación cuando se habla de biorefineria se ofrecen versátiles posibilidades para convertir los polímeros que contienen azúcar, celulosa y hemicelulosa en diferentes productos. La base dentro del proceso de fermentación es donde los microrganismos son usados para convertir el azúcar en un producto específico, y uno de los beneficios de este método es que los microrganismos actúan como catalizadores específicos que pueden producir una gran gama de productos. La capacidad metabólica de las células permite que los microorganismos produzcan un producto que no podría alcanzarse fácilmente por medio de rutas químicas.

Esquema planta tradicional de biogás

Planta-Biogás-TRADICIONAL

Modelo de una biorefineria

Modelo-Biorefineria

Principio con MÖBIUS

En Möbius el principio de biorefinería aplica en los CENVAB, al tener en cuenta que todos los residuos de diferentes localidades, casas o empresas pueden tener un aprovechamiento resultando en productos de calidad superior (por su uso) por medio de procesos innovadores dentro del contexto abordado.

Conclusión

Al producir múltiples productos, una biorefinería aprovecha los componentes de biomasa y sus intermediarios por lo tanto maximiza el valor derivado de la biomasa utilizada como materia prima. Los productos de alto valor incrementan la rentabilidad, mientras los combustibles de alto volumen ayudan a cubrir las necesidades de energía, y la calidad de producción ayuda a disminuir los costos energéticos y reduce las emisiones de gases invernadero de las tradicionales instalaciones de las plantas energéticas. Futuras biorefinerías podrán jugar un papel más importante en la producción de sustancias químicas y materiales que son tradicionalmente producidas a partir del petróleo.

Las biorefinerías ofrecen otro rango de posibilidades para aprovechar materia que siempre ha estado a nuestro alcance, así como también todo tipo de residuos para hacer una valorización a otro nivel de calidad de los mismos.

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