Procesos e innovación
Energías renovables para el desarrollo sostenible - Biomasa
Investigation of H2 production by microalgae in a fully-controlled photobioreactor
Investigación de la producción de hidrógeno a partir de microalgas en un fotorreactor totalmente controlado
Es bien sabido desde hace varias décadas que los organismos fotosintéticos son capaces de producir hidrógeno bajo ciertas condiciones. Este es el caso de Chlamydomonas reinhardtii, una microalga verde unicelular. El hidrógeno se libera bajo iluminación en condiciones anóxicas, siendo resultado de mecanismos metabólicos complejos que involucran una enzima Fe-hidrogenasa acoplada a la cadena fotosintética que permite la reducción de protones dada por la ruptura de las moléculas de agua para producir hidrógeno molecular.
En esta investigación se desarrolló un fotobiorreactor a escala laboratorio para relacionar el acoplamiento dinámico entre las condiciones de cultivo y las respuestas biológicas. Este equipo permitió llevar a cabo cultivos bajo condiciones bien definidas con mediciones en línea de la producción de gas. Se realizó una primera validación con un protocolo muy conocido: la producción de hidrógeno por Chlamydomonas reinhardtii sin presencia de azufre. Se midieron las productividades instantáneas y se analizaron y cuantificaron diversos estados fisiológicos sucesivos. El fotobiorreactor propuesto se revela como una herramienta innovadora en la optimización metódica de producción de hidrógeno usando microorganismos fotosintéticos, incluyendo aspectos fisiológicos y del bioproceso bajo un enfoque integrado.
Este documento fue preparado por Swanny Fouchard, Jérémy Pruvost y Jack Legrand (Université de Nantes, Saint-Nazaire, Francia) para "WHEC 16" (13-16 de junio de 2006, Lyon, Francia), evento organizado por la International Association for Hydrogen Energy IAHE (Miami, FL, Estados Unidos). Se encuentra alojado en el sitio web del Portail Algérien des Énergies Renouvelables, portal mantenido por el Centre de Développement des Energies Renouvelables CDER (Argel, Argelia).
Tendencias actuales de los procesos de termoconversión de biomasa en combustibles y otros productos químicos
Current trends of biomass thermal conversion processes into fuels and other chemical product
Los métodos de conversión de biomasa en combustible pueden agruparse en dos categorías: rutas de conversión bioquímica y rutas de conversión termoquímica. De las primeras se pueden obtener etanol y metano mediante fermentación alcohólica y digestión anaerobia. De la segunda se puede obtener gas pobre, carbón y jugos piroleñosos mediante tres procesos: pirólisis, gasificación y licuefacción directa.
La pirólisis es la degradación térmica de la biomasa mediante calor en ausencia de oxígeno y se utiliza desde hace mucho tiempo para la producción de carbón vegetal, generándose también un gas pobre (mezcla de monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno e hidrocarburos ligeros). La gasificación de la biomasa es un tratamiento térmico cuyo propósito principal es la producción de un gas de débil o mediano poder calorífico que puede utilizarse para generar calor y electricidad por fuego directo en motores, turbinas y calderas.
Este documento fue preparado por Lizet Rodríguez Machín, Raúl Pérez Bermúdez, Cándido Enrique Quintana Pérez, Víctor Samuel Ocaña Guevara, Alejandro Duffus Scott y Liz Mabel Ríos Hidalgo (Universidad Central “María Abreu” de Las Villas UCLV, Santa Clara, Cuba) para la “VI Conferencia Internacional de Ingeniería Mecánica COMEC 2010” (2-4 de noviembre de 2010, Santa Clara, Cuba), evento cuyos temas centrales fueron la mecatrónica, la logística, la biomecánica, los materiales, la soldadura, la energía y el medio ambiente.
Producción de hidrógeno y metano como biocombustibles bajo el esquema de biorrefinería
Hydrogen and Methane Production as Biofuels under the Biorefinery Perspective
El hidrógeno y el metano como biocombustibles tienen una serie de ventaja que los hacen atractivos. El hidrógeno resalta por su alto poder calorífico (tres veces superior al de la gasolina) su combustión es limpia (solo genera agua) y es un importante precursor de la industria química. El metano posee características muy similares al gas natural, por lo que su aplicación a escala industrial no requiere de una infraestructura diferente a la de su símil (gasoductos, plantas de ciclo combinado, entre otros).
Por otra parte, la implementación de los procesos de obtención de los diferentes productos a partir de biomasa ha demostrado ser posible y está tomando fuerza. Los principales productos obtenidos de procesos en serie bajo el esquema de biorrefinería han sido principalmente los biocombustibles (bioetanol, biohidrógeno, biometano, entre otros). En esta investigación se presenta la producción en serie de hidrógeno y metano utilizando como sustrato la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales.
Este documento fue preparado por Carlos Escamilla Alvarado, Héctor Poggi Varaldo y M. Teresa Ponce Noyola (Centro de Investigación y de Estudios Avanzados CINVESTAV, Instituto Politécnico Nacional IPN, México D.F., México) para Ide@s CONCYTEG (Vol. 6, No 71, 2011, 526-539), publicación del Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Guanajuato CONCYTEG (Guanajuato, Guanajuato, México).
