El concepto de biorrefinería

By Dani Morán - January 18, 2014

Esta es la primera entrada de un blog que inicio con la sencilla pretensión de aprender y compartir experiencias sobre un tema que me apasiona y que apenas estoy empezando a descubrir: las biorrefinerías. Tengo la firme convicción de que la ingeniería química tiene un papel fundamental como agente generador de desarrollo y de cambio social y ambiental, y el concepto que se está gestando de biorrefinería es un ejemplo muy claro de su potencial. De manera quincenal, intentaré adentrarme en este mundo tan fascinante y complejo a través de dos vías: la redacción de pequeños artículos o resúmenes sobre diferentes puntos interesantes y el análisis de las noticias y novedades que vayan surgiendo. Me comprometo a documentarme lo mejor posible en el escaso tiempo que tengo para redactar estas líneas y se agradecen por anticipado las aportaciones posteriores que puedan enriquecer un sano debate sobre las entradas.

Como no podía ser de otra manera, este post está dedicado a profundizar en la descripción del término que da nombre al blog. Empezaré por revisar algunas de las definiciones dadas por voces autorizadas en la materia. En la completa publicación "Biorrefinerías. Situación Actual y Perspectivas de Futuro"¹, se exponen las propuestas aportadas por varias organizaciones implicadas en el sector. De ellas, me gustaría poner tres de relieve:

Instalación donde se generan, de forma sostenible, un amplio espectro de productos de interés comercial a partir de biomasa ("International Energy Agency", IEA).²
Instalación con el equipamiento necesario para integrar los procesos de conversión de biomasa en combustibles, energía y coproductos de valor añadido ("National Renewable Energy Laboratory", NREL).³
Instalación donde tiene lugar el fraccionamiento de la biomasa en diferentes componentes, que pueden dirigirse al mercado directamente o ser transformados previamente mediante diferentes tratamientos (Energy Researcher Center of the Netherlands, ECNs).⁴

Esta última definición refleja claramente un enfoque análogo al de las refinerías convencionales en las que tiene lugar el fraccionamiento del petróleo para obtener un rango amplio de combustibles y productos.

Sin embargo, si se profundiza en algunos aspectos clave, se pueden percibir fácilmente los matices que diferencian a ambas y los rasgos que caracterizan el potencial de las biorrefinerías:

Integración. De manera tradicional, la transformación de biomasa en energía se lleva a cabo en instalaciones separadas pero en una biorrefinería integrada se pueden aprovechar todas las fracciones de la biomasa para generar energía, biocombustibles avanzados, productos químicos y biomateriales. Actualmente, las aplicaciones energéticas de la biomasa prevalecen sobre el resto. Uno de los grandes objetivos de las industrias de base biotecnológica para el año 2030⁵ consiste en conseguir que un 30 % de la producción química total sea de origen biólogico. El desarrollo de biorrefinerías totalmente integradas será uno de los pilares para la consecución de este objetivo. También hay muchas esperanzas puestas en la obtención de nuevos biomateriales y composites.
Flexibilidad. Debido al amplio abanico de combinaciones que resultan de cruzar las materias primas y las técnicas de conversión, la flexibilidad es un aspecto fundamental. La heterogeneidad inherente a las materias primas de origen biomásico hace imposible abordar su fraccionamiento desde una única perspectiva. Las biorrefinerías se caracterizarán por su capacidad de adaptación a diferentes rutas de conversión y de integración de nuevos módulos en las instalaciones existentes.
Eficiencia y sostenibilidad. Hablando de biorrefinerías, estos términos no están reñidos. El objetivo de estas plantas es optimizar el uso de los recursos y minimizar la generación de residuos, maximizando los beneficios. Una biorrefinería óptima debería ser capaz de utilizar la biomasa como una fuente de energía capaz de alimentar nuestras necesidades de energía a largo plazo.⁶

Para terminar y a modo de resumen, quisiera analizar brevemente esta figura extraída de "The Future of Industrial Biorefineries"⁶ y que está basada en el concepto de biorrefinería definido por NREL. La figura simplifica dicho concepto a través de tres plataformas para fraccionar la biomasa ("input") en los productos finales ("output"):

Plataforma bioquímica. Encuentra su fundamento en los procesos de conversión bioquímica y se enfoca en la fermentación de azúcares extraídos de las materias primas biomásicas.
Plataforma termoquímica. Está basada en procesos de conversión termoquímica y se concentra en la gasificación de la biomasa.
Plataforma de microorganismos. Los procesos de transformación llevados a cabo por algas son los que ocupan esta tercera plataforma.