... amenaza o solución
El debate acerca de la utilización de biocombustibles es el disparador de esta investigación, en la cual se analizaran las diferentes posturas, a favor - en la que los principales argumentos son: los biocombustibles presentan un balance energético positivo, tienen una emisión neutra de CO2 y fijan la población rural- y en contra- en la que los principales argumentos son: tienen un menor rendimiento que los combustibles fósiles, la producción de la materia prima genera muchas emisiones de CO2, producen una importante degradación del suelo y utilizan gran cantidad de agua para la producción de la materia prima- para comprobar la hipótesis de la problemática planteada.
Esta problemática se reduce a una pregunta ¿Las ventajas de la utilización de biocombustibles compensan sus desventajas?, a la cual se le dio una respuesta previa a realizar la investigación, en la que se detallan ventajas y desventajas de la utilización y producción de biodiesel, dejando en claro que se considera que las ventajas superan a las desventajas.
Para analizar estas posturas se realizaron encuestas a personas entre un rango de edad de 20 a 40 años, considerándose la edad de manejo y siendo los futuros consumidores de biodiesel; a su vez se realizo una recopilación de información bibliográfica, periodística, virtual y televisiva. También se realizo la producción casera de biodiesel a base de aceite de cocina en un laboratorio.
Finalizado el trabajo de investigación se arribó a una conclusión, en la cual la hipótesis fue refutada y reemplazada por una nueva.
En tiempos, en donde la demanda energética de combustibles fósiles ha aumentado a cifras alarmantes, y mientras el planeta pide a gritos una tregua, muchos países están haciendo hincapié en el reemplazo de los combustibles derivados del petróleo por los Biocombustibles.
Desde los años 70´ se vienen realizando investigaciones y desarrollos sobre esta temática. Al mismo tiempo, se ha avanzado en la fabricación de motores y automóviles adecuadamente adaptados a aceites puros refinados.
Esta innovación se remonta, en realidad al año 1900, fecha en la que Rudolph Diesel utilizo por primera vez biocombustibles en su motor de ignición - compresión. Durante la Segunda Guerra Mundial se destaco la investigación realizada por Otto y Vivacqua en Brazil, sobre diesel de origen vegetal. Las primeras pruebas técnicas con biodiesel se llevaron a cabo en 1982, en Austria y Alemania, pero recién en el año 1985 se instaló en Silberberg, Austria la primera planta piloto productora de RME (Rapeseed Methyl Ester-metil éstero aceite de semilla se de colza).
" … .El Biodiesel es un combustible que se obtiene a partir de la reacción de transesterificación de un triglicérido con un alcohol, típicamente metanol o etanol, utilizando un hidróxido como catalizador. Al ser producido a partir de aceites vegetales o grasas de cualquier origen, es decir recursos renovables no produce una acumulación de CO2 en el ambiente.
El Biodiesel presenta una gran lubricidad que extiende la vida útil de un motor, no es tóxico y es fácilmente biodegradable.
La producción de Biodiesel utilizando Materiales de alta acidez, y por lo tanto de menor valor, requieren de un proceso con dos pasos de catálisis, una catalizada por ácidos y otra por alcálisis.
La utilización de aceites usados de cocina presenta la ventaja de aprovechar residuos de muy poco valor; también se pueden usar grasas animales pero de baja acidez… .."
En la producción de Biodiesel son requeridas materias primas tales como:
_Aceite vegetal. (Como lo son el de colza, palma, aceites de frituras).
El proceso productivo puede realizarse a través de cuatro procesos diferentes:
1_Proceso base-base mediante el cual se utiliza el hidróxido como catalizador.
(Se puede utilizar tanto hidróxido de sodio como de potasio.)
2_Proceso acido-base, consiste en realizar primero una esterificación acida y luego seguir el proceso normal (base-base).
3_Proceso Supercríticos, no requiere de la presencia de un catalizador, simplemente se hacen a presiones elevadas en las que el aceite reacciona sin la necesidad de que un agente externo actúe.
4_Procesos Enzimáticos. No se usan en la actualidad debido a su alto costo. Consiste en la utilización de enzimas para la aceleración de la reacción aceite alcohol.
5_Método de Reacción Ultrasónica. Las ondas ultrasónicas provocan que la mezcla produzca y colapse burbujas constantemente. Esto genera a su vez la mezcla y el calor necesarios para llevar a cabo el proceso de transesterificacion. Este proceso permite reducir el tiempo, temperatura y energía necesaria para la elaboración de biodiesel.
El dilema por la sustitución de los biocombustibles por combustibles derivados del petróleo requiere de un análisis muy profundo, para ello se ha planteado el siguiente Problema a resolver:
¿Las ventajas de la utilización de biocombustibles compensan sus desventajas?
Problemática
¿Las ventajas de la utilización de biocombustibles
compensan sus desventajas?
Hipótesis:
La desventaja es que el biocombustible se produce a partir de caña de azúcar, maíz, soja, o girasol. Estas materias primas son fuentes de alimento para la población; y muchas tierras agrícolas se utilizan para producir combustible, no teniendo en cuenta que en el futuro faltará tierra para la demanda de alimentos.
Analizando lo expresado anteriormente podemos afirmar que las ventajas que brinda la utilización de biocombustibles son mayores que las desventajas, pero estas últimas, aunque sean pocas, tienen una magnitud importante.
Los Objetivos del presente Trabajo de Investigación
son los siguientes
_Investigar el proceso a través del cual la materia prima se transforma en combustible.
_Brindar la información obtenida a la comunidad para que quede a su libre y sano juicio la utilización y opinión de los biocombustibles por medio de Internet.
A continuación, a partir del análisis realizado sobre biocombustibles, se detallarán las hipotéticas ventajas y desventajas de la utilización de esta nueva alternativa en materia energética. Se realizaron encuestas, para medir el grado de conocimiento de la sociedad, y experiencias en el laboratorio para visualizar el proceso de producción de biodiesel y comprobar su fácil obtención a partir de aceites vegetales. También se analizaron diferentes posturas en el ámbito científico sobre el tema.
Desarrollo
Los biocombustibles son un tema de discusión en el ámbito científico. Se han llegado a formar dos grupos, los que se encuentran a favor de la utilización de biocombustibles, y los que creen que las ventajas no son del todo favorables.
El primer grupo rescata como ventajas principales a las siguientes:
v " … Los biocombustibles presentarían un balance energético positivo (es decir, la energía obtenida es superior a la invertida en la producción del cultivo de base y en su fabricación)… "
v " … Desde el punto de vista de las emisiones de CO2, los biocombustibles tendrían un efecto neutral, esto es, emitirían a la atmósfera el carbono que previamente habrían absorbido en el proceso de fotosíntesis… "
v " ...Dadas las condiciones de crisis de la agricultura y de despoblamiento del medio rural, la alternativa de los biocombustibles (a través de cultivos energéticos) serviría para fijar población en esos territorios y frenar un proceso demográfico tan negativo… "
En contraposición a lo expresado anteriormente, otros científicos han refutado las ya mencionadas ventajas de los biocombustibles, proponiendo una alternativa viable ante la problemática energética mundial.
v " … Algunos estudios de los años noventa y comienzos de esta década han tratado de demostrar que, en concreto, el bioetanol obtenido a partir del cultivo de cereales (sobre todo maíz) y su posterior fermentación y destilación, aporta mayor energía que la consumida en su producción y fabricación. Los resultados varían, según los estudios, desde un rendimiento neto adicional positivo del 34% o hasta, incluso, el 49%. Por ejemplo, David Pimentel y Tad Patzek han puesto de relieve que se utilizan 1,29 kilocalorías de combustibles fósiles por cada kilocaloría obtenida en forma de etanol (es decir un rendimiento negativo del -29%). Esto empeora si en vez de maíz se utiliza mijo, ya que en este caso el rendimiento alcanza el -50%, llegando incluso hasta el -59% cuando se utiliza madera aunque sea procedente de bosques gestionados de manera sostenible. Y la cosa no mejora tampoco cuando, en vez de etanol, hablamos de biodiesel: aquí los rendimientos negativos alcanzan el -27% si se obtiene a partir de soja o del -118% si se produce utilizando cultivo de girasol… "
Si se tiene en cuenta todo el proceso de formación de etanol (insumo necesario para la fabricación de biodiesel) y del biodiesel, el balance entre la energia utilizada y la energia obtenida para la fabricación del combustible, pasa a ser negativo, ya que las maquinarias para el proceso agrícola, para la fermentación y destilación, requieren de la utilización de combustibles fósiles. Sumado a esto, esta el tema del uso indiscriminado de fertilizantes para aumentar la producción, que traen una consecuencia negativa para la población y el medio ambiente (esta problemática se desarrolla en el video adjuntado en la carpeta de campo).
v " … Si bien las emisiones de CO2 son menores que la de las combustibles fósiles, en el proceso de elaboración de estos combustibles la maquinaria utilizada requiere de combustibles fósiles para su funcionamiento, emitiendo un gran porcentaje de CO2, además de óxidos de nitrógeno, metano, etc., los cuales contribuyen al efecto invernadero, problema principal por el cual se intenta reducir las emisiones de CO2. Tanto el proceso de cultivo como las fábricas de destilación y fermentación de etanol utilizan combustibles fósiles para su funcionamiento, a lo que habría que añadir la energía necesaria para la recogida y el transporte de las cosechas hasta la planta industrial.
Patzek ha realizado un balance neto de emisiones de CO2 de un biocombustible como el etanol. En este, incorporo el resto de emisiones de gases con efecto invernadero que también se generan en el proceso de cultivo y fabricación, y las transformo en toneladas de CO2 equivalente. El resultado al que llego es muy ilustrativo: en términos netos, por cada hectárea de maíz dedicada a la producción industrial de etanol en EE UU se generan 3.100 Kg. de CO2 equivalente, lo que quiere decir que, si se quisiera satisfacer únicamente el 10% del consumo de combustible en ese país con etanol, las emisiones alcanzarían los 127 millones de Toneladas… "
v " … Dado que el proceso demográfico es negativo, y la utilización de biocombustibles llevaría gente al campo, este aspecto positivo no es suficiente para contrarrestar los aspectos negativos.
La producción de etanol y biodiesel agrava directa e indirectamente la erosión y degradación del suelo. Además es un proceso muy exigente en utilización de agua: se estima que para la producción de un litro de etanol se requieren entre 10-12 litros de agua en la fase de destilación, y entre 20-25 litros en la fase de fermentación, lo que supone en total una exigencia de entre 30 y 37 litros de agua por cada litro de etano.
Se añade a esto algunas consideraciones relacionadas con la desmesurada ocupación de espacio que exigiría satisfacer el consumo de energía para el transporte con biocombustibles: lograr el 10% del consumo de combustibles en EE UU con etanol requeriría, por ejemplo, 22 millones de hectáreas.
Comparando las cifras de granos necesarias para que un automóvil funcione por un año, estas son siete veces más que las necesarias para que una persona se alimente a lo largo de todo un año.
Los países ricos no van a poner en cultivo esos millones de hectáreas necesarias para satisfacer su consumo de biocombustibles, por lo que se están desarrollando proyectos en países pobres de Latinoamérica, Asia y África para que éstos destinen una parte importante de su superficie agrícola a la plantación de cultivos energéticos destinados al consumo de los países ricos, poniendo en mayor riesgo su seguridad alimentaria y aumentando sus servidumbres ambientales con los países " desarrollados" … "
Materiales y Metodología
Para la realización de este proyecto de investigación se utilizaron datos e información proveniente de distintas fuentes, que se encuentran citadas en la bibliografía (Pág. 14).
Muchos de los datos fueron recolectados de Internet, de fuentes confiables. También se consultaron artículos periodísticos de diarios nacionales y prestigiosos, como así también videos televisivos.
A su vez se realizaron encuestas a un sector determinado de la sociedad en la ciudad de Olavarria, el cual fue interrogado acerca de los conocimientos que tienen sobre el biodiesel, si consideran que es mas ventajoso o no que los combustibles fósiles, y por que. A partir de los resultados obtenidos, se volcaron los datos a tablas y gráficos para una mejor visualización.
¿Por qué consideras que son más ventajosos?
Se entrevistó a personas dentro del margen de edad de 20 a 40 años, ya que se considera que es la edad promedio de los conductores de nuestro país, futuros usuarios de biocombustibles.
Además, se realizo en el laboratorio de la escuela Media Nº 10 de Olavarria, la realización y observación de biodiesel casero a partir de aceite de cocina.
Para la elaboración de biodiesel casero, en el laboratorio, se utilizaron 130 gr. de aceite de girasol, 37,5 gr. de metanol y 1,3 gramos de hidróxido de sodio sólido.
El primer paso fue mezclar el hidróxido de sodio con el metanol, por medio de una varilla, hasta que la mezcla se hayo disuelta. Luego se colocó el aceite en un balón de destilación para la saponificación. Se puso el balón a calentar con aceite a baño maría, y se le agregó, la solución de hidróxido más metanol. Esta nueva mezcla se calentó a 65º y se fue mezclando despacio durante una hora, en la cual la mezcla se tornó de color anaranjado, oscureciéndose paulatinamente. Luego se separó en dos capas bien diferenciadas, siendo una de ellas el glicerol (el cual fue retirado del balón por medio de una pipeta). Una vez retirado se colocó en un recipiente aparte y se calentó durante una hora más.
Después de haber calentado el glicerol, se transfirió la mezcla de reacción a una ampolla de decantación, donde se la dejó descansar durante un día.
Una vez transcurrido el tiempo de decantación, la mezcla se volvió a separar en dos capas, el glicerol y el biodiesel. Se retiró el biodiesel y se lo colocó en una ampolla de decantación donde se lo lavó con agua destilada hasta que se volvió neutro. Después se le agregó 75 cm3 de sal saturada de cloruro de sodio y se lo dejó en solución por 5 días. Finalmente se realizó una nueva separación y lavado. Se comprobó, por medio de nitrato de plata, que no hayan quedado restos de cloruro de sodio.
Discusión
Los resultados volcados sobre los gráficos demuestran, claramente el grado de desconocimiento de la población, hecho que favorece políticas inadecuadas con respecto a la instalación de biocombustibles. Es papel del Estado informar acerca de lo que le compete a sus gobernados. Sin embargo siempre se priorizan los intereses económicos por sobre los ecológicos y/o humanos.
A partir de la experiencia realizada en el laboratorio pudimos visualizar, la producción casera de biodiesel a partir de aceite de girasol. Comprendiendo de manera mas practica su fácil elaboración, factor importante a la hora de analizar el creciente interés de países desarrollados por instalar plantas productoras de biodiesel y por insertar en el mercado automotor los combustibles biodegradables.
Conclusiones
Es innegable que los biocombustibles como innovación científica, nos permiten pensar en una bueno alternativa frente a la cercana extinción de los combustibles fósiles convencionales. Sin embargo, a partir de la investigación realizada se ha llegado a la conclusión de que las desventajas que genera la utilización de biocombustibles no compensan sus ventajas. Es decir, a la hora de analizar esta nueva opción, los datos obtenidos y la información recolectada reflejan las terribles consecuencias de su producción y utilización. Afecta a la sociedad consumista de los países pobres, ya que se utilizan como materias primas alimentos de consumo diario para la población, los precios de los mismos aumentarían, debido a la demanda que ofrecerían los países desarrollados para la elaboración de biocombustibles.
En relación al medio ambiente las consecuencias son aun más terribles. Los principales objetivos por los cuales se intenta poner en práctica esta alternativa, son insignificantes frente al impacto que genera las consecuencias de esta producción, teniendo en cuenta desde las emisiones de gases y la deforestación de los bosques, hasta la utilización de grandes cantidades de un recurso, pronto a agotarse, tan vital para la vida, como lo es el agua.
De acuerdo al análisis que se realizo durante el proceso de investigación, la hipótesis planteada, fue refutada. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos luego del análisis, la hipótesis correcta seria:
Las ventajas de la utilización de biocombustibles en reemplazo de los combustibles fósiles son anuladas por completo debido a la gravedad que implican en el medio ambiente las desventajas de la utilización de biocombustibles.
...
... para continuar ahondando un poco más en las "renovables"
os invito a consultar los distintos aspectos
expuestos en los apartados siguientes:
... Climatoscope (... la energía más barata a nivel mundial, es la solar)
... generación y almacenamiento (... naturaleza de sus fructuaciones)
... aerogeneradores sin aspas (... soluciones limpias y eficientes)
... olas y mareas (... romances entre la Luna y la Tierra)
... geotermia española (... energía renovable bajo suelo)
... biocombustibles (... amenaza o solución)
... bioenergía y biomasa (... desde hace miles y miles de años)
... La batalla del futuro (petróleo contra renovables)
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