La demanda de combustibles alternativos para el transporte está aumentando debido a la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL), que depende del Departamento de Energía de los Estados Unidos, han desarrollado un biocombustible innovador producido por bacterias genéticamente modificadas. Este biocombustible, basado en biomasa, promete tener una huella de carbono menor en comparación con el diésel convencional, ya que no se fabrica a partir de combustibles fósiles.
Actualmente, la producción de diésel de biomasa se basa principalmente en el procesamiento de grasas y aceites provenientes de plantas y productos animales. En los Estados Unidos, se producen aproximadamente cuatro mil millones de galones (equivalentes a 14 millones de toneladas) al año de estas materias primas para su conversión en combustibles, con alrededor de la mitad de esta cantidad destinada al biodiesel. Sin embargo, esto es insuficiente en comparación con los 46 mil millones de galones (175.000 millones de litros) de diésel utilizados anualmente para transporte. Bob McCormick, investigador principal del NREL, destacó la necesidad de encontrar nuevas materias primas y métodos para producir diésel de biomasa, ya que las fuentes actuales no pueden cubrir la demanda.
Los investigadores del NREL, en colaboración con ExxonMobil, han investigado las propiedades de un nuevo biocombustible producido por la bacteria E. coli, modificada para consumir azúcar y producir ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME), similares a los compuestos que componen el biodiesel.
El equipo de investigadores del NREL realizó experimentos para comparar las propiedades de combustión de este FAME, al que los investigadores llamarón FAME único, con el biodiesel convencional y desarrolló un «modelo cinético químico» para entender las reacciones químicas durante el proceso de combustión. Las principales características que afectan la combustión y las propiedades del biodiesel son la longitud de la cadena de carbono y el grado de saturación de esas cadenas. En sus experimentos, los investigadores encontraron que el FAME único tenía una cadena de carbono más corta y diferentes grados de saturación en comparación con el biodiesel convencional, obtenido del aceite de soja.
Estas diferencias moleculares, aunque pequeñas, pueden tener un impacto significativo en la combustión real del combustible, los niveles de emisiones y la capacidad del combustible para ser manejado por los distribuidores y usuarios. Se midieron y compararon propiedades como la estabilidad a la oxidación, el punto de nube y el número de cetano, las cuales son esenciales para el funcionamiento adecuado en un motor diésel.
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Los resultados de los experimentos fueron mixtos, pero se determinó que el FAME único tenía algunas propiedades de combustión y químicas que podrían hacerlo un mejor combustible que el biodiesel convencional. Sin embargo, la presencia del grupo beta-hidroxi presentó un desafío, ya que el FAME único tendía a oxidarse más rápido durante el almacenamiento, lo que podría causar problemas en la operación del motor. La oxidación puede llevar a la formación de depósitos en los motores, reduciendo su eficiencia y causando bloqueos.
Para superar estos desafíos, los investigadores sugirieron posibles soluciones como el uso de aditivos antioxidantes o la producción de un combustible similar al FAME único pero sin los ésteres beta-hidroxi. Sin embargo, la decisión final sobre la viabilidad de estos combustibles dependerá de los productores y desarrolladores de productos, así como de los organismos que aprueban nuevos combustibles.
La investigación fundamental realizada por el NREL es crucial para entender y optimizar nuevos combustibles alternativos, asegurando que sean seguros, confiables y adecuados para su uso en motores, contribuyendo así a la transición hacia energías más limpias.
