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Los biocombustibles para la aviación empiezan a despegar

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Los biocombustibles obtenidos a partir de fuentes renovables pueden reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero de la aviación, y ya hay compañías aéreas que empiezan a utilizarlos. Un grupo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) aporta a este desarrollo su propia investigación, consistente en un modelo integrado de biorrefinería para la producción de biojet fuel, elaborado a partir de residuos agrícolas de plantas oleaginosas.
Los biocombustibles para la aviación empiezan a despegar

La investigación es fruto de la tesis doctoral de Fernando Nicolas Vela, quien explica que, actualmente, hay seis rutas termoquímicas aprobadas por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) para producir bioqueroseno (biocombustible de aviación compatible con el queroseno derivado de petróleo) a partir de materias primas renovables.

Las rutas que han destacado hasta el momento han sido las que procesan alcohol celulósico (ATJ-SPK) y el hidroprocesamiento de esteres y ácidos grasos (HEFA-SPK). La tesis doctoral de Nicolás Vela, codirigida por los profesores María Jesús García y David Bolonio de la ETSI de Minas y Energía de la Universidad Politécnica de Madrid (Etsime), realiza un análisis de dichas rutas y valora la viabilidad de modelos de biorrefinería para la producción de bioqueroseno como componente de mezcla con el queroseno convencional (Jet A1). Como materia prima se consideró el uso de residuos agrícolas, fundamentalmente de cultivos oleaginosos.

“El transporte aéreo es vital en la globalización”, señalan los autores del estudio. Sin embargo, “los esfuerzos por descarbonizar la industria y alcanzar la sostenibilidad han sido, por ahora, insuficientes. Por eso estamos trabajando en ello”, añaden. En la investigación realizada, se ha analizado el proceso ATJ-SPK, que implica la obtención de bioetanol a partir de los residuos lignocelulósicos de cultivos oleaginosos y su posterior mejora a bioqueroseno (y diésel verde). Por otro lado, se ha estudiado el proceso HEFA-SPK, que emplea el aceite vegetal residual y destilado de ácidos grasos descartados durante el refinamiento de aceite vegetal crudo. Ambos modelos de biorrefinerías fueron modelados con el software de simulación de procesos de ingeniería química AspenPlus.

La viabilidad económica de las biorrefinerías estudiadas ha sido evaluada mediante un análisis tecno-económico, calculando el capital de inversión requerido, el precio de venta mínimo del bioqueroseno y las variables económicas más significativas para alcanzar dicha viabilidad económica. El resultado, en todos los casos, evidencia la necesidad de comercializar co-productos, como la lignina, para competir con el precio de venta del queroseno convencional. 

Con esto en mente, los investigadores integraron un análisis para optimizar la cadena productiva y reducir costos operativos, además de calcular la huella de carbono asociada de los bioquerosenos producidos, realizando un análisis de ciclo de vida en el software SimaPro.

Los resultados de la evaluación muestran emisiones de gases de efecto invernadero inferiores a las de la producción de Jet A1 derivado del petróleo. “Sin embargo, es necesario mejorar las tecnologías de extracción y purificación del etanol para lograr reducciones mayores. Asimismo, es primordial que en las etapas de hidrotratamiento se emplee hidrógeno procedente de fuentes renovables (como biogás) para que los procesos sean sostenibles”, indican los autores del trabajo.

Los investigadores, de cuyo trabajo informa el portal Madri+d, también  comprobaron, estimando las propiedades fisicoquímicas y termodinámicas del biocombustible de aviación, que cumple con las especificaciones vigentes (norma ASTM D7566), lo que garantiza la homogeneidad en la mezcla, la calidad de la combustión y el cumplimiento de los requisitos de seguridad para almacenamiento y transporte del bioqueroseno. Finalmente, realizaron un cálculo de carga útil en vuelos de largo y medio alcance para evaluar el rendimiento del bioqueroseno en condiciones de vuelo particulares.

“Los resultados son alentadores, especialmente en vuelo de corto alcance, donde se ha demostrado que el bioqueroseno representa una ventaja frente a su contrapartida fósil”, concluyen.

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