ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE LA PRODUCCIÓN DE LACTATO DE METILO A PARTIR DE GLUCOSA

Abstract

En las últimas décadas, la intensificación de la actividad económica ha provocado un aumento en el consumo de recursos naturales y en la generación de residuos, contribuyendo a la crisis de cambio climático con los problemas ambientales y socioeconómicos que esta conlleva. Por ello, muchos gobiernos y entidades están promoviendo la economía circular como un modelo de referencia para frenar esta crisis. Además, se han comprometido a cumplir con las metas de los Objetivos de Desarrollo Sostenible para 2030.

Enmarcado dentro de este contexto de economía circular, este trabajo se centra en el análisis de ciclo de vida de un proceso industrial basado en la reacción química entre la glucosa y el metanol para obtener metil lactato. Este tipo de análisis cuantifica y compara los impactos ambientales de un producto o proceso, y sigue las etapas marcadas en la norma ISO 14040.

Este estudio se basa en una de las transformaciones de biomasa llevadas a cabo en la Universidad Rey Juan Carlos bajo el proyecto FRACTION. Este, desarrollado entre 2021 y 2024 bajo el programa Horizon 2020 de la Unión Europea, pretende crear conexiones entre bioindustrias y proveedores de materias primas para alcanzar un modelo de economía circular. Para este propósito se estudian alternativas de uso industrial de los componentes resultantes del fraccionamiento de materia lignocelulósica.

El trabajo, como ya se ha mencionado, se centra en el proceso producción de lactato de metilo a partir de síntesis de glucosa. Para ello se han empleado los impactos generados por la producción de la glucosa recogidos en el estudio¿Comparative Life Cycle Assessment of Glucose Production from Maize Starch and Woody Biomass Residues as a Feedstock¿. Además, en el inventario, se han partido de los datos obtenidos en el trabajo ¿Diseño conceptual de una planta de producción de lactato de metilo vía condensación retroaldólica de carbohidratos¿ para la definición de las etapas del proceso y para la obtención de los valores de entradas y salidas de materia y energía totales.

Las categorías de impacto ambiental analizadas han sido el calentamiento global, agotamiento de combustibles fósiles, toxicidad humana, agotamiento de la capa de ozono, formación de material particulado y acidificación terrestre. Como resultados del caso base, se ha podido observar que la etapa que mayor afecta a estas categorías es la de acondicionamiento debido al origen de la corriente de metanol empleada. Este, que parte de proceso de reformado de biomasa, se ha modificado en el análisis de alternativas para estudiar su efecto. Al cambiar el origen por uno como subproducto de un proceso químico no se ha obtenido una mejora salvo en la toxicidad humana, por lo que se concluye que el caso inicial es mejor ambientalmente.

También, se ha concluido que las primeras dos destilaciones presentan altos aportes debido la energía térmica que necesitan. Además, la última destilación tiene también un alto impacto por los residuos generados a la tecnosfera independientemente de si es la ¿Destilación 3 o 4¿. No obstante. En el análisis de las configuraciones alternativas se ha podido ver que si esta corriente de ¿residuos¿ son considerados como subproductos que puedan ser empleados en otra industria el impacto ambiental del proceso general disminuye. Un ejemplo de uso de esta corriente de mezcla de metanol y azúcares es en la producción de tripsinógeno recombinante de camarón en cultivos continuos.

Finalmente, si se parte de este modelo de economía circular en el que se emplean los subproductos generados en otras industrias, se concluye que la generación de lactato de metilo a través de biomasa lignocelulósica procedente de residuos forestales en un proceso competitivo. Para ello, se ha comparado con el proceso de producción de ácido láctico por el método químico tradicional, al que posteriormente habría que añadir los impactos de transformación de ácido al éster estudiado.