Biojet colombiano por un cielo más limpio
Un trabajo interinstitucional, liderado por la UdeA, logra un hito de innovación en favor de la transición energética en el país. Se trata del desarrollo de un prototipo para la producción de biojet —combustible sostenible que busca reemplazar el derivado del petróleo en aviones— a partir de aceite de palma
Sergio Alejandro Ruiz Saldarriaga
Periodista UdeA
Lo que comenzó como un esfuerzo académico se convirtió en un proyecto colectivo en el que la universidad, la empresa y el Estado comparten un mismo horizonte: producir combustible aéreo sostenible en Colombia. Hoy ya se cuenta con un prototipo que entrega un litro de biojet por día, y aunque puede parecer una gota de agua en medio del océano, encierra la promesa de transformar la forma en la que el país piensa su energía.
El proyecto, en el que se trabaja desde el 2022, es liderado por el grupo de investigación Procesos Químicos Industriales —PQI— con el apoyo del grupo Manejo Eficiente de la Energía —Gimel—, de la Facultad de Ingeniería de la UdeA, junto a la Universidad de La Guajira, Fedepalma, la empresa IEA instruments, y el respaldo financiero del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación.
El biojet o combustible sostenible de aviación —SAF, por sus siglas en inglés— es la alternativa más prometedora que tiene hoy la industria aérea para reducir su huella de carbono. A diferencia del Jet A-1, derivado del petróleo, puede producirse a partir de materias primas renovables como aceites vegetales, animales o residuales.
Su uso no requiere cambiar motores ni infraestructura, y aunque hoy solo representa menos del 5 % del consumo mundial, organismos como la Asociación Internacional de Transporte Aéreo —IATA— lo señalan como clave para que el sector cumpla sus metas ambientales.
Este desarrollo es crucial para un país como Colombia que, según el Acuerdo de París, se comprometió a reducir el 51 % de sus emisiones de gases de efecto invernadero para el 2030.
Un desafío importante si se considera que «Colombia consume entre 550 y 600 millones de galones de combustible fósil al año, por eso anticiparnos con SAF no es un lujo, es una necesidad estratégica», dijo el mayor Mauricio López, especialista estratégico de fomento aeronáutico de la Autoridad Aeronáutica de Aviación del Estado, quien además confirmó que la Fuerza Aérea Colombiana —FAC— por sí sola consume cerca de 10 millones de galones de Jet A-1 al año. Según Clean Fuels Alliance America, para el 2022 el consumo global en el sector de la aviación alcanzó los 99 000 millones de galones.
«El biojet que producimos parte del aceite de palma, pero no estamos solos: en el mundo hay potencias y grupos de investigación mucho más robustos trabajando en estos biocombustibles. Aun así, persisten retos tecnológicos que no se han superado, sobre todo en los costos de producción, que hoy son más altos que los de sus equivalentes fósiles. El desafío es desarrollar tecnología que reduzca estos costos y permita una sustitución viable de los combustibles convencionales», expresó Luis Alberto Ríos, profesor de la Facultad de Ingeniería de la UdeA y director del grupo PQI.
La historia de este desarrollo en la UdeA comenzó con los primeros proyectos de biodiésel a comienzos de los 2000 en el grupo Gimel y con las investigaciones en oleoquímica que el grupo PQI consolidó en el 2012.
Así se hace el biojet
Frente a las críticas globales sobre la palma de aceite como causante de deforestación, los investigadores destacan que el caso colombiano es diferente. «Aquí no se ha desarrollado nuestra industria derribando bosque natural», aseguró el profesor Ríos.
El proceso comienza con aceite de palma, una materia prima elegida por su disponibilidad en Colombia. Según Fedepalma, actualmente el país es el cuarto productor mundial y el primero en el Continente. «Demostramos que, de los aceites ensayados, el de palma tiene las mayores bondades para la combustión», comentó John Ramiro Agudelo, doctor en Ciencias Térmicas e investigador del grupo Gimel de la Facultad de Ingeniería de la UdeA.
Mediante un proceso de hidrotratamiento, que consiste en «limpiar» el aceite usando hidrógeno para remover el oxígeno no deseado, da como resultado un primer producto: el diésel renovable o green diesel, que ya fue probado con éxito en vehículos de carretera en alianza con empresas del sector.
Luego, ese diésel renovable pasa por una segunda etapa denominada isomerización, un proceso donde las moléculas se reorganizan para resistir el frío. «Es el toque final que actúa como un anticongelante molecular», complementó el profesor Agudelo: «Modificamos su estructura para garantizar que el combustible siga fluyendo perfectamente en las bajas temperaturas de la altitud, que pueden alcanzar hasta -50°C, y así cumplir con los rigurosos estándares de la aviación para convertirse en biojet».
El prototipo escalado, ubicado actualmente en las instalaciones de la Sede de Investigación Universitaria —SIU—, es un sistema de reactores tubulares, bombas de alta presión y tanques de alimentación en los que el aceite y el hidrógeno reaccionan y que en su máxima capacidad podrá producir hasta 30 litros por día. Ha alcanzado el nivel de madurez tecnológica 7 (TRL 7*) en una escala del 1 al 9.
Fue diseñado y construido con la empresa IEA instruments de egresados de la UdeA, cuenta con un catalizador que, en palabras del profesor Ríos, es el que «hace la magia, pues permite que las reacciones ocurran». Esta tecnología ha sido validada en condiciones reales y podría estar lista para su implementación comercial.
Un próximo salto: encender motores
La validación final del combustible está en manos del grupo Gimel, que utiliza en sus laboratorios una microturbina de aviación real —similar a las de los aviones comerciales— para evaluar el desempeño de las mezclas. «Somos la primera universidad en Colombia en probar un biojet producido localmente en este tipo de equipos», afirmó el profesor Agudelo.
Biodiésel, Diésel renovable y Biojet
Biodiésel: Se produce mediante una reacción llamada transesterificación, que transforma el aceite en un compuesto químico llamado éster. Ya es comercial en Colombia (mezclado con diésel fósil, actualmente al 10 %).
Diésel Renovable (Green Diesel): Resultado del hidrotratamiento. Es un hidrocarburo idéntico al diésel fósil, pero de origen vegetal/animal. Es el primer producto del prototipo UdeA.
Biojet/SAF: Es diésel renovable que pasa por un proceso de isomerización para cumplir con los estrictos requisitos de la aviación, por ejemplo, punto de congelación bajo. Es el producto final.
Cada galón de este combustible fósil emite casi 10 kg de CO₂ a la atmósfera, con el Biojet se puede disminuir las emisiones de CO₂ hasta en un 90% durante su ciclo de vida. Foto: Dirección de Comunicaciones/ Alejandra Uribe F.
