El etanol es conocido principalmente por su papel como combustible. Se mezcla con las naftas en decenas de países y constituye uno de los biocombustibles líquidos de mayor producción mundial. Pero la misma molécula que hoy permite reemplazar una parte de los combustibles fósiles también puede convertirse en la puerta de entrada hacia productos mucho más difíciles de imaginar cuando se observa una destilería de maíz o caña de azúcar.
Uno de ellos está presente en cualquier automóvil.
En Japón, la química Zeon acaba de completar una instalación experimental destinada a producir butadieno a partir de etanol obtenido de materias primas vegetales y otras fuentes sostenibles. La planta fue construida dentro de su complejo industrial de Tokuyama, en la ciudad de Shunan, y comenzará a operar plenamente en enero de 2027. El objetivo final es bastante más ambicioso que fabricar un nuevo producto químico. La compañía pretende desarrollar una ruta alternativa para producir uno de los componentes fundamentales del caucho sintético sin depender de la nafta de origen fósil.
Una molécula escondida dentro de los neumáticos
El butadieno es un hidrocarburo de cuatro átomos de carbono que funciona como una de las materias primas básicas de la industria química. Su principal destino está en la fabricación de distintos tipos de caucho sintético, materiales que posteriormente aparecen en neumáticos y numerosos productos industriales.
Su producción convencional está profundamente integrada con la petroquímica. Más del 95% del butadieno se ha obtenido históricamente como coproducto de la fabricación de etileno mediante steam cracking. Cuando se utilizan materias primas relativamente pesadas, como la nafta, el proceso genera una corriente de hidrocarburos de cuatro carbonos de la que posteriormente puede separarse el butadieno.
La posibilidad de fabricarlo a partir de etanol establece otra ruta de abastecimiento. La reacción permite reorganizar el carbono contenido en el alcohol para formar butadieno y abre así una conexión directa entre la producción de bioetanol y la industria de los materiales.
La tecnología tiene antecedentes industriales que se remontan al siglo XX y actualmente concentra una nueva etapa de investigación en catalizadores y procesos capaces de mejorar rendimientos y eficiencia. La estequiometría de la reacción establece un rendimiento teórico máximo cercano a 0,59 kilogramos de butadieno por kilogramo de etanol, aunque el desempeño efectivo depende de la tecnología utilizada.
Del bioetanol al neumático
El programa japonés permitirá seguir esa transformación hasta un producto terminado. Zeon trabaja en el proyecto junto con Yokohama Rubber, fabricante de neumáticos y productos de caucho, dentro de una iniciativa respaldada por la New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO).
El butadieno producido en la instalación de Tokuyama será utilizado por Zeon para desarrollar un prototipo de caucho de polibutadieno. Yokohama Rubber empleará posteriormente ese material para fabricar neumáticos experimentales y realizará pruebas de conducción destinadas a recopilar información para una futura demostración a gran escala.
El inicio de las operaciones de la nueva instalación está previsto para 2027 y permitirá generar los datos necesarios para avanzar hacia la siguiente escala del proceso. Zeon y Yokohama Rubber pretenden establecer hacia 2030 la tecnología para su implementación mediante una planta piloto y proyectan su comercialización para 2034.
Dos caminos para producir caucho a partir de biomasa
El programa financiado por Japón incorpora además una segunda tecnología para llevar carbono renovable hacia la industria del caucho.
Zeon y Yokohama Rubber trabajan junto con el Institute of Science Tokyo y RIKEN en el desarrollo de un proceso biotecnológico para producir directamente butadieno e isopreno a partir de materias primas vegetales. Los dos compuestos constituyen productos químicos esenciales para diferentes tipos de caucho sintético y esta segunda tecnología también tiene como horizonte de comercialización 2034.
La primera línea utiliza etanol renovable como intermediario y desarrolla una tecnología eficiente para convertirlo en butadieno. La segunda recurre a biotecnología para obtener directamente butadieno e isopreno a partir de recursos vegetales. Ambas forman parte de los proyectos respaldados por el Green Innovation Fund, creado por el Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón para acompañar tecnologías desde la investigación y el desarrollo hasta su demostración e implementación industrial.
Con la instalación de Tokuyama terminada, el primero de esos caminos entra ahora en una nueva etapa experimental. A partir de enero, etanol de origen vegetal comenzará a recorrer en Japón una cadena que pretende llevar su carbono desde la biomasa hasta el caucho sintético utilizado para fabricar neumáticos.
