El carbono es uno de los elementos, sino el más, indispensables de la industria química. Está en los lubricantes que mantienen funcionando las máquinas, en los detergentes que limpian la ropa, en los plásticos que envuelven alimentos y en los productos de higiene personal que se venden por miles de millones de unidades cada año. Durante más de un siglo, ese carbono provino casi exclusivamente del petróleo. Pero la volatilidad de los precios, la competencia internacional creciente y, sobre todo, la presión por reducir la huella ambiental de los procesos productivos están empujando a la industria a buscar fuentes alternativas que funcionen a escala industrial, se integren en las cadenas existentes y resulten económicamente viables.
Pero reemplazar ese carbono es bastante más complejo que sustituir una fuente de energía. La química necesita moléculas con características muy precisas, disponibles en grandes volúmenes, a costos razonables y con una calidad constante. Por eso, aunque existen numerosas rutas capaces de obtener compuestos químicos a partir de biomasa, llevarlas desde el laboratorio hasta una planta que produzca decenas de miles de toneladas por año sigue siendo uno de los grandes desafíos del sector.
En Bitterfeld, una ciudad alemana con una larga tradición química, esa búsqueda acaba de dar un salto industrial.
Verbio, una compañía alemana especializada en la transformación de materias primas agrícolas en biocombustibles y otros productos de base biológica, puso oficialmente en marcha una planta que convierte un derivado del aceite de colza en moléculas destinadas a la industria química. La instalación demandó una inversión cercana a los €100 millones y podrá producir hasta 60.000 toneladas anuales de químicos biobasados.
El punto de partida es el éster metílico de colza que ya Verbio ya produce en Bitterfeld y que hasta ahora tenía al biodiésel como principal destino. La nueva instalación permite tomar esa misma corriente y profundizar su transformación para obtener compuestos de mayor valor agregado.
“Con esta nueva planta de producción estamos complementando nuestra biorrefinería con una etapa adicional en la cadena de valor, apoyándonos en una base de materias primas ya establecida”, explicó Claus Sauter, CEO de la biotecnológica.
Químicos biobasados a partir de una corriente de la biorrefinería
La colza es una oleaginosa ampliamente cultivada en Europa. Sus semillas contienen un aceite que, mediante un proceso de transesterificación con metanol, puede convertirse en ésteres metílicos de ácidos grasos. Ese producto constituye la base del biodiésel conocido habitualmente como FAME.
Pero las moléculas resultantes conservan una estructura de carbono que también puede aprovecharse como materia prima química. La nueva planta toma esas moléculas y las transforma mediante etenólisis para obtener dos productos llamados 1-deceno y 9-DAME. Son compuestos que funcionan como bloques químicos para procesos posteriores y pueden terminar formando parte de lubricantes, detergentes, productos de limpieza o plásticos.
La etenólisis pertenece a una familia de reacciones conocida como metátesis de olefinas. En términos sencillos, permite reorganizar de manera controlada las moléculas para obtener otras con propiedades diferentes. El proceso depende de catalizadores específicos desarrollados por XiMo, la subsidiaria húngara de Verbio especializada en esta tecnología.
Singapur destina U$S 92 millones a investigar cómo convertir su gigantesca industria química a bio
Del Nobel de Química a una planta de 60.000 toneladas
La ciencia detrás del proceso tiene varias décadas de historia. Yves Chauvin, Robert H. Grubbs y Richard R. Schrock recibieron en 2005 el Premio Nobel de Química por sus investigaciones sobre la metátesis de olefinas.
Dos décadas después, Schrock estuvo en Bitterfeld para ver aquella química funcionando a escala industrial.
“Es realmente especial ver hoy cómo nuestra investigación se lleva a la práctica industrial. El hecho de que la metátesis de olefinas se utilice ahora a esta escala es un momento emocionante para mí”, señaló.
Para Verbio, llevar el proceso a esta dimensión permite profundizar el aprovechamiento de una materia prima que ya circula por su biorrefinería. El éster metílico de colza seguirá utilizándose para producir biodiesel, mientras una parte podrá continuar su transformación hacia productos químicos de mayor valor agregado.
La compañía trabaja, además, con colza de origen europeo. La cercanía con los productores agrícolas forma parte de la lógica de sus plantas alemanas y, según Sauter, ayuda a reducir la exposición a cadenas internacionales de abastecimiento susceptibles a interrupciones.
Una nueva fuente de carbono para la industria química
En la industria química, el carbono es un componente estructural de innumerables productos y no puede simplemente eliminarse de los procesos. Lo que sí puede cambiar es su procedencia.
Michael Carus, asesor senior y accionista del nova-Institute, una organización alemana especializada en carbono renovable y materiales biobasados, considera que desarrollar esas fuentes a escala puede abrir una oportunidad para Europa.
“Europa no podrá competir a largo plazo con otras regiones del mundo sobre la base de materias primas fósiles baratas. Nuestra oportunidad está en crear nuevo valor aquí a partir de carbono renovable”, sostuvo durante la inauguración.
La ministra federal alemana de Investigación, Tecnología y Espacio, Dorothee Bär, también participó del acto y destacó la posibilidad de fabricar insumos para lubricantes, plásticos y detergentes a partir de biomasa como la colza.
La inversión recibió además financiamiento del programa para la Mejora de la Estructura Económica Regional, conocido como GRW, un esquema conjunto del gobierno federal y los estados alemanes destinado a promover inversiones regionales.
Para Bitterfeld-Wolfen, la nueva planta se incorpora a una larga historia vinculada con la industria química. Verbio lleva 25 años operando allí y el proyecto sumará alrededor de 50 empleos, con lo que la compañía pasará a tener unas 130 personas trabajando en el sitio.
Ahora empieza la carrera comercial
La capacidad para producir 60.000 toneladas anuales ya está instalada, aunque Verbio no espera alcanzarla de inmediato.
Cada fabricante deberá probar y calificar el 1-deceno y el 9-DAME para comprobar que cumplen con las especificaciones de sus lubricantes, detergentes, plásticos u otras formulaciones. A medida que esas aprobaciones avancen, la compañía irá aumentando los volúmenes de producción.
Según Verbio, llegaron consultas desde América del Norte, América del Sur y Asia. Unos 60 clientes y socios de la industria química internacional participaron de la inauguración junto con representantes de compañías como UPM, dedicada al desarrollo de materiales y soluciones a partir de recursos renovables, y Werner & Mertz, fabricante alemán de productos de limpieza conocido por su marca Frosch.
Verbio sostiene que la tecnología, la disponibilidad de materias primas y la capacidad industrial ofrecen margen para ampliar la producción si la demanda lo justifica. Antes de pensar en nuevas expansiones, sin embargo, las primeras moléculas producidas en Bitterfeld deberán superar los procesos de prueba y homologación de sus clientes. De esos resultados dependerá el ritmo con el que la planta se acerque a las 60.000 toneladas anuales para las que fue diseñada.
