“La Ingeniería Química y los Biocarburantes” Ana Bona Senac Marta Cebrián Sánchez Isabel Latorre Viu

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Índice - La tarea del Ingeniero Químico....................................................... Pág.3 - La Ingeniería y los Biocarburantes.................................................. Pág.4 - ¿Qué son los Biocarburantes?................................... Pág.4 - Un mercado mundial para los Biocarburantes............ Pág.4 - Tipos de Biocarburantes............................................. Pág.5 - El Biodiesel y el Bioetanol................................................................ Pág.6 - Producción de Biodiesel............................................. Pág.6 - Producción de Bioetanol............................................. Pág.6 - Evolución de los Biocarburantes................................ Pág.7 - Papel del Ingeniero Químico en las plantas de producción............. Pág.8 - Máster y Postgrados de interés para esta salida profesional......... Pág.9 - Principales empresas en España......................................................Pág.10 - Requisitos a la hora de encontrar trabajo.....................Pág.10 - Zonas de España con mayor auge en la producción de Biocarburantes...................................Pág.11

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Tareas del Ingeniero Químico Los Ingenieros Químicos están involucrados en todas las actividades que se relacionen con el procesamiento de materias primas (de origen animal, vegetal o mineral) que tengan como fin obtener productos de mayor valor y utilidad. Por lo tanto, pueden desarrollar sus actividades en distintas áreas, nosotros nos vamos a centrar en las relacionadas a la rama de ingeniería de procesos, que tiene aplicaciones en distintas industrias, como pueden ser: • • • • • • •

Industria Química / Petroquímica Gas y Petróleo / Refinerías Alimentos y Bebidas / Biotecnología Siderúrgica / Metalúrgica / Automotriz Materiales / Polímeros / Plásticos Generación de energía Otras (Farmacéutica, Textil, Papelera, Minera, etc.)

El de mayor interés para nosotros va a ser la petroquímica y la generación de energía.

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La Ingeniería Química y los Biocarburantes 1-¿Qué son los Biocarburantes? Los biocombustibles son aquellos combustibles producidos a partir de la biomasa y que son considerados, por tanto, una energía renovable. Los biocombustibles se pueden presentar tanto en forma sólida, como líquida y gaseosa. Dentro de los biocombustibles, los biocarburantes abarcan al subgrupo caracterizado por la posibilidad de su aplicación a los actuales motores de combustión interna. Son, en general, de naturaleza líquida. Los biocarburantes en uso proceden de materias primas vegetales, a través de reacciones físico-químicas. Actualmente se encuentran desarrollados principalmente dos tipos: el biodiesel, y el bioetanol. La producción y utilización de éstos en el sector del transporte presenta una serie de ventajas medioambientales, energéticas y socioeconómicas respecto a los combustibles de origen fósil: • Desde el punto de vista medioambiental, la utilización de biocarburantes contribuye a la reducción de emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero a la atmósfera. Ayuda a prevenir la lluvia ácida, y disminuye la concentración de partículas en suspensión emitidas. Y además, al ser fácilmente biodegradables, los biocarburantes no inciden negativamente en la contaminación de suelos. • Desde el punto de vista energético, los biocarburantes constituyen una fuente energética renovable y limpia. Además, su utilización contribuye a reducir la dependencia energética de los combustibles fósiles y otorga una mayor seguridad en cuanto al abastecimiento energético. • Desde el punto de vista socioeconómico, los biocarburantes constituyen una alternativa para aquellas tierras agrícolas, de esta forma, se fomentaría la fijación de la población en el ámbito rural, y la creación de diferentes industrias agrarias. En cuanto a su aplicación en de los motores de combustión interna, el biodiesel puede ser mezclado con diesel tradicional o incluso sustituirlo totalmente. El bioetanol puede ser mezclado en diferentes proporciones con la gasolina, si bien a partir de ciertos porcentajes pueden requerirse pequeñas modificaciones del motor. El coste en España de los biocarburantes, sin impuestos, ha sido históricamente similar o superior al precio de mercado de los combustibles tradicionales respectivos (con impuestos).

2- Un mercado mundial para los Biocarburantes: En la actualidad, los recientes desarrollos indican que el uso de los biocarburantes está evolucionando hacia un mercado a escala mundial, emergiendo desde la utilización aislada en países como Brasil, Estados Unidos

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o China, al igual que en la Unión Europea. Como barreras a dicho desarrollo se plantean principalmente, entre otras, razones de coste. A nivel mundial, el producto de mayor presencia es el bioetanol, con Brasil y EEUU como los mayores productores: teniendo en cuenta todos los usos del bioetanol (carburante, para bebidas e industrial) ambos países significan en torno al 70% de la producción mundial, porcentaje que asciende al 95% si hablamos de bioetanol como carburante. Mientras, que la producción mundial de biodiesel como biocarburante ascendió siendo principalmente concentrada en la Unión Europea. Esta distribución de la producción, entre países y entre tipos de biocarburante, se debe a las condiciones geoclimatológicas y productivas de cada área.

3-Tipos de Biocarburantes: Respecto a la tipología de biocarburantes actualmente existentes, cabe destacar los siguientes: • Bioetanol: se obtiene a partir de azúcar, almidón y fangos de aguas residuales, entre otros. Puede ser empleado como sustitutivo o mezcla para gasolina. • Bio-ETBE: se produce mediante la mezcla de bioetanol e isobutileno. Puede ser empleado en motores de gasolina sin necesidad de modificaciones en el motor. • Biodiesel: se obtiene por un proceso de esterificación de aceites vegetales o grasas animales. Sus propiedades son parecidas a las del gasóleo, además su punto de inflamación es superior al del gasóleo, lo que implica una mayor seguridad en su utilización. • Biometanol: podría convertirse en una opción interesante para los vehículos propulsados mediante pilas de combustibles debido a su elevado contenido en hidrógeno. • Bio-MTBE: similar al Bio-ETBE, mediante la mezcla del biometanol e isobutanol. • Biogás: se produce mayoritariamente a través de la fermentación anaeróbica de biomasa húmeda. • Biodimetiléter: es un combustible prometedor para motores diesel debido a sus propiedades de combustión y emisión • Combustibles biosintéticos: se obtienen a partir del biogás derivado de la biomasa construyendo cadenas de polímeros a partir de las moléculas básicas del CO y H2. A través de este proceso se puede producir un amplio abanico de combustibles de gran calidad; sin embargo, es un proceso caro.

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BIODIESEL Y BIOETANOL EN ESPAÑA El Biodiesel y el Bioetanol son los Biocarburantes más destacados y más producidos en España, por eso merecen especial atención.

1. Producción de Biodiesel: El biodiesel es un biocarburante producido a partir de las grasas vegetales de aceites y grasas animales, principalmente, siendo la colza, el girasol y la soja las materias primas más utilizadas para este fin. El proceso de elaboración de este tipo de biodiesel esta basado en la llamada transesterificación de los ácidos grasos, utilizando un catalizador. En dicha reacción, el aceite vegetal se esterifica con un alcohol. Tras la transesterificación se obtiene por un lado biodiesel crudo y por otro lado glicerina cruda, aparte de compuestos ácidos grasos libres que pueden ser destilados. Los dos compuestos principales sufren un proceso de refinado antes de ser utilizables. El metanol obtenido tras estos procesos de refinado puede volver a utilizarse en la transesterificación de los compuestos de entrada. El principal problema de este método radica en los sistemas de recogida de los aceites usados. Como coproducto de la producción de biodiesel se obtiene por tanto básicamente glicerol (glicerina), de calidades farmacéutica e industrial, y pastas jabonosas. De modo indirecto, en la extracción del aceite vegetal usado como materia prima se obtiene también torta alimenticia de aplicación en los piensos animales. Estas glicerinas tienen un valor económico positivo y su comercialización forma parte de la rentabilidad del biodiesel.

2. Producción de Bioetanol: El bioetanol se obtiene a partir de la remolacha (u otras plantas ricas en azúcares), de cereales, de alcohol vínico o de biomasa, mediante un proceso de destilación. En España la producción industrial emplea principalmente cereal como materia prima básica. Las principales fases del proceso son: • Dilución: Es la adición del agua para ajustar la cantidad de azúcar en la mezcla o la cantidad de alcohol en el producto. • Conversión: La conversión es el proceso almidón/celulosa en azúcares fermentables.

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• Fermentación: La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico realizado por las levaduras, básicamente. De la fermentación se obtienen un gran número de productos, entre ellos el alcohol. • Destilación: La destilación es la operación de separar, mediante calor, los diferentes componentes líquidos de una mezcla.

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3- Futuro de los Biocarburantes: Los biocarburantes sólo representarán entre el 10% y el 15% de la cartera total de combustibles en el período comprendido entre 2020 y 2030, según algunos estudios realizados. Luego, la creación de una auténtica industria mundial de biocombustibles será más difícil de lo previsto, dados los problemas existentes tanto en los mercados de materias primas como en la producción, transporte y distribución de los mismos. Así, desde el punto de vista medioambiental, el crecimiento del mercado dependerá de la demostración de los beneficios asociados a los biocarburantes ante los automovilistas y las empresas del sector. El debate sobre alimentos frente a combustibles podría ralentizar la demanda, pero ésta existirá siempre que las administraciones gestionen correctamente las cuestiones de sostenibilidad. Por lo que respecta a la distribución, estos estudios constatan la existencia de problemas ligados con la integración de los biocarburantes en la cadena de valor de los combustibles ya consolidados. Además, advierten de que resulta difícil justificar la inversión por adelantado en infraestructuras cuando son inciertos los beneficios y las dimensiones finales del mercado. Otras de las conclusiones de este estudio apuntan a la llegada de biocarburantes de segunda generación y a la necesidad de que el mercado de estos productos adquiera en la próxima década una dimensión global y eficiente, antes de que tecnologías competidoras como vehículos híbridos o eléctricos entren en el circuito principal. Puesto que, aunque la gasolina y el gasóleo perderán cuota, también se generará una gama mucho más amplia de productos procedentes de combustibles no fósiles.

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Papel del Ingeniero Químico en las Plantas de producción de Biocarburantes Toda empresa dedicada a la producción y distribución de Biocarburantes necesita la presencia de un Ingeniero, puede ser un Ingeniero Químico especializado en Procesos. Principalmente el papel que desempeñaría el ingeniero en una planta de producción de Biocarburantes sería el desarrollo de Proyectos, la búsqueda y análisis de los procesos más rentables para una óptima producción, al menor coste y con las mínimas trascendencias posibles al medioambiente. Sobre el ingeniero recaería la responsabilidad de diseñar y controlar la construcción de las instalaciones más adecuadas al proceso que se llevará a cabo, que en este caso sería la obtención de los Biocarburantes. El ingeniero químico debería estudiar todas las reacciones químicas implicadas en la producción de los biocarburantes, en las cuales intervienen diversos catalizadores con la finalidad de acelerar el proceso, para poder así seleccionar las condiciones óptimas de trabajo para obtener mayores rendimientos.

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Máster y Postgrados de interés para esta salida profesional Para desempeñar un trabajo en empresas dedicadas a lo desarrollado anteriormente es recomendable adquirir una especialización específica. Se pueden ampliar y complementar los estudios de Ingeniería Química con algunos Masters y Postgrados que se especifican a continuación: -Máster en Ingeniería de Procesos Químicos y Desarrollo

sostenible: Requisitos: Se puede acceder al Master desde las siguientes titulaciones: Ingeniero Químico, Ingeniero Industrial, etc. Para qué te prepara: El egresado estará capacitado para ejercer como investigador y gestor de la investigación en el amplio espectro de sectores de la Industria Química básica o convencional, así como en los sectores de la Petroquímica, Industria de la Alimentación, Farmacéutica, y en general en aquellos sectores cuyo desarrollo está muy condicionado por la resolución adecuada del binomio Energía-Contaminación. -Máster en Ingeniería de materiales renovables: Para qué te prepara: El objetivo básico del Master de Investigación es proporcionar a estudiantes graduados la oportunidad de adquirir una formación especializada de alto nivel, relacionada con la Ingeniería de biopolímeros, biocombustibles y otros compuestos derivados de fuentes renovables Y otros muchos de características similares.

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Principales empresas en España Entre las numerosas empresas existentes en España, dedicadas a la producción y distribución de Biocarburantes, se especifican a continuación algunas de las más destacadas: -Cepsa y Abengoa Bioenergía, en Cádiz. -Natura Energía Renovable, en Asturias. -Biocarburantes del Estrecho, en Ceuta. -Iniciativas Bioenergéticas, en La Rioja. -Biocarburantes Castilla y León, en Salamanca. -Bioetanol Galicia, en A Coruña. También son dignas de mención las empresas aragonesas, de menor importancia a nivel de cantidad media producida por año: -Green fuel Aragón, en Teruel. -Onticar Biocarburantes S.L., en Huesca. -Entaban ecoenergéticas, en Huesca. -Biodiesel de Aragón, en Huesca. -Combunet, en Huesca.

Requisitos a la hora de encontrar trabajo En la mayoría de los casos es imprescindible tener un nivel alto de inglés y siempre es favorable conocer además otros idiomas (francés, alemán, japonés…). En algunos casos es necesario viajar al extranjero puesto que gran parte de las negociaciones se llevan a cabo con otros países, por lo cual es un punto a favor, estar siempre disponible para viajar cuando la empresa lo requiera. En ciertas ocasiones, es recomendable tener un mínimo de experiencia, pues para desempeñar ciertos trabajos son preponderantes los conocimientos prácticos, que los teóricos que te otorga el propio título.

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Zonas de España con mayor auge en producción de Biocarburantes Leyenda:

Planta Biodiesel

Planta Bioetanol

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