Producción de ésteres de ácidos grasos a través de nanotecnología con propiedades prometedoras como biodiésel

En un estudio publicado en la prestigiosa revista Applied Catalysis B: Environmental el investigador y profesor senior del Instituto de Ciencias Químicas Aplicadas de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Chile, Dr. Juan Matos Lale y la Dra. Silvania Lanfredi de la Escuela de Tecnología y Ciencias de la Universidad Estadal de São Paulo, sintetizaron un conjunto de materiales para la incorporación de cobre (Cu) y potasio (K). Estos elementos fueron intercalados en la estructura huésped del CaTiO3 mediante pirólisis por pulverización, método prometedor dentro de la nanotecnología actual, lo que les permitió preparar esferas huecas con una alta reproducibilidad química y estructural.

Los motores a combustión por diésel y/o biodiésel, generan menos emisiones de gases contaminantes y sustancias perjudiciales para la salud, como dióxido de carbono, hollín o benceno en comparación con la gasolina tradicional. Su cadena de producción está enmarcada dentro de los procesos sustentables debido a que se genera desde aceites derivados de biomasa y/o aceites gastados, por lo que tiene una especial importancia dentro de la hoy llamada bioeconomía.

El tamaño global del mercado actual se ha estimado en USD 28.1 billones en 2016. Se espera que la creciente demanda de biodiesel para reemplazar una fracción del combustible fósil tradicional en aplicaciones de automoción y generación de energía impulse el crecimiento de la industria en los próximos años alcanzando un mercado de USD 36.5 billones en el 2025.

El amplio alcance de I + D en la selección de materias primas y en el diseño de catalizadores eco amigables se espera que brinden oportunidades para los nuevos actores de la industria. «De allí la enorme importancia del trabajo publicado por nuestra Universidad» comenta el Dr. Juan Matos y agrega «trabajar a nivel de partículas nanoestructuradas ha permitido controlar la morfología del catalizador en forma de esferas huecas con el tamaño molecular apropiado para que la reacción fuese lo más eficiente posible».

Dr. Juan Matos Lale. Investigador y profesor senior del Instituto de Ciencias Químicas Aplicadas de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Chile

Es decir, los materiales sintetizados se diseñaron como un traje «hecho a la medida» «permitiendo el ingreso del aceite de soya en la estructura hueca del sólido, y una vez allí, sufrir la conversión catalítica controlada promovida por su íntimo contacto con la fase activa, compuesta de CaTiO3 y sus elementos de dopaje, en este caso Cobre y Potasio, los cuales han permitido el control de la selectividad además de lograr rendimientos de hasta 89%» comenta el investigador.

El estudio sintetiza un conjunto de materiales basados ??en un material biocompatible como el CaTiO3 el cual fue empleado como huésped para la incorporación de cobre (Cu) y potasio (K) como agentes de dopaje. Estos elementos fueron intercalados en la estructura CaTiO3 mediante pirólisis por pulverización. «Estos materiales se estudiaron como catalizadores heterogéneos prometedores en la reacción de transesterificación para la producción de ésteres de ácidos grasos (FAEE) por la ruta etílica. Esta mezcla de ésteres demostró tener propiedades prometedoras para su empleo como biodiésel, es decir como combustible eco amigable» concluye el Dr. Juan Matos.

Dra. Silvania Lanfredi de la Escuela de Tecnología y Ciencias de la Universidad Estadal de São Paulo

 

Importancia del trabajo colaborativo

«En estos tiempos de pandemia, donde los recursos se deben optimizar, debemos resaltar que el presente artículo es un claro ejemplo de trabajo interdisciplinar y articulación entre grupos diferentes de investigación, promoviendo así las sinergias y las buenas prácticas en I+D+i» señala el Dr. Juan Matos sobre que la publicación fue posible gracias a la participación de otros grupos de investigación de Brasil, Chile, Francia y Argelia, quienes han contribuido sustancialmente en el trabajo.

En la actualidad, luego de más de 10 años de colaboración los profesores Matos y Lanfredi se encuentran en conversaciones para facilitar la consolidación de un convenio interinstitucional en investigación y desarrollo entre ambas universidades.

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