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Premio Odebrecht para el Desarrollo Sostenible
MENCIÓN DE HONOR – OBTENCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE A PARTIR DE SUSTRATOS LIGNOLÍTICOS

MENCIÓN DE HONOR – OBTENCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE A PARTIR DE SUSTRATOS LIGNOLÍTICOS

  • Autores:

    Tatiana Marulanda López, Harold Andrés Daza Gordillo, Luisa Fernanda Zapata Osorno

    Orientadora: María Consuelo Jaramillo, Universidad de San Buenaventura Medellín

Resumen del proyecto

Teniendo en cuenta el cambio climático debido al aumento en la emisión de contaminantes como CO, CO2, NOx, Ozono, hidrocarburos aromáticos policíclicos e hidrocarburos, que afectan la salud humana, ocasionando asma, tos irritación ocular, neumonía, edemas, además de las afectaciones a nivel vegetal mostradas como necrosis celular; asimismo, la disminución en la producción de petróleo y sus derivados, el alto costo de su importación, y el aumento en la demanda energética para el transporte, que se basan en recursos no renovables; ante la anterior problemática urge la necesidad de buscar alternativas para la producción de biocombustibles de segunda generación, como el bioetanol.

Cuando el etanol se adiciona al combustible tradicional o al diésel disminuye la emisión de gases a la atmósfera en un 7%. Por lo cual, los investigadores buscan alternativas, fuentes de energía renovable, y tecnologías que proporcionen un límite al cambio climático y mejoren las condiciones de vida por disminución en la emisión de gases contaminantes. Para reducir la dependencia a las fuentes energéticas tradicionales no renovables, se puede producir bioetanol usando diferentes fuentes vegetales.

Las fuentes comúnmente usadas para la producción de bioetanol son melaza, azúcar de caña, choclo, leña de maíz, trigo, paja de arroz, etc., pero son fuentes demasiado costosas social y económicamente. Las nuevas opciones son los residuos vegetales domésticos y las plantas acuáticas invasoras. Los residuos vegetales domésticos que van en aumento cada vez más, por el incentivo de una alimentación sana a base de verduras y frutas, muchas veces no son separados en la casa, y finalmente son dispuestos en el relleno sanitario, o mal dispuestos en las calles afectando el panorama de las ciudades y generando enfermedades por la proliferación de moscos, ratas y cucarachas.

A esta fuente renovable de carbohidratos se le puede dar otro destino y uso, como es la producción de biocombustible. Las plantas invasoras como es la Eichhornia crassipes, es una planta acuática renovable rápidamente, crece en cuerpos de agua eutróficas disminuyendo los nutrientes y el oxígeno de cuerpos acuosos, afectando la flora, fauna de estas aguas y las aguas que surten los servicios en las ciudades, como es el caso de las represas del departamento de Antioquia.

Esta planta tiene bajo contenido de lignina, lo que la hace prometedora como fuente de azúcares fermentables. Los residuos caseros y las plantas invasoras son fuentes lignocelulósicas de alto potencial para ser utilizadas en la fermentación etanólica. El principal problema en la producción de bioetanol de fuentes lignolíticas es la separación de la lignina de la celulosa. La lignocelulosa contiene compuestos inhibidores enzimáticos del proceso de fermentación como compuestos aromáticos fenólicos, los cuales hay que eliminar para aumentar el rendimiento de la fermentación. Para el paso de la fermentación se utiliza la levadura Saccharomyces cerevisiae, la cual libera enzimas para biodegradar los azúcares y convertirlos en etanol, CO2 y energía. La etapa principal de la fermentación es la hidrólisis u obtención de los azúcares fermentables, lo que implica el énfasis en la determinación de las condiciones del proceso. En el proceso de fermentación se debe controlar la temperatura, el pH, y el tiempo, para obtener un alto rendimiento en el proceso.

La determinación del rendimiento en la producción de etanol se realizará por métodos espectrofotométricos indirectos, oxidando el etanol y determinando el compuesto reducido a una longitud de onda determinada. La fermentación se hará por separado y se determinará cuál de las dos fuentes lignocelulósicas es más eficiente como substrato para la fermentación. Este trabajo permite conocer la investigación relacionada con la producción de bioetanol a partir de residuo orgánico doméstico y la planta E. crassipes, intentando dar soluciones al problema de contaminación ambiental.

Se determinará el rendimiento en la obtención de bioetanol usando sustratos lignolíticos, como determinante de la rentabilidad como proyecto innovador y de desarrollo. Además, este proyecto permitirá entrenar estudiantes en el diseño de propuestas de proyectos de desarrollo sostenible y con capacidad de plantear alternativas de solución a problemas medioambientales de la ciudad de Medellín.