Desde hace una década, organismos internacionales advierten acerca de la influencia de la producción de biocombustibles en los precios de los alimentos, ya que, en muchos casos, se trata de cultivos que compiten. Ya en 2013, el Comité de seguridad alimentaria Mundial (CFS, por sus siglas en inglés) remarcó que la “realización progresiva del derecho a una alimentación adecuada para todos” debe ser una preocupación prioritaria en el desarrollo de los biocombustibles. Además, hizo un llamamiento a quienes investigan este tema para mejorar su eficiencia en relación a los recursos y para diseñar soluciones adaptadas a las necesidades de todas las partes, incluidas aquellas de los países menos adelantados y de las mujeres y los pequeños campesinos. https://www.FAO.org/news/story/es/item/202655/icode/

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“La producción mundial de bioetanol, biogás y biodiesel viene aumentando hace veinte años, apoyada por normativas de mezcla, impuestos preferenciales y subsidios, así como una creciente demanda mundial. Sin embargo, esta elaboración a veces colisiona con la producción de alimentos ya que sus insumos son principalmente aceites vegetales o azúcar”, explica a Argentina Investiga el doctor Alfredo Juan, del Departamento de Física de la Universidad Nacional del Sur. Gracias a la financiación de la Unión Europea, junto a otros investigadores de esa universidad participan de un proyecto junto a científicos de Noruega y Portugal que busca nuevas maneras de producir biocombustibles empleando diversos aceites usados y otros desechos.

“Estamos trabajando con aceite usado –industrial y de cocina– y empleando materiales como el óxido de calcio, de fuentes muy comunes como la cáscara de huevo de gallina. En definitiva, se apunta a lograr un material bio-combustible a partir de dos fuentes de desechos”, explicó el doctor Alfredo Juan, que también forma parte del Instituto de Física del Sur (UNS-Conicet).

Para la producción de biodiesel se requiere de una reacción química llamada “transesterificación” de aceites vegetales (girasol, soja u otros aceites no comestibles, como el de jojoba), o aceites de fuentes animales con alcoholes como metanol, y se utilizan catalizadores. Estos catalizadores son materiales que hacen posible la reacción a alta velocidad. En estos también puede aplicarse el concepto de re-uso. El óxido de calcio es un catalizador muy útil y puede obtenerse moliendo la cáscara de huevos de gallina, o de material de desecho de la industria pesquera como cáscaras de langostinos.

“La valorización de desechos es uno de los pilares en la sustentabilidad de la llamada economía circular. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (conocida como FAO) estima que un tercio del alimento producido para consumo humano, se desecha cada año. Así, la pérdida de recursos es muy importante y la generación de basura también considerable”, agregó.

“Sin embargo estos catalizadores aún no han alcanzado condiciones óptimas para su empleo y tienen problemas de estabilidad o duración en su uso efectivo. No existe aún una explicación completa a este fenómeno y es importante buscar la respuesta a esta pregunta. Por ello, el proyecto pretende utilizar técnicas físicas y químicas para caracterizar el catalizador conociendo microscópicamente la estructura más favorable. A partir de estos datos obtenidos en Noruega, es posible el diseño de modelos de las superficies reactivas del óxido de calcio, y de otras alternativas como el oxido de potasio”, agregó.

El proyecto “Unprecedented” pertenece al programa “Horizon-Maria Skłodowska Curie” de la Unión Europera. El consorcio formado por la Norwegian University of Life Sciences en Ås (Noruega), la UNS y el Instituto Superior de Ingeniería de Lisboa (Portugal) es uno de los 17 aprobados en la Argentina. Se extenderá hasta 2026, “con una financiación que sería imposible conseguir en nuestro país”, precisó Juan. Propone el intercambio de docentes e investigadores entre los centros participantes. El doctor Juan y la doctora Graciela Brizuela ya realizaron su residencia en Noruega, y quedan varias visitas hasta 2025. El pasado mes de julio estuvo en la UNS Jorge Marchetti, actualmente profesor titular de la mencionada universidad escandinava. Él es ingeniero químico egresado de la UNS y realizó dos doctorados en esa casa de estudios, uno en Ingeniería Química y otro en Física, siendo el primero en titularse en este último posgrado. Desde 2011 se encuentra radicado en Ås, y ha colaborado activamente con la UNS en diversos temas de investigación.

La participación de la UNS y los demás socios

“Nuestro trabajo es el modelado por computadora de los sistemas, y en Noruega y Portugal se hacen las reacciones y la síntesis del biodiesel”, amplió el científico. “Este proyecto nos facilita el acceso a una red de supercomputadoras disponibles en Noruega que multiplica por diez mil la capacidad de cómputo que tenemos acá en la UNS, y permite trabajar con magnitudes a gran escala. Además, gracias a la parte portuguesa tenemos acceso a los reactores y a los equipos a nivel de plantas piloto donde se hacen las pruebas de reacciones químicas de síntesis, ya que ellos ya están fabricando biodiesel”, detalló. Por su parte, en Noruega, se realiza la caracterización física y química de los catalizadores y de los productos obtenidos. Asimismo, se combinan las capacidades de cálculo con la predicción de las reacciones químicas a partir de simulaciones computacionales.

“La simulación computacional permite la predicción de la reactividad de estos catalizadores y el entendimiento a nivel molecular de cómo ocurren las reacciones químicas sin hacerlas. De este modo, se gana tiempo disminuyendo la llamada ‘prueba y error’. Finalmente, las mejores formulaciones se testean en reactores del ISEL (Portugal) viendo en realidad, a escala piloto, cuán efectiva es la predicción y los ajustes a realizar mediante la retroalimentación experimento-teoría”, concluyó el doctor Juan.

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Mientras numerosas multinacionales agrícolas buscan sustitutos al maíz u otros cultivos alimentarios para la producción de biodiesel, también debe resolverse el impacto ambiental que generan los residuos. “La mayor originalidad del proyecto es esta aproximación multidisciplinar con aportes de diversas ramas del conocimiento, que habitualmente trabajan de manera separada, y que buscan resolver dos problemas: la producción de biocombustibles y la re utilización de desechos”, explicó el científico. De esta forma, buscan generar conocimiento para enfrentar una situación que seguramente requerirá nuevas respuestas (y sobre todo sustentables) en el corto plazo.