El término “biorrefinería”, o refinería de biomasa, surgió en los años 90 y se refería al uso del maíz y la soja como base para la producción de combustibles y también de otras sustancias que tienen aplicación en la industria química. El uso de la palabra refinería remite a las refinerías de petróleo, donde múltiples productos son producidos a partir de una misma materia prima. Hoy el concepto de biorrefinería abarca el uso de las más diversas fuentes de biomasa, entre ellas el trigo, maíz, remolacha y caña de azúcar, con potencial para ser convertidas en biocombustibles, piensos, disolventes, plásticos e insumos para la industria química, farmacéutica y cosmética. Por ser un recurso renovable, la biomasa presenta una enorme ventaja con respecto al petróleo.
En una biorrefinería, el uso de la biomasa se optimiza a través de sistemas integrados, interrelacionando materias primas, procesos, tecnologías, productos y residuos. La idea es generar energía (biocombustibles) al mismo tiempo que se producen varios tipos de productos de alto valor agregado. A pesar de que existen otras fuentes viables de energía limpia, como la eólica, la solar y hasta incluso la nuclear, los biocombustibles también permiten suplir la producción de insumos químicos para la industria.
Se cree que en 2025 alrededor del 30% de los insumos para la industria química serán producidos de forma sostenible, a partir de fuentes renovables. Pero esto solo será posible con el desarrollo de nuevas tecnologías. Actualmente, dos modelos de biorrefinerías han demostrado ser bastante prometedores. Las llamadas “plataformas de azúcar” utilizan fermentación y otros procesos biológicos para convertir la biomasa en azúcares, a partir de los cuales se pueden fabricar otros productos. Un informe solicitado por el departamento de energía de EE. UU. identificó 12 insumos químicos “clave” que podrán ser producidos a partir de azúcares en biorrefinerías. Estas sustancias (entre ellas el ácido succínico, el sorbitol y el glicerol) pueden tener aplicación directa y también funcionar como “bloques constructores” para crear una infinidad de otros productos. Por otro lado, la “plataforma de syngas” utiliza métodos termoquímicos para gasificar la biomasa, originando un gas conocido como syngas (gas de síntesis). Este gas puede ser convertido en metanol, a partir del cual se producen varios derivados de mayor valor agregado. El syngas también puede ser utilizado para producir gas natural sintético.
Para la industria del papel, la investigación en biorrefinería es una gran oportunidad en la búsqueda de alternativas para desconstruir la madera en sus componentes principales: celulosa, hemicelulosa y lignina. La lignina, que representa aproximadamente el 25% de la madera, está compuesta por grupos fenólicos que pueden ser desdoblados en una enorme gama de productos como dispersantes, emulsificantes, aglutinantes y adhesivos. Es decir, a pesar de que los biocombustibles son el carro insignia de las biorrefinerías, también serán capaces de suplir nuevos y variados mercados, basados en productos renovables y ambientalmente amigables.
Cada país busca adecuar la tecnología conforme a su vocación para la producción de biomasa. En Austria, por ejemplo, la investigación está orientada hacia el aprovechamiento de las forrajeras (pasto), dado que las áreas de pastoreo están siendo abandonadas con la reducción de la ganadería. Japón, por su parte, apuesta en la aplicación de microalgas cultivadas como fuente de biomasa. En Francia, el grupo ARD (Agro-Industrie Recherches et Développements), creado por agricultores en los años 80, es hoy la primera plataforma innovadora en biotecnología, que busca convertirse en un centro de referencia internacional en biorrefinería. Entre las empresas que forman parte de este grupo están Soliance, Futurol, Wheatoleo, FRD y BioAmber. Sus experticias incluyen el fraccionamiento de plantas y biorrefinamiento, biotecnología blanca (industrial), química de bioproductos y agro-materiales. Uno de los focos del grupo para la industria cosmética es la producción de biosurfactantes, ácido hialurónico, dihidroxiacetona e ingredientes derivados del ácido succínico.
Las inversiones en biorrefinerías deben crecer mucho, ya que su producción será flexible y variada, pudiendo atender diferentes mercados y así reduciendo los riesgos. En EE. UU. se han creado instalaciones piloto con previsión de iniciar la comercialización de sus productos en 2020. Brasil, pionero en la producción de etanol a partir de caña de azúcar, tiene un gran potencial para desarrollar esta nueva matriz energética. Un mapa disponible por el grupo “Biorrefinería Brasil” (https://biorefinery.crowdmap.com/) permite visualizar la ubicación de las iniciativas relacionadas con el segmento en todo el mundo. Actualmente, Europa y EE. UU. lideran en número de proyectos.
Otra opción de gran importancia para las biorrefinerías es la posibilidad de utilizar desechos como fuente de biomasa. Solo en Brasil se producen, anualmente, cerca de 600 millones de toneladas de desechos agrícolas, como la paja del maíz y del trigo y los residuos provenientes de la silvicultura. Residuos industriales también pueden tener utilidad en biorrefinerías, haciendo posible una gran sinergia entre estos emprendimientos. Esta simbiosis industrial es una fuerte tendencia actual, ya que aumenta la competitividad al mismo tiempo que reduce los impactos ambientales. Las perspectivas son muchas. Todo indica que las biorrefinerías han llegado para quedarse.
Referencias
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