Nos dirigimos hasta la bahía de Las Ventanas, en la comuna de Puchuncaví, Región de Valparaíso, un lugar característico por la emanación de gases de las termoeléctricas y la contaminación. Durante años, la chimenea de Ventanas ha sido foco de discusión debido a las emisiones de gases tóxicos que emana, las que afectan principalmente a la población y al medio ambiente.

En la localidad de Ventanas, comuna de Puchuncaví  y teniendo en cuenta los antecedentes de emanación de gases tóxicos, en el año 2005 surgió la idea de generar un proyecto que ayudara a minimizar de alguna manera este impacto. Andrea Irarrázaval, gerente general de Clean Energy nos cuenta su motivación por producir biocombustibles utilizando estas emanaciones de la chimenea. “Mi motivación fue netamente social y medioambiental, soy asistente social e hice la práctica en la comuna de Puchuncaví, hace mucho años,  ahí pude apreciar el  problema y nació la inquietud de buscar una alternativa que contribuyera a las condiciones ambientales de la zona” nos cuenta.

Irarrázaval, visualizó la forma de contribuir al medio ambiente a través de las algas, comenzó la investigación junto a sus colaboradores el año 2005, sin embargo recién en 2007 lograron certificar la producción de biodiesel para constituirse, el año 2009, como Clean Energy, una  empresa biorrefinadora de producción de biocombustibles  a partir de microalgas.

En terreno

En las instalaciones, pudimos apreciar la chimenea de la termoeléctrica AES Gener, que emana gases al medioambiente proveniente de sus procesos productivos,  15 metros más abajo, visualizamos el conducto que desvía parte de esas emanaciones al cultivo de microalgas de Clean Energy. “Aprovechamos la capacidad que tienen las microalgas, de utilizar los gases de efecto invernadero que se generan en la producción de energía, para producir más biomasa de microalgas. A la vez ellas  utilizan estos gases y los capturan para crecer”  comenta Viviana Valdivia, Ingeniero civil químico, encargada del cultivo.

Se trabaja con una cepa de microalgas recolectada inicialmente desde la misma bahía de Ventanas, “es una cepa local, acostumbrada a las condiciones climáticas y ambientales, con adaptación a los gases de la chimenea. Estas microalgas,  tienen ciertas características que las hacen soportar las concentraciones de gases” agrega Valdivia.

En general, el contenido de carbono en las algas corresponde al 50% de su biomasa aproximadamente y puede constituir un promedio del 41%  del peso seco del fitoplancton. El carbono, es asimilado por la microalga durante el proceso de  fotosíntesis, en este caso, el carbono (en forma de co2) proviene directamente de los gases de la chimenea de la termoeléctrica AES Gener.

A partir de la cepa aislada de microalga, se comenzó a cultivar en condiciones controladas de temperatura y luz. Al cultivo, se adiciona una inyección de CO2, éste suministro sirve como regulador de pH en los cultivos de microalgas favoreciendo su crecimiento.

 Los  gases se entregan en un flujo continuo que pasa por un analizador que indica la cantidad de co2 que se entra al sistema. El gas entra directamente a los fotobiorreactores donde se encuentran creciendo las microalgas. La cantidad de células por ml. del cultivo aumenta rápidamente  gracias a esta adición de co2.

Fotobiorreactores

Clean Energy cuenta con 32 fotobiorreactores de panel y 10 tubulares. Cada uno de los reactores tiene una entrada individual de gases y un  flujómetro donde se regula “la entrada del gas a cada fotobiorreactor y éste es el que efectúa la agitación al interior del sistema” cuenta Viviana Valdivia, quien agrega que “tenemos flujos ascendentes y descendentes para tener una mezcla homogénea dentro del reactor”.

El sistema de fotibiorreactor está constituido por cerca de 40 celdas que  están unidas  en la parte superior e inferior dejando una zona común. Celda por medio tiene un difusor que inyecta gas. El espesor del fotobiorreactor no supera los 2 centímetros “Estamos trabajando a tres condiciones de concentración de biomasa para establecer cuál es  la mejor para una intensidad lumínica específica y un sustrato particular”. Indica Valdivia, “estamos buscando condiciones operacionales ideales para una condición ambiental específica,  que nos garantice una alta tasa de captura y por ende una alta producción de biomasa”, asevera.

Se trabaja con un sistema semicontinuo, “vaciamos cierta cantidad de microalgas del fotobiorreactor, rellenamos con medio de cultivo nuevo y ya tenemos inoculado nuestro reactor nuevamente,  no partimos de cero”.

Obtención de Biodiesel

La cosecha se realiza una vez al día dependiendo de las condiciones climáticas. Ésta cosecha se flocula y luego se decanta, esto genera  una porción concentrada de microalgas. Luego ésta  se seca, se hace la extracción de aceite y  finalmente, el aceite se transforma en biodiesel.

Utilizando el equipo de separación de fases, se recupera sólo la fase sólida, obteniendo una pasta concentrada de microalgas, ésta se  seca para continuar con el proceso de producción de biodiesel “o bien se puede utilizar para quema directa de biomasa seca la que podría servir para una caldera de biomasa por ejemplo”, comenta Valdivia.

Secado

El secado depende de la humedad ambiente “nosotros estamos sacando una pasta de 80% de humedad y lo secamos a temperatura ambiente con energía solar, para efectos de análisis lo hacemos en laboratorio con estufa” comenta la encargada del cultivo. La extracción de aceite se realiza a través de un método químico, llamado extracción por solventes “actualmente lo hacemos así, a  escalas mas grandes hay que hacer una evaluación técnica para identificar  un  método que permita trabajar a bajo costo y que entregue altos porcentaje de eficiencia. Hoy en día, Para efectos de análisis trabajamos con método convencional”, precisa Valdivia.

Extracción

La extracción, consiste en someter las muestras a extracciones sucesivas con solvente orgánico “por temperatura el solvente ebulle, sube como vapor. Se condensa con un refrigerante y empieza a caer. Al hacerle varios lavados, se va disolviendo todo el aceite, y se colecta sólo aceite porque el solvente se evapora” nos cuenta Valdivia. El aceite recuperado se convierte finalmente  en biodiesel.

El aceite se convierte en biodiesel a través de un proceso llamado  transesterificación.  “La microalga seca se pone en un equipo llamado Soxhlet, con ese aparato se separa el aceite del resto de las partículas, le ponemos metanol y Koh para producir biodiesel. Una vez que haces el proceso obtienes glicerina y biodiesel, se separa por parte y es muy fácil de identificar, en este caso el remanente es la glicerina. El biodiesel se puede purificar dependiendo de las normas que deba cumplir”.

Hasta el momento este cultivo se realiza a nivel de laboratorio, como planta piloto, dentro de las dependencias de AES Gener. Ambas empresas tienen un acuerdo de colaboración en el cual Gener facilita un espacio físico para realizar pruebas y otorga la autorización para utilizar las emisiones de gases, por su parte Clean Energy, financia 100% de la investigación e implementación para el proyecto. En este sentido, se han adjudicado dos proyectos Corfo, que han aportado al 10% del capital.

A futuro se espera tener una producción industrial en 100 hectáreas de cultivo la que capturará un 6-7 % de las emisiones anuales de CO2 de la planta de Ventanas 1 de AES Gener  y producirá unas 5.400 toneladas de biodiesel al año. Este proyecto, contempla además trabajos en las centrales termoeléctricas de Mejillones, Huasco y Tocopilla. Lo que contribuirá  a la reducción de emisiones de CO2 en esas zonas. El proyecto contempla además la producción de biogás y realizar innovaciones técnicas para reutilizar las corrientes de agua que utiliza la termoeléctrica para enfriar sus equipos. “Estamos viendo la posibilidad en el extranjero de conseguir capital de riesgo para invertir en este proyecto”, finaliza Andrea Irarrázaval, gerente general y creadora de esta iniciativa.