76 REVISMAR 1/2007 BIODIESEL Y ETANOL, TRÁNSITO SEGURO HACIA LA ERA DE LOS COMBUSTIBLES RENOVABLES Cristóbal Felipe Romero Iragüen * Introducción. E n la feria mundial de adelantos de Paris en el año 1900, uno de los expositores fue el Ingeniero alemán, Rudolph Diesel, quien se pre - sentó con uno de sus inventos patentado años antes: “el motor diesel”; en esa oportunidad utilizó aceite de maní para su combustión, maravillando con ello a gran parte del público asistente. Con este invento, se reemplazarían las máquinas recíprocas accionadas con vapor y le darían un fuerte impulso a la incipiente revolución industrial. Diesel, comentó en esa oportunidad, que el futuro del desa - rrollo mundial y en definitiva la diferen - cia del éxito entre los países, dependería exclusivamente del correcto equilibrio en el uso de los suelos, entre los culti - vos usados como fuentes de alimentos y los cultivos usados para producir acei - tes energéticos o biocombustibles. Poco tiempo después, en la primera década del siglo XX, se usaría un recurso ener - gético fósil en vez del aceite, el petróleo, lo que posibilitó el rápido desarrollo de las máquinas motrices, de la mano con la proliferación de la prospección y explo - tación de otros recursos fósiles. En 1876, el alemán Nikolaus Otto, patentó un motor que funcionaba con combustibles gaseosos, y al igual que su compatriota Diesel, coincidió en la apre - ciación del uso de biocombustibles, lo que sería ratificado más tarde por Henrry Ford, quien utilizó el “Etanol” para los motores ciclo Otto, de los autos que fabricó y cuyo uso masificó durante la pri - mera mitad del siglo pasado. Al final del día, sucedería lo mismo que con Diesel, sin tomar en cuenta las voces de sus inventores, los mercados optaron por una solución más económica y de respuesta rápida y eficiente para estos motores; usar un combustible fósil: la bencina. En aquel tiempo, con el desarrollo de estas nuevas tecnologías los países vieron abiertas las posibilidades de un crecimiento real y sostenido, apoyados por el “positivismo” en la utilización de estos nuevos elementos de respuesta rápida y simple operación; el efecto producido fue la proliferación del uso de máquinas con energía fósil, senten - ciando de esta forma negativamente el ordenamiento económico entre los países en todo el mundo, el que quedó sostenido en dos factores relevantes y de los cuales la más mínima variación en el precio de uno de ellos, afecta a todas las economías: el recurso energético com - bustible y la máquina que lo usa. Uso de Recursos Fósiles en el contexto Mundial. Hoy en día, en cada uno de los países del mundo una buena calidad de vida exige, que las políticas de gobierno, * Teniente 2º. I.NV.EL. CIENCIA Y TECNOLOGÍA RM1-7.indd 76 18/1/07 08:19:56 REVISMAR 1/2007 77 el enfoque económico y el ingreso per cápita, estén orientados para que a sus habitantes, de acuerdo a su enfoque social, se les permita satisfacer gran parte de sus necesidades básicas, desa - rrollo personal y grupal; exige además que exista el pleno empleo, para que todos tengan opción a este ingreso, y por último, exige un cuidado por el ambiente y un orden establecido, que permita tener una vida limpia sin polución y tranquila. Un elemento en común, que puede dañar drásticamente estos requerimientos de un buen vivir a nivel mundial, es la falta de energía para mover las máquinas de autos, camiones, buques, aviones, cen - trales termoeléctricas y todo sistema que como energía primaria utilice petróleo o sus derivados para su funcionamiento. Es por este motivo, que vale la pena saber y entender “que significa” realmente el petróleo para el mundo y pensar en esta - blecer políticas de preparación nacional e ins - titucional para enfrentar el posible susti - tuto cuando la energía fósil comience a esca - sear. Los países “V i s i o n a r i o s ” ya lo asumieron y han tomado acciones para amortiguar los efectos negativos que podría acarrear la falta de combusti - bles fósiles; aparecen liderando en estos países, sus fuerzas armadas, quienes visualizan el problema y asumen que, en caso que el combustible escasee, debe - rán seguir operando para mantener el orden y la capacidad de disuasión, aún sin petróleo. Por otro lado, sumado a la problemática económica, el factor ambiental es relevante y cada vez más inserto en la conciencia mundial. La vida en la Tierra, como la conocemos, existe gracias al efecto invernadero que se pro - duce en forma natural, pero su rápido y creciente aumento afecta drásticamente la supervivencia de algunas especies y al ser humano, siendo éste uno de los temas más preocupantes para todos los países y la comunidad científica mundial. El CO 2 es un gas invernadero y uno de los sub-productos de la combustión de combustibles fósiles, por lo que el tema ambiental y el calentamiento global, son consecuencia directa del uso del petró - leo y sus derivados; los últimos regis - tros indican que las concentraciones de CO 2 exceden actualmente de 380 ppm, el nivel más alto registrado hasta el momento y sigue aumentando: en 1958 el nivel era de 315 ppm. Reservas Fósiles Finitas . El petróleo como todos los recursos fósiles, proviene del proceso milenario de la transformación que ha sufrido la energía que proviene del sol en la tierra. Esta energía ha sido transformada desde un principio hasta hoy, por los vegetales; el problema está, en que la energía acu - mulada por miles de años no se renueva, se agota en una relación inimaginable de acuerdo a las proyecciones de consumo mundial, las que se estiman no dura - rán por mucho tiempo, quizás hasta el próximo siglo. El escaseo del petróleo, hará a los distintos países en el mundo, querer tener el control sobre el precio de mercado y sus reservas; esto podría acarrear diversas crisis internacionales, lo que sumado a los desórdenes climá - ticos producto del uso de este combusti - ble, contribuirían a producir un desorden económico, debido a un posible efecto de reacción en cadena al estancarse uno tras otro los diferentes mercados, más aún, en un mundo donde cada día más países se vuelven dependientes de otros, principalmente por los tratados y acuerdos que permiten el comercio entre ellos. Claro está, que estas crisis comen - zarán indiscutiblemente, mucho antes de Nikolaus Otto. BIODIESEL Y ETANOL RM1-7.indd 77 18/1/07 08:19:56 REVISMAR 1/2007 78 que se agote por completo; es un esce - nario con características apocalípticas, que espera el final de la llamada “era del petróleo”, de la cual somos prota - gonistas. Hoy, ya nos damos cuenta que comenzamos a vivir estos problemas, la mayoría de las actividades se ven con - dicionadas por el precio y la cantidad de combustible que se necesita para el transporte o desplazamientos en general de buques, aviones, autos y camiones. Panacea Energética: La solución IDEAL para el consumo energético mundial, es por el momento una utopía: una energía limpia, de uso libre, de aplicación universal e inago - table. Siendo realistas, antes de que se logre lo anterior, habrá que transitar por un camino intermedio donde irán debu - tando una a una y en forma integrada, todas las nuevas fuentes de energías con sus ventajas y desventajas. Hoy, somos testigos de este estreno de nuevas tecno - logías, donde aparecen factores positivos adicionales como la optimización del uso de la energía, al desarrollar por ejem - plo, los cables eléctricos superconduc - tores que evitan las pérdidas de energía por resistencia al avance de los electro - nes. Las celdas de combustible, son otro ejemplo para aplicaciones eléctricas, hoy presente en tecnología militar y comer - cial, donde los últimos avances por pro - ducir su combustible base, con un buen balance energético, apuntan a obtener el Hidrógeno de la Glucosa. Junto con los generadores eléctricos eólicos, por movi - mientos del mar y geotérmicos están los generadores movidos por nuevas formas de sacar la energía de la fisión nuclear, más limpias y seguras, como lo es el caso del reactor “High Temperature Gas Reac - tor”; este reactor, será posiblemente el reemplazo de los actuales “Boiler Water Reactor”, según los últimos avances de las investigaciones de la Internacional “Atomic Energy Agency”, ya que mini - miza los riesgos de tener contaminación radioactiva producto de un mal funciona - miento, gracias a que separa el combusti - ble radioactivo en mínimas porciones, en un ciclo totalmente cerrado al ambiente, moviéndolo en un gas inerte, general - mente helio, que toma altas temperatu - ras para luego producir el movimiento de una turbina a gas, que a su vez conduce un generador eléctrico. Búsqueda de soluciones: El análisis y la búsqueda de una solu - ción lo más integral posible al problema energético, se basan en un conjunto de factores mandatorios dependientes de uno general: “Minimizar el impacto económico, al momento de reemplazar el combustible y/o la máquina motriz de nuestros actua - les medios de transporte y/o producto - res de energía que utilizan combustibles fósiles, en función de bajar la emisión de contaminantes en el medioambiente y que a su vez presente el mejor balance energético, es decir, la energía que entre - gue sea cada vez mayor que la que se gasta en producirlo y ambas ineludible - mente renovables y sin contaminación”. Los demás factores a considerar en el tránsito a una energía ideal son: • Establecer una política Energética de Estado, con la cual inicialmente se El factor ambiental es relevante y cada vez más inserto en la conciencia mundial. CRISTÓBAL FELIPE ROMERO IRAGÜEN RM1-7.indd 78 18/1/07 08:19:57 REVISMAR 1/2007 79 debe sensibilizar a la sociedad de lo preocupante del problema que viene. • El combustible base que se uti- lice, debe ser renovable y suplir las demandas energéticas de crecimiento y desarrollo del País. • Se deben eliminar las emisiones noci- vas resultantes para el medioambiente y desarrollo de la vida humana. • Al reemplazar el combustible, se debe tener en cuenta que en lo posible, debe ser lo más parecido al petróleo y sus derivados, para no intervenir la máquina motriz ya existente, mante- ner las formas de almacenamiento, distribución y comercialización, es decir, mantener la logística del petró- leo y sus derivados, para llegar a todos los rincones donde existan usuarios . • El balance entre el gasto económico, usado para producir el combustible, versus el reintegro que éste genere, debe ser positivo y sustentable en sí mismo para mantener los sistemas económicos estabilizados. Biodiesel y Etanol: Dos combustibles que cumplen con las características antes mencionadas son el Biodiesel para los motores petro- leros y el Etanol para los motores a gas o bencineros. El Biodiesel, no es más que un combustible en base a aceite y alcohol junto a una base o un ácido. Las cantida- des y las formas de mezclar estas sustan- cias han sido estudiadas para optimizar el costo económico, el balance energé- tico resultante y la simplicidad del pro- ceso; en líneas gruesas, las cantidades en una proporción básica de la mezcla son 3,5 gramos de hidróxido de sodio (soda cáustica), NaOH,(el cual se fabrica prin- cipalmente por medio de la electrólisis de una disolución de sal común, dando lugar a hidrógeno y cloro como subpro- ductos importantes); 200 ml de un alco- hol que puede ser Etanol o Metanol; por último 1 litro de aceite. El resultante de la mezcla, será casi un litro de biodiesel y el proceso se denomina transesterifi ca- ción del aceite en presencia de un alco- hol previamente mezclado con una base o un ácido; como subproducto de estas mezclas, queda en el fondo la glicerina, de aplicabilidad múltiple, en aproxima- damente un 13% del aceite utilizado, junto a una mínima cantidad de agentes saponifi cantes que encuentran aplicabili- dad en la fertilización de suelos agrícolas. El Biodiesel se puede utilizar puro B100 o mezclado con petróleo diesel en una pro- porción de 20% Biodiesel y 80% de petró- leo, llamada B20. Ambas proporciones se encuentran bajo estrictas normativas de producción como la ASTM D6751 (Ame- rican Society Testing Materials); como ejemplo de su aplicabilidad está el hecho que la Marina de los Estados Unidos, Cuadro referencial. Extracción del jugo Purifi cación Fermentación Destilación Alcohol Purifi cación Producción de Azúcar Azúcar Melaza Mieles y Jugos intermedios BIODIESEL Y ETANOL RM1-7.indd 79 18/1/07 08:19:57 REVISMAR 1/2007 80 ordenó su uso para los vehículos e insta - laciones no tácticas a mediados del 2005. Por otro lado el Etanol, es el alcohol que está presente en las bebidas alco - hólicas, siendo su origen a partir de la fermentación anaeróbica del azúcar. Se puede utilizar solo o mezclado con ben - cina, del mismo modo bajo estrictas normas de fabricación. Biocombustibles en el Mundo y en nuestro País: En Europa y América del Norte ya se ocupan estos combustibles. Los principa - les líderes a nivel mundial en Biodiesel son los países del la Unión Económica Europea, con una producción de 1.933.400 TON en 2004 ; en el caso del Etanol, el líder mundial es Brasil, que hace unos meses atrás se declaró independiente energéticamente del resto del mundo, gracias al resultado de una política ener - gética del Estado brasileño, impuesta durante la crisis mundial del petróleo en la década del 70’, que ordenó buscar la forma de autoabastecerse implemen - tando máquinas que funcionarán con Etanol, sacado de la caña de azúcar. Uru - guay, con la reciente promulgación de la Ley N°17567 en el Art. N°1 declara como interés nacional en todo su territorio la producción de combustibles alternativos. Argentina también tiene establecida polí - ticas de estado energéticas que incluyen el Biodiesel y el Etanol; en Bolivia, hay plantas de Biodiesel que producen 20 m 3 por día. Se podrían seguir enumerando los avances en este tema que han tenido los países vecinos, pero lo importante es tener los conocimientos necesarios para estar preparados en nuestro País y nuestra Armada una vez que el uso de los nuevos combustibles sea inminente para poder seguir cumpliendo los diver - sos Roles que demanda el Estado, debido principalmente a los siguientes factores y propiedades positivas de los biocombus - tibles presentados con anterioridad en el Seminario Tecnológico de la Dirección de Ingeniería y Sistemas Navales el año 2005 en Viña del Mar, bajo el título “Aplicacio - nes Navales de Biodiesel”: Ventajas de los biocombustibles: ➣ Producción renovable. ➣ Sencilla elaboración. ➣ Utilizan mismas formas de almacena - miento y distribución que los actua - les. ➣ Las modificaciones en la maquinaria son mínimas. ➣ Mejoran la combustión. ➣ Limpian circuitos y estanques. ➣ El Biodiesel no tiene azufre. ➣ No se degradan con el tiempo. ➣ Lubrican los motores. ➣ Aumentan la vida útil de los motores. ➣ Alargan considerablemente los ciclos de mantenimiento, con la correspon - diente economía a escala que pro - duce. ➣ El biodiesel es aplicable a las turbinas a gas. ➣ No emiten contaminación nociva. ➣ El mínimo de CO 2 que produce la com - bustión, es absorbido por las nuevas plantas necesarias para mantener su producción, lo que permite tener un balance con cero emisión de CO 2, minimizando con ello el aumento del efecto invernadero. ➣ Genera mano de obra en todos los procesos de producción. ➣ Al producirlo dentro del país genera la independencia energética y un aumento del Producto Interno. Potencial de calentamiento global. CRISTÓBAL FELIPE ROMERO IRAGÜEN RM1-7.indd 80 18/1/07 08:19:57 REVISMAR 1/2007 81 En este contexto, la Armada de Chile, posee el capital humano necesario para el desarrollo inicial de Normativas y Técni - cas de aplicabilidad para esta tecnología siguiendo el ejemplo de otras marinas en el mundo, donde luego de desarrollar el “Know How”, entregaría los conocimien - tos prontamente a otros Organismos del Estado o Privados, para luego generar solo la demanda de los Biocombustibles. De esta forma, se mantendrá el liderazgo en este tipo de temas fundamentales del País, lo que sería sólo consecuencia de la excelencia de nuestra formación y al mismo tiempo, estaría contribuyendo una vez más al desarrollo de nuestra Patria, en un momento crucial donde se está impor - tando más del 70% de la energía que con - sume (MINMINERÍA). Recientemente en Chile, se logró lo más cercano a la traza de las prime - ras líneas de una sólida política energé - tica de estado, consciente en parte de la problemática planteada en el presente artículo, la cual viene dada por una con - secuencia directa de las modificaciones legales introducidas en el mercado de la generación eléctrica (Leyes N°19940, de 2004 y N°20018, de 2005), donde se gene - raron oportunidades de US$ 2 millones entregados por la CORFO, para el desa - rrollo de pequeños proyectos de gene - ración eléctrica bajo 20 MW, en base a energías renovables en regla con el Pro - tocolo de Kyoto, que establece el Meca - nismo de Desarrollo Limpio (MDL), el cual permite a los países industrializados y empresas comprar parte de las reduc - ciones de gases que provocan el calenta - miento de la tierra, a empresas de países en desarrollo. Llama la atención que en estas bases no están considerados los biocombustibles, lo cual es consecuen - cia de que el organismo encargado de definir las fuentes energéticas renova - bles en Chile, no considera al biodiesel ni al etanol como tales; este organismo, la Comisión Nacional de Energía, para - dójicamente incluyó dentro del concepto de “Hidrocarburos” a los Biocombusti - bles no fósiles, lo que literalmente limita su desarrollo, ya que según la Constitu - ción Política de Chile, “el Estado tiene el dominio absoluto, exclusivo, inalienable, e imprescriptible de” entre otros “los depósitos de Carbón, Hidrocarburos y demás sustancias Fósiles”, por ende la norma brinda aplicabilidad a los depó - sitos fósiles y a los biocombustibles, de esta forma el Estado o sus empresas, en este caso ENAP, actualmente fomentan los contratos de operación petrolera y de alguna manera limitan los desarrollos de Biocombustibles; anecdóticamente dicha situación sólo pasa en nuestro País, donde falta normar la inclusión de los Biocombustibles dentro de los combusti - bles posibles de usar en la Matriz Energé - tica Nacional, para luego comenzar con su consumo - uso y controlar sus precios, es decir, preparar el marco legal para que los distintos proyectos de Biocom - bustibles se puedan desarrollar cuando se genere la demanda. En relación al mismo tema, dentro de los contenidos que están en la agenda de Gobierno, el problema energético está vigente, pero en el área de abastecimiento eléctrico para instalaciones terrestres, de hecho la actual Ministra de Minería Karen Ponia - chik, organizó un “Road Show” en Nueva York, el 15 de septiembre recién pasado, evento que fue encabezado por la Presi - denta de la República Michelle Bachelet, donde junto a cerca de 200 ejecutivos, analistas, expertos del sector energía de Wall Street y los Gerentes Generales de las principales empresas de distribución eléctrica del País, presenciaron el primer seminario de negocios destinado a pro - mover las inversiones en el sector ener - gético eléctrico de Chile. Conclusiones Finales. Está claro en la comunidad cientí - fica mundial, que en el futuro no exis - tirá una sola energía base, como lo es hoy en día el petróleo, sino que será BIODIESEL Y ETANOL RM1-7.indd 81 18/1/07 08:19:58 REVISMAR 1/2007 82 BIBLIOGRAFÍA • www.minmineria.c l • www.iaea.or g • www.biodiesel.or g • www.biodiesel-uruguay.co m • www.cne.c l • http://cdiac.ornl.gov / * * * una integración de energías renovables y limpias que alimentarán principal - mente máquinas eléctricas, ya sea para móviles o instalaciones fijas terrestres, ergo debe existir un tránsito hacia ello, ya que el hecho de que sea un cambio drástico desestabilizaría la economía mundial con consecuencias desastro - sas. En este contexto el Biodiesel y el Etanol, se presentan como una de las soluciones más prácticas a esta proble - mática, por lo que debería ser un tema importante y de continuo análisis para lograr pronto su aplicación en nuestro País, como ya lo han hecho nuestros vecinos, hecho que implicará cambios como el de una transformación en las tierras cultivables y una fuente estable de trabajo en el tiempo. Retomando las proféticas palabras de Diesel, efecti - vamente el éxito entre los países, será determinado muy pronto por el que logre el mejor equilibrio en el uso de los suelos, entre los cultivos usados como fuentes de alimentos y los cultivos usados para producir aceites energéti - cos o biocombustibles, es en resumen la transformación hacia una nueva eco - nomía mundial, en torno a la tecnología verde. Bill Joy, uno de los pensadores y empresarios más respetados de Sili - con Valley, dijo que así como Google ha sido la mayor creación de riqueza en los últimos años, la economía del futuro estará relacionada con el área verde, que dejará atrás a la llamada actual “Era del Petróleo”. Tomando el buen ejem - plo de otros países, hemos de esperar entonces que las miradas en las políti - cas energéticas nacionales se vuelquen hacia el Biodiesel y el Etanol, los que serán tránsito seguro hacia la indepen - dencia energética y el comienzo de la era de la energía limpia y renovable. CRISTÓBAL FELIPE ROMERO IRAGÜEN RM1-7.indd 82 18/1/07 08:19:58