Economía basada en biomasa

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La biomasa es un término utilizado para designar todos aquellos materiales orgánicos que provienen del mundo animal, vegetal o de los microrganismos. Tiene su importancia porque es la única fuente de materias primas básicas a partir de renovables. El problema de la biomasa para integrarla en nuestra actual economía es que se trata de hidratos de carbono, mientras que tenemos todos los procesos e industrias diseñados para trabajar con hidrocarburos (procedentes del petróleo o del carbón): para poder reciclar toda la infraestructura existente necesitaríamos quitar el oxígeno de la estructura de la biomasa.

¿Por qué interesa una economía basada en materias primas renovables, y por tanto en biomasa? Por un lado, nos permite reforzar la protección del medio ambiente, se puede lograr que exista facilidad de suministro y que este sea seguro y estable. Además, puede fomentar la competitividad y el desarrollo de nuevas tecnologías. Por otro lado, puede ser interesante porque se fomentaría de nuevo la economía rural, aunque hay que tener claro que el objetivo prioritario debe ser la alimentación, es decir: que no se destinen suelo y recursos a cultivos energéticos cuando la población local experimenta hambrunas. Se requiere una gestión con cabeza. Al final, el objetivo principal es lograr un desarrollo sostenible del planeta: que todo el mundo viva bien y que no comprometamos el nivel de vida de generaciones futuras.

En teoría usando biomasa las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera serían nulas (puesto que esa biomasa ha actuado ya como almacén). Personalmente, yo preferiría basar la economía en fuentes que no emitan GEI (gases de efecto invernadero), pero no sé si esto es implementable actualmente.

En términos generales, la biomasa está compuesta por hidratos de carbono, lípidos, proteínas y metabolitos secundarios que mediante transformaciones químicas y/o procesos físicos pueden convertirse en materias primas básicas para la industria química y dar lugar a productos. Es decir, construir bio-refinerías: que son similares  las refinerías de petróleo pero partiendo de biomasa, es decir, de almidón, hemicelulosa, celulosa, lignina, aceite y proteínas. Aunque de momento no se han demostrado sostenibles. 

Un problema asociado al empleo de biomasa es su enorme variedad: puede proceder de actividades agrícolas (forestales o ganaderos), de residuos orgánicos urbanos, de cultivos energéticos. Por eso, para poder aprovechar las "maravillas" de la biomasa, se requieren pre-tratamientos más o menos agresivos para obtener los compuestos que nos interesan (de alguno hicimos un resumen).

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Los polisacáridos son principalmente la celulosa, la lignina y el almidón, y se emplean para fabricar polímeros y como combustibles. Tras una hidrólisis de la biomasa, se obtienen hexosas, pentosas y lignocelulosas.

Los lípidos están constituidos por ésteres de glicerina y fosfolípidos, que contienen entre 14 y 20 átomos de carbono y pueden tener dobles enlaces (que se aprovechan para polimerización). Aprovechando su parte polar se pueden fabricar surfactantes (en cristiano, detergentes). También sirven como combustible o para fabricar compuestos químicos.

Las proteínas se caracterizan porque hay una gran variedad, ya que aunque solo existen 12 aminoácidos naturales, estos se combinan de manera aleatoria, lo que hace problemática su polimerización a gran escala. Se usan sobre todo para alimentación animal, o bien se aprovechan las cabezas polares para fabricar adhesivos.

Los metabolitos secundarios representan un grupo importante, no tanto por su cantidad sino por la especificidad: por ejemplo, se obtienen terpenos que sirven como intermedios quirales. La industria biotecnológica se orienta en este campo en el diseño de microorganismos que produzcan un antibiótico en masa, por ejemplo.

Este post participa en el XVII Carnaval de Química alojado en el blog Un geólogo en apuros

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Referencias

Apuntes de la asignatura Materias Primas Renovables, impartida por el profesor Víctor Martínez-Merino y MªJosé Gil (Universidad Pública de Navarra) en el máster de Química Sostenible

Ununcuadio (2012). Economía basada en biomasa Ninguno DOI: 10.1016/S0961-9534(02)00188-5