Patentan equipo para producir biodiésel en menos tiempo

El equipo, diseñado por ingenieros de la Universidad Nacional de Colombia, y patentado por la Superintendencia de Industria y Comercio, permite la producción de un carburante ecológico de óptima calidad y en forma continua.

"Tradicionalmente, la producción de biodiésel se lleva a cabo por transesterificación continua o por lotes. Tal proceso requiere de un reactor, un separador y una nueva etapa de reacción, para alcanzar las condiciones que exige la calidad del producto", explica el profesor Paulo César Narváez, director del Área Curricular de Ingeniería Química y Ambiental de la UN.

La patente, epílogo del trabajo de doctorado del ingeniero Juan Guillermo Cadavid del Grupo de Procesos Químicos y Bioquímicos, consiste en el diseño de un aparato que elimina las etapas de separación y logra conversiones y rendimientos cercanos al 99 %, en un solo ciclo.

"El proceso reduce los tiempos de separación y reacción, y descarta el uso de otros equipos para llevar a cabo estos procedimientos", amplía el profesor Narváez.

El docente destaca que la tesis de Cadavid recibió el Premio Nacional de Ingeniería Química en 2014, otorgado por el Consejo Profesional de Ingeniería Química de Colombia.

A escala industrial, como se ha mencionado, el biodiésel se obtiene a través del sistema por lotes o de forma continua. En el primer caso, se realiza (en tanques) un vaciado y mezcla de los productos en diferentes momentos, lo cual toma cierto tiempo. De la segunda manera, la operación se produce a través de reactores tubulares, lo cual elimina el proceso de vertido por etapas. Es como introducir productos por unos puntos de manguera, y el definitivo (biodiésel), sale por un único punto en el otro extremo; a eso se refiere la continuidad.

Tradicionalmente, la producción de este combustible biológico se logra al introducir en el equipo una variedad de aceite, por un canal, y el metanol, por otro. Este último contiene hidróxido de sodio que funciona como catalizador; es decir, sirve para aumentar la velocidad de la reacción. En los reactores del equipo diseñado se producen agitaciones de hasta 700 revoluciones por minuto, que separan en dos fases los productos: biodiésel y glicerol (glicerina).

Los procesos convencionales de elaboración de biodiésel requieren, al menos, dos etapas de reacción con un separador intermedio para retirar residuos de los productos y, al final, cumplir con los estándares de calidad.

En ese sentido, una primera patente, otorgada también al Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, se relacionaba con el proceso continuo para la producción de biodiésel. Este empleó un reactor de película líquida operado con los flujos en paralelo; es decir, tanto el aceite (de palma, soya u otro) como el metanol entran a la misma altura en el equipo y en la misma dirección.

Con el dispositivo recién patentado se busca aprovechar la insolubilidad de la materia prima principal (un aceite) y el metóxido (el metanol con dosis de hidróxido de sodio) para alimentarlos en contraflujo o contracorriente.

Debido a la separación, dada la diferencia de densidades, mientras el aceite se adhiere a las texturas (algunas a base de fibra) que recubren internamente el reactor, el alcohol cae sobre el aceite y forman dos nuevas películas: el biodiésel y la glicerina.

Con este aporte, los ingenieros encontraron factible alimentar el aceite en cualquier parte del reactor (en el fondo, en un punto intermedio o en la parte superior del equipo).

Por otro lado, el desafío más importante fue garantizar la estabilidad hidrodinámica en el equipo; en otras palabras, mantener en equilibrio los valores de temperatura y concentración de entrada de los flujos o materias primas principales (aceite de palma, de soya u otro). Asimismo, encontrar el punto óptimo de alimentación del alcohol (metanol) fue otro de los retos.