Menos emisiones
Menos gases de efecto invernadero que los combustibles fósiles.
Biocombustible y biochar de cáñamo
El cáñamo sirve para más que cadenas de alimento y fibra. Su aceite puede ser biocombustible y su biomasa sobrante puede ser biochar.
Biocombustible
Biocombustible de aceite de semilla de cáñamo
El biocombustible se hace a partir de organismos vivos y suele mezclarse con combustible convencional. Como viene de materia orgánica, absorbe dióxido de carbono mientras crece la planta y lo libera al quemarse, por lo que no suma a la acumulación de CO2. El proyecto estudia el biocombustible de aceite de cáñamo industrial como una opción renovable y biodegradable que puede usarse en motores diésel estándar, puro o mezclado.
Cómo se hace
Del aceite de semilla al combustible en cinco pasos
Extracción del aceite
El aceite se prensa de las semillas. Es la materia prima.
Transesterificación
Metanol e hidróxido de potasio (KOH) convierten el aceite en ésteres metílicos y glicerina.
Separación
Los ésteres y la glicerina se separan por densidad. La glicerina se asienta y se retira.
Purificación
Los ésteres se lavan para quitar trazas de metanol, catalizador e impurezas.
Biocombustible de cáñamo
Un combustible renovable para motores diésel estándar.
Por qué importa
Beneficios ambientales
Menos insumos
El cáñamo crece rápido y necesita menos agua y fertilizante.
Menos tóxico
Menos tóxico y más biodegradable que el diésel de petróleo en un derrame.
Economía circular
La glicerina y el residuo de semilla pueden servir a otras industrias.
Biodiversidad
Los cultivos de cáñamo pueden dar hábitat a variedad de fauna y flora.
Biomasa versátil
Lo que queda puede convertirse en biochar y en metanol para biocombustible.
Biochar
Biochar de cáñamo frente a otros carbones
Una comparación del biochar de cáñamo con carbón de pino, carbón de eucalipto y carbón mineral.
Ver como tabla
| Medida | Biochar de cáñamo | Carbón de pino | Carbón de eucalipto | Carbón mineral |
|---|---|---|---|---|
| Poder calorífico superior (BTU/lb) | 12.712 | 8.500 | 9.500 | 14.000 |
| Carbono fijo (% en peso) | 72,5 | 80 | 85 | 62,8 |
| Cenizas (% en peso) | 11,04 | 5 | 3 | 17 |
| Azufre (% en peso) | 0,11 | 0,5 | 0,5 | 2,2 |
| SO2 emitido (kg por tonelada quemada) | 2 | 9 | 9 | 40 |
| CO2 emitido (toneladas por tonelada quemada) | 2,18 | 2,9 | 3,1 | 2,3 |
Cifras de la comparación y los resultados de laboratorio del propio proyecto. El poder calorífico del biochar de cáñamo está en base seca (en base húmeda es 9.290 BTU/lb). El carbón mineral tiene mayor poder calorífico, pero es un combustible fósil no renovable. El proyecto concluye que el biochar de cáñamo es la mejor opción en sostenibilidad.
Resultados de laboratorio
Análisis de laboratorio del biochar de cáñamo
Resultados térmicos y elementales del biochar de cáñamo. Condiciones de prueba: 24,4 °C en el área de preparación, 20,0 °C en el área de prueba, 0,8 bar.
| Parámetro (método) | Base húmeda | Base seca |
|---|---|---|
| Materia volátil, % (ASTM D7582-15) | 12,01 | 16,44 |
| Cenizas, % (ASTM D7582-15) | 8,06 | 11,04 |
| Carbono fijo, % (ASTM D3172-13) | 53,00 | 72,53 |
| Poder calorífico superior, kcal/kg (ASTM D5865) | 5.151,2 | 7.062,2 |
| Poder calorífico superior, BTU/lb (ASTM D5865) | 9.290 | 12.712 |
| Poder calorífico inferior, BTU/lb | 9.128 | 12.480 |
| Azufre, % (ASTM D4239-18) | 0,08 | 0,11 |
| Carbono, % (ASTM D5373-21) | 58,82 | 80,49 |
| Hidrógeno, % (ASTM D5373-21) | 1,71 | 2,34 |
| Nitrógeno, % (ASTM D5373-21) | 0,58 | 0,79 |
| Oxígeno, % (ASTM D3176-15) | 3,91 | 5,24 |
Propiedades del combustible
Propiedades químicas del biocombustible de cáñamo
Dependen de la composición del aceite, que varía según las condiciones de cultivo y procesamiento.
Composición de ácidos grasos
Una proporción equilibrada de ácidos grasos que puede favorecer un buen desempeño en motores diésel.
Índice de cetano
Indicador de la calidad de combustión. El biocombustible de cáñamo tiene un índice de cetano adecuado para motores diésel.
Estabilidad a la oxidación
Puede ser menor que la de otros biocombustibles por su alto contenido poliinsaturado, algo que los antioxidantes adecuados pueden atender.
Punto de congelación
Un punto de solidificación bajo, por lo que se mantiene fluido en frío.
Viscosidad
Similar a la de otros biocombustibles y adecuada para motores diésel.
Economía
Aspectos económicos del biocombustible de cáñamo
Costos de producción
Varían según la región y la escala, pero pueden ser competitivos al contar los beneficios ambientales y los ingresos de los subproductos.
Valor de mercado
El mercado de biocombustibles crece con la demanda de energía renovable, y los muchos usos del cáñamo le dan valor a su cultivo.
Incentivos y políticas
Muchos gobiernos promueven los biocombustibles, lo que puede mejorar la viabilidad económica.
Economía circular
Los subproductos del procesamiento pueden generar ingresos y mejorar la rentabilidad.
Combustibles para aviación y motores
Biocombustibles HEFA de aceite de semilla de cáñamo
Las variedades del proyecto producen aceite de semilla rico en ácidos grasos poliinsaturados. Mediante el proceso HEFA (ésteres y ácidos grasos hidrotratados), el proyecto busca convertir ese aceite en hidrocarburos destilables para biokerosene, biodiésel y biogasolina, con mejor resistencia a bajas temperaturas. El foco principal es el biokerosene de aviación (SAF).
Combustibles
Lo que el proceso busca producir
Biokerosene
El foco principal: un combustible pensado para seguir fluyendo a temperaturas muy bajas, para aviación.
Biodiésel
Una alternativa más limpia al diésel fósil para motores diésel.
Biogasolina
Para motores de gasolina, con una producción sostenible.
Biogás
Subproducto volátil que se usa como energía o en otras etapas dentro de la refinería.
La ruta HEFA
Siete etapas del aceite al combustible
Extracción y purificación
Prensado en frío y refinación para preparar el aceite.
Hidrotratamiento
Satura dobles enlaces y elimina azufre y nitrógeno.
Hidroisomerización
Reorganiza las moléculas para dar fluidez y estabilidad en frío.
Hidrodesoxigenación
Reduce el oxígeno y deja hidrocarburos más simples y agua.
Destilación fraccionada
Separa la mezcla en fracciones para cada combustible.
Refinación
Retira trazas de otros hidrocarburos e impurezas.
Hidrocraqueo
Ajusta el largo de las cadenas a la especificación de cada combustible.
Comunidades Energéticas
Electricidad de cáñamo para LATAM rural
Comunidades Energéticas es un proyecto para llevar electricidad sostenible a zonas rurales desatendidas, usando cáñamo industrial como biomasa. Una planta especializada convertiría la biomasa en vapor de alta presión que mueve una turbina y un generador. La energía iría a las comunidades locales o se vendería a la red nacional, y el modelo busca ser replicable en otras regiones. El proyecto incluye además capacitación para la gente local en cultivo de cáñamo, mantenimiento de la planta y gestión ambiental.
El diseño de la planta
Cómo el cáñamo se vuelve electricidad
Del campo a la comunidad, en seis etapas:
- 1Tierra
- 2Cultivo de cáñamo
- 3Caldera de biomasa
- 4Turbina de vapor
- 5Generador eléctrico
- 6Comunidades y red
En cifras
El diseño de un vistazo
Cifras planeadas:
- Hasta 2 MW
- Capacidad eléctrica planeada, suficiente para varias comunidades rurales.
- Unas 80 ha
- Área de cáñamo planeada para alimentar la planta.
- 90 a 120 t
- Biomasa seca por hectárea al año.
- 90 días
- Ciclo del cultivo, que permite varias cosechas al año.
FAQ
Preguntas frecuentes
¿Puede el aceite de cáñamo volverse combustible?
El proyecto busca convertir el aceite de semilla de cáñamo en biocombustible, por transesterificación para biodiésel y por el proceso HEFA para biokerosene, biodiésel y biogasolina.
¿Qué es el proceso HEFA?
HEFA significa ésteres y ácidos grasos hidrotratados. Convierte aceite vegetal en hidrocarburos destilables. El foco principal del proyecto es el biokerosene de aviación (SAF) que sigue fluyendo a temperaturas muy bajas.
¿Se probará el biokerosene en turbinas de aviones?
El proyecto planea probarlo en turbinas de una fuerza aérea y hacer pruebas cromatográficas, de punto de inflamación, densidad y emisiones frente a estándares internacionales.
¿Qué es el proyecto Comunidades Energéticas?
Es un proyecto para llevar electricidad sostenible a zonas rurales desatendidas de LATAM usando biomasa de cáñamo. Una planta de hasta 2 MW se alimentaría con unas 80 hectáreas de cáñamo, con capacitación y empleo locales.
¿Cómo se compara el biochar de cáñamo con otros carbones?
Según las cifras del propio proyecto, el biochar de cáñamo tiene un poder calorífico superior de 12.712 BTU/lb en base seca, frente a 8.500 del pino, 9.500 del eucalipto y 14.000 del carbón mineral. Su azufre es 0,11%, frente a 0,5%, 0,5% y 2,2%.