El crecimiento esperado de la demanda de biodiesel en el mercado brasile\u00f1o para los pr\u00f3ximos a\u00f1os pasa por una evoluci\u00f3n en el sistema de producci\u00f3n de forma de hacerlo m\u00e1s eficiente y ambientalmente favorable. Entre los actuales obst\u00e1culos industriales est\u00e1n el uso del metanol, un producto t\u00f3xico derivado del gas natural que a\u00fan no tiene similar comercial producido con biomasa. Otro problema radica en las deficiencias en el proceso de transesterificaci\u00f3n para transformar el aceite vegetal en biodiesel, que resulta en residuos no aprovechables y de baja calidad en el producto final, independientemente del grano oleaginoso utilizado. Un camino para la evoluci\u00f3n de este sistema est\u00e1 en los estudios realizados por investigadores de la Escuela de Ingenier\u00eda de Lorena (EEL) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP). \u00c9stos traen nuevos aportes para la transformaci\u00f3n del aceite vegetal en combustible. En lugar del metanol, ellos usaron etanol de la ca\u00f1a de az\u00facar, un ingrediente renovable, m\u00e1s la lipasa, una enzima que act\u00faa en la funci\u00f3n del catalizador de la reacci\u00f3n, rompiendo y transformando las mol\u00e9culas del aceite en biodiesel y glicerina.<\/p>\n
Para funcionar bien en los motores, el aceite vegetal necesita pasar por una reacci\u00f3n qu\u00edmica alcoh\u00f3lica, la transesterificaci\u00f3n, que resulta, como subproducto, en la glicerina, sustancia usada en la industria qu\u00edmica. Lo que los investigadores hicieron fue cambiar mudar los ingredientes de ese proceso sin alterar la esencia de los productos finales, el biodiesel y la glicerina, y confiri\u00e9ndoles mayor calidad. La enzima usada por los investigadores de la USP est\u00e1 presente naturalmente en el p\u00e1ncreas y en el intestino humano, donde act\u00faa en el proceso de la digesti\u00f3n de alimentos que tienen mucha grasa. Pero ella tambi\u00e9n es producida por hongos, levaduras y bacterias, que hace factible el uso industrial de la lipasa a partir del cultivo de esos microorganismos en sustratos apropiados. Ella es usada en diferentes campos industriales como el farmac\u00e9utico, en la qu\u00edmica fina, cosm\u00e9ticos, oleoqu\u00edmica, cueros, pulpa de celulosa y papel y en el tratamiento de residuos de f\u00e1bricas. En la industria alimenticia, por ejemplo, ella puede ser usada en la producci\u00f3n de margarinas y cremas vegetales exentas de la llamada grasa trans, sustancia que provoca una serie de problemas a la salud, incluyendo el aumento en la cantidad de LDL, el colesterol malo, y la reducci\u00f3n en la cantidad de HDL, el colesterol bueno.<\/p>\n
“En el caso del biodiesel, el uso del etanol y de la lipasa es una relaci\u00f3n atractiva ambientalmente, porque, adem\u00e1s de utilizar un reagente y un catalizador renovables, ella disminuye los residuos de todo el proceso”, dice la profesora Heizir Ferreira de Castro, coordinadora de los estudios. Ella trabaja hace cerca de 15 a\u00f1os con la llamada qu\u00edmica verde en procesos que minimizan el impacto ambiental de procesos industriales qu\u00edmicos. “En nuestro grupo trabaja principalmente con biocat\u00e1lisis en medios no convencionales, en estudios relacionados con la aplicaci\u00f3n de enzimas para el desarrollo de nuevas rutas de procesos para la obtenci\u00f3n de productos innovadores o ya existentes a costos m\u00e1s competitivos”, dice Heizir. Los trabajos con biodiesel comenzaron en 2003 cuando esa unidad de la USP en la ciudad de Lorena era aut\u00f3noma y p\u00fablica, llamada Facultad de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de Lorena (Faenquil). Los resultados se\u00f1alan otra ruta alternativa a las t\u00e9cnicas actuales en el sentido de proveer la producci\u00f3n de biodiesel de procedimientos que triagan menos da\u00f1os al ambiente, con tecnolog\u00eda limpia.<\/p>\n
En el trabajo que result\u00f3 en la producci\u00f3n de biodiesel con lipasa, los becados de la USP Ana Moreira y Victor Perez, adem\u00e1s de la investigadora de la Universidad Estadual de Maring\u00e1, profesora Gisella Zanin, bajo la coordinaci\u00f3n de Heizir, publicaron un trabajo en la revista cient\u00edfica Energy & Fuels en que describen el uso de la lipasa en la transesterificaci\u00f3n del aceite de palma con etanol para producir biodiesel. Ese aceite, tambi\u00e9n conocido como aceite de corojo, es oriundo de la planta que mejor rinde materia prima para ese fin con cerca de 4 mil litros por hect\u00e1rea (l\/ha), mientras que la soja, que posee el aceite m\u00e1s usado actualmente, rinde cerca de 400 l\/ha. Los investigadores usaron lipases producidas por diferentes fuentes de microorganismos: dos especies de hongo, Thermomyces lanuginosus y Penicillium camembertii, una de levadura, Candida ant\u00e1rctica, y dos de bacterias Pseudomonas fluorescens y Burkholderia cepacia, adem\u00e1s de lipase extra\u00edda del p\u00e1ncreas de suino. La enzima m\u00e1s eficiente para la producci\u00f3n del combustible fue la de la P. fluorescens, que convirti\u00f3 98% del aceite en biodiesel. Se suma a esos resultados el hecho de el combustible ser de alta calidad en relaci\u00f3n al proceso tradicional, principalmente en relaci\u00f3n a la viscosidad y a la humedad, y de atender a las especificaciones de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales, ASTM en la sigla en ingl\u00e9s.<\/p>\n
El tiempo de la reacci\u00f3n con la lipase en la producci\u00f3n de biodiesel fue de 24 horas. Esa a\u00fan es una desventaja en relaci\u00f3n al proceso estrictamente qu\u00edmico que usa catalizadores como el hidr\u00f3xido de sodio (NaOH), la popular soda c\u00e1ustica, y el hidr\u00f3xido de potasio (KOH), carbonatos y alc\u00f3xidos con duraci\u00f3n de cuatro a cinco horas. Pero el tiempo podr\u00e1 ser compensado por la mayor facilidad en recuperar la glicerina y el catalizador al final del proceso para su re-uso. En el caso de la lipase, los investigadores desarrollaron un m\u00e9todo en que ella puede ser reciclada para su re-\u00faso por medio de la inmovilizaci\u00f3n de esa enzima en una matriz s\u00f3lida, llamada soporte h\u00edbrido de polissiloxano-polivinilalcohol constituida de s\u00edlice y PVA (alcohol polivin\u00edlico). La lipasa es un polvo y, cuando est\u00e1 sujeta a un sustrato, ella no se disuelve en el l\u00edquido.<\/p>\n
El mismo tipo de matriz fue usada en otra secuencia de experimentos para inmovilizar una preparaci\u00f3n de lipasa de bajo costo, extra\u00edda del p\u00e1ncreas de puerco, para producir biodiesel a partir del aceite extra\u00eddo del fruto del babaz\u00fa, palmera t\u00edpica de la Amazonia y de la regi\u00f3n nordeste brasile\u00f1a. Fueron usados tres tipos de alcohol: etanol, de la ca\u00f1a de az\u00facar, butanol y propanol, provenientes de la refinaci\u00f3n del petr\u00f3leo. El rendimiento de biodiesel lleg\u00f3 a un 75% con etanol, 80% con propanol y 95% con butanol. “Cada tipo de enzima es sensible a un medio y produce un resultado. En este caso, la producci\u00f3n de biodiesel con lipasa de origen porcina se mostr\u00f3 factible e indiferente al tipo de alcohol, aunque el de butanol haya sido un poco m\u00e1s productivo”, explica Heizir. Los estudios tambi\u00e9n mostraron que la lipasa utilizada sirve para la producci\u00f3n de surfactantes, compuestos qu\u00edmicos utilizados en la fabricaci\u00f3n de detergentes y otros materiales. El trabajo fue publicado en la revista Journal of Chemical Technology and Biotechnology en la edici\u00f3n de enero de 2007, firmado por los alumnos de Posgrado Ariela Paula y Daniele Urioste y por el profesor Julio Santos, de la EEL, tambi\u00e9n integrante del grupo.<\/p>\n
A pesar de los buenos resultados en los trabajos de laboratorio, la profesora Heizir cree ser a\u00fan prematuro transponer los datos experimentales para una escala ampliada. Antes es necesario efectuar un estudio t\u00e9cnico-econ\u00f3mico para contabilizar el costo global del proceso enzim\u00e1tico. Uno de los cuellos de botella es referente al elevado costo de las lipasa que a\u00fan no son producidas industrialmente en el pa\u00eds. Los principales productores son empresas de Dinamarca, Estados Unidos y Jap\u00f3n.\u00a0 Pero a\u00fan existen muchas alternativas por ser probadas. Una de ellas es el uso de microondas para acelerar la reacci\u00f3n de cat\u00e1lisis en el proceso de producci\u00f3n de biodiesel, promoviendo un consistente aumento de la productividad. En ese sentido, una investigaci\u00f3n en fase de desarrollo por el grupo de la profesora Heizir, principalmente con el trabajo de la cursante de maestr\u00eda Patr\u00edcia Caroline, estudia la aplicaci\u00f3n de campos electromagn\u00e9ticos de alta frecuencia en procesos enzim\u00e1ticos, particularmente en la s\u00edntesis de biodiesel, a partir de aceites vegetales de bajo costo como el aceite de babaz\u00fa y de palma, empleando lipasa como catalizador. Reacciones influenciadas por microondas a\u00fan est\u00e1n en fase inicial de investigaci\u00f3n tambi\u00e9n en muchos pa\u00edses.<\/p>\n
El Proyecto
\n<\/strong>Producci\u00f3n integrada de biodiesel y emulsificantes con base en aceite de babaza, usando derivados estabilizados de l\u00edpasa pancre\u00e1tica y microbiana
\nModalidad
\n<\/em><\/strong>L\u00ednea Regular de Auxilio a la Investigaci\u00f3n
\nCoordinadora
\n<\/strong><\/em>Heizir Ferreira de Castro\u00a0 \u2013\u00a0 Unicamp
\nInversi\u00f3n
\n<\/em><\/strong>58.843,75 reales (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Investigadores de la USP utilizan lipasa y etanol en la producci\u00f3n de biodiesel","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[276],"coauthors":[97],"class_list":["post-83592","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-bioenergia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83592","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83592"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83592\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83592"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83592"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83592"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83592"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}