La principal ventaja del butanol con respecto al etanol es su capacidad de mezclarse con la gasolina a una concentración mucho mayor, de hasta el 85 %
UNAL/DICYT En Facatativá (Cundinamarca) se adelanta un proyecto mediante el cual –por primera vez en el país– se están transformando los residuos de papa sabanera en butanol, solvente orgánico que busca reemplazar el etanol en la mezcla de combustibles fósiles.
El profesor Carlos Alberto Guerrero, de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), explica que “la principal ventaja del butanol con respecto al etanol es su capacidad de mezclarse con la gasolina a una concentración mucho mayor, de hasta 85 %, sin requerir ninguna modificación en los motores diseñados para gasolina o diésel”.
Aunque en Colombia se siembran unas 130.000 hectáreas de papa, que producen alrededor de 2,8 millones de toneladas al año, no todas llegas al mercado; aquellas que no cumplen con estándares de calidad para el consumo, como el tamaño o la forma, o que tienen rastros de plagas, se convierten en residuos que son un problema para los productores.
Un grupo de científicos de la Facultad de Ciencias de la UNAL Sede Bogotá y de la Universidad de Cundinamarca encontraron que las papas rechazadas son una materia prima idónea para elaborar solventes orgánicos –líquidos que se pueden mezclar con la gasolina, como el butanol–, y además se utiliza como disolvente de pinturas, lacas, barnices, resinas naturales y sintéticas, gomas, aceites vegetales, tintes y alcaloides.
En la actualidad no existen en el país estudios sobre las pérdidas de papa durante las labores de cosecha; sin embargo, si esta es similar a la de otros países, oscilaría entre el 17 y 25 %, lo que representaría hasta 181.614 toneladas al año.
Muchas veces los agricultores utilizan las papas rechazadas como compost, es decir que vuelven a poner trozos en el suelo para que genere nutrientes, pero si esta técnica no se implementa bien se pueden producir hongos y daños en las plantas, además de abrir la posibilidad de que lleguen roedores.
El profesor Guerrero, líder del grupo de investigación Aprovechamiento Energético de Recursos Naturales (Aprena), indica que “los residuos de papa representan una alternativa ambiental muy prometedora, mediante la cual los cultivadores le pueden generar un importante valor agregado al tubérculo, además de que las economías de mundo afrontan el reto de reducir la dependencia global de los combustibles fósiles.
Por fases
Para transformar la papa en butanol se adelanta un proceso de tres fases: en la primera se escogen y recolectan los residuos del tubérculo en cultivos del municipio y se llevan al laboratorio, en donde se hacen cortes para obtener trozos pequeños.
La siguiente fase consiste en aplicar hidrólisis, reacción química en la que, por medio de agua caliente (sin que llegue a hervir), se extrae el almidón de la papa, molécula fundamental por sus azúcares, necesarios para continuar el proyecto.
Luego se utilizan dos enzimas: amilasa y amiloglucosidasa, que trabajan sobre el almidón y rompen su estructura para obtener los carbohidratos simples presentes allí, teniendo como principal objetivo extraer glucosa.
Este azúcar es la materia prima del siguiente paso: una fermentación llamada ABE, sigla que indica los productos que son solventes orgánicos (acetona, butanol y etanol), por medio de bacterias tipo Clostridium.
De estos microorganismos, que se encuentran en los suelos de los cultivos y en las raíces de las plantas, y que por medio de un caldo de nutrientes –como el agar nutritivo, que favorecen su reproducción– se toman muestras en el suelo y raíces para aislar el tipo de bacteria útil para este estudio de producción de butanol.
Por ahora las fases se adelantan en procesos separados, mientras se identifican con precisión las bacterias; más adelante se pueden llevar a fermentar la glucosa para generar butanol, solvente que se puede combinar en mayor proporción con combustibles fósiles.
Las especies más investigadas en la bibliografía sobre este tema han sido: C. acetobutylicum, C. beijerinckii y C. pasteurianum.
Se ha encontrado que el 55 % de la producción de solventes por medio de este proceso es butanol, por lo que es un método que permite obtener buenas cantidades del solvente, en contrastado con el 25 % de acetona y etanol, que no son igual de productivos por medio de esta técnica.
“La investigación se hace a nivel de laboratorio, y el propósito de los resultados es hacer un escalamiento haciendo pruebas en motores en los que se mezcle el butanol con gasolina; es probable que se hagan en la Universidad con otros grupos de investigación o con el SENA”, explica el profesor Guerrero.
Concluye diciendo que “desde la Universidad podemos ayudar a capacitar a estas regiones para se utilicen procesos sencillos y mejorar el aprovechamiento de los residuos de la papa”.
