Bioetanol, una alternativa a los combustibles fosiles

- ¿Que es el bioetanol?

El bioetanol es un combustible que se presenta como alternativa a los carburantes fosiles (como la gasolina, producto de la destilacion del petroleo).

- ¿Como se produce?
El bioetanol es producido a partir de la fermentacion anaerobia (sin oxigeno) de los azucares (como por ejemplo, la sacarosa o azucar de mesa).

Hay tres tipos de materias primas que se pueden utilizar para la produccion de bioetanol:

Sacarosas: contiene glucidos simples (las sustancias que se convierten en etanol por medio de la fermentacion anaerobia) que se pueden fermentar directamente. Por ejemplo: la caña de azucar, la remolacha azucarera, los citricos, etc.

Amilaceas: contiene glucidos complejos (almidon) que se deben descomponer en glucidos simples para su posterior fermentacion. Dentro de este grupo se encuentran el maiz, la patata, el trigo, etc.

Celulosicas: es necesario descomponer la celulosa para poder fermentarlas, como la madera, la paja, el papel, entre otros.

Hay tres pasos del proceso que son comunes a todas las materias primas, estos son:

Dilucion: consiste en mezclar con agua para variar la concentracion de azucar en la mezcla, y por lo tanto la cantidad de etanol resultante. Es importante esta regulacion, ya que la levadura (hongo unicelular que realiza la fermentacion) muere si aumenta mucho la concentracion de alcohol.

Control de la acidez: el pH es una medida de la acidez o la alcalinidad de una disolucion acuosa que se encuentra expresada en numeros del 1 al 14. El control del pH durante la fermentacion es importante, puesto que las bacterias crecen mas lentamente en entornos acidos y la levadura solo prospera en entornos con una ligera acidez.

Limpieza: la limpieza del equipo de fermentacion es muy importante, ya que, si se acumulan residuos creceran bacterias que afectaran a la cantidad de alcohol producida.

- ¿Cual es el procedimiento para cada materia prima?
Algunas materias primas requieren mayor procesamiento que otras para producir bioetanol.

Las materias primas sacarosas son las que requieren menor procesamiento. Producir alcohol a partir de materias primas sacarosas consiste en:

1. Exprimir o triturar para liberar el azucar.
2. Diluir con agua (no siempre es necesario).
3. Fermentar.
4. Destilar.

Las materias primas amilaceas producen mas alcohol en relacion a su peso que las sacarosas, pero conllevan un mayor procesamiento. Los pasos para la materias primas amilaceas son:

1. Moler para liberar el almidon.
2. Diluir con agua.
3. Cocer para disolver el almidon.
4. Descomponer el almidon en glucidos simples por malteado, accion enzimatica o hidrolisis acida.
5. Fermentar.
6. Destilar.

Las materias primas celulosicas son las mas baratas, incluso a veces se las considera residuos (como en el caso del papel de periodico). En las materias primas celulosicas es necesario descomponer la celulosa antes de fermentar.

- ¿Como se realiza el proceso de fermentacion?
La fermentacion es un paso del proceso comun a todas las materias primas, en el cual la levadura se alimenta de los azucares y libera dioxido de carbono y etanol (en condiciones anaerobias) como producto de desecho.

Para que la fermentacion se lleve a cabo correctamente es necesario tener un equipo adecuado para este fin, que consta de: un recipiente donde se agrega la materia prima y en el que se produce la fermentacion, una tapa para sellar este recipiente y un airlock, dispositivo que permite la salida del dioxido de carbono producido durante la fermentacion (de lo contrario aumentaria la presion en el recipiente, haciendolo explotar), al mismo tiempo que impide la entrada del oxigeno, ya que si el oxigeno entrara en el recipiente se formaria acido acetico (vinagre).

Para un mayor rendimiento se debe agitar la pasta de fermentacion para poner los nutrientes a disposicion de las celulas de levadura y refrigerar la cuba de fermentacion para mantener la temperatura de la mezcla dentro de unos limites adecuados.

- ¿Como se realiza la destilacion?
Este paso es el ultimo que se realiza en el proceso y su funcion es separar el etanol de la disolucion acuosa en la que se encuentra para poder utilizarlo como combustible.

La separacion del agua y el etanol se hace posible porque tienen puntos de ebullicion diferentes, ya que el alcohol hierve a 78,4°, mientras que el agua tiene su punto de ebullcion en los 100°.

Al hervir la mezcla el vapor contiene un mayor porcentaje de alcohol que de agua, este porcentaje disminuye a medida que haya menor concentracion de etanol en la mezcla.

La destilacion se realiza mediante un dispositivo denominado alambique, que esta formado por una fuente de calor para proporcionar la energia necesaria para que se realize el proceso, un recipiente que contiene la mezcla fermentada y es calentado por la fuente de calor, un condesador, cuya funcion es condensar los vapores provenientes de la mezcla y, un envase donde se encontrara el liquido destilado. Aunque no es un componente esencial, es necesario un termometro para controlar la temperatura de los vapores.

La destilacion de la mezcla fermentada es un proceso que requiere la aplicacion de una energia externa (suministrada por la fuente de calor), por esta razon el bioetanol no es considerado una alternativa para la generacion de electricidad, ya que seria mas practico usar para este fin el combustible utilizado para destilar la mezcla. Esto puede ser solucionado utilizando alambiques solares, cuya fuente de calor es el sol (una fuente de energia renovable), eliminando los gastos energeticos que conlleva la destilacion.

- ¿Cuales son los usos posibles del bioetanol?
Su principal uso esta en los motores de combustion interna para automoviles y otros vehiculos, de hecho cuando se invento el motor de combustion interna (en 1872) no existia la gasolina y su inventor eligio como combustible al etanol. Tambien se pueden utilizar para generar energia electrica utilizando motores Stirling (convierten energia termica en energia mecanica) utilizando como fuente de calor al etanol. Otro uso posible esta en la calefaccion de los hogares.

- ¿Cuales son las ventajas y desventajas de su utilizacion?

Ventajas:

1. Es un combustible renovable, ya que esta realizado a partir de biomasa (se vuelve a generar).
2. Los gases despedidos durante su combustion son agua y dioxido de carbono, este ultimo es un gas de efecto invernadero, el bioetanol emite una cantidad similar a la del dioxido de carbono que la materia vegetal absorbio durante su vida del medio ambiente, siendo su efecto ambiental practicamente nulo.
3. La produccion de materia prima para la produccion de bioetanol podria impulsar la generacion de empleos en las zonas rurales.
4. Debido a que el petroleo esta empezando a escasear, la diferencia de precio entre los combustibles fosiles y el bioetanol es cada vez menor.
5. Si la materia prima utilizada para su produccion proviene de residuos, estos combustibles colaborarian con el reciclaje.

Desventajas:

1. La utilizacion de cultivos de vegetales comestibles para la produccion de bioetanol o el cambio de uso de terrenos destinados a cultivos vegetales para la alimentacion humana a la produccion de materias primas para bioetanol.
2. La deforestacion de bosques nativos para el cultivo de materia vegetal para bioetanol.
3. Libera menor cantidad de energia en su combustion que los combustibles tradicionales (como la gasolina).

Motor Stirling LTD - con latas pringles

Hola a todos! Despues de mucho buscar en internet por fin encontre un tutorial en el que te muestren todo claramente y con materiales faciles de conseguir en cualquier lugar, para que se ahorren el tiempo que tarde en encontrar este video se los dejo a continuacion. Buena suerte! (esta con subtitulos en ingles, pero aun sin saber ese idioma es facil de entender)

Motor Stirling construido con jeringas de vidrio

Este video que les voy a dejar a continuacion no es de mi autoria, pero me parecio muy interesante, ya que muestra claramente el funcionamiento y la simpleza de los motores Stirling.

Las jeringas son de 5 ml. Este motor es del tipo Alfa.