Combustible sostenible para aviación, una realidad emergente

Stephanie Michelle Villafán Cáceres, Ruby Alejandra Valdez-Ojeda y Juan Carlos Chavarría-Hernández

La licenciada Stephanie Michelle Villafán Cáceres, la doctora Ruby Alejandra Valdez-Ojeda y el doctor Juan Carlos Chavarría-Hernández son, respectivamente, estudiante, investigadora e investigador de la Unidad de Energía Renovable en el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY), Mérida, Yucatán, México.

¿Imaginas que un avión para poder volar utilice residuos forestales, grasas o microalgas en lugar de combustibles fósiles? Desde 2011, el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) ha dedicado una de sus líneas de investigación a estudiar la generación sustentable de energía renovable para diferentes industrias, y una de ellas es la aviación.

La aeronáutica es uno de los sectores que ha tenido mayor crecimiento en los últimos quince años, debido a la consolidación observada en diversos segmentos de la sociedad y en la medida que el número de personas que viajan en vuelos comerciales se ha incrementado considerablemente. Sin embargo, este auge ha generado impactos ambientales y contribuido al cambio climático, ya que el uso de turbosina fósil genera emisiones como dióxido de carbono (CO2), óxido de nitrógeno (NOX) y hollín, entre otras. [1]

Para contrarrestar este impacto, diversos actores han desarrollado alternativas como el combustible sostenible de aviación o Sustainable Aviation Fuels (SAF, por sus siglas en inglés); este biocombustible líquido está compuesto, principalmente, por una mezcla de hidrocarburos, la cual proviene de materias primas amigables con el medio ambiente ─a diferencia de los hidrocarburos que proceden de fuentes fósiles─, como pueden ser lípidos extraídos de plantas, residuos de la industria de caña, sebo de grasas animales, biogás o microalgas.

Asimismo, es importante señalar que, con base en la materia prima elegida, se marcarán las pautas para los procesos en la producción de SAF. Actualmente, el proceso de alcohol a turbosina (ATJ, por sus siglas en inglés) y el hidroprocesamiento de lípidos cuyo nombre comercial es HEFA (Hydrotreated Esters and Fatty Acids, por sus siglas en inglés) son los más utilizados. [2]

El ATJ utiliza la transformación de un alcohol proveniente de la fermentación de maíz, caña u otros cultivos, mientras que el proceso de HEFA emplea una amplia variedad de lípidos provenientes de diferentes materias primas, entre ellos, de plantas, algas, sebos o residuos como el aceite de cocina usado. Durante este proceso se obtiene biogasolina, SAF y diésel verde; sin embargo, el rendimiento de los productos depende del catalizador (sustancia que se puede agregar para aumentar la velocidad de reacción) empleado y de la materia prima.

En el CICY actualmente se realizan investigaciones y experimentos con diversas especies de microalgas con el objetivo de determinar la manera óptima de cultivarlas para lograr el mayor contenido de lípidos y, así, transformarlos en biocombustibles.

¿Por qué el uso de microalgas para la producción de lípidos y, por consecuencia, de biocombustibles tiene múltiples ventajas para la producción de SAF?

Las microalgas tienen una gran capacidad para acumular lípidos, además de que no compiten con la industria alimentaria ni requieren tierras de cultivos, a diferencia de algunas plantas como la soya; otra de las grandes ventajas de esta materia prima es su capacidad de crecimiento, ya que en cuestión de días pueden alcanzar su punto máximo.

El avance en las investigaciones sobre producción de biocombustibles en el CICY abarca desde los comportamientos en el cultivo de microalgas en modificaciones de algún compuesto del medio en donde se cultiva, hasta el estudio del efecto que genera el cambio de temperatura o intensidad de la luz en el cultivo, todo esto con el objetivo de alcanzar el mayor contenido de lípidos en estas especies que permita, posteriormente, ser transformado en biocombustibles; adicionalmente, el equipo de investigación del CICY ha desarrollado catalizadores que se emplean durante las reacciones y tienen acciones específicas durante el proceso de producción de SAF.

Estas investigaciones desarrolladas por científicos y científicas mexicanas buscan fomentar el desarrollo de SAF, ya que la Agencia Internacional de Transporte Aéreo y la Organización de Aviación Civil establecieron como límite el año 2050 para lograr una industria de aviación baja en emisiones.

Debido a esto, la industria aérea mexicana comenzó a incluir el uso de SAF durante sus operaciones, y también cada aerolínea ha establecido los porcentajes de SAF que empleará; aunque el desafío al que se enfrentan es de dónde obtendrán este volumen, en la medida que a nivel nacional no existe un proyecto que produzca combustible sostenible de aviación, por lo que es vital fomentar y apoyar el desarrollo de alternativas sostenibles que con el tiempo cambien los paradigmas de movilidad mundial.

Bibliografía

[1] Rupcic, L., Pierrat, E., Saavedra-Rubio, K., Thonemann, N., Ogugua, C. y Laurent, A., Environmental impacts in the civil aviation sector: Current state and guidance, 2023, Transportation Research: Transport and Environment, 119.

[2] ICAO, Conversion processes, 2023, International Civil Aviation Organization.

[3] IMP, Reporte de Inteligencia Tecnológica Bioturbosina, s.f., Instituto Mexicano del Petróleo.

Fuente: elsoldemexico.com.mx