Biocombustible con microalgas

Andrea Irarrázaval, con un equipo de expertos, lleva cinco años trabajando silenciosamente en este innovador proyecto regional, dirigido a la producción de biodiesel a partir de microalgas, que recibió un fuerte apoyo de CORFO y se traduce en una inversión de más de dos millones de dólares.

Por Maureen Berger H. / Fotografías Vernon Villanueva B.

Hace ochos años, en un viaje de negocios a Barcelona, a Andrea Irarrázaval (38), asistente social, le hablaron de la importancia que tenía nuestro país para el desarrollo de energías renovables no convencionales, “me apasionó el tema,  así que de regreso me informé de las políticas públicas y estudié las potencialidades de hacerlo en Chile. Yo trabajaba en la banca, me presentaron a unos agrónomos que tenían un proyecto de biogás; me interesó y decidí participar en él, es así como me adentré en este mercado”, recuerda esta empresaria nacida y criada entre San Felipe y Reñaca, que junto a varios expertos creó Clean Energy S.A y en cinco años ha logrado tener un proyecto que es técnica, económica y energéticamente viable en la producción de biodiesel, nada menos que con  microalgas.

A Andrea siempre le ha preocupado el medio ambiente, “en mi familia siempre hemos disfrutado de la naturaleza, recuerdo que mi abuela paterna (Amalia) no me dejaba ni cortar las flores en el campo y menos contaminar, era casi un pecado. Me marcó mucho una de mis prácticas profesionales que hice en la Municipalidad de Puchuncaví, pues en las visitas a terreno habitualmente me encontraba con gente que reclamaba por la contaminación a la que se encontraban expuestos. Que sus tierras ya “no servían para nada”. Entonces, en los viajes de regreso a mi casa, pensaba en fórmulas para mejorar esta situación, se me venían un montón de ideas… pero pasaron muchos años hasta que pude tener la fuerza y el conocimiento para darle forma”.

Hoy la empresa Clean Energy S.A está integrada por diez personas, dos ingenieros civiles bioquímicos de la PUCV (Caroline León y Viviana Valdivia), una ingeniera en bioprocesos de la PUCV (Valeria Barría), una químico de Inacap (Jeannette Álvarez), un ingeniero civil metalúrgico de la Universidad de Concepción (Christian Cruzat, gerente general), una secretaria bilingüe (Ximena Ruiz), una contadora, un ingeniero civil industrial de la UCH con magíster en la UCLA (Alejandro Carrasco), un técnico en procesos (Marcelo Romero) y yo, asistente social de la UST.

EL PRIMER GRAN PASO

“El proyecto lo comenzamos a armar a mediados del año 2006; en una conversación con Richard Aylwin de Codelco, salió la idea de hacer biodiesel en Chile. Le di varias vueltas, pero hacer cultivo de oleaginosas era muy difícil por una serie de factores que afectaban la alimentación humana (agua y suelos fértiles), e importar insumos era muy riesgoso para un suministro constante de biodiesel. Entonces, en una intensa búsqueda, me encontré con las microalgas y comencé a estudiarlas. Hasta que un día fui a Ventanas y recogí muestras de aguas de varios lugares (estero Campiche, Puerto Ventanas, la playa y hasta en el humedal), pedí pruebas taxonómicas y ahí estaban las microalgas”. Andrea, agrega “fui a buscar a mi amiga y compañera de colegio de toda la vida, Jeannette Álvarez, que trabaja como jefa del laboratorio de medio ambiente en una universidad de Santiago, y le pedí que me ayudara a aislar las cepas. Estudiamos mucho por ensayo y error, las reprodujimos en laboratorio y obtuvimos aceites que después procesamos hasta que logramos hacer biodiesel. El costo fue enorme, pero habíamos dado el primer gran paso”.

¿Por qué deciden crear energía autónoma?
Creo que la energía es un gran tema en Chile, pues el importar combustibles fósiles (aproximadamente el noventa por ciento) nos deja en una situación muy vulnerable. Solo recordar el episodio cuando Argentina nos cortó el gas, subieron todos los costos de producción. Para un país como el nuestro, cuya demanda energética aumenta de manera acelerada, impulsada por la minería, la industria creciente y el mayor consumo de los hogares, es crucial tener un suministro propio. Entonces, creo que lo que nosotros hacemos es colaborar al desarrollo social y económico desde otra perspectiva, ya que podemos instalarnos en cualquier lugar donde encontremos una fuente de CO2, que es indispensable para que las microalgas vivan. De esta manera, al reproducir las microalgas, obtenemos biomasa apta para generar biocombustibles de segunda generación. Se combinan dos opciones para la producción de energía autónoma: Uso de gases de efecto invernadero, proveniente de plantas emisoras, y procesamiento de gases en una biorefinería, mediante microalgas, para la producción industrial de biocombustibles.

¿Cómo descubrieron los atributos de las microalgas?
Cuando decidí incursionar en este proyecto, había estudiado mucho sobre el tema; por ejemplo, en Estados Unidos, hace más de sesenta años que están estudiando la forma de generar energía a partir de las microalgas. Dentro de las potencialidades de las microalgas encontramos que viven en cualquier medio acuoso, consumen altas cantidades de CO2, las nuestras solo un promedio de tres gramos de CO2 por gramo de biomasa producida, además consumen nitrógeno y otros gases contaminantes, es decir, los sintetizan. Superan en producción de aceite a cualquier otro cultivo, tienen rápida reproducción, lo que permite producción industrial ciento por ciento controlada por procesos automatizados. Se requiere de poco espacio, tienen un bajo gasto de agua por recirculación y por el tipo de fotobioreactor que usamos, controlamos la evaporación.

¿Han tenido apoyo a nivel universitario?
Sí, el proceso de síntesis de gases ha sido probado y mejorado a escala laboratorio, con la asesoría del Núcleo de Biotecnología de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Ha sido un apoyo gigante de todo el equipo, especialmente de su director, Rolando Chamy. Él nos acogió cuando estábamos partiendo y ha estado, en forma permanente, colaborando con nosotros. Hace algunos meses gestionó un convenio con el prestigioso Instituto Alemán Fraunhofer que se encargará de estudiar todos los parámetros para llegar en forma exitosa al escalamiento industrial.

¿De dónde extraen las microalgas?
Nosotros hemos hecho un trabajo largo y costoso. Hemos recolectado microalgas de distintos lugares donde existen fuentes emisoras, tenemos de Tocopilla, Mejillones, del Río Aconcagua, de la Bahía de Quintero, de Constitución, entre otras. No traemos especies introducidas, sino replicamos lo que las condiciones naturales del medio nos permiten.

¿Cómo es la cadena de procesos?
1- Caracterización de la zona en que se emplazará la planta (clima, vientos, temperaturas, radiación). 2- Estudio de los gases (origen de los gases, pruebas isosinéticas, entre otras). 3- Cultivo de cepas de microalgas, identificación de la cepa óptima. 4- Diseño de reactores para el cultivo (patentados). 5- Desarrollo de ingeniería del sistema integrado de captura de gases desde plantas emisoras (patentado), que nos permite calificar para la obtención de certificados de reducción de emisiones. 6- Producción de biodiesel, biogás, glicerol y harina de microalgas.

¿En qué se pueden emplear los productos elaborados?
Actualmente se produce biodiesel y harina de algas. Estamos estudiando la producción de biogás, etanol y otros productos como fitoesteroles, proteínas y aceites esenciales (omega 3, 6, 9). Es importante dejar claro que el proceso de Clean Energy no deja residuos, todo se reutiliza.

¿De qué manera llegan a diseñar los reactores para su cultivo, hubo muchas pruebas de fallo?
Al comprobar que podíamos obtener aceite de microalgas y procesarlo para biodiesel, el desafío técnico era cultivarlas en un sistema cerrado, de bajo costo y que, por principio, no utilizara energía eléctrica. Contratamos a una empresa de ingeniería que estudió todos los parámetros de los fotobioreactores disponibles en el mercado. Después, diseñamos, fabricamos y patentamos lo que hoy estamos utilizando. No tuvimos pruebas de fallo, hicieron un trabajo extraordinario, ya que probamos el primero y funcionó mejor de lo que esperábamos. Adicionalmente, validamos el reactor con el LNEG (Laboratorio de Energía y Geología de Portugal) líderes mundiales en bioingeniería.

¿Y el sistema de captura de gases?
El sistema de captura de gases, también es nuestro el ciento por ciento, ya que trabajamos con gases completos, nuestras algas están acondicionadas para vivir en medios agresivos. Por tanto, no necesitamos tampoco separar los gases (tiene un costo altísimo), ni utilizar energía eléctrica para moverlos, todo es parte de la ingeniería del gasoducto.

¿Cuál es el objetivo de la empresa?
Clean Energy es una empresa chilena y de la Quinta Región, que ha definido como misión contribuir al desarrollo de energías limpias, amigables con el medio ambiente, a través del desarrollo de nuevas tecnologías, orientándolas hacia un concepto de negocio sustentable, enfocada a la protección del entorno y al uso responsable de los recursos naturales, con lo cual contribuye a la mitigación del cambio climático. La idea, tal como dije anteriormente, es estimular el desarrollo industrial en zonas deprimidas económica y ambientalmente, generando opciones reales de empleo, inclusive a mano de obra no calificada, porque podemos capacitarlos, además de crear planes de mitigación ambiental para la captura de gases contaminantes.

Explícame cómo las empresas que introduzcan esta tecnología pueden optar a certificados de reducción de emisiones.
Podemos aplicar la tecnología de Clean Energy a cualquier fuente contaminante. El sistema está diseñado para informar, segundo a segundo, los gases de nitrógeno, dióxido de carbono, azufre, etc., que se están consumiendo en los fotobioreactores. Eso permite cuantificar las toneladas reducidas y optar a certificados de reducción de emisiones. Actualmente, hemos certificado que, con una instalación industrial de cien hectáreas de cultivos, podemos capturar 108.000 toneladas de CO2.

¿De qué manera les ha apoyado CORFO?
CORFO nos abrió las puertas. Primero para contratar un súper asesor por medio de la consultoría especializada. Trajimos, desde Portugal, al doctor Alberto Reis, que nos ha aportado capacidades a nuestro equipo y nos ha traspasado la experiencia del LNEG, que desarrolla biorrefinerías desde hace más de cuarenta años. Nos apoyaron con el co-finaciamiento de la construcción de la planta semi industrial que tenemos en las instalaciones de Aes Gener, en el complejo Costa (sector de Ventanas). Este aporte ha sido de aproximadamente de 144 millones de pesos. El trabajo con CORFO va más allá de la asignación de recursos, ya que el equipo de profesionales que ha estado junto a Clean Energy, ha abierto una serie de caminos y nos ha asesorado para buscar nuevas fuentes de inversión y de negocios. Hace unos días, el director de CORFO Quinta Región, Víctor Fuentes, nos trajo unas muestras de aguas de Juan Fernández, que analizamos y ya tenemos algunas cepas para reproducir, lo que nos incentiva a realizar, quizás, un proyecto en la Isla.

¿Cómo está funcionando la planta experimental en Ventanas? ¿Cuánto tiempo se estima serán las pruebas?
La operación de la planta ha sido una grata sorpresa. En dos meses de funcionamiento, los resultados son auspiciosos para avanzar en la instalación de una planta industrial; la producción de biomasa de algas ha ido más allá de lo esperado, y hemos obtenido biodiesel de una excelente calidad. De hecho, en la inauguración, las autoridades presentes prendieron un motor con nuestro biodiesel para generar energía eléctrica. Es importante dejar claro que es la primera planta semi industrial que funciona exitosamente en el mundo con gases directos de una termoeléctrica. El proceso de construcción y operación ha sido todo un desafío, pero muy enriquecedor. La empresa constructora Nexxo S.A., más que una prestadora de servicios, ha sido una alianza estratégica notable. Esperamos, a mediano plazo, instalar una planta industrial en Mejillones y otra en Tocopilla.

¿A cuánto asciende la inversión a la fecha?
Hasta la fecha, la inversión es de un poco más de dos millones de dólares en cinco años. Ha sido muy difícil conseguir los recursos, todo un desafío, porque Clean Energy S.A. no tiene ingresos. Aquí hay platas de mi familia, mis amigos y de Innova CORFO. De hecho, yo trabajo en otra área y mis ingresos se van directamente a la empresa; no obstante estoy confiada en que será un éxito. 

“Clean Energy es una empresa chilena y de la Quinta Región, que ha definido como misión contribuir al desarrollo de energías limpias, amigables con el medio ambiente, a través del desarrollo de nuevas tecnologías, orientándolas hacia un concepto de negocio sustentable”.