Una startup con sede en Tel Aviv, Israel, llamada HCL-Cleantech acaba de reinventar una técnica centenaria denominada como proceso Bergius, logrando como resultado un método más económico para producir etanol a partir de biomasa. El proceso utiliza ácido hidroclórico concentrado (HCL) para descomponer la biomasa en azúcares, aunque hasta ahora ha resultado demasiado caro como usarse a nivel comercial. Sin embargo, la compañía afirma que ha desarrollado un método para reciclar el 42 por ciento del HCL, volviéndolo a bombear al sistema y, por tanto, reduciendo los costes de producción del etanol.

“El único aspecto realmente innovador acerca de lo que hacemos reside en la recuperación del ácido, que cuesta un 10 por ciento menos de lo que solía costar,” afirma Eran Baniel, director de la compañía. Esto ha despertado el interés de una serie de compañías en los Estados Unidos, y recientemente HCL-Cleantech recibió recibió una inversión de capital de 5,5 millones de dólares por parte de los inversores en energía limpia Khosla Ventures y Burrill and Company, para la construcción de una planta piloto en los Estados Unidos.

Para generar etanol a partir de fuentes celulosas tales como las astillas de madera y los rastrojos de maíz, la materia prima debe ser primeramente dividida en tres partes: lignina, celulosa con alto contenido en azúcar y hemicelulosa. Más tarde, estas dos últimas partes se deben convertir en azúcares, que más tarde se pueden fermentar en etanol gracias a organismos como la levadura. La tecnología de etanol convencional utiliza una solución de ácido diluido durante una fase de pre-tratamiento para separar la lignina de la celulosa y la hemicelulosa. Una serie de costosas enzimas se encargan de descomponer la celulosa y la hemicelulosa en azúcares simples.

A modo de alternativa más económica, HCL-Cleantech utiliza una solución de HCL concentrada y más potente que combina las dos primeras fases de la producción de etanol, separando las fuentes de celulosa y descomponiéndolas en azúcares fermentables al mismo tiempo. Baniel afirma que la hidrólisis del ácido es capaz de exprimir hasta un 97 por ciento de los azúcares a partir de fuentes celulosas como la madera. El uso del HCL también reduce la cantidad de productos no deseados que normalmente se generan al usar soluciones de ácido más diluido. Es más, esta reacción de ácido concentrado se puede dar a temperaturas bajas, lo que reduce la cantidad de energía necesaria para que el sistema funcione.

No obstante, reciclar el HCL ha resultado ser todo un reto. Los investigadores han descubierto que al mismo tiempo que el HCL descompone las fuentes celulosas como la madera en azúcar, forma una serie de fuertes uniones con el agua que son difíciles de romper. Las industrias dedicadas al reciclaje del HCL, tales como los fabricantes de ácido cítrico, utilizan unos costosos métodos de altas temperaturas y alta presión para evaporar el agua, con lo que se aisla el HCL.

En vez de esto, a los científicos que desarrollaron la tecnología para HCL-Cleantech se les ocurrió una forma más económica para separar y reciclar el HCL. Desarrollaron un disolvente que atrae al ácido hidroclórico. Mezclaron este disolvente con la solución de HCL y agua, y descubrieron que le disolvente rompía la unión HCL-agua y extraía el HCL de la solución acuosa. Después, los científicos desarrollaron un método para hacer que el disolvente soltase el HCL en forma de gas, volviéndolo a bombear dentro del sistema para que siguiera descomponiendo más celulosa.

Baniel afirma que el objetivo de la compañía es asociarse con plantas de fermentación para completar la última fase de la producción de etanol. “Cuando comenzamos, pensábamos que íbamos a necesitar recorrer el camino habitual para la producción de biocombustibles,” afirma. “Sin embargo, descubrimos que existían tecnologías para la fermentación de los azúcares que están muy por delante de cualquier otra tecnología a nuestro alcance.”

La compañía cree que su planta piloto estará lista para finales de 2010. Mientras tanto, Baniel señala que la compañía pondrá a prueba varias fases de sus procesos en varias plantas industriales de Israel para ver si la tecnología funciona de forma eficiente a gran escala.

James McMillan, director de investigación y desarrollo de procesos de refinamiento bioquímico del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, en Golden, Colorado, afirma que hay que probar la tecnología a gran escala para estar seguros de su éxito a gran escala. “Debemos probar que funciona bajo condiciones robustas y que es capaz de afrontar los problemas que ocurren en el mundo real, y todo a un precio que resulte atractivo dentro del mercado,” afirma McMillan. “Eso es que lo que hay que demostrar.” Añade que a la hora de construir la planta, la compañía puede que tenga que invertir en materiales caros para poder contener el HCL, que es extremadamente corrosivo y potencialmente volátil, especialmente en su estado gaseoso.

BlueFire Ethanol, con sede en Irvine, California, es otra compañía que también utiliza hidrólisis de ácido concentrado para producir etanol. La compañía utiliza ácido sulfúrico, que resulta ligeramente más barato que el HCL, para descomponer los azúcares de las fuentes celulosas tales como los residuos sólidos municipales y residuos de madera. John Cuzens, director técnico de BlueFire Ethanol, afirma que el reciclaje de HCL en estado gaseoso puede que ayude a mejorar la producción de azúcares. Sin embargo, advierte que HCL-Cleantech tendrá que responsabilizarse por el alto riesgo asociado con las emisiones de gases hidroclóricos.

“Durante su proceso puede que se escapen cantidades de gas cloro, y el ácido cloro es capaz de corroer cualquier cosa fuera y dentro del reactor,” afirma Cuzens. “Tienen que tener cuidado con las pasarelas de acero al carbono—prácticamente tienen que tener vigilada la planta entera.