Muchos vehículos ahora usan combustible de etanol. Si observa el proceso de producción, puede confundirlo fácilmente con una cervecería y no estaría demasiado lejos de la verdad. El proceso consiste en fermentación, destilación y deshidratación como medio para extraer finalmente el combustible como producto refinado.

Lo que está hecho De
El etanol es principalmente un producto natural y proviene de cultivos como el maíz, el grano y la caña de azúcar. Esto lo hace altamente sostenible en un entorno donde los productores conscientes de la energía están siendo empujados a alejarse de los combustibles fósiles. En un cultivo sostenible, hay espacio suficiente para cultivar alimentos, así como cultivos de combustible, y podría ser muy ventajoso para los agricultores en los próximos años. Todos los subproductos naturales de estos cultivos se pueden transformar en algún tipo de biocombustible para beneficiar a las masas y mantener la vida verde.

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El proceso de producción
El proceso de creación de etanol como combustible comienza con la fermentación microbiana de azúcares naturales. Antes de que este proceso pueda comenzar, algunos productos deben someterse a un proceso de sacarificación. Este proceso convierte los carbohidratos naturales, como el almidón y la celulosa, en azúcar por medio de enzimas. Al igual que con la producción de alcohol, estos azúcares se destilan. Una vez que se completa este proceso, se lleva a cabo el proceso de deshidratación.

Destilación de la mezcla
Para que el etanol se convierta en un combustible viable, debe eliminarse el agua dentro de su estructura. La destilación eliminará la mayor parte de ella, pero reduce la pureza a alrededor del 96 por ciento. Esto reduce la eficacia, por lo que se deben realizar más procesos para crear una versión más pura. Por lo tanto, la deshidratación es otra etapa en la que se promueve el proceso para producir el producto final.

El Proceso de deshidratación
La deshidratación consiste en cinco etapas básicas para eliminar completamente la mezcla de agua de etanol azeotrópico. El proceso inicial se llama «destilación azeotrópica», en la que se agregan ciclohexano y benceno. Esta combinación crea una mezcla azeotrópica heterogénea de una mezcla de vapor/líquido/líquido. Cuando se destila, provoca la producción de etanol anhidro. También produce una mezcla vaporosa de ciclohexano, benceno y agua, que, cuando se condensa, se transforma en un líquido de dos partes. A partir de ahí se añade un componente ternario para aumentar la volatilidad del etanol.

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Preocupaciones medioambientales
Las plantas de combustible de etanol deben prestar especial atención a las políticas de ahorro de energía. Esto ha llevado a algunas empresas a buscar formas de reducir los costos de procesamiento, así como el impacto ambiental. Algunos se han convertido en defensores de cortar el proceso de destilación en favor de la deshidratación simple. Esto requiere el uso de tamices para eliminar molecularmente el agua del combustible de etanol. Hay muchos otros métodos que se están investigando y considerando para hacer el proceso más simple, más corto y menos costoso, pero todavía están en revisión.

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Pros y Contras del combustible de etanol

Los Estados Unidos y Brasil son los mayores consumidores y productores de combustible de etanol. Muchos vehículos estadounidenses en la carretera hoy en día son vehículos de combustible flexible, que son capaces de funcionar con una mezcla de gasolina y etanol. La mayoría de los vehículos de combustible flexible en la U.S. Permita mezclas de 10 por ciento de etanol y 90 por ciento de gasolina. En Brasil, muchos automóviles funcionan con combustible de etanol E85, o 85 por ciento de etanol. Debido a la presión para ser independientes de la energía y más conscientes del medio ambiente, los combustibles alternativos como el etanol se han convertido en una fuente importante de combustible. El combustible de etanol tiene, por supuesto, ventajas y desventajas.

Producción de combustible más ecológico
La producción de etanol genera menos emisiones de efecto invernadero que otros combustibles. El proceso de producción incluye el cultivo, que requiere equipos a diesel que emitan contaminación. El proceso también implica la destilación o separación de agua del alcohol, que generalmente utiliza energía eléctrica que genera carbón. Pero producir etanol a partir de maíz en lugar de gasolina reduce las emisiones de efecto invernadero en un 13 por ciento, según los investigadores. Esta reducción también se puede aumentar en el futuro mediante la mejora de la tecnología y el uso de fuentes como switchgrass en su lugar.

Balance energético positivo
Muchos críticos del etanol creen que se necesita más energía para producir etanol de la que proporciona como combustible. La razón es que el etanol disminuye el kilometraje de un automóvil. Sin embargo, un estudio revela que el combustible de etanol del maíz crea un balance energético positivo. La producción de etanol crea varios subproductos y productos valiosos como el aceite de maíz.

Precio fluctuante
El precio para llenar con etanol varía mucho y fluctúa de manera diferente al de la gasolina. En el pasado, el etanol se ha vendido por casi 30 centavos menos por galón en comparación con la gasolina normal. Sin embargo, el etanol también se ha vendido por 80 centavos más que la gasolina. Estos cambios y diferencias de precios se deben generalmente a la ubicación regional. Por ejemplo, es probable que el etanol sea más barato en el Medio oeste, donde se cultiva más maíz.

Menor kilometraje
El etanol contiene naturalmente menos energía que la gasolina. El desafortunado resultado es una disminución del kilometraje de un 20 a un 30 por ciento para los vehículos que funcionan con combustible alternativo. Para las personas que viven en áreas donde el etanol es más caro, la gasolina puede ser especialmente más barata de comprar. Sin embargo, hay tecnologías de motor que disminuyen este efecto de kilometraje y se encuentran en algunos vehículos de combustible flexible.

Infraestructura deficiente
Hay una falta de instalaciones de producción de etanol para que el combustible se utilice más ampliamente. Como resultado, también hay una falta de estaciones de servicio de etanol. La mayoría de estas estaciones se encuentran en el Medio oeste, donde la producción de etanol es más alta. Muchos conductores que tienen automóviles de combustible flexible solo se llenan de gasolina en lugar de la mezcla de combustible. Es evidente que se necesita más distribución y producción antes de que el etanol pueda llegar a ser tan accesible como la gasolina convencional.

Cómo funciona una pila de combustible de etanol

Una pila de combustible de etanol es una alternativa a un motor de combustión interna tradicional. En una pila de combustible, la tasa de conversión de combustible es del 40 al 50 por ciento, en comparación con el 15 al 20 por ciento con un motor de combustión interna. Debido a que la membrana de la célula debe mantenerse limpia, la opción lógica de combustible es etanol limpio e hidratado.

Una pila de combustible se puede comparar con una batería. En una pila de combustible hay dos electrodos, un ánodo y un cátodo, separados por una membrana de intercambio de protones. El ánodo en un extremo actúa como el extremo positivo y el cátodo en el otro extremo actúa como el extremo negativo. Un lado contiene un combustible a base de hidrógeno, en este caso etanol, y el otro es a base de oxígeno. Alrededor de la membrana de intercambio de protones hay un catalizador electrolítico. Cuando el combustible y el oxígeno pasan a través de los electrolitos y se mezclan, se produce energía. Mientras se reponga el combustible, la célula continuará produciendo energía hasta el momento en que la membrana o el catalizador se ensucie o dañe demasiado para continuar la producción.

Donde se usan
Las pilas de combustible de etanol todavía están en desarrollo, pero se pueden usar para impulsar automóviles y camiones. Cuanto más avanzada sea la tecnología, más prevalecerán las células. También se pueden usar para alimentar otras fuentes de transporte, incluidos scooters, autobuses, trenes y aviones, y hospitales, negocios y edificios de oficinas. Las aplicaciones son infinitas y crecen a diario. Los objetivos de la industria tienen pilas de combustible que finalmente se utilizan de manera similar a las baterías que se usan ahora, para alimentar teléfonos celulares, computadoras portátiles y otros tipos de tecnologías de comunicación.

Por qué las pilas de combustible de etanol son importantes
Tecnología de combustible limpio, automóviles y camiones de combustible flexible, desarrollo de biodiésel, disminución de la dependencia de los combustibles fósiles; todas estas tecnologías están allanando el camino para que los Estados Unidos pongan fin a su dependencia de los combustibles fósiles. En estas tecnologías se incluye el uso de etanol como combustible o aditivo de combustible. A medida que aumenta nuestra necesidad de fuentes de combustible y energía, crece el impulso para desarrollar tecnologías como la pila de combustible de etanol, con el fin de crear producción y transporte de energía que sea más limpio de operar y sostenible.

Metanol vs Etanol
Tanto el metanol como el combustible de etanol se encuentran entre las alternativas más ecológicas a la gasolina. Ambos ofrecen una menor dependencia de los combustibles fósiles y utilizan, al menos en parte, materiales sostenibles como fuente. Cual de ellos ofrece la mejor solución como combustible?

Costo
Es más barato producir combustible de metanol que producir combustible de etanol. Eso le da una clara ventaja. Una mayor variedad de materiales, tanto los materiales de biomasa como el carbón y el gas natural, se pueden explotar para producir metanol, mientras que el etanol es esencialmente alcohol de grano, también conocido como aguardiente casero. En términos de seguridad, el metanol y el etanol no son iguales en absoluto. El metanol es mucho más seguro, en gran parte debido al hecho de que es mucho menos inflamable. En el lado del etanol, es mucho menos tóxico que el metanol.

Energía
El metanol contiene solo el 67 por ciento de la energía de la gasolina por galón, mientras que el etanol tiene el 75 por ciento de la energía de la gasolina por galón. Lo que esto significa es que ninguno de los dos maneja el mismo kilometraje por galón. Esa cifra se compensa por el hecho de que son más baratos de producir. Manejan un kilometraje mucho mayor por dólar. A medida que los precios del gas continúan aumentando, el metanol y el etanol se convierten en mejores ofertas.

Corrosión
El combustible de metanol necesita aditivos para funcionar en el motor de un automóvil, de lo contrario puede causar corrosión. El combustible de etanol, por otro lado, puede funcionar en un motor de gasolina estándar sin ningún ajuste. Si el motor ha sido modificado para funcionar con metanol, también podrá funcionar con etanol o gas normal.

Cualidades verdes
Tanto el metanol como el etanol son biodegradables y se disolverán en contacto con el agua. Esto los convierte en una opción mucho mejor para el medio ambiente que la gasolina. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, como el etanol se produce a partir de materia vegetal, debe tener en cuenta la energía gastada en el crecimiento de esas plantas. Cuando se descompone, el etanol no es tan verde como afirman sus defensores. Se necesita mucha más energía para producir un solo galón de etanol que para producir un galón de metanol, ya que casi cualquier cosa se puede usar para producir eso. Abastecer las necesidades de combustible de la nación con etanol significaría entregar toda la tierra agrícola a la producción de maíz, que podría usarse para producirla, y esa no es una solución factible.

Etanol E85
El etanol E85 es una mezcla de etanol y gasolina. Es 85 por ciento de etanol y 15 por ciento de gasolina. Se quema más limpiamente que la gasolina, y ayuda a estirar aún más el suministro finito de gas. Sin embargo, el kilometraje en un automóvil no es tan bueno como un gas normal. El aumento de la contaminación del aire se compensa con la falta de kilometraje, lo que supone un compromiso incómodo, con el metanol todavía por delante como combustible.

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