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Investigadores de la UCO obtienen hidrógeno a partir de residuos de petróleo y materiales contaminantes

29/04/2009

El grupo de la Universidad de Córdoba dirigido por el profesor César Jiménez-Sanchidrián plantea soluciones en el campo energético con la obtención de hidrógeno combinado con nuevos catalizadores a partir de residuos del petróleo, de alcoholeras o de almazaras.

FUENTE – Innovatec – 29/04/09

“El hidrógeno es el futuro”, afirma César Jiménez-Sanchidrián. Así, su equipo trabaja en un proyecto de excelencia de la Junta de Andalucía donde utiliza la plasmacatálisis para obtener este gas. Dicho procedimiento se basa en una unidad generadora de plasma en línea con un reactor catalítico (catalizador que retrasa o acelera un proceso químico) que recombina convenientemente las especies iónicas generadas en el plasma. Es un caso de acoplamiento entre tecnología física y tecnología química.

De forma más detallada, el proceso consiste en introducir en el seno de un plasma unas moléculas orgánicas inútiles, que se excitan y se rompen, generan iones y electrones. Estos fragmentos son recibidos por un catalizador en línea con el plasma (antorcha de gas brillante excitada originada por la ionización de las moléculas) y realiza con ellos las transformaciones convenientes. Manejando las variables de temperatura, presión, flujo de gases, potencia de trabajo, diseño del reactor, etc., se producen distintas especies, que al ser recibidas por los catalizadores adecuados realizarán una recombinación dirigida, lo cual dará lugar a otras moléculas de diferente naturaleza. De este modo, el resultado puede ser tanto la obtención de nanotubos, como de gas de síntesis o de hidrógeno con alta selectividad.

La innovación tecnológica global de la plasmacatálisis consiste en que mientras que la catálisis heterogénea clásica operaba con moléculas neutras excitadas térmicamente, en este proceso participan intermedios reactivos (cationes, aniones, electrones), y esto abre nuevas posibilidades.

Reutilización de residuos

Los expertos cordobeses incorporan residuos del petróleo, principalmente plásticos, residuos de alcoholeras, de almazaras, que “suponen un problema para el entorno”. Mediante reacciones de plasmacatálisis “combinamos y transformamos los materiales residuales antes mencionados con otros productos que causan un importante efecto invernadero”. En resumen, “por plasmacatálisis recombinamos el CO2 que sale de una chimenea industrial y que es contaminante con residuos de petróleo, plásticos, o procedentes de almazaras, que también son materiales contaminantes”.

“El beneficio es evidente pues realizamos, a la vez, una doble eliminación de productos indeseables para la atmósfera y para las cuencas fluviales y producimos simultáneamente materiales combustibles (hidrógeno, hidrocarburos, gas de síntesis, etc) así como materiales tan interesantes y con tanto futuro como los nanotubos, tubitos de menos de un mm”, insiste el profesor de la UCO.

En este sentido, certifica el investigador cordobés, “obtenemos hidrógeno; etileno,un compuesto químico que se encuentra en las plantas; un gas inflamable más ligero que el aire, el acetileno; y gas de síntesis, mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno”. Por tanto, “alimentamos industrias que se nutren de estas materias primas como las energéticas, la de los polímeros (pequeñas moléculas que forman la materia), la industria de detergentes, de pinturas e industrias de síntesis”.

Nuevas posibilidades

Además,este grupo trabaja en un proyecto del Ministerio de Ciencia e Innovación, en el que persigue el diseño de nuevos materiales sólidos, con nuevas arquitecturas, que presenten propiedades singulares y puedan abrir así nuevos horizontes como absorbentes y como catalizadores.

Estos catalizadores son originales y novedosos y una vez sintetizados se pueden modificar aún convenientemente. Por decirlo así, se pueden introducir en su estructura singularidades llamadas estereocentros, y esto les permite actuar como detectores de cualidades especiales que tienen las moléculas asimétricas, de las que nuestros organismos tienen un buen número.

Entre sus aplicaciones destaca su uso en farmacología, de modo que se pueda ver la diferenciación química de una misma molécula que posee dos formas que son imágenes especulares, los enantiomorfos. Éstos también presentan diferencias fisiológicas. Un claro ejemplo es el caso de la talidomida, fármaco con dos formas quirales similares (enantiomorfos), pero no iguales, que sirve para evitar las náuseas de las embarazadas.

De esta forma, mientras la talidomida S era teratogénica, es decir, producía malformaciones en el feto e incluso la muerte de la madre; la talidomida R si tenía el efecto deseado. En este sentido, “nuestros catalizadores forman enantiomorfos específicos”.

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Nuevos usos para residuos olivareros

22/04/2009

Miembros del grupo de investigación Bioprocesos de la Universidad de Jaén han encontrado ecuaciones que proporcionan un modelo que optimiza la obtención de bioproductos, como por ejemplo etanol y xilitol, a partir de poda de olivo. La principal novedad de este estudio radica en que determina las condiciones óptimas en que se haría el proceso de obtención de bioproductos para que sea rentable desde el punto de vista industrial. Este proyecto ha sido dirigido por Alberto J. Moya López, y está incentivado por el Plan Propio de la Universidad de Jaén.

FUENTE – Doorenovables – 22/04/09

La poda de olivo es una biomasa muy abundante cuya principal ventaja es su concentración geográfica, ya que la superficie de olivar de almazara en la provincia de Jaén ronda las 600.000 ha., lo que supone una cuarta parte del total del olivar español, y casi la mitad del andaluz. Si se compara con otros residuos, debido a su acumulación geográfica, tanto la recolección como el transporte resultarían menos costosos.

Aprovechando esta biomasa, el grupo jiennense Bioprocesos trabaja desde hace veinte años en la obtención de etanol de este residuo. Para poder aprovechar la poda de este árbol, en primer lugar se debe someter a un proceso de extracción para sacarle los azúcares fermentables, y después fermentarlos para que originen productos de interés. Entre estos productos, destaca principalmente el etanol, alcohol que puede utilizarse como combustible para automóviles, bien solo, o mezclado en cantidades variables con gasolina, para reducir el consumo de derivados del petróleo. También se originará xylitol, endulzante que ofrece una combinación de sabor, salud y beneficios dentales como ningún otro, suele dar sensación de frescor al disolverse, y está recomendado para diabéticos y como anticancerígeno.

El objetivo del proyecto ha sido obtener una ecuación matemática que permita hidrolizar, es decir, realizar una reacción química del agua con un determinado ácido, para poder determinar las condiciones óptimas que permitan conseguir los azúcares en las mejores condiciones posibles. Para este fin se ha contado con la colaboración de miembros del Departamento de Matemáticas de la Universidad de Jaén, lo que ha permitido obtener un modelo del proceso de hidrólisis que incluya las principales variables: temperatura, tiempo de reacción, concentración y tipo de ácido.

Se busca encontrar el tiempo y la temperatura idóneas para alcanzar la máxima producción en las mejores condiciones con el ácido seleccionado. El proceso consiste en homogeneizar el tamaño de la poda en un molino para después someterlo a un proceso de hidrólidis, es decir, realizar un ataque a la estructura del residuo con el objetivo de obtener azúcares fermentables. De este proceso se conseguirá el xylitol de la facción hemicelulósica, y el etanol de la celulosa.

Los distintos hidrolizados que se obtienen al hacer el estudio, se están guardando y congelando para, en un futuro, poder pasar a la siguiente etapa, fermentarlos y obtener diferentes productos.

En definitiva, la principal novedad de este estudio radica en que determina las condiciones óptimas en que se haría el proceso de obtención de estos bioproductos para que fuera rentable desde el punto de vista industrial. Hasta el momento, la poda de olivo que era rentable tan sólo era la que se dedicaba a la fabricación de pellet, pequeñas porciones de aserrín comprimido utilizadas como combustible, y compost, como abono para el campo. Tanto la obtención de etanol como la de xylitol de este residuo, no son rentables.

Los nuevos biocombustibles procederán de los desechos

24/03/2009

Los biocombustibles primarios -maíz, palma o caña de azúcar cultivados para su uso energético- pierden fuelle ante una segunda generación inspirada en el reciclado.

FUENTE  – Madri+d – 24/03/09

Alemania, el primer productor mundial de biodiésel antiguo, ha marcado la pauta con la primera refinería que saca fuel de la madera. Y el Reino Unido abrió en enero un Centro de Bioenergía Sostenible para obtenerlo de residuos agrícolas, desechos leñosos, algas marinas y microbios alterados. 

Hay dos problemas con los biocombustibles primarios, uno ambiental -requieren ganar al bosque nuevas tierras de cultivo, lo que agrava el cambio climático- y otro económico: pueden alterar los precios, y comprometer el suministro de alimentos como el azúcar, el sorgo y el maíz.

La Unión Europea revisó el año pasado su objetivo para 2020, que era cubrir con biocombustibles (de los llamados primarios) el 10% de la energía para el transporte. Bruselas mantiene esa cifra, pero ha decidido que se pueda cubrir también con hidrógeno, paneles solares o cualquier otra fuente renovable.

Contra las expectativas de hace unos años, y pese al apoyo de muchos gobiernos, incluido el español, el mercado mundial lleva tiempo acumulando excedentes de biocombustibles primarios. Hay un exceso de oferta, según el sector. Repsol, por ejemplo, acaba de congelar la construcción de una planta en Tarragona que iba a producir 150.000 toneladas anuales.

Al mismo tiempo, sin embargo, la primera refinería de segunda generación ha nacido en Friburgo: Industrias Choren empezará este año a producir 13.500 toneladas de biodiésel a partir de residuos de madera. La empresa se basa en una técnica propia llamada Carbo-V que primero convierte la madera en gas, y luego usa el gas para sintetizar el diésel.

Los residuos leñosos -paja, madera, partes no comestibles de los cultivos- son una fuente potencial muy abundante. Pero digerir la madera ha resultado un problema técnico extremadamente difícil. Mientras Industrias Choren explota su método químico exclusivo, los británicos se han acordado de una vieja pesadilla de sus costas: el gribble, la versión marina de una termita.

El gribble de cuatro puntos (Limnoria quadripunctata) es un pequeño crustáceo. Se conoce en el norte de Europa desde hace siglos por sus destrozos en la quilla de los barcos, y más en Inglaterra, donde se comió el muelle victoriano de Swanage. Simon McQueen-Mason, de la Universidad de York, ha identificado las enzimas (catalizadores biológicos) que digieren la madera en el estómago del gribble.

“Hemos hallado enzimas nunca vistas”, dice el científico. “Falta ver si podemos adaptarlas para objetivos industriales”. McQueen-Mason coordina el programa de investigación sobre el gribble en el Centro de Bioenergía Sostenible del Reino Unido. Con una dotación pública de 27 millones de libras (29 millones de euros), el centro es la mayor inversión británica en investigación sobre biocombustibles de cualquier tipo.

Pero sus seis programas científicos persiguen un objetivo muy definido a corto plazo: la producción industrial de bioetanol a partir de paja de cebada. Incluyen el desarrollo de un cereal optimizado para lo que nadie la ha mejorado en 10.000 años de agricultura: que tenga una paja más energética. Otros laboratorios trabajan con los microorganismos que producen el actual bioetanol primario a partir de cultivos. Quieren crear cepas adaptadas a usar paja en vez de grano.

El pionero privado de la genómica, Craig Venter, tiene planes más ambiciosos para las bacterias. Se ha dedicado en los últimos años a secuenciar en masa cualquier cosa que saliera del agua, empezando por el mar de los Sargazos. La gran mayoría de los microorganismos no crecen en los cultivos convencionales, y esta estrategia no los necesita. Venter ha descubierto así miles de nuevos microbios y millones de nuevos genes.

Entre ellos hay 3.000 genes que fabrican distintos fotorreceptores, las proteínas especializadas en captar la luz solar. Una de las ideas de Venter es crear una bacteria artificial que lleve toda una gama de esos genes para aprovechar un espectro muy amplio de la energía solar. Convirtiendo en hidrógeno un 10% de esa energía, el científico calcula que una superficie de 13.000 kilómetros cuadrados bastaría para alimentar todo el transporte de Estados Unidos.

Venter ha creado su nueva empresa, Synthetic Genomics, alrededor del concepto de vida sintética: un genoma bacteriano que podrá ser hecho desde cero, añadiendo una a una las funciones buscadas, y combinándolas a la carta. Su gran plan es usar esa vida sintética para producir biocombustible. O combustible a secas.

 

Autor:   J. Sampedro

Aumentan los proyectos para el aprovechamiento energético de los residuos del oliva

24/03/2009

El presidente de la Diputación de Córdoba, Francisco Pulido, fue tajante cuando la pasada semana, en la inauguración la jornada Maquinaria agrícola y aprovechamiento energético de la biomasa del olivar, afirmó que “tenemos que aprovechar la oportunidad de abrir una nueva línea de actividad productiva vinculada a la energía y optimizar los recursos endógenos, en definitiva, apostar por el desarrollo sostenible”.

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FUENTE – Energium – 24/03/09

Según el propio presidente de la Diputación, existen los medios técnicos, “pero se exige planificación, por lo que tenemos que ser capaces de organizarnos”. El ofrecimiento a los empresarios agrícolas de las herramientas del Consorcio Provincial de Desarrollo Económico y de la Agencia Provincial de la Energía para favorecer esa organización, y la celebración de la jornada mencionada, donde los agricultores conocieron las nuevas tecnologías que hacen posible que un residuo agrícola como es la poda del olivar tenga un aprovechamiento energético, son dos buenos ejemplos del camino a seguir.

Días antes, el 12 de marzo, Caja Rural de Toledo, su compañía tecnológica participada, maat Gknoweledge, y la empresa Maxam Energy presentaron el proyecto Tratamiento Energético del Alperujo (TEA) a las cooperativas de Castilla-La Mancha en la I Jornada de gasificación de biomasas y otros materiales para la generación de energías, celebrada en Toledo.

El proyecto TEA consiste en la construcción de una planta de gasificación con producción de energía que permitirá el tratamiento del alperujo y el aprovechamiento de los restos de podas de olivo y también de vid. La iniciativa, en la que colabora la Universidad de Castilla-La Mancha, busca aprovechar las ventajas del proceso de gasificación de la biomasa sobre el tradicional de combustión que, según sus promotores, presenta “una menor contaminación por la generación de humos y un mayor aprovechamiento energético (30-50% frente al 10-22% de combustión directa) y de rentabilidad económica”.

Si cristalizan las oportunidades que anunció el presidente de la Diputación de Córdoba y el proyecto TEA concluye con éxito, 525.000 toneladas de residuos de la poda del olivar en la provincia andaluza y 80.000 toneladas de alperujo en Castilla-La Mancha tendrán un destino más rentable y sostenible que su actual desecho.

Nuevo proyecto comunitario para mejorar la gestión de residuos en Asia

26/02/2009

 

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FUENTE – CORDIS – 24/02/09

Un nuevo proyecto financiado con fondos comunitarios reúne a expertos asiáticos y europeos con el fin de resolver el problema crónico que suponen los residuos en Asia. Este proyecto de tres años de duración, titulado ISSOWAMA («Gestión integrada y sostenible de los residuos sólidos en Asia»), ha sido financiado con casi 1 millón de euros bajo el tema «Medio ambiente (incluido el cambio climático)» del Séptimo Programa Marco (7PM). Entre los 22 socios del proyecto se encuentran investigadores, representantes gubernamentales, expertos en la eliminación de residuos y organizaciones no gubernamentales (ONG) de Europa y Asia. 

En muchos pueblos y ciudades de toda Asia apenas se ejerce control sobre el vertido de basuras, situación que provoca una contaminación grave del suelo y el agua y la propagación de enfermedades relacionadas con la falta de higiene. 

Al reunir a expertos asiáticos y europeos en representación de una gran variedad de partes interesadas, el proyecto ISSOWAMA pretende desarrollar soluciones innovadoras a la par que flexibles y baratas para la gestión de residuos en Asia y difundir sus resultados entre entidades locales. El objetivo del proyecto es llegar a informar a más de 12.000 trabajadores del sector de la eliminación de residuos de todo el continente. 

La primera misión de los socios del proyecto consistirá en analizar y evaluar las estrategias que se siguen actualmente en Asia en relación con la gestión de residuos sólidos. Los socios del proyecto estudiarán casos prácticos para averiguar cuáles son las rutas que siguen los residuos para, a continuación, redactar recomendaciones sobre las medidas pertinentes. 

«Se identificarán obstáculos como por ejemplo lagunas en los conocimientos tecnológicos, consecuencias ecológicas negativas y barreras socioeconómicas y políticas para eliminarlas mediante medidas precisas», afirmó Gerhard Schories, coordinador del proyecto y director técnico del «Departamento de Gestión del Uso del Suelo, la Energía y el Agua» del Centro de Transferencia Tecnológica de Bremerhaven (ttz Bremerhaven, Alemania). «La implicación continua de organismos locales y fuerzas creativas aumentará el grado de aceptación local.» 

El objetivo principal del proyecto es el desarrollo de estrategias efectivas para la gestión de residuos en Bangladesh, India, Camboya, Vietnam, Tailandia, China, Indonesia y Filipinas. Cabe destacar que estas estrategias deberían tener en cuenta los impactos medioambientales, los factores económicos y la situación socioeconómica así como el marco legal concreto de cada uno de los países. De esta manera, el proyecto confía en vincular el tratamiento de residuos con la reducción de la pobreza y una mejor calidad de vida para la población local. 

El equipo del proyecto organizará talleres en ocho países y creará carteles, folletos y guías sencillas sobre la gestión de residuos que se traducirán a nueve idiomas.