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PROPUESTA “DULCE ENERGÍA”

Fundamentación:

A diferencia de los combustibles fósiles que provienen de la energía almacenada durante largos períodos en los restos fósiles, los biocombustibles provienen de la biomasa o materia orgánica que constituye todos los seres vivos del planeta. La biomasa son todos los residuos o restos orgánicos producidos por los seres vivos, cuando realizan actividades. Son de una gran variedad, por ejemplo, las hojas de los árboles y la madera de los bosques, el excremento de los animales, el aceite vegetal usado, las plantas terrestres y acuáticas, la basura orgánica producida por las personas en las casas, las industrias, las ciudades, etc. Es una fuente de energía renovable (su producción es mucho más rápida que la formación de los combustibles fósiles) y menor emisión de gases de efecto invernadero, como el CO2. Esto se debe a que las moléculas de los biocombustibles, por ejemplo el etanol, son de menor tamaño en comparación con las moléculas de los hidrocarburos provenientes del petróleo.

Debemos recordar que los procesos de generación de energía a partir de la biomasa, comienzan con la biomasa vegetal que se forma en el proceso de fotosíntesis, con el aporte de la energía solar que captan y transforman estos organismos.

Objetivos:

Que los alumnos reconozcan que existen otros tipos de combustibles, además de los fósiles y cuyo impacto ambiental es considerablemente menor.

Que los estudiantes conozcan los procesos de transformación de la biomasa, producida durante el proceso de producción de azúcar, en energía (bioetanol y biogás).

Presentar la propuesta en pre EDUCATEC 2022 en el Centro de innovación e investigación para el desarrollo educativo productivo y tecnológico (CIIDEPT).

Nuestra propuesta se basa en la utilización de los residuos de la producción de azúcar, como la melaza, para producir bioetanol. Con Vinaza proveniente de las destilerías produciremos biogás o biometano.

Es importante destacar que la melaza se desecha, al igual que la vinaza, en la mayoría de los casos en ríos, aumentado la tasa de mortalidad en los mismos por una drástica disminución del oxígeno disuelto.

Actualmente algunos ingenios utilizan la vinaza como fertilizante de los cultivos azucareros, lo que genera un olor desagradable en el ambiente por algunas horas. Este fenómeno se repite a lo largo y a lo ancho de toda la provincia de Tucumán. El interés económico por encima de la salud de la población.

Actividades:

Propuestas a realizar por los estudiantes:

1) Primero vamos a conocer sobre el bioetanol. Este es un alcohol y se produce mediante la conversión de los almidones en azúcares, los azúcares se convierten por fermentación en etanol, el que luego es destilado en su forma final. Puede producirse a partir de caña de azúcar, maíz o desechos agrícolas, forestales, industriales o municipales. La caña de azúcar es la fuente más atractiva para la producción de etanol, ya que los azúcares que contiene son simples y fermentables directamente por las levaduras del género Saccharomyces. En esta experiencia se utilizará melaza al 20% (p/v) (líquido denso y viscoso de color oscuro producto de la refinación de la sacarosa procedente de la caña de azúcar) como sustrato suplementado con NPK(nitrógeno, fósforo y potasio) al 2% (p/v) para la producción de alcohol por acción de Saccharomyces cereviciae (levadura comercial) de acuerdo a la siguiente ecuación:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

Para obtener el bioetanol producido nos valdremos de la destilación simple, que permite separar mezclas de líquidos por diferencias en sus puntos de ebullición. Como la temperatura de ebullición del etanol es de 79°C, contra 97° C del agua (en Tucumán), el primer destilado recogido será el bioetanol.

Debemos tener en cuenta de que el bioetanol puede ser utilizado como oxigenante de los combustibles fósiles (es decir, la nafta), elevando su contenido en oxígeno, lo que permite una mayor combustión del combustible fósil disminuyendo las emisiones contaminantes de hidrocarburos no oxidados completamente.

2) También vamos a tratar de comprender el proceso que se lleva a cabo en los biodigestores. Estos son recipientes herméticos en donde la materia orgánica es degradada en ausencia de oxígeno para generar un gas llamado “biogás”, que es una mezcla de metano y dióxido de carbono. Este biogás se podría utilizar para, por ejemplo, calentar agua. Un biodigestor típico está compuesto por un recipiente, en donde se coloca materia orgánica (en nuestro caso vamos a usar excremento de ganado vacuno) y agua (nosotros utilizamos vinaza que es un efluente líquido que contiene grandes cantidades de materia orgánica procedentes del proceso de extracción de los jugos y de la fermentación). Luego de varios días, y a partir de procesos biológicos, se libera un gas que es rico en metano y que puede ser empleado para generar energía eléctrica o mecánica mediante su combustión, sea en plantas industriales o para uso doméstico.

No hay que olvidar que este biodigestor es más que todo “experimental”. Lo que significa que constituye una unidad para hacer pruebas y recopilar información más que como fuente estable de biogás para uso doméstico (para esto último se recomienda un biodigestor de mayor capacidad).

Evaluación:

El proyecto se evaluó valorando la participación en la elaboración de las propuestas, la asistencia a la muestra pre EDUCATEC 2022 y la resolución del cuestionario enviado al grupo de WhatsApp.

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Biodigestor con vinaza y estiércol vacuno

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Exposición de las propuestas en pre EDUCATEC 2022:

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Exposición de las propuestas en pre EDUCATEC 2022:

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      Destilación de la mezcla melaza-agua-levadura para obtener el bioetanol.

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Exposición de las propuestas en pre EDUCATEC 2022:

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Exposición de las propuestas en pre EDUCATEC 2022: