Nació para dar un uso al aceite de cocina de las cafeterías dentro del campus, con tres a cuatro galones a la semana. Así, el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad del Valle de Guatemala (UVG) empezó el proyecto de producción de biodiésel a escala de laboratorio.
Con la técnica más perfeccionada, en 2009 escalaron el proceso con la primera planta que tenía una capacidad para fabricar 40 litros de biodiésel. Tres años después, a la planta piloto o semi-industrial que funciona a la fecha y que, a excepción de sus tanques de acero inoxidable, fue construida por estudiantes de la Facultad de Ingeniería, desde la estructura, bombas, tuberías y sensores, hasta el programa de automatización que permite programar todo el proceso desde una computadora. Hasta el momento, el equipo conformado por estudiantes y catedráticos puede producir hasta 200 galones de biodiésel diarios.
Los alcances del proyecto han sido publicados en la revista científica de la Universidad del Valle de Guatemala. Lee aquí más aquí.
Producir biodiésel puede no parecer un proceso nuevo, pues en el mundo existen varias plantas que lo fabrican, pero a base de aceites vegetales como el de palma. Sin embargo, hacerlo a base de aceite usado de cocina tiene un impacto ambiental importante. Además del beneficio de utilizar un proceso químico como una experiencia de aprendizaje e investigación con estudiantes.
El proceso responde al modelo de producción de economía circular con el que se busca maximizar el aprovechamiento de todos los recursos y minimizar los desechos por medio de reciclar o reutilizar al momento producir. Se diferencia de una economía lineal, que aún prevalece en la industria, en la que la producción genera residuos que no se aprovechan en su totalidad durante el proceso y se convierten en desechos.
Coloca el cursor sobre los botones para conocer el proceso de elaboración de biodiésel.
¿Qué beneficios hay en usar biodiésel?
Primero, bajar las emisiones de monóxido de carbono emitidas por los vehículos, de acuerdo con el Ing. Gamaliel Zambrano, director del Departamento de Ingeniería Química de UVG y quien lidera el proyecto. ¿Cómo? Mezclando el biodiésel con diésel. Una vez que haya un 1% de biodiésel es un combustible B y se pueden dar mezclas desde un B1 hasta un B100. Por ejemplo, un B25 corresponde a un 25% de biodiésel con un 75% de diésel. Estudios del departamento han demostrado que precisamente este porcentaje tiene un efecto óptimo en la reducción de emisiones y que aumentar la cantidad de biodiésel en la mezcla no tiene un impacto tan representativo.
En 2011, la universidad recibió un vehículo como donación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA, por sus siglas en inglés) que desde entonces funciona con biodiésel. Según el Ing. Zambrano, su uso ha permitido generar datos y estadísticas importantes para el proceso de investigación y ha demostrado que el uso de este combustible no causa daños en los vehículos ni disminuye su rendimiento.
Hasta la fecha, el equipo ha producido 8,500 galones de biodiésel a base de aceite de cocina en la planta piloto.
Ahora, ¿qué retos hay en el proceso de producción? Uno de ellos es lograr que el biodiésel tenga un costo competitivo con el diésel. Otro, lograr las formulaciones para el tipo de aceite de cocina que se recibe —según los alimentos que se cocinaron en él—, así como los controles de calidad que tiene que pasar. “Si hay un aceite que se sale de las características, no se incluye, se analiza y, si es totalmente diferente, se trata por aparte para lograr la calidad que se desea”, explica el Ing. Zambrano. La producción es realizada por estudiantes desde su primer año de estudios en las carreras de Ingeniería Química e Ingeniería Química Industrial.
Un tercer reto es esencial sobrepasar: hacer que las personas y empresas logren implementar su uso habitual. A la fecha, se han hecho alianzas con personas individuales que compran biodiésel para uso personal, así como con la Municipalidad de Guatemala y la empresa Cayalá. Ambas instituciones entregan al departamento aceite reciclado de comedores y restaurantes cada semana o cada mes. A cambio, reciben biodiésel que utilizan en sus vehículos. Es por eso que la planta tiene su propia bomba dispensadora de combustible. La meta es aumentar las alianzas que permitan ampliar el impacto en la reducción de la contaminación en aire y agua en Guatemala.
Cuerpos de agua son los más afectados
De una simple acción en los hogares como freír un alimento y tirar el aceite usado en el lavatrastos surge un problema importante de contaminación. Los aceites viajan por los drenajes hasta llegar a cuerpos de agua, es decir océanos o mares. De acuerdo con la Lda. Jackeline Brincker, investigadora del Centro de Estudios Ambientales y Biodiversidad (CEAB), adscrito al Instituto de Investigaciones de UVG, por su característica aglutinante generan “bolos” que se atascan en las tuberías y favorecen la proliferación de gérmenes dañinos para la salud humana. Y en este punto el problema apenas empieza.
Según la Lda. Gabriela Fuentes, directora del CEAB, los aceites, por estar conformados por moléculas que no se mezclan con el agua, forman una capa superficial sobre ella. Esta capa no deja pasar el oxígeno, lo que causa que las especies marinas sufran asfixia y mueran. Los aceites también se adhieren a su piel y bronquios, o pueden tener un efecto tóxico en sus órganos que disminuye su inmunidad.
Así como no permiten que el oxígeno entre, las capas de aceite evitan la salida de CO2 hacia la atmósfera haciendo que los mares y océanos se acidifiquen y afecten a los corales que son la base de la cadena alimenticia de los ecosistemas marinos. “Los aceites en el agua pueden incluso interferir con la penetración de luz solar, lo que causa que las especies no reciban las cantidades de luz que requieren para generar su alimento. Al morir estas especies, se afectan las especies que dependen de ellas y así sucesivamente”, explica la Lda. Fuentes.
Un litro de aceite usado puede contaminar más de 1,000 litros de agua.
¿Cuál es el impacto a largo plazo? Ana Hacohen, catedrática del Departamento de Biología de UVG, con un doctorado en biología marina, y las licenciadas Ninoshka López y María José Lazo, egresadas de la carrera de Biología, explican que se estima un aumento de los problemas de salud en los organismos marinos y una disminución significativa de las poblaciones. Así como el aumento de especies invasoras en los ecosistemas.
Además, indican que esta disminución repercutirá en la pesca, lo que a su vez tendrá un efecto económico. “Si no se toman medidas preventivas a mediano y largo plazo estaríamos ocasionando eutrofización en los cuerpos de agua en los que desaguan los aceites, convirtiéndose eventualmente en pantanos y perdiendo toda su diversidad y los servicios ecosistémicos que prestan”, agrega la Lda. Gabriela Alfaro, directora del Departamento de Biología de UVG.
Estas previsiones obligan a pensar en alternativas como el tratamiento de aguas o el reciclaje de los aceites. La Lda. Alfaro añade algunas recomendaciones para disminuir esta contaminación, como crear campañas de concientización para el desecho adecuado de los aceites en casa y establecer normativas que lo regulen, así como fundar centros de colecta de aceites para su posterior reciclaje.
Impacto académico
David Alvarado, estudiante de quinto año de Ingeniería Química Industrial y coordinador del equipo de producción de biodiésel de UVG, explica que el proyecto está teniendo un alcance positivo y que las empresas están mostrando interés en adoptar el uso de biodiésel. A nivel personal, refiere que formar parte del proyecto le ha permitido obtener una mayor conciencia ambiental.
El estudiante se incorporó en su primer año de estudios como parte de un trabajo voluntario de requisito para la beca que mantiene en la carrera. Poco tiempo después, asumió el puesto de coordinador y, actualmente, lidera a un equipo de aproximadamente 40 personas más. Su trabajo consiste en coordinar los procesos de investigación, análisis de mejora y control de calidad. La planta piloto cuenta con su propio laboratorio de análisis de control de calidad.
Para David, formar parte del equipo desde su primer año le ha traído muchas enseñanzas. Por ejemplo, saber tomar decisiones con base en situaciones y problemas de la vida real. “Me ayudó mucho a formar carácter para poder desempeñarme bien como ingeniero químico. He visto el crecimiento que los estudiantes del equipo han tenido. El mismo crecimiento que yo tuve en el primer año, lo he podido ver en ellos”, comenta.
El Departamento de Ingeniería Química trabaja en colaboración con el Centro de Procesos Industriales (CPI), también del Instituto de Investigaciones de UVG. Su Laboratorio de Operaciones Unitarias es uno de los más grandes de Latinoamérica y tiene la capacidad para producir alcoholes, aguas carbonatadas, jabones y biogás. Durante la pandemia por la COVID-19 en 2020 y lo que va de 2021 también ha producido alcohol en gel para uso en la universidad y para donar al Hospital Nacional de Jalapa.
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