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Biojet: hacia una aviación sostenible

La aviación es un sector clave de la economía mundial, pero también uno de los más estigmatizados por su impacto medioambiental. Sin embargo, su eficiencia energética ha mejorado considerablemente en los últimos años y su compromiso con la sostenibilidad va en aumento. El profesor José Antonio Odriozola, catedrático de Química Inorgánica de la Universidad de Sevilla, nos habla de los logros obtenidos por el sector y de los retos pendientes por superar.  

El sector de la aviación ha sido siempre señalado como actividad contaminante, pero lleva décadas tratando de reducir su impacto ambiental, principalmente a partir de la sustitución de los carburantes fósiles. José Antonio Odriozola, catedrático de Química Inorgánica de la Universidad de Sevilla, explica que los primeros avances en la investigación de combustibles líquidos (BTL, Biomass to Liquids) obtenidos a partir de biomasa se dieron en Alemania hace un siglo, en los años 20, pero se abandonaron rápidamente por no alcanzar un precio competitivo para la época. Hemos tenido que esperar al siglo XXI para acercar el potencial a la realidad.

 “En febrero de 2008, Virgin Atlantic realiza el primer vuelo de pruebas entre Londres y Ámsterdam con un Boeing 747 alimentado con un combustible que contenía un 20% de un biocarburante obtenido de aceites de coco y babasú. Es importante señalar que los BTL deben cumplir estrictamente las especificaciones técnicas de los combustibles derivados del petróleo y, en ese vuelo, no se ajustaban aún a la normativa vigente. Desde este momento y hasta 2015 se producen pruebas que implican hasta 22 compañías aéreas, 2.500 vuelos comerciales con pasajeros y una gran variedad biocarburantes de distintas procedencias -aceites de cocina usados y de Jatropha, camelina, algas- que sí cumplen con la normativa”, afirma.

Con este despegue paulatino de los biocarburantes, en 2016 United Airlines es la primera compañía en introducir combustibles de aviación sostenibles (SAF, Sustainable Aviation Fuel) en sus rutas regulares, convirtiéndose en referente de otras 44 firmas internacionales que comenzarían a implantarlo con éxito en los siguientes tres años. “Todos estos biocombustibles, derivados de procesos certificados, se mezclaban con combustibles convencionales presentes entre un 90% y un 50%”, apunta Odriozola. En 2021 se realizaron, por fin, vuelos de pruebas con pasajeros propulsados por un 100% de SAF y en 2022 se sumaron a esta línea compañías como Boeing, ATR y Airbus.

 

El impulso de un compromiso global

 Uno de los pasos más prometedores que se ha dado hacia un futuro sostenible del sector se hizo sobre ‘Destination 2050’, una hoja de ruta de la aviación europea hacia las emisiones cero. La reducción viene de la mano, según nos explica el experto, de una mejora en la eficiencia de los motores, la optimización de operaciones y logísticas, medidas económicas y, principalmente, el uso de combustibles sostenibles, que permiten la reducción de CO2 hasta en un 80%. “Las materias primas para su producción son variadas e incluyen grasas animales y vegetales, aceites usados, residuos sólidos urbanos y cultivos sin interés en la alimentación humana o animal”, expone Odriozola. Estos combustibles solo son considerados sostenibles si su origen no entra en competencia con cultivos destinados a la alimentación, no compite por las fuentes de agua ni contribuye a los procesos de desforestación.

 “En la actualidad existe una gran variedad de tecnologías capaces de convertir biomasa en biocarburantes. El grado de desarrollo es, asimismo, muy variado, desde procesos comerciales a otros que aún se encuentran en la fase de investigación y desarrollo”, asegura el catedrático de la Universidad de Sevilla. En estas tecnologías el tipo de materia prima (biomasa) es determinante.

Los aceites provenientes de biomasa deben someterse a HEFA -un conjunto de procesos químicos en presencia de hidrógeno a alta presión- que permiten la eliminación de oxígeno, la ramificación de las moléculas y su craqueo (acortamiento hasta las dimensiones requeridos por los combustibles de aviación).

  • La termólisis catalítica (CHJ) que se realiza a altas temperaturas, más de 450 °C y altas presiones, es un proceso complejo que transforma los triglicéridos de los aceites vegetales y de algas para producir las moléculas de hidrocarburos aromáticos que requiere la formulación de los combustibles de aviación.
  • La biomasa sólida (residuos sólidos urbanos y agrícolas) se convierte en carburante a través de procesos complejos (FT-SPK) que incluyen la gasificación, métodos catalíticos y ramificados a altas presiones y temperaturas.

“Los más desarrollados y viables desde el punto de vista económico son los biocarburantes obtenidos por el proceso HEFA, aunque se están realizando grandes esfuerzos por ampliar el catálogo de técnicas que permitan la viabilidad del resto y, en particular, los derivados del proceso FT-SPK parecen los más prometedores”, asegura el experto.

 

El biojet, solución y futuro del sector

 El carburante obtenido a partir de biomasa se conoce también como biojet y cuenta con multitud de formulaciones en el mercado que ya han sido implantadas en la mayoría de las compañías aéreas de importancia. “Como indicaba, la mayoría de los vuelos se ha realizado con carburante de tipo HEFA suministrado por compañías como SkyNRG, Neste Oil, o Honeywell”, asevera el profesor Odriozola. Además de la significativa reducción de emisiones -que puede superar el 90% respecto a los combustibles fósiles-, el biojet no contiene azufre, responsable de la lluvia ácida, y emite hasta un 60% menos de material particulado debido a la menor concentración de compuestos aromáticos. “El impacto en el medio ambiente es indudable, pero también contribuye a la eliminación de los depósitos de residuos sólidos urbanos, que producen emisiones de metano (un gas de efecto invernadero aún más potente que el CO2) y lixiviados, que afectan al subsuelo y potencialmente a acuíferos”, asegura el experto, que apunta a la sinergia que surge con el sector agrícola, junto al que optimizan la gestión de residuos constituyendo “la base de nuevas industrias en el ámbito rural, generando valor económico en lugar de costes a los productores”.

 

Además, la utilización de biocarburantes incide positivamente en muchos otros aspectos que se relacionan con los Objetivos para el Desarrollo Sostenible de la ONU, ya que:

Proporcionan una fuente de energía asequible y no contaminante.

  • Favorecen la implantación en todos los territorios de nuevas industrias locales.
  • Promueven la creación de nuevos puestos de trabajo y de un crecimiento económico igualitario.
  • Genera mayor calidad de vida en las zonas rurales.

“Es decir, la necesidad de sustituir los combustibles convencionales procedentes de fuentes fósiles por biocarburantes para frenar el calentamiento global supone, en paralelo, un cambio de paradigma social que debe conducirnos a sociedades más justas”, ratifica.

Para José Antonio Odriozola, es difícil que los objetivos de sostenibilidad adquiridos a escala global por el sector aeronáutico se cumplan con otro tipo de combustible. “A más largo plazo podemos pensar en aeronaves propulsadas por hidrógeno, pero los retos para su implementación son aún muy importantes”, expone. Por otro lado, la propulsión eléctrica se enfrenta al elevado peso de las baterías, lo que hace inviable su utilización. “La densidad energética de las mismas es demasiado baja por lo que con la tecnología actual el peso requerido para obtener la misma densidad energética por kilogramo de peso hace inviable su utilización. “En resumen, con el horizonte del año 2050 no existe alternativa al biojet para cumplir el objetivo de cero emisiones de gases de efecto invernadero”, concluye.

Ha colaborado en este artículo…

José Antonio Odriozola es licenciado en Químicas por la Universidad de Sevilla, y Catedrático de Química Inorgánica por el mismo centro.  Es coordinador del Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología de Nuevos Materiales de las universidades de Extremadura y Sevilla desde su creación en 2009, y del panel de Ciencia y Tecnología de Materiales de la Agencia Nacional de Evaluación y Prospectiva (en la actualidad Agencia Española de Investigación) desde enero de 2004 a diciembre de 2006.

Ha sido profesor visitante de las Universidades de Estrasburgo (Francia), Rennes (Francia), Universidad Nacional Autónoma de México, Huazhong University of Science and Technology (China), Beijing Forestry University (China)

Ha publicado más de 400 artículos en revistas científicas internacionales y tres libros, dirigido 40 tesis doctorales y depositado 13 patentes para la Universidad de Sevilla, Petrobrás (Brasil), Acerinox (España) y Cernix (Francia).

A lo largo de su trayectoria, ha dedicado años al estudio de procesos catalíticos relacionados con la energía y el medioambiente, en particular a la síntesis de nuevos combustibles y productos de alto valor añadido a partir de biomasa residual.

 

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