Miguel boyayanUna alternativa para reemplazar parte gasoil y del gas licuado de petróleo (GLP) utilizado en garrafas surge en el horizonte de los combustibles renovables. Conocido por los químicos con el nombre de éter dimetílico o por su sigla en inglés DME (Dimethyl ether), ese gas es utilizado por la industria desde la década de 1960 como propelente en aerosoles cosméticos, medicamentos, insecticidas y pinturas. Se produce a partir del metanol, que, a su vez, se fabrica con gas natural o carbón mineral. Es considerado un buen sustituto de combustibles derivados del petróleo porque contamina menos y cuenta con el atractivo de que también puede producirse a partir de biomasa, o BioDME, especialmente con residuos agrícolas de la producción del maíz, la caña de azúcar (paja y bagazo) y cascarilla del arroz, aparte de los restos de la fabricación del papel.
Para transformar biomasa en DME se necesita convertir los residuos vegetales en gas mediante un proceso denominado gasificación que se realiza en un reactor en caliente. El resultado es el gas de síntesis, una mezcla de monóxido de carbono (CO) e hidrógeno, que sirve como materia prima para la producción de metanol, el paso intermedio para lograr la producción del éter dimetílico. Más difundido en China, donde se lo utiliza puro o mezclado con el GLP, el DME comienza a concitar la atención en Brasil, tal como demuestra un estudio realizado en Río de Janeiro bajo la coordinación del Instituto Nacional de Tecnología (INT), del Ministerio de Ciencia y Tecnología, y del Centro de Investigaciones y Desarrollo (Cenpes) de Petrobras. La investigación condujo a un proceso de producción de DME que elimina la etapa del metanol, pasando directamente del gas de síntesis al éter dimetílico. Para realizar esa modificación, los investigadores escogieron y agregaron en el proceso dos catalizadores, que son sustancias aceleradoras de la reacción. “Con la mezcla física de esos dos catalizadores con el gas de síntesis en un reactor, logramos prescindir de la etapa del metanol”, expresa la ingeniera química Lucia Gorenstin Appel, investigadora del INT y coordinadora del proyecto. La novedosa ruta tecnológica ya se transformó en un pedido de patente depositado en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial. Queda por realizar una evaluación económica de factibilidad de producción de BioDME en el país, un estudio que probablemente será realizado durante este año por el mismo grupo de investigadores.
“El BioDME fabricado con desechos agrícolas también constituye una alternativa para Brasil porque no genera partículas [hollín] y presenta un índice de emisión de azufre nulo, lo cual representa una ventaja ambiental al respecto del gasoil”, sostiene el ingeniero químico Eduardo Falabella Souza-Aguiar, coordinador de la célula GTL, la sigla inglesa por gas to liquids, o combustibles de gas a líquido, de Petrobras. Falabella también es docente de la Escuela de Química de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) y el principal ideólogo de la producción de DME en Brasil. Gerencia la empresa en el área que desarrolla la tecnología para transformar, por ejemplo, gas natural en gasoil, un proyecto con concreción prevista para 2012 ó 2013. “Por el momento estudiamos la mejor forma de realizar la gasificación de la biomasa para generar el DME”, expresa Falabella.
El DME, que cuenta con la ventaja de producirse a partir de varias materias primas y mediante diferentes procesos, también presenta, aparte de la inexistencia de óxido de azufre y hollín, bajos índices de emisiones de dióxido de carbono (CO2) y óxidos de nitrógeno (NOx), hasta un 90% menores que los encontrados en el gasoil. Estos gases contribuyen en forma significativa para la contaminación de las grandes ciudades y el calentamiento global. Los análisis toxicológicos y ambientales realizados por las empresas Akzo Nobel, de Holanda, y la norteamericana Du Pont, los mayores fabricantes de DME para aerosoles, junto con la Mitsubishi de Japón, revelaron que no afecta a la atmósfera del planeta, pudiendo utilizarse como sustituto de los clorofluorcarbonados (CFCs), sustancias que destruyen la capa de ozono.
Otra facilidad del éter dimetílico es la posibilidad de ser transformado en líquido. “Bajo una presión cercana a 6 atmósferas, que es relativamente baja, es posible licuar el DME”, dice Lucia. “Eso puede proporcionar otra opción para el transporte de gas natural de regiones remotas, como por ejemplo la Amazonia transformando ese gas en DME y transportándolo en camión o en barco”. El uso más inmediato y utilizado del DME es en la sustitución del GLP. Aunque cuente con menor poder calórico y produzca una menor cantidad de energía que el GLP, alrededor de un 18% menos, en China, las experiencias resultaron positivas. En la forma aislada para la cocción de alimentos no se relataron problemas de seguridad o corrosión en los artefactos de cocina, los cuales tuvieron pequeñas adaptaciones técnicas. En otra situación, también utilizada por los chinos, la adición de un 20% de DME al GLP, su utilización no requiere modificaciones técnicas en los artefactos de cocina. En reemplazo del gasoil, el motor también sufre adaptaciones, tal como fue demostrado en otra experiencia china. En febrero, diez ómnibus accionados exclusivamente con DME comenzaron a circular en la ciudad de Shangai. Esos transportes no expelen humo y forman parte de un test conjunto con otros combustibles alternativos. Japón, Irán, Corea, Rusia y Suecia cuentan con proyectos de estudio y utilización del éter dimetílico, además de empresas como Volvo y Nissan, que ya construyeron camiones con motores para ese gas.
Nuevos usos
El éter dimetílico comenzó a ser divulgado como combustible a partir de 1995, durante un congreso promovido por la Sociedad de Ingenieros de la Movilidad, la SAE, de la Society of Automotive Engineers, en Detroit, Estados Unidos, cuando fueron presentadas las primeras iniciativas que indicaban un futuro energético prometedor para ese gas. Actualmente, la investigación mundial en relación con el DME también considera la utilización del éter dimetílico en turbinas de gas para la generación de electricidad, y para proveer en un futuro células de combustible, el equipamiento que transforma hidrógeno en energía eléctrica. La generación de hidrógeno a partir del DME podrá realizarse a bajas temperaturas mediante una técnica denominada reforma a vapor, con ventajas sobre el gas natural que exige procesos industriales con altas temperaturas.
Del estudio brasileño coordinado por Lucia también participaron otros diez investigadores del Instituto Militar de Ingeniería (IME), la Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro (PUC-RJ) y UFRJ, además del Cenpes y del INT. El trabajo contó con financiamiento por parte de Petrobras y del Fondo Sectorial del Petróleo, por intermedio de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) por valor de 895 mil reales, y fue premiada en el Premio Nacional de Tecnología 2008 de la Asociación Brasilera de la Industria Química (Abiquim). El ganador en la categoría Investigador, fue Eduardo Falabella, de Petrobras.
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