Un arbusto tropical venenoso ayudó a los científicos a mejorar los biocombustibles

Un equipo de científicos rusos descubrió un método para mejorar la producción de biodiésel gracias a un peculiar arbusto tropical venenoso. El método de procesamiento desarrollado usando el procesamiento en redes neuronales reducirá los costos de producción, especialmente para los países de África y Sudamérica, donde la nuez crece en abundancia.

El biodiésel es un éster metílico con ácidos grasos de cadena larga derivado del aceite vegetal y las grasas animales. Los especialistas señalan que presenta varias ventajas frente al gasóleo derivado del petróleo. El uso de ese combustible reduce las emisiones de gases de escape, partículas e hidrocarburos no quemados. El biodiésel tiene una biodegradabilidad mejorada y no es tóxico y puede utilizarse en cualquier motor diésel en estado puro o en mezclas.

Según los expertos, los principales problemas de la producción de biodiésel son la alta viscosidad, la escasa volatilidad y la polinsaturación o presencia de una cadena de hidrocarburos con dos o más dobles enlaces carbono-carbono. Para resolverlos, los científicos recurren a diversos procesos químicos, uno de los cuales es la transesterificación.

Se trata de un método seguro para modificar las propiedades físicas y químicas de los ésteres (grasas, aceites) mediante el intercambio de residuos ácidos entre grasas. Es muy utilizado por los fabricantes de grasas especiales en Europa y en la antigua URSS.

Semillas, nueces y aceite de Jatropha curcas (nuez de Barbados)

© Foto : Jaime Espinosa-Tasón

Científicos de la Universidad Técnica Estatal de Don (DonSTU) y del Centro Federal de Agroingeniería Científica (FNAC VIM, por sus siglas en ruso), como parte de un equipo de investigación internacional utilizaron el procesamiento en redes neuronales para optimizar los parámetros del proceso de transesterificación de aceites vegetales derivados de semillas de nuez de Barbados (Jatropha curcas) y predecir las características del biodiésel producido. Según afirmaron, esto mejorará la calidad del combustible resultante y la precisión de su predicción de volumen y también reducirá los costos laborales del proceso de producción.

"Como resultado del trabajo realizado se clasificaron los parámetros más importantes del proceso de transesterificación en función de su máxima influencia en las propiedades del biodiésel", declaró Vadim Bolshev, jefe del laboratorio de investigación Complejos eléctricos inteligentes de máquinas agrícolas de la DonSTU.

Agregó que se determinó una correlación positiva entre la temperatura y la duración del proceso y una correlación negativa entre el contenido de metanol y la concentración de catalizador.

Los investigadores señalaron que una comparación de las métricas de calidad del modelo resultante con otros modelos de entrenamiento automático demostró la superioridad de su desarrollo propuesto. Según los científicos, la precisión de la predicción del volumen y la viscosidad del biocombustible resultante mejoró en un 10% y un 8%, respectivamente.

Según los científicos, el estudio es especialmente relevante para los países de África y Sudamérica, donde la nuez de Barbados crece como mala hierba. Se ha cultivado a escala industrial en la India y China después de que los expertos lo señalaran como uno de los mejores candidatos para la futura producción de biodiésel.

El equipo científico internacional (incluyendo los investigadores de la Universidad de Petróleo y Energía de Dehradun, la India) planea continuar el trabajo para mejorar la calidad de la predicción del modelo de aprendizaje profundo, aumentando el número de datos entrenados, así como entrenando el modelo en un tipo diferente de materias primas. Además, es necesario llevar a cabo la evaluación técnica y económica, energética y exergética de la eficiencia térmica, así como la evaluación del ciclo de vida del modelo en la producción de biodiésel.

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