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Energía

La química del biodiesel

Un nuevo catalizador mejora la producción de biocombustible

Veinticinco años después de ganar los premios Joven Científico y Gobernador del Estado, el químico Osvaldo Candido Lopes finalmente está viendo llegar al mercado la evolución de su invento. A fin de año comenzará a funcionar en Campo Verde, estado de Mato Grosso, una central de producción de biodiesel que utilizará un nuevo catalizador, sustancia química imprescindible para la transformación del aceite vegetal, extraído de granos oleaginosos y grasa animal, en biocombustible. El producto es fruto de los primeros trabajos iniciados cuando Lopes, inmediatamente después de graduarse en la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), a comienzos de los años 1980, hacía su maestría en la propia universidad. La importancia del nuevo catalizador se mide en tres avances para la industrialización del biodiesel: mayor volumen de producción, con un aprovechamiento del 99% ante el 96% de los productos actuales, menos contaminante y la posibilidad del uso más eficaz del etanol en el proceso industrial. Hoy en día, gran parte de los catalizadores es importada y usada con el metanol, otro ingrediente del proceso, llamado transesterificación, de obtención de ese biocombustible (lea en Pesquisa Fapesp n° 134). El uso del etanol, el alcohol de la caña de azúcar, materia prima plenamente renovable al contrario del metanol que es extraído del petróleo o del gas natural, podrá llevarse a cabo con mejor aprovechamiento con relación a los catalizadores convencionales.

Lopes desarrolló los primeros catalizadores bajo la orientación del profesor Ulf Schuchardt, del Instituto de Química de la Unicamp. Pero en aquella época el proyecto del biodiesel, que ni tenía ese nombre y variaba entre pro-aceite y pro-diesel, no ganó la proyección del Pro-alcohol por motivos políticos y económicos. Lopes, entonces, abandonó la idea por algunos años hasta encontrar en un congreso, en 2004, al profesor Antonio José da Silva Maciel, de la Facultad de Ingeniería Agrícola (Feagri) de la Unicamp, ex-colega de los tiempos de graduación. Con nuevas ideas y el apoyo del profesor Maciel, Lopes volvió a la academia, ahora en la Feagri, para hacer el doctorado. Durante más de 20 años di clases en la Universidad Metodista de Piracicaba (Unimep) y en otras facultades y cursos, pero fue el conocimiento sobre química analítica, principalmente en el área farmacéutica (objeto de sus clases), que me despertó nuevamente para los catalizadores, dice Lopes.

Como estudiante del doctorado de la Unicamp, Lopes, junto con Maciel, registró una patente sobre el nuevo tipo de catalizador en 2006 y, en abril de este año, ellos hicieron el primer licenciamiento de uso para a empresa Biocamp, de Mato Grosso. El trabajo de registro de la patente, asesoría y negociación del licenciamiento fue realizado por la Agencia de Innovación de la Unicamp (Inova), que suma 34 contratos de licenciamiento de innovaciones generados en la universidad. La empresa de Mato Grosso va a producir cerca de 60 millones de litros de biodiesel por año a partir de aceite de soja, algodón y sebo bovino.

La Unicamp ya firmó el segundo contrato de licenciamento, también en Mato Grosso, ahora con la Cooperativa de Biodiesel (Cooperbio), de Cuiabá, que reúne a 500 asociados y fue formada por la Asociación Matogrossense de los Productores de Algodón (Ampa). El objetivo de la cooperativa es producir biodiesel para el consumo propio en la flota de camiones y máquinas agrícolas de los asociados. La producción del aceite será hecha principalmente con soja de los propios productores rurales y debe alcanzar 100 millones de litros por año. El diesel común representa un 8% del total de gastos de una propiedad agrícola de la región. Con el biodiesel, ese costo debe caer a un 4%, considerándose que los agricultores deben usar la fórmula B100, totalmente derivada de aceites vegetales, al contrario de la convencional, que posee, inicialmente, 2% (B2) de origen vegetal y se convertirá obligatoria en todo el país a partir del 2008.

Una de las principales contribuciones de Inova en las negociaciones fue la definición del cálculo de las royalties, basado en la producción del biodiesel. Nuestra propuesta fue la adopción de un porcentaje fijo sobre el costo del litro, dice el profesor Roberto Lotufo, director ejecutivo de la Inova. Los números de las negociaciones no pueden ser revelados. El licenciamiento fue firmado con el central porque la preparación final del catalizador, en la forma de polvo, será hecha en el propio local de la producción.

Con relación a los ingredientes del producto, tanto Lopes como Maciel no dicen de qué él es hecho. La primera característica en relación a los otros catalizadores es que no posee metal en su composición. Así él no produce uno de los contaminantes de la producción que es el jabón, dice el profesor Maciel. Con él es posible producir biodiesel con etanol o metanol en gran escala a partir de materias-primas, aceites vegetales o grasa animal, sin la exigencia de alta pureza, común a otros catalizadores. Los investigadores enmarcan el nuevo producto en la tercera generación. La primera, de la década de 1920, es de hidróxido de sodio o de potasio. La segunda, utilizada hoy, es la del metilato de sodio y potasio, creada en las décadas de 1970, dice Lopes.

Nuestro catalizador es la avanzada de un proyecto mayor de consulta para la elaboración de centrales. Para eso contamos con la alianza de dos empresas paulistas, la Lucato, de Limeira, fabricante de equipamientos, y la Alliance, empresa de equipamiento y de producción de aceite vegetal, con sede en Ouriños, dice Lopes. Además de los investigadores de la Feagri, también colaboran los de la Facultad de Ingeniería de Alimentos y del Instituto de Química de la Unicamp.

Aceite de Indaiatuba
Parte de esa estructura, inclusive el propio catalizador, ya está en uso en la ciudad de Indaiatuba, en el interior paulista, en un proyecto de políticas públicas intitulado Biodiesel Urbano. Nuestra propuesta es la de recoger aceite residual de las frituras en bares, restaurantes, cocinas industriales y residenciales para la producción de biodiesel, dice el profesor Maciel, que coordina el proyecto financiado por la FAPESP y por la alcaldía local. Para eso llevamos parte de nuestro laboratorio para la ciudad. Tenemos capacidad de producir de 10 a 12 mil litros por mes. El proyecto Biodiesel Urbano comprende tanto al ambiente, al evitar que el aceite usado siga para desagües y ríos, como a la generación de ingresos para un fondo social municipal con la venta del biodiesel.

La iniciativa tiene la participación del Instituto Harpia Harpya, comandado por el obispo don Mauro Morelli, institución con foco en la nutrición y en la preservación del ambiente. Don Mauro pretende implantar, a partir de esa experiencia, un programa nacional de biodiesel urbano que genere empleos en la colecta, en la producción y en la distribución, además de formar un fondo de complemento alimentar para familias necesitadas. Estamos montando un paquete que podrá ser reproducido en otras ciudades para la producción de biodiesel a partir de aceites residuales, dice el profesor Maciel, que cuenta también con el apoyo de la Inova.

El Proyecto
Producción de biodiesel a partir de aceites vegetales residuales, promoviendo la inclusión social y la preservación del medio ambiente
Modalidad
Programa de Investigación en Políticas Públicas (PPPP)
Coordinador
Antonio José de la Silva Maciel – Unicamp
Inversión
48.260,00 reales (FAPESP)

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