Energía con desechos agroindustriales

Por: Dr. Ladislao Sandoval-Rangel*

Entre los muchos tipos de energía que existen, las formas más útiles de energía son la eléctrica y la química. Por un lado, la energía eléctrica es indispensable actualmente en países en desarrollo como México, ya que permite iluminar las casas y las calles evitando la total oscuridad, o accionar el aire acondicionado en regiones con clima caliente como el norte del país. Por otro lado, la energía química es la contenida en medios como baterías portátiles, o en la gasolina, que nos permite arrancar nuestro automóvil y trasladarnos grandes distancias con un mínimo esfuerzo.

La energía química se obtiene principalmente del petróleo, del cual México es uno de los 15 principales productores a nivel mundial [1]. Sin embargo, al ser un recurso no renovable, está propenso a agotarse, en un plazo de al menos 30 años [2]. Además, este y otros factores complejos han propiciado un incremento en el precio de los combustibles, lo cual ha motivado la búsqueda de alternativas más sustentables.

Como uno de los principales productores de petróleo del mundo, México cuenta con un robusto sector energético. Se calcula que para 2011, la cobertura eléctrica total en México era cercana al 97%, con una disponibilidad calculada de 100% en áreas urbanas y 95% en zonas rurales [3]. Sin embargo, el país muestra una alta dependencia de fuentes no renovables para abastecer las demandas energéticas, con un 85% de la energía primaria producida proveniente de hidrocarburos (61% de derivados del petróleo y 24% de gas natural), y solamente un 8% proveniente de fuentes renovables, de las cuales la más importante es la biomasa [4].

El término “biomasa” se refiere a sustancias vegetales y animales (sin un origen fósil), que pueden provenir desde residuos agroindustriales o forestales hasta residuos sólidos municipales [5]. De estas, la fuente renovable de energía más prometedora en México son los desechos agroindustriales. México tiene un importante sector agroindustrial, con su principal desecho proveniente de la industria de la caña de azúcar, que genera más de 20 millones de toneladas anualmente en el país [6]. La mayoría de las fuentes de residuos de caña de azúcar proviene de estados del centro y sur de México; Veracruz es el principal productor de caña de azúcar, con 22 molinos, seguido de Jalisco, con 6 [7].

Uno de los temas de investigación del Laboratorio Binacional es la evaluación del potencial de generación de energía por medio de residuos agroindustriales. En el Tecnológico de Monterrey actualmente llevamos a cabo estudios para eficientizar la generación de energía utilizando residuos como cáscaras de naranja y nuez, los cuales son cultivos abundantes en la región norte de México [8]. En los últimos 6 meses se ha trabajado experimentalmente con los residuos antes mencionados, realizando un proceso de descomposición termoquímica llamado pirólisis, que consiste en un calentamiento a altas temperaturas (máximo de 600 °C) en ausencia de oxígeno. Los resultados obtenidos preliminarmente por el grupo de investigación han permitido concluir que estos residuos locales tienen alto potencial para generar tanto gas de síntesis que posteriormente puede transformarse en energía eléctrica o sustancias químicas de alto valor, como productos líquidos que contienen precursores de combustibles [9]. Por medio de estos estudios, se espera próximamente disminuir la dependencia del país por los combustibles fósiles y diversificar las fuentes de energía.

* El Dr. Ladislao Sandoval-Rangel es Graduado de la Universidad Autónoma de Nuevo León, donde recibió los títulos de Licenciado en Química Industrial (2006), Maestro en Ciencias con orientación en Química Analítica Ambiental (2008) y Doctor en Ciencias con orientación en Procesos Sustentables (2015). A partir de 2017 labora como asociado posdoctoral en el Tecnológico de Monterrey, donde realiza investigación en el campo de pirólisis y gasificación de biomasa. Puede ser contactado en el correo electrónico l.sandoval.r@itesm.mx 

Referencias

[1] Petróleos Mexicanos. (Octubre 19, 2017). Recuperado de  http://www.pemex.com/en/Paginas/default.aspx

[2] La Jornada. (Octubre 19, 2017). Queda petróleo para 10 años: Pemex. Recuperado de http://www.jornada.unam.mx/2010/03/20/index.php?section=economia&article=024n1eco

[3] Secretaría de Energía. (Octubre 27, 2011). SENER: Estadísticas de Energía, subsecretaría de electricidad. Recuperado de http://www.sener.gob.mx/portal/Default.aspx?id=1430

[4] Secretaría de Energía. (Octubre 23, 2017). Balance Nacional de Energía 2015. Rcuperado de https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/248570/Balance_Nacional_de_Energ_a_2015__2_.pdf

[5] Rokni M. (2015). Thermodynamic analyses of municipal solid waste gasification plant integrated with solid oxide fuel cell and Stirling hybrid system. Int J Hydrogen Energ, 40, 7855-69.

[6] http://centromariomolina.org/wp-content/uploads/2017/10/5.-Bioenerg%C3%ADa_2016.pdf

[7] Rincón L, Becerra L, Moncada J, Cardona C. (2014). Techno-economic analysis of the use of fired cogeneration systems based on sugar cane bagasse in south-eastern and mid-western regions of Mexico. Waste Biomass Valor, 5, 189-198.

[8] Suárez-Jacobo A, Alcántar-Rosales V, Alonso-Segura D, Heras-Ramírez M, Elizarragaz-De la Rosa D, Lugo-Melchor O, Gaspar-Ramírez O. (2017). Food Addit Contam B, 10(3), 192-199.

[9] Sandoval-Rangel L, Martínez-Vargas D X, Solís-Maldonado C, Mendoza-Domínguez A. Pyrolysis behavior enhancement of a local biomass by use of mineral catalysts. Póster presentado en XV Congreso Mexicano de Catálisis VI Congreso Internacional.