Manejo y producción de cul1vos con potencial energético

1. Manejo y producción de cultivos con potencial
energético

2. Manejo y producción de cultivos con potencial energético
Úrsulo Galván, Ver., octubre del 2023

3. Manejo y producción de cultivos con potencial energético
TecNM Campus Úrsulo Galván
Ingeniería en Agronomía
Mixta Grupo 7AM
Asignatura:
CULTIVOS ENERGÉTICOS
Docente:
M. C. RAMIRO SANCHEZ
URANGA
Alumnos:
Camacho López María Osmara
Rodríguez Callejas Guadalupe
Molina Juárez Marcos Alberto Úrsulo Galván, Ver., octubre del 2023

4. INDICE
• Introducción
• La industria de los biocombustibles
• ¿Qué son los biocombustibles
líquidos?
• Producción de etanol
• ¿Cómo se produce el etanol?
• Producción de biodiesel
• Implicaciones económicas

5. Introducción
Los biocombustibles en México son una oportunidad de negocios, como fuente de energía alternativa
con referencia al petróleo y el gas, y como tales tienen un gran mercado.
PEMEX requerirá de una gran cantidad de ellos (SAGARPA, 2011).
La denominación de biocombustibles líquidos se aplica a una serie de productos de origen biológico
utilizables como combustibles de sustitución de los derivados del petróleo o como aditivos de éstos
para su uso en motores (Fernández, Lucas y Ballesteros, 2012).
En el desarrollo del sector agroenergético, son factores importantes los rendimientos netos de
biocombustibles por hectárea, los costos de producción-venta del etanol o biodiésel y el impacto
socioeconómico y en los recursos naturales.
https://youtu.be/Ll7GdWb5elQ?si=fwjqGSdRqM4ysCcy
Biocombustibles a Base de Higuerilla y Jatropha - TvAgro por Juan Gonzalo Angel

6. La industria de los biocombustibles
• La industria de los biocombustibles en México es incipiente, su
impulso como sector agroenergético inicia apenas en el siglo XXI.
• A nivel mundial, los países líderes en la producción de
biocombustibles como Estados Unidos, Brasil y algunos europeos,
utilizan materia prima de cultivos para los cuales ya se contaba
con experiencia en su manejo antes de destinar su producción a
los biocombustibles (Zavariz y Ojeda, 2011).
• Mientras que en varios países del mundo la industria de los
biocombustibles se desarrolla rápidamente, en México aún no hay
claridad sobre la conveniencia de producir y usar etanol y
biodiésel como combustible (García Chávez, 2014).

7. ¿Qué son los biocombustibles líquidos?
Álvarez Maciel (2009) define a Los Biocombustibles:
Son recursos energéticos procesados por el ser humano a
partir de materias producidas recientemente por seres vivos,
a las cuales se les denomina “biomasa”.
Pueden ser líquidos, sólidos o gaseosos, y su finalidad última
es liberar la energía contenida en sus componentes químicos
mediante una reacción de combustión.
Existen varios tipos de biocombustibles, a los cuales se les
clasifica de acuerdo al insumo o materia prima y a la tecnología
empleada para producirlos.

8. ¿Qué son los biocombustibles líquidos?
La Red Mexicana de Bioenergía (2014) señala:
Las ventajas de los biocombustibles son:
• Fácilmente disponibles a partir de las
fuentes de biomasa.
• Son ambientalmente amigables.
• Son biodegradables y contribuyen a la
sustentabilidad (Puppan, 2002).
Los biocombustibles líquidos se han perfilado
como candidatos potenciales para sustituir a
los combustibles derivados del petróleo,
principalmente en el sector transporte.

9. ¿Qué son los biocombustibles líquidos?
Los biocombustibles líquidos se clasifican en:
1. Biodiésel: es una mezcla de esteres metílicos de ácidos grasos que puede sustituir al diésel y se obtiene de la reacción
de aceites vegetales o grasas con metanol, obteniendo como subproducto la glicerina. El biodiésel es usado
principalmente en Europa en mezclas con diésel al 5% o 20% (B5, B20) o como biodiésel puro (B100). En Brasil y
Argentina se utiliza el B5 como mezcla obligatoria.
2. Bioturbosina: es un recurso renovable y sustentable que puede reemplazar al combustible de aviación tradicional.
Actualmente se produce a partir de aceites derivados de especies como la Jatropha, la Higuerilla, las algas y
algunas halófitas. Actualmente, algunos países ya se encuentran trabajando con biotecnología para producir
biocombustibles a partir de la modificación de la estructura genética de las bacterias.
3. Bioetanol: puede obtenerse a través de azúcares fermentables derivados del azúcar, almidón, celulosa y
polisacáridos; este último es etanol de origen biológico o bioetanol. Se utiliza el etanol hidratado en automóviles
flex-fuel y el etanol anhidro en mezclas del 5% al 85% en volumen con gasolina, en motores convencionales. En
mezclas E5 y E10 substituye a oxigenantes y antidetonantes como el MTBE y el TAME.

10. ¿Qué son los
biocombustibles líquidos?
• Los biocombustibles en el ámbito internacional son una
realidad, por lo que en el campo e industria de los
biocombustibles en México se debe pasar del proyecto al
hecho.
• La mayoría de los proyectos relativos a la elaboración de
biocombustibles líquidos en México (biodiésel y etanol
carburante) son viables, se tiene una legislación apropiada y
una base de cultivos energéticos suficientes, lo que falta es la
inversión a gran escala y la adecuación de algunas normas de
operación.
• Usando bien los biocombustibles México puede contribuir a
resolver los problemas globales y jugar un papel de liderazgo
demostrando el uso responsable de sus recursos (Centro Mario
Molina, 2012).

11. ¿Qué son los
biocombustibles
líquidos?
• Toscano (2010) en su presentación sobre “Los
Biocombustibles (etanol y biodiésel) y el Sistema Nacional de
Refinación” en el Foro de Energía Colima del Instituto Mexicano
de Ingenieros Químicos.

12. Producción
de etanol

13. ¿Cómo se produce el etanol?
El etanol es un líquido incoloro, de olor fuerte e inflamable
que se obtiene por destilación de productos de
fermentación de sustancias azucaradas.
Mathewson (1980) en su Manual para la producción casera y
agrícola de etanol combustible aclara que los alcoholes se
pueden considerar como hidrocarburos en los que un
átomo de hidrógeno ha sido reemplazado por un grupo
hidroxilo, formado por un átomo de hidrógeno unido a un
átomo de oxígeno.
En el manual se especifica claramente todo el proceso,
incluso, se pueden adquirir los planos y graficas de
construcción. El temario del manual de Mathewson (1980),
disponible en: http:
//es.journeytoforever.org/biocombustibles/manual-
etanol.cgi, cuenta con los siguientes capítulos:
1. Introducción
2. Teoría
3. El alcohol como combustible
4. Producción de etanol
5. Pasos del proceso comunes a todas las materias primas
6. Materias primas sacarosas
7. Materias primas amiláceas
8. Materias primas celulósicas
9. Levadura y fermentación
10. Tipos de materias primas
11. Destilación
12. Secado del etanol
13. Equipamiento para la cocción y la fermentación
14. Equipamiento para la destilación
15. Alambiques solares
16. Legislación
17. Sistemas de producción

14. Producción
de etanol
• En la Información Técnica del Etanol
Carburante de la SENER/ GTZ (2010), en sus
Especificaciones técnicas para el etanol y sus
mezclas (E-6) y la infraestructura para su
manejo en México, resume las
características del etanol carburante:
• El bioetanol combustible está constituido
por una única sustancia (alcohol etílico).
• Los otros compuestos presentes son
impurezas que deben ser minimizadas y
controladas conforme especificación.

15. Producción de etanol
a) Aspecto y color: Representan características importantes del etanol, pues permiten evaluar la presencia de impurezas
provenientes del proceso productivo o del transporte inadecuado, así como la contaminación con otros productos o con
herrumbre. El bioetanol es incoloro o amarillo en presencia de proteínas.
b) Acidez Total (expresada como ácido acético): Propiedad que debe ser controlada, pues refleja el poder corrosivo
del etanol, lo que puede causar daños a los componentes del automóvil y la infraestructura de distribución del
producto.
Este parámetro deber ser evaluado, pues si el proceso de fermentación no se interrumpe adecuadamente después de la
formación del etanol, este se transformará en ácido acético. Cabe señalar también que se adiciona ácido sulfúrico en el
tratamiento de la levadura. La acidez puede provocar corrosión en el circuito de combustibles, además de reflejar un
grado de etanol inferior al deseado.
c) Conductividad eléctrica: Propiedad que está directamente relacionada con la cantidad de iones presentes en el
etanol (cobre, cloro, sulfato, sodio y hierro).
Cuantos más iones tenga, mejor conductor será el AEAC, lo que puede ser más corrosivo y/o agresivo a los materiales
del circuito de distribución del combustible en el automóvil. Muchas veces puede evidenciar contaminación con base,
usada en la tentativa de neutralizar la acidez del etanol.

16. Producción
de biodiesel
• El biodiésel se produce a partir de los ácidos
grasos derivados de aceites que pueden ser de
origen vegetal o animal, los cuales pueden ser
sometidos a varios procesos, pero el más utilizado se
llama transesterificación.
• Este consiste en convertir los triglicéridos en
esteres, para lo cual se produce una reacción en los
aceites mediante el uso de un alcohol, que puede
ser metanol o etanol, y un catalizador, que puede ser
hidróxido de sodio o hidróxido de potasio.
• Luego se decanta la sustancia resultante,
quedando el biodiésel en la parte superior y
glicerina en la parte inferior.
(SENER – GTZ, 2006; Instituto Interamericano de
Cooperación para la Agricultura, 2007).

17. ¿Sabes cómo se
hace el Biodiésel?
La receta básica que Paula Castro Pareja (2011) en su curso
para elaborar biodiésel es:
1. Colocar un litro de aceite neutro y seco en el recipiente
a utilizar,
2. Colocar 200 ml de METANOL,
3. Colocar 3.5 g de NaOH ó 8 g KOH (CATALIZADOR),
4. Se disuelve el catalizador en el alcohol,
5. Se precalienta el aceite a 50 – 60ºC,
6. Se mezclan ambos componentes,
7. Se agita a esa temperatura durante 90 minutos, y
8. Se deja decantar.
La Dirección de Ahorro de Energía en el Transporte/Comisión Nacional para el
Ahorro de Energía (2007) indica con relación al biodiésel:
Tiene una ventaja ecológica, en comparación con el diésel de origen fósil, ya que
reduce las emisiones de gases que provocan el efecto de invernadero.

18. Implicaciones económicas
Para que el uso de biocombustibles realmente sea una ventaja en lo económico, social y en el cuidado del medio
ambiente, se deben cuidar los siguientes aspectos (Serna, Barrera y Montiel, 2011), además concluyen con seis puntos:
1. Política de biocombustibles.
2. Subsidios.
3. Uso del suelo.
4. Biocombustibles de segunda generación.
5. I+D: beneficios de la Investigación y Desarrollo.
6. Lucro vs beneficios ambientales.
Pinto (2008) señala a la tecnología como el
medio mediante el cual la sociedad se apropia
social y económicamente de la energía.