{"id":84184,"date":"2008-11-01T11:10:00","date_gmt":"2008-11-01T13:10:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2008\/11\/01\/menos-desperdicio-3\/"},"modified":"2016-09-19T18:22:55","modified_gmt":"2016-09-19T21:22:55","slug":"menos-desperdicio-3","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/menos-desperdicio-3\/","title":{"rendered":"Menos desperdicio"},"content":{"rendered":"
\"Nanoesferas

UNIFEI<\/span><\/a> Nanoesferas y detalle en microscop\u00eda electr\u00f3nica del catalizador CNK47 ideado en ItajubUNIFEI<\/span><\/p><\/div>\n

El biodiesel, un producto de origen vegetal fabricado con plantas oleaginosas, principalmente la soja, est\u00e1 presente en el 3% del gasoil que se vende en las estaciones de servicio en Brasil y ubica al pa\u00eds en el tercer lugar mundial, con una producci\u00f3n de 557 mil metros c\u00fabicos (m3) entre enero y julio de este a\u00f1o, atr\u00e1s de Alemania y Estados Unidos. Pero el incremento de la producci\u00f3n no ha venido acompa\u00f1ado de una evoluci\u00f3n tecnol\u00f3gica. Incluso en el exterior, el proceso de producci\u00f3n de biodiesel revela a\u00fan problemas para un biocombustible que te\u00f3ricamente deber\u00eda tener una producci\u00f3n m\u00e1s limpia y eficiente. Dos de esos problemas son el uso excesivo de agua en el proceso y la utilizaci\u00f3n de catalizadores tales como soda c\u00e1ustica (NaOH) o hidr\u00f3xido de potasio (KOH), sustancias usadas para acelerar la transformaci\u00f3n del aceite vegetal en biocombustible. Los dos catalizadores son altamente contaminantes del suelo y del agua si no tienen un adecuado descarte. Problema que mereci\u00f3 la atenci\u00f3n de dos estudios y, como soluci\u00f3n, result\u00f3 en nuevos catalizadores. Los mismos pueden transformarse en una alternativa tecnol\u00f3gica a ese proceso, con lo cual la producci\u00f3n se tornar\u00e1 m\u00e1s eficiente y sostenible desde el punto vista ambiental.<\/p>\n

En el Departamento de F\u00edsica y Qu\u00edmica de la Universidad Federal de Itajub\u00e1 (Unifei), el profesor Alvaro Antonio Alencar de Queiroz y el alumno Rafael Silva Capaz, de la carrera de ingenier\u00eda ambiental, desarrollaron un catalizador inorg\u00e1nico nanoestructurado alcalino llamado CNK47. Con \u00e9l es posible hacer la cat\u00e1lisis en el proceso de producci\u00f3n de biodiesel reutilizando la sustancia en hasta cinco sesiones diferentes de producci\u00f3n, hasta llegar a la saturaci\u00f3n. Al contrario que los catalizadores convencionales llamados homog\u00e9neos, el CNK47 es s\u00f3lido y no se mezcla al producto. Puede reutiliz\u00e1rselo varias veces y no es necesario lavar el biodiesel para extraer los restos de catalizadores, tal como sucede en las situaciones convencionales. Con el uso de soda c\u00e1ustica en la producci\u00f3n de biodiesel, es necesario gastar por ejemplo 500 litros de agua adem\u00e1s de los mil litros producidos de biodiesel para que el producto final quede totalmente limpio. Al margen del peligro de contaminaci\u00f3n, cualquier remanente de soda en el biocombustible puede convertirse en un fuerte corrosivo en los motores.\u00a0 As\u00ed, el cambio de catalizador puede llevar a un ahorro de millones de litros de agua. “El CNK47 est\u00e1 formado por nanoesferas y nanoporos de s\u00edlice con elevado contenido de potasio en\u00a0 forma de polvo”, dice el profesor Queiroz, del Instituto de Ciencias Exactas de la Unifei.<\/p>\n

El nuevo catalizador va instalado en un reactor con una columna impregnada con el CNK47, en un sistema de flujo continuo en que el aceite mezclado al alcohol (en el proceso de transesterificaci\u00f3n necesario para la producci\u00f3n de biodiesel), en este caso el metanol, pasa por el catalizador, que no se disuelve, antes de transformarse en biodiesel y glicerina, un subproducto de la fabricaci\u00f3n del biodiesel (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP n\u00ba 149<\/em><\/a>). La nanoestructura del producto, como cualquier otro material nanom\u00e9trico \u2014\u00a0medida equivalente a una millon\u00e9sima parte de un mil\u00edmetro \u2014, posee una gran \u00e1rea superficial, porque gran parte de las mol\u00e9culas existentes en los nanoporos est\u00e1 en contacto en este caso con la mezcla de aceite y alcohol, facilitando as\u00ed la reacci\u00f3n qu\u00edmica.<\/p>\n

Escala industrial
\n<\/strong>“Nuestro estudios se realizaron en laboratorio con aceite de soja y metanol (los ingredientes m\u00e1s utilizados en el pa\u00eds). Lo ideal ahora es hacer el experimento en proyectos piloto en escala industrial con cantidades mayores de los productos, lo que est\u00e1 a cargo de una empresa paulista. Ellos est\u00e1n realizando los ensayos desde septiembre de este a\u00f1o y, por contrato de reserva, nosotros no\u00a0 podemos divulgar el nombre de la empresa”, dice Queiroz. Luego de la confirmaci\u00f3n de los resultados en escala industrial, la Unifei y la empresa solicitar\u00e1n una patente de nivel internacional. El trabajo se torn\u00f3 conocido al ocupar el primer lugar en la 16\u00aa Edici\u00f3n del Premio de la Sociedad de Ingenieros de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Minas Gerais en 2007.<\/p>\n

Investigadores de la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar) y de la Universidad de Ribeir\u00e3o Preto (Unaerp) inventaron otro catalizador heterog\u00e9neo. Con \u00e9ste tambi\u00e9n existe la preocupaci\u00f3n de que el proceso sea m\u00e1s limpio y que disminuyan las etapas de la producci\u00f3n de biodiesel, eliminando as\u00ed el uso de agua. Est\u00e1 formado por un comp\u00f3sito de silicatos, arcillas, aluminio y zeolitas, un tipo de mineral poroso que sirve de base para el catalizador. “Las zeolitas poseen poros nanom\u00e9tricos como una zaranda molecular donde se produce la reacci\u00f3n qu\u00edmica”, dice el profesor D\u00edlson Cardoso, del Departamento de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de la UFSCar. Cardoso trabaja desde hace 28 a\u00f1os con cat\u00e1lisis principalmente ligada a procesos industriales de las \u00e1reas de combustibles y qu\u00edmica fina.<\/p>\n

“Hace nueve a\u00f1os empezamos a trabajar con catalizadores para combustibles l\u00edquidos y desarrollamos uno que aumenta el octanaje de la gasolina, factor que mejora la calidad de este combustible”. Es un producto para su utilizaci\u00f3n en refiner\u00edas, en la obtenci\u00f3n de una gasolina que mejora el desempe\u00f1o del veh\u00edculo. “En 2006, con el inicio de la producci\u00f3n de biodiesel en Brasil, resolvimos utilizar las zeolitas tambi\u00e9n en la reacci\u00f3n de transesterificaci\u00f3n, necesaria para la producci\u00f3n de ese combustible, porque pose\u00edamos experiencia en el uso de ese mineral e ten\u00edamos incluso una patente de un catalizador con base en las zarandas zeol\u00edticas para las industrias qu\u00edmicas y farmac\u00e9uticas. Desarrollamos otro catalizador para la producci\u00f3n de biodiesel y solicitamos una patente en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI)”, dice Cardoso, quien cuenta como coautores con los alumnos de doctorado Leandro Martins, becario de la FAPESP, y Demian Fabiano, del Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq). “Ahora estamos trabajando en la estabilidad del producto para que pueda reutiliz\u00e1rselo varias veces”, dice Cardoso.<\/p>\n

Los catalizadores heterog\u00e9neos formulados por Queiroz y Cardoso presentan muchas ventajas en relaci\u00f3n con los productos convencionales, como por ejemplo que no requieren usar agua en el proceso y eliminan los efluentes perjudiciales al ambiente, pero tambi\u00e9n muestran algunas dificultades que deben a\u00fan sortearse. Entre las desventajas, Queiroz apunta la necesidad de temperaturas elevadas para llevar a cabo el proceso desarrollado en la Unifei, que necesita 80\u00b0 Celsius (C) para funcionar, un factor que exige un gasto de energ\u00eda el\u00e9ctrica o de otras fuentes. El catalizador de Cardoso funciona a 50\u00b0C. El proceso de s\u00edntesis de dichas sustancias tambi\u00e9n exige altas temperaturas. El catalizador CNK47 fue sintetizado en 600\u00b0C durante 24 horas. “A\u00fan es caro hacer eso en el pa\u00eds, principalmente en peque\u00f1as cuantidades”. Aun con dificultades, el futuro de la producci\u00f3n de biodiesel es prometedor y depende de nuevas tecnolog\u00edas y de la evoluci\u00f3n de las investigaciones e inventos, tal como lo demostraron los estudios recientes de esos dos grupos de investigadores.<\/p>\n

El Proyecto
\n<\/strong>Proceso catal\u00edtico basado en zarandas moleculares para reacciones de transesterificaci\u00f3n, \u00fatiles en la\u00a0 producci\u00f3n de biodiesel\u00a0(n\u00ba\u00a006\/60875-7<\/a>); Modalidad\u00a0<\/strong>Programa de Apoyo a la Propiedad Intelectual (Papi); Coordinador\u00a0<\/strong>D\u00edlson Cardoso \u2014\u00a0UFSCar;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 6.000,00 (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Catalizadores pueden hacer que la producci\u00f3n de biodiesel se vuelva m\u00e1s eficiente","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":[276,328],"coauthors":[97],"class_list":["post-84184","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-bioenergia-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84184","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=84184"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84184\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=84184"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=84184"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=84184"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=84184"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}