El agotamiento de las reservas de combustible de hidrocarburos , el aumento de la contaminación ambiental y los precios de la energía inestable han provocado una búsqueda de recursos energéticos limpios y sostenibles. Las iniciativas de desarrollo de biocombustibles se están implementando ampliamente en muchos países para mitigar estos desafíos. Si bien existen varias formas de crear energía limpia a partir del viento, el sol y el agua, el uso de la biomasa es muy importante porque, a diferencia de las otras fuentes de energía, proporciona combustibles líquidos para el transporte Los biocombustibles a menudo se describen como una solución a muchos de los desafíos más apremiantes del mundo, incluido el cambio climático y la seguridad energética

1. BIOCOMBUSTIBLES,
ALTERNATIVA A LA POLUCIÓN
ATMOSFÉRICA POR
COMBUSTIBLES FÓSILES
Lina Maria Aguirre Otálvaro
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
ELECTIVA I BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
2019

2. LA POLUCIÓN ATMOSFÉRICA POR
COMBUSTIBLES FÓSILES
• Uno de los rasgos característicos de la Revolución Industrial
es la utilización de los combustibles fósiles para la
obtención de energía térmica y eléctrica, requerida para
cubrir las necesidades industriales y domésticas.
• El uso de los combustibles fósiles produce contaminantes
físicos y químicos con un impacto medioambiental negativo
en los ecosistemas aéreos, terrestres y acuáticos,
afectando directa e indirectamente al organismo humano.

3. Los principales
combustibles fósiles
son el carbón, el
petróleo y el gas
natural.
Los tres ocasionan
el mismo grado de
contaminantes
físicos,
ya que no están
originados por su
combustión
sino por las
condiciones
tecnológicas de las
centrales térmicas y
por la posterior
distribución de las
líneas eléctricas.

4. Durante millones de años la
composición natural de los
gases atmosféricos ha
permitido la biodiversidad y la
evolución de todas las formas
de vida, incluida la especie
humana.
La Revolución Industrial
iniciada el siglo XIX ha
generado una modificación de
los gases atmosféricos sin
precedentes en los últimos
diez mil años.

5. Impacto de los Combustibles
Fósiles
El uso industrial, urbano y doméstico de los
combustibles fósiles genera diversos
contaminantes medioambientales, físicos y
químicos, con un impacto adverso en la salud
humana.
Los efectos negativos sobre el organismo
humano se manifiestan a corto, medio y largo
plazo, potenciando y desencadenando los
producidos por los contaminantes
preexistentes.
Las enfermedades asociadas a los diversos
contaminantes afectan principalmente a los
niños, a las personas mayores, a las mujeres
embarazadas y lactantes y a las personas que
padecen enfermedades respiratorias

6. Impacto de los Combustibles
Fósiles
Las enfermedades asociadas a los contaminantes
medioambientales generados por los combustibles fósiles
abarcan un amplio abanico de patologías que oscilan
desde;
Simples :
• Conjuntivitis
• Sinusitis
• Faringitis
• Cefaleas
Graves y potencialmente
mortales :
• Bronquitis asmática severa
• Enfermedad pulmonar obstructiva
crónica
• Insuficiencia cardíaca renal o hepática
• Incremento del riesgo de cáncer

7. • Los niveles de contaminación
ambiental están llegando al límite de
la capacidad autodepurativa natural.
• Según el informe del
Intergovernmental Panel of Climate
Change, la vida actual y la de
generaciones futuras dependerá en
gran medida de la sustitución de las
fuentes de energía contaminantes
(carbón, petróleo, gas, nucleares)
por alternativas limpias y
respetuosas con todos los
ecosistemas biológicos (energía
solar, eólica, biomasa)

8. BIOCOMBUSTIBLES
• El agotamiento de las reservas de
combustible de hidrocarburos , el aumento
de la contaminación ambiental y los precios
de la energía inestable han provocado una
búsqueda de recursos energéticos limpios y
sostenibles. Las iniciativas de desarrollo
de biocombustibles se están
implementando ampliamente en muchos
países para mitigar estos desafíos.
• Si bien existen varias formas de crear
energía limpia a partir del viento, el sol y el
agua, el uso de la biomasa es muy
importante porque, a diferencia de las otras
fuentes de energía, proporciona
combustibles líquidos para el transporte
• Los biocombustibles a menudo se
describen como una solución a muchos de
los desafíos más apremiantes del mundo,
incluido el cambio climático y la seguridad
energética

9. Biocombustibles
Secundarios
Combinación de
materias primas de
biomasa y
microorganismos
Primera generación
Se generan a partir de
cultivos comestibles como
el maíz, el trigo, la caña de
azúcar, la cebada, el sorgo
, el aceite de girasol , etc
Segunda
generación
Se sintetizan a partir de
residuos de biomasa
como la paja de trigo ,
hierba, jatropha ,
miscanthus ,mandioca ,
etc
Tercera generación
Utilizan varios tipos de
especies de microalgas
Cuarta generación
Se centran en modificar
genéticamente
microorganismos (algas)
para lograr un rendimiento
de hidrógeno a carbono
(HC)
Primarios
Se producen
directamente a partir de
plantas, bosques,
residuos animales y
residuos de cultivos
Clasificación
Los biocombustibles de segunda
generación se consideran una
opción viable porque no representan
una amenaza para la seguridad
alimentaria, la deforestación, la
escasez de agua y otros desafíos
sociales. En la última década, la
investigación centrada en los
biocombustibles de tercera
generación también se ha
intensificado porque las microalgas
pueden prosperar en diversas
condiciones de crecimiento y pueden
producir diferentes tipos de
combustibles renovables, como
biohidrógeno , biodiesel y biogás

11. Los biocombustibles de primera generación producidos a partir de biomasa comestible como el
almidón (de papa, trigo, cebada y maíz) o azúcares (de caña de azúcar y remolacha azucarera)
mostraron inicialmente una capacidad prometedora para minimizar la combustión de combustibles
fósiles. Sin embargo surgieron preocupaciones sobre el uso de cultivos comestibles como materias
primas y los impactos en las tierras de cultivo, la biodiversidad y el suministro de alimentos.
En la segunda generación, se utiliza un protocolo más sostenible para producir biocombustibles. El
carbono neto (emitido-consumido) de la combustión de biocombustibles de segunda generación es
neutral o incluso negativo. La materia prima es un material lignocelulósico que incluye la biomasa
no comestible barata y abundante disponible en las plantas. El uso de residuos de biomasa vegetal
ha atraído a los investigadores a una gran variedad de usos, como materia prima para generar
calor y electricidad mediante la quema directa o como materia prima para tratamientos de aguas
residuales.
Varios tipos de microorganismos se utilizan como materias primas en la tercera generación de
biocombustibles. Las microalgas prometedoras son el tipo más común para la producción de
biodiesel. Hay dos clasificaciones principales para las algas en función de su tamaño y morfología:
macroalgas y microalgas. Una de las macroalgas marinas más utilizadas es la alga marina, que
tiene múltiples células , que se asemejan a las raíces, el tallo y las hojas de las plantas superiores.
Los microorganismos microalgas tienen un excelente potencial para producir productos químicos
especiales y productos nutricionales debido a su capacidad fotosintética.
En los biocombustibles de cuarta generación , los microorganismos modificados genéticamente,
tales como microalgas, levaduras, hongos y cianobacterias se utilizan como fuentes. Se utiliza la
capacidad de los microorganismos para convertir el CO 2 en combustible a través de la
fotosíntesis. El propósito general de estas modificaciones es mejorar el rendimiento de hidrógeno a
carbono (HC) y crear un sumidero de carbono artificial para eliminar o minimizar la emisión de
carbono . Estas tecnologías aún se encuentran en etapas tempranas de desarrollo

12. 1° Generación 2° Generación 3° Generación 4° Generación
Biomasa comestible
Cosecha
Molienda y trituración
Evaporación
Clarificación
Biomasa no comestible
Molienda
Trituración
Separación Sólido
Líquido
Fermentación
Destilación
Bioetanol
Algas
Cultivo
Extracción
Biomasa
Aceite de algas
Algas Genéticamente
Modificadas
Diagrama esquemático de la
producción de bioetanol
basado en diferentes
generaciones de
biocombustibles

13. Conclusiones
El biocombustible desempeñará un papel importante para satisfacer las necesidades energéticas
del mundo en el futuro.
Cada generación tiene ventajas y limitaciones. Para reducir el uso creciente de
combustibles de petróleo , se necesita un suministro renovable de materia prima.
Varios parámetros afectan la disponibilidad y producción de materias primas para
biocombustibles , como la ubicación geográfica , la condición económica de la población y
la demanda de combustible para alimentos.
Biocombustibles de primera generación no puede reemplazar los combustibles fósiles
debido a la competencia con las necesidades alimentarias.
En contraste, los biocombustibles de tercera y cuarta generación son opciones más prometedoras
porque no involucran tal competencia de combustible alimentario.

14. Se requieren mejoras en la rentabilidad y en los sistemas de conversión de rendimiento para la
producción comercial generalizada de biocombustibles. Se necesitan más investigaciones para
lograr mayores rendimientos y procesos de producción más rentables
Para la reducción de gases de efecto invernadero , los biocombustibles de segunda y tercera
generación han mostrado un rendimiento mucho mejor en comparación con los
biocombustibles de primera generación.
Se espera una mayor reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de los
biocombustibles de cuarta generación.
Actualmente, los biocombustibles líquidos de primera generación se consideran los más
rentables. Sin embargo, la producción se limita a ciertos países debido a la alta demanda
de tierra y agua.
Los biocombustibles líquidos de segunda y tercera generación aún tienen limitaciones de
costos de producción debido a los altos costos de inversión y las bajas eficiencias de la
conversión de materias primas a biocombustibles.
En general, el futuro del biocombustible líquido puede ser una integración de algunas o todas las
cuatro generaciones.
Conclusiones

15. REFERENCIAS CITADAS
• Alalwan, H. A., Alminshid, A. H., & Aljaafari, H. A. S. (2019). Promising evolution of
biofuel generations . Subject review. Reinforced Plastics, 28(March), 127–139.
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• Correa, D. F., Beyer, H. L., Fargione, J. E., Hill, J. D., Possingham, H. P., Thomas-hall,
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