El biodiesel es un combustible ecológico elaborado a partir de elementos naturales, renovables y biodegradables. A nivel industrial, este biocombustible se produce por catálisis química alcalina, es decir, mezclando aceites vegetales e hidróxido de potasio. No obstante, el último es un químico que produce muchos residuos contaminantes y requiere de una materia prima de alta pureza y por lo tanto, muy costosa para lograr un producto de buena calidad.

A fin de mejorar el proceso de producción de biodiesel y dar uso a las grasas contaminantes generadas en las grandes ciudades, estudiantes del Instituto Tecnológico de Veracruz (ITVER) en colaboración con el Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez (ITTG) evalúan enzimas capaces de facilitar el método de creación de dicho combustible. Con ello se busca abaratar su elaboración, re utilizar aceites desechados por restaurantes y disminuir la contaminación ambiental.

La maestra en ciencias en ingeniería bioquímica Veymar Guadalupe Tacias Pascacio, estudiante de doctorado en ciencias en alimentos del Instituto Tecnológico de Veracruz, explicó que la reacción química que produce biodiesel a partir de la combinación de grasas y metanol se denomina transesterificación, misma que para que ocurra necesita un catalizador que puede ser químico o enzimático.

A decir de la especialista, las enzimas son proteínas y en este caso realizan la función de biocatalizadores, es decir, son las encargadas de generar la reacción química que permite al aceite unirse con el metanol y crear biodiesel. Estas sustancias hacen que los procesos sean limpios, es decir, no generan subproductos, no necesitan altas temperaturas y no requieren químicos, lo que las hace amigables con el medio ambiente.

La estudiante de doctorado indicó que para que un combustible sea considerado biodiesel, tiene que cumplir con la norma europea EN14214; las enzimas utilizadas pueden lograr generar un biodiesel que cumpla con estos estándares de calidad.

También subrayó en la diferencia del diésel común y el biocombustible estudiado por ella: “el biodiesel tiene un ciclo cerrado de carbono, ya que el dióxido liberado durante su combustión, es absorbido nuevamente por el mismo tipo de plantas con el que fue elaborado”. No obstante, en cuanto a rendimiento, el biodiesel es similar al diésel común.

Por otra parte la experta mencionó que al momento se han analizado tres tipos de catálisis, la alcalina, la ácida y la heterogénea. Actualmente se evalúa la enzimática para mejorar el proceso de producción.

Se estudian 25 nuevos biocatalizadores desarrollados por los investigadores mexicanos en conjunto con el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica de Madrid, España, que de dar buenos resultados, serán más baratos que los biocatalizadores comerciales. “Cuando se defina que catalizador, con su respectivo proceso es el mejor, se producirá biodiesel a mayor escala” subrayó.

Los aceites que fungen como materia prima en el trabajo fueron previamente recolectados en restaurantes de Tuxtla Gutiérrez Chiapas, posteriormente mezclados y analizados en laboratorio para concluir que con las grasas desechadas y reutilizadas, en México se podría evitar la emisión de 92 kilotoneladas de CO2 al año.

La bioquímica Tacias Pascacio agregó que se ha trabajado cerca de tres años en el proyecto a partir de su trabajo de tesis y enfatizó en que la investigación requiere apoyo económico y promoción por parte de la administración en curso, ya que también depende de esas instancias que bioenergéticos alternativos como el biodiesel, sean utilizados en México. (Agencia ID)

Titulado como ingeniero químico por la Universidad de Guadalajara, Carlos Vaca García realizó estudios de posgrado en el Instituto Nacional Politécnico (INP) de Toulouse, Francia, y como tesis de doctorado llevó a cabo un proyecto del que se han derivado cinco patentes para la empresa patrocinadora del desarrollo y cuya tecnología se ha transferido a una entidad en China en una cantidad considerable de euros.

“Cuando llegué a Francia, hace 22 años, se me propuso como tesis de doctorado un proyecto cuyo objetivo era hacer reaccionar a la celulosa con cuerpos grasos, en esta caso aceite vegetal, pero con la indicación de que en los procesos se emplearan tecnologías verdes.

“Los resultados obtenidos llamaron la atención de diversos industriales, pues se les mostró una tecnología que hace reaccionar a la madera con aceite vegetal, cuya superficie no cambia de color y se torna ligeramente grasosa, pero le brinda protección por 120 años”, describe su incursión científica en Francia el doctor Vaca García.

Lo siguiente fue que la empresa más importante en ese país fabricante de puertas, ventanas y otros muebles de madera brindó financiamiento al proyecto y en 2008 construyó una nave industrial de 8 mil metros cuadrados para su producción en serie. Los productos se ofrecían con la garantía de no necesitar mantenimiento durante 30 años.

Por el desarrollo del científico mexicano, la empresa maderera concretó cinco patentes y obtuvo varios reconocimientos, uno de ellos en 2008 como la innovación del año por la agrupación de industrias de química verde de Francia. En 2012 la tecnología se vendió a industriales en China.

Vaca García explica que si bien la empresa garantiza sus productos por 30 años, en el laboratorio se hicieron pruebas aceleradas de simulación de exposición a la intemperie en las que se segura protección a la madera durante 120 años, a petición del propio fabricante.

Valor reconocido

El siguiente paso en la trayectoria profesional del químico mexicano fue el nombramiento en 2011 como director del Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle, en Francia, institución cuyo presupuesto anual asciende a tres millones de euros, financiados principalmente por la iniciativa privada. La institución científica se dedica principalmente a realizar productos químicos, materiales o energía para la industria, donde la materia prima es un campo de maíz, microalgas o bien desechos de la industria alimentaria, es decir, a partir de biomasa.

“El aprovechamiento principal de la industria alimentaria, para la que se hacen disolventes, productos químicos, pegamentos, moléculas químicas y materiales, entre otros desarrollos, empleando la biomasa.

“La investigación científica en Francia es apoyada por la industria principalmente, de manera que los proyectos del instituto son propuestos y financiados por el sector privado. El 75 por ciento de las investigaciones en nuestra institución son en esa índole, y el 25 restante son autofinanciados para explorar en proyectos con riesgo tecnológico más alto, y donde la industria no se interesa en invertir”, detalla el especialista, cuya gestión directiva culminó en diciembre de 2015, para asumir desde entonces como asesor del nuevo director.

El laboratorio cuenta con una plantilla de 33 investigadores pagados por el gobierno, más otros 30 de nivel doctorado financiados por proyectos del sector privado, varios de ellos enfocados a la industria textil y a la del papel.

Detalla otro ejemplo de estudio científico llevado a cabo en el laboratorio de especialidades: Una compañía de la industria alimentaria muy grande en Francia solicita investigación para el aprovechamiento de los desperdicios de vegetales de sus procesos industriales, mismos que por mucho tiempo fueron destinados como alimento al ganado. Este uso se suspendió por la modificación a la legislación correspondiente y los restos alimentario se incrementaron, de manera que se significaron en pérdidas económicas y en la generación de contaminantes al ambiente.

“Nos pidieron encontrar la forma de aprovechar la materia de desperdicio, y se creó un proceso en que la materia se fracciona y se separan las moléculas de interés, por ejemplo, de la cáscara de chicharos (vaina) hay moléculas muy interesantes. Se purificaron, se aplicaron diversos procesos químicos y se obtuvo una masa de muy poco valor agregado pero que se pudo convertir en compuestos para la industria cosmética y en un bioplástico sustituto de poliestileno, con la cualidad de ser degradable. Ahora la empresa obtiene más ganancias de los derivados de desechos agrícolas que del procesamiento de productos alimenticios”.

El doctor Vaca García es profesor titular en el INP; en 2006 ha sido galardonado con el reconocimiento a la Innovación de la Región Midi-Pyrénées, Francia, y en 2007 con el premio Pierre Portier a la innovación en la química industrial para el medio ambiente, en el mismo país.

El trabajo científico por el que ha sido reconocido Carlo Vaca García se presentó en abril de 2016 en Guadalajara, Jalisco, durante el foro Innovation Match (IMMX) 2016, organizado por el Centro Kappa de Conocimiento S. C.

Sobre su experiencia en el evento señala: “IMMX es una extraordinaria idea. Nos puso en contacto a mexicanos que no nos conocemos pero tenemos líneas de investigación en común, colegas afines no sólo por la cultural y lingüística, y eso fue muy provechoso”. (Agencia ID)

La celulosa es la molécula orgánica presente en las fibras vegetales, por lo cual es reconocida como renovable. Investigadores de la Universidad Autónoma de Coahuila han extraído este compuesto de pulpa de papel ya utilizado, y mediante diversos procedimientos fisico-químicos la han recuperado a una escala nanométrica, para obtener un material con aplicaciones eléctricas, electrónicas y óptica, entre otras.

Quien conduce el proyecto científico sin precedentes en México es la doctora Catalina María Pérez Berumen, docente investigadora de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Coahuila (UAdeC). En entrevista, explica que hasta ahora no se han obtenido nanocelulosa cristalina a partir de papel reciclado, por lo cual ha despertado el interés de industriales del ramo para su producción industrial.

“Se sabe desde hace 40 años que la celulosa en los árboles se distribuye en diferentes fases. Se ha investigado mucho al respecto, y quienes se han abocado a ello se dieron cuenta que el principal componente de la madera se puede separar, tanto las partes cristalinas como las amorfas para obtener diferentes compuestos: las nanofibras de celulosa (CNF) o nanocristales de celulosa (CNC).

“Un hecho interesante es que el papel fabricado a partir de nanofibras de celulosa, al ser de escala nanométria resulta transparente”, detalla la doctora en Ciencia e Ingeniería de Materiales. Es importante hacer notar que un nanómetro equivale a la mil millonésima parte de un metro.

El proceso para la obtención de nanocelulosa cristalina en la UAdeC inició con la obtención y purificación de pasta de papel reciclado, seguido de un proceso químico para la obtención de los nanocristales. Cabe resaltar, que las suspensiones de nanocristales de celulosa se organizan espontáneamente en forma de hélice (líquido cristalino quiral nemático), ello les da ciertas propiedades, por ejemplo, difractan la luz de distintas maneras lo cual tiene un aprovechamiento especial en dispositivos electrónicos. En estos productos actualmente se emplean plásticos, pero la diferencia con este desarrollo es que se trata de producto 100 por ciento biodegradable.

“Lo común es usar la pulpa virgen, y al respecto hay algunos desarrollos en el mercado, pero nosotros lo hemos obtenido de papel usado, lo que le da un mayor valor agregado a este material”, reitera la especialista mexicana quien realizó en el año pasado una estancia de investigación en el KTH Royal Institute of Technology en Estocolmo, Suecia.

Sobre su estancia en Europa, la doctora Pérez Berumen refiere que a su regreso de Francia en 2003, donde realizó su doctorado en la Escuela Francesa del Papel (ahora PAGORA-INPG), en Grenoble, ha enfocado sus esfuerzos de investigación hacia la química verde en síntesis orgánica y macromolecular en la UAdeC, en donde ha desarrollado varios proyectos, siempre apuntando al cuidado del medio ambiente.

En 2015 tuvo la oportunidad de ingresar al KTH, donde se incorporó a grupos de investigaciones centradas en recursos forestales y madera. Señala que se trata de una institución puntera a nivel mundial respecto al desarrollo de nuevos materiales utilizando la madera como materia prima.

“Mi estancia en Suecia fue muy fructífera científicamente, pero lo fue aún más respecto a la manera en cómo trabajan: aprendí la importancia del trabajo individual, y de la preponderancia del trabajo colectivo.

“Estoy convencida de que si hacemos el mismo esfuerzo para trabajar en equipo, tendríamos mayores y mejores resultados en beneficio propio y de nuestro país”, enfatiza la especialista mexicana. (Agencia ID)