Colombia es un país que posee una gran diversidad de fuentes renovables, como lo es la biomasa, y en particular los residuos agroindustriales. Alrededor de 72 millones ton/año de residuos agroindustriales de biomasa se generan en el país. Aunque estos residuos son abundantes y de bajo precio su disposición final en la mayoría de los casos genera problemas ambientales adicionales, es así como surge la oportunidad de convertirlos a productos químicos de alto valor agregado con altos rendimientos y selectividades y a bajo costo.
Dentro de todo el panorama agrícola del país, el sector palmicultor se presenta como el segundo sector más importante que genera biomasa residual por hectárea cultivada en comparación con otros cultivos agroindustriales como el cacao, caucho, tabaco, algodón, caña de azúcar, caña panelera, entre otros. En el 2017 se reportó un área sembrada de 500.000 ha, distribuida principalmente en los departamentos del Meta, Casanare, Cesar y Santander. Lo que convierte a Colombia en el cuarto productor de aceite de palma en el mundo y el primero en América, con una producción a 2017 de 1.6 millones de toneladas de aceite lo que implica una producción igual de residuos.
Los subproductos asociados a la producción del aceite de palma africana son en mayor proporción la Tusa (2023 %), Fibra (1114 %) y el cuesco (57 %) 2,3. Estos residuos no se reciclan de manera efectiva para otras aplicaciones, y las prácticas de eliminación existentes pueden causar impactos adversos en el medio ambiente. Esta abundancia de residuos no solo es una oportunidad para la generación de productos de mayor valor agregado, sino que también presenta un desafío para su adecuada disposición.
Al ser estos residuos una biomasa lignocelulósica fácilmente disponible, tiene el potencial de ser materia prima de bajo costo para la conversión en productos de mayor valor que pueden reemplazar los productos obtenidos a partir de la petroquímica. Entre estos compuestos se encuentran el furfural y el sorbitol, que serán objeto de estudio en este proyecto, los cuales serán obtenidos a partir del residuo lignocelulósico de la palma de aceite vía catálisis heterogénea. Así mismo y dada la composición química de estos residuos, estos pueden ser convertidos en materiales carbonosos con elevada área superficial y diversa porosidad con potencial aplicación en electrodos para sistemas de almacenamiento de energía, entre ellos como cátodo para baterías Li-S de interés en este proyecto. De igual manera, puede ser estructurado como soporte carbonoso para su uso en catalizadores heterogéneos en múltiples procesos catalíticos.
De esta manera el proyecto estará enmarcado en el Foco 4. Bioeconomía, biotecnología y medio ambiente, y de manera más específica en el ámbito de bioprospección y bioprocesos, encaminado a la generación de bioproductos mediante un procesamiento sustentable de la biomasa para proveer bienes y servicios a la sociedad.
Se espera que los resultados de esta investigación aporten conocimiento clave sobre la obtención de compuestos químicos y precursores de combustibles con potenciales sustitutos a aquellos obtenidos desde la petroquímica. Además, esta información es de utilidad para el sector agroindustrial que está interesado en darle valor agregado a sus residuos. Los grupos proponentes cuentan con experiencia en los procesos de valorización de la biomasa y en el área de diseño y estudio de sistemas catalíticos |