In early 2000 the promotion of biofuels in Peru was set through the construction of discourses stressing their benefit to the country. Biofuels would not only respond to the increasing prices of fossill fuels in international markets, but it would also improve employment level by creating jobs in rural areas, contribute to change the energetic matrix and decrease carbon gases to slow down climatic changes. By 2006, several companies showed interest in producing ethanol from sugar cane in Piura, a semiarid area located in the northern coast of Peru. Investment included the acquisition of large extensions of land in addition to water rights adequate enough to irrigate large areas of monocrop production. From a political ecology framework, here I analyze how these companies discursively played with the ideas of water abundance and scarcity to secure their water rights to the detriment of peasant communities and smallholders who were traditional water rights holders. Finally, I argue that these discourses contributed to the production of a «waterscape» that not only reinforced water unsustainability but also social inequalities. / A principios del año 2000 los biocombustibles se promovieron en el Perú mediante discursos que subrayaban sus beneficios para el país. No solo responderían al incremento de los precios de los combustibles fósiles en los mercados internacionales sino también aumentarían el nivel de empleo al crear puestos de trabajo en zonas rurales, contribuirían a cambiar la matriz energética, así como reducirían los gases de carbono para desacelerar los cambios climáticos. Para el año 2006 varias empresas habían mostrado interés en producir etanol de la caña de azúcar en una zona semiárida de Piura. La inversión incluía la adquisición de grandes extensiones de terreno además de derechos de agua suficientes para irrigar extensas áreas de monocultivos. Desde el enfoque de la ecología política, en este artículo analizo cómo se usaron las ideas de abundancia y escasez de agua para construir discursos que aseguraran los derechos de agua de las empresas de biocombustibles en perjuicio de las comunidades campesinas y los pequeños productores, que eran los usuarios tradicionales del agua. Finalmente, argumento que estos discursos contribuyeron a la producción de un «paisaje hídrico» que no solo reforzó la insostenibilidad hídrica sino también las desigualdades sociales en esa cuenca.

A mediados de los años 2000, la llegada de empresas de biocombustibles al valle del Chira en Piura, Perú, para producir etanol usando como base el cultivo de la caña de azúcar intensificó el uso agrícola de la tierra y los recursos hídricos. En este artículo analizo las transformaciones ecológicas, políticas y sociales que la producción de biocombustibles generó en este valle. Para ello, describo el rol que tuvo el Estado en la promoción de biocombustibles y los procesos concomitantes de acumulación de tierra y agua en el valle, y exploro las consecuencias que ello tuvo para algunas comunidades y pequeños y medianos agricultores locales. La producción de etanol en el valle del Chira significó una profunda transformación en el espacio, debido a que los procesos de acumulación de tierra y agua para los biocombustibles reforzaron las desigualdades sociales. La información para este artículo ha sido recopilada de fuentes primarias y secundarias. Se trata de una investigación cualitativa a partir de dieciocho entrevistas en Piura y Lima. / The arrival of biofuels companies in the Chira Valley, Piura, Peru, in order to produce ethanol on sugarcane cultivation, intensified the agricultural use of land and water in the mid-2000s. This article analyzes the ecological, political and social transformations that biofuels production brought about in the valley. For that purpose the paper describes the role of the state in promoting biofuels and the concomitant land and water-grabbing processes in the valley. It also explores the consequences it had for local communities and medium-sized and small farmers. Ethanol production in the Chira valley produced a profound space transformation because land and water-grabbing processes for biofuels reinforced social inequalities. Information for this article was gathered from primary and secondarysources. This is a qualitative research. Eighteen interviews were conducted in Piura and Lima.

[EN] Nowadays, the crude oil and its byproducts are the main resources for energy fulfillment for both industry and transportation. Despite the non-renewable and exhaustible nature of such elements is well known and leads to the end of its availability, in a few years some technical problems will be faced, such as the difficult to exportation and the environmental impact at the supply chain leads the claim for new kinds of energy production. Among them, the bio diesel produced by trans esterification of vegetable oils and animal fats highlights. The bio diesel production faces criticism regarding, mainly, the use of lands destined for food production, the access to the land and others production sources, the use of agro chemicals and irrigation water. Studies for high oil content and low inputs crops are necessary. The main goal of this research is to show alternatives for plants and fertilizer techniques witch are able to reach high oil and bio diesel production. It includes comparison between different agronomic aspects the influences at the copping, the oil quality (fatty acids profile) and its rebound on bio diesel yield, among others. The castor bean, sunflower and cotton plantation was performed during 2009 and 2010. The seeds were directly planted at the installments of "Terras Secas" experimental land of EMPARN, at Mato Grande and Pedro Avelino district (Brazilian Northeast). The experimental design was made by blocks. Each block contains 10 plants, and each cultivation has 10 blocks, composed of three treatments of fertilizer: Conventional treatment (AQ), where the plants are treated with chemical fertilizers, the organic treatment (AE), using one annual bio fertilization with 10 tons per hectare of sheep manure and one treatment without fertilization. The statistical analysis was made by a one variant study, a discriminant analysis as multi variant method and one study among variants. The castor bean crop shows a high rusticity, being resistant to dried season condition. Even on extreme conditions, this plant might be fertilized, preferable with organic fertilizer in order to reach suitable vegetative parameters, such as high vegetation, number of flowers, oil yield, and bio diesel conversion. The sunflower has obtained suitable vegetative parameters, including at no fertilizer condition. Therefore, the organic fertilizer application could replace the chemical fertilizer on sunflower crops for bio diesel production. The cotton crop for seed production is also a good alternative for the organic fertilizer application once it responds well to low quantities of fertilization. Among all the fatty acids, those more observed were the oleic, linoleic, linolenic, palmitic and estearic acids, the last ones changes depending on the oil type. The less observed fatty acids were miristic, palmitoleic, eicosanoic and heptadecanoic. Other types of fatty acids were observed in concentrations below 0.01%. The crops were significant for most of the vegetative parameters to the castor bean, sunflower and cotton, being the second one the less productive. The organic fertilization is effective for the oil yield on both sunflower and cotton, producing high level of oil content. For the three experienced treatments, the more oleic fatty acid concentration, the less is the biodiesel yield. The best yields on biodiesel and therefore the best properties were achieved with oils with mixed fatty acids profiles. / [ES] El petróleo y sus derivados son las principales fuentes para abastecimiento energético a la industria y el transporte. Se conoce la naturaleza no renovable, agotable y por tanto finita del petróleo, su difícil explotación y su alto impacto medioambiental en la cadena productiva, ello hace que se reclamen nuevas formas de energía, como los biocombustibles., como el biodiesel obtenido de la transesterificación de aceites. La producción de biocombustibles arrastra críticas, principalmente por la deriva de tierras de cultivo, competencia en la producción de alimentos, el acceso a la tierra y otros recursos productivos, como empleo de agroquímicos y agua de riego, por ello, hay que realizar estudios de adaptación de cultivos de alto rendimiento en aceite, bajo condiciones de bajos insumos. El objetivo de esta investigación es mostrar alternativas de cultivos y prácticas de fertilización, que puedan dar origen a biocombustibles en las mejores condiciones de rentabilidad del aceite y de biodiesel. Se estudian aspectos agronómicos del cultivo, rendimiento del aceite y del biodiesel, así como el perfil de ácidos grasos y sus repercusiones sobre el rendimiento de biodiesel. Los cultivos de ricino, girasol y algodón se ensayaron durante dos campañas agronómicas consecutivas (2009 y 2010). Los cultivos fueron implantados mediante siembra directa en las parcelas de la estación experimental de "Terras Secas" de EMPARN en la región de Mato Grande en el distrito de Pedro Avelino (Brasil). El diseño experimental se realizó por bloques experimentales. Cada bloque elemental consta de 10 plantas, y cada cultivo cuenta con 10 bloques, compuesto de tres tratamientos fertilizantes: tratamiento convencional (AQ), donde las plantas son abonadas con fertilizantes químicos, tratamiento orgánico (AE), empleando una aportación anual de estiércol de oveja y un tratamiento sin fertilizar. El cultivo de ricino muestra una gran rusticidad, siendo resistente a las condiciones de déficit hídrico. Aún en las condiciones más extremas, esta planta debería ser fertilizada, preferentemente con abonos orgánicos, para alcanzar adecuados parámetros vegetativos, como altura de la planta, y tamaño y número de racimos florales, que influyen en el rendimiento de aceite y en la síntesis de biodiesel. Las plantas de girasol han obtenido adecuados parámetros vegetativos, incluso en las condiciones de no aplicar fertilizantes. La aplicación de los fertilizantes orgánicos podría reemplazar los fertilizantes químicos para el cultivo de girasol, en la producción de aceite para la obtención de biodiesel. En el cultivo de algodón, para la obtención de semilla, es una buena alternativa productiva la aplicación de fertilizante orgánico, por tener buena respuesta frente a las dosis conservadoras de fertilización. De todos los ácidos grasos, los que se presentan de forma mayoritaria son el ácido oleico, el linoleico, linolénico, palmítico y esteárico, estos dos últimos varían en función del tipo de aceite. Los que se encuentran en concentración minoritaria son mirístico, palmitoleico, eicosanoico, aráquico y heptadecanoico. Del resto las concentraciones son tremendamente bajas ±0.01% o no se detectan. Las campañas de cultivo han sido significativas en la mayoría de los parámetros vegetativos para los cultivos de ricino, girasol y algodón, siendo la segunda campaña menos productiva. La fertilización orgánica es efectiva en la obtención de aceite en los casos del cultivo de algodón y girasol, proporcionando sus semillas niveles elevados de aceites. Para los tres tratamientos fertilizantes ensayados, a medida que aumenta la concentración en ácido graso oleico, disminuye la del rendimiento en biodiesel. Los mejores rendimientos en biodiesel y por tanto las mejores propiedades de los mismos, se alcanzan con aceites que presenten mezclas de diferentes perfiles de ácidos grasos. / [CAT] El petroli i els seus derivats són les principals fonts per a proveïment energètic a la indústria i el transport. Es coneix la naturalesa no renovable, esgotable i per tant finita del petroli, la seva difícil explotació o el seu alt impacte mediambiental en la cadena productiva, això fa que es reclamin noves formes d'energia, entre les que destaquen els bio-combustibles, en concret el biodièsel obtingut de la transesterificació d'olis. La producció de bio-combustibles arrossega crítiques, principalment per la deriva de terres de conreu, competència en la producció d'aliments, l'accés a la terra i altres recursos productius, com ocupació d'agroquímics i aigua de reg, per això, cal realitzar estudis de adaptació de cultius d'alt rendiment en oli, sota condicions de baixos insums. El objectiu d'aquesta investigació és mostrar alternatives de cultius i pràctiques de fertilització, que puguin donar origen a bio-combustibles a les millors condicions de rendibilitat de l'oli i del biodièsel. S'inclouen aspectes agronòmics del cultiu, rendiment de l'oli i del biodièsel, així com del perfil d'àcids grassos i les seves repercussions sobre el rendiment de biodièse. Els cultius de ricí, gira-sol i cotó es van assajar durant dues campanyes agronòmiques consecutives (2009 i 2010). Els cultius van ser implantats mitjançant sembra directa en les parcel¿les de l'estació experimental de "Terres Seques" de EMPARN a la regió de Mato Gran en el districte de Pedro Avelino (Brasil). El disseny experimental es va realitzar per blocs experimentals. Cada bloc elemental consta de 10 plantes, i cada cultiu compta amb 10 blocs, compost de tres tractaments fertilitzants: tractament convencional (AQ), on les plantes són abonades amb fertilitzants químics, tractament orgànic (AE), emprant una aportació anual de fems de ovella, en dosis de 10 t / ha i un tractament sense fertilitzar. El cultiu de ricí mostra una gran rusticitat, sent resistent a les condicions de dèficit hídric. Encara en les condicions més extremes, aquesta planta hauria de ser fertilitzada, preferentment amb adobs orgànics, també per assolir els paràmetres vegetatius, com alçada de la planta, i grandària i nombre de raïms florals, que influeixen en el rendiment d'oli i el la síntesi de biodièsel. Les plantes de gira-sol han obtingut adequats paràmetres vegetatius, fins i tot en les condicions de no aplicar fertilitzants. Per tant, l'aplicació dels fertilitzants orgànics podria reemplaçar els fertilitzants químics per al cultiu de gira-sol, en la producció d'oli per a l'obtenció de biodièsel. En el cultiu de cotó, per a l'obtenció de llavor, és una bona alternativa productiva l'aplicació de fertilitzant orgànic, per tenir bona resposta davant de les dosis conservadores de fertilització. De tots els àcids grassos, els que es presenten de forma majoritària són l'àcid oleic, el linoleic, linolènic, palmític i esteàric, aquests dos últims varien en funció del tipus d'oli. I els que es troben en concentració minoritària són mirístic, palmitoleic, eicosanoic, araquic i heptadecanoic. De la resta les concentracions són tremendament baixes ± 0,01% o no es detecten. La campanya de cultiu ha estat significativa en la majoria dels paràmetres vegetatius per als cultius de ricí, gira-sol i cotó, sent la menys productiva, la segona campanya. La fertilització orgànica és efectiva en l'obtenció d'oli en els casos del cultiu de cotó i gira-sol, proporcionant les seves llavors nivells d'olis elevats. Per als tres tractaments fertilitzants assajats, a mesura que augmenta la concentració en àcid gras oleic, disminueix la del rendiment en biodièsel. Els millors rendiments en biodièsel i per tant les millors propietats dels mateixos, s'assoleixen amb olis que presentin barreges de diferents perfils d'àcids grassos. / Medeiros Martins De Araújo, J. (2016). Efecto de tratamiento fertilizantes sobre la producción de semilla oleaginosa y el rendimiento graso en la obtención de biocombustibles en el nordeste de Brasil [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63223 / TESIS

La biomasa leñosa como recurso material o bioenergético varía principalmente según especie, condiciones ambientales que influyen en su producción y dispersión en el territorio. La estimación de la disponibilidad y aptitud de este recurso es hoy en día crucial para el desarrollo sostenible del sector agroforestal y, en concreto, de la cadena de valor monte-industria-consumo. Debido a la dispersión de esta fuente de materia prima en el territorio y a los altos costes logísticos que ello implica, el desarrollo de sistemas de valor en base a la biomasa de origen forestal y/o agrícola pasa por el desarrollo de sistemas de gestión y valorización integral de estos recursos a nivel local, bien para aprovechamiento como materia prima para la industria del tablero o como fuente de bioenergía. Tomando en cuenta esta situación de partida, esta tesis tiene como principal objetivo desarrollar un análisis de valorización integral de la biomasa leñosa en condiciones mediterráneas a lo largo del gradiente altitudinal en el ejemplo territorial de la Comunidad Valenciana (España), integrando una especie forestal representativa (Quercus ilex L.), un cultivo energético de futuro (Paulownia spp.) y los tres cultivos leñosos agrícolas más importantes a nivel regional (Citrus sinensis, Olea europaea y Prunus amygdalus). Para alcanzar este objetivo, el trabajo de investigación se centra en la caracterización de las propiedades morfológicas, físicas, químicas y energéticas de la biomasa leñosa procedente del aprovechamiento de estas especies. En base a un muestreo representativo los resultados a obtener sirven para poder determinar de forma cuantitativa y cualitativa las aptitudes y limitaciones que estos tipos de biomasa presentan en el sector energético como biocombustible sólidos y en el sector de la industria del tablero como materia prima para tableros de partículas. / Fernández Puratich, HW. (2013). VALORIZACIÓN INTEGRAL DE LA BIOMASA LEÑOSA AGROFORESTAL A LO LARGO DEL GRADIENTE ALTITUDINAL EN CONDICIONES MEDITERRÁNEAS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/19133 / TESIS

En los últimos años se han incrementado de manera notable los gases responsables del efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global del planeta. Este aumento está estrechamente relacionado con el consumo de materias procedentes de recursos fósiles, es decir, de naturaleza no renovable. La presente tesis doctoral se ha centrado en el diseño de rutas sostenibles para obtener compuestos de interés para la industria a partir de materias primas derivadas de biomasa. La tesis doctoral se divide en dos capítulos según la finalidad del producto obtenido: compuestos útiles para la industria de química fina o biocarburantes. En el primer capítulo se ha abordado la síntesis de mirtanal, un compuesto de interés en la industria de fragancias por sus propiedades odoríferas, a través de un proceso sostenible, eficiente y medioambiental y económicamente viable. Éste se basa en una reacción de transposición de un terpenoide en presencia de un catalizador sólido que se mantiene activo tras varios ciclos catalíticos. La segunda parte de la tesis doctoral se ha centrado en la producción de biocombustibles de segunda generación a partir de biomasa lignocelulósica. En concreto se han estudiado la tercera y la última etapa del ¿Proceso Sylvan¿, a partir del cual es posible obtener diesel. En la tercera etapa se hace reaccionar 2-metilfurano (nombre común en inglés: Sylvan) para sintetizar un precursor con un número adecuado de átomos de carbono. En el último paso este precursor es hidrodesoxigenado completamente sin perder ningún átomo de carbono. El compuesto final es un carburante diesel de alta calidad. Finalmente, se ha planteado una posible integración del proceso en una planta de fabricación de fibras de celulosa. / De La Torre Alfaro, O. (2013). Transformación de biomasa en productos de química fina y biocarburantes mediante procesos sostenibles [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31378 / TESIS

There is a growing chance of developing non-conventional renewable resources in our country. Much of these resources are generated in production activities such as the cases of livestock, poultry, timber and wine companies to name a few. These businesses have potential for generating renewable resources, but are seen as waste in the production process. To promote the use of these wastes as energy resources, the government have approved the creation of new energy plants like biomass or biogas, among others throughout the country. In addition, they have generated technical standards that allow organizations to use their own waste to generate the necessary energy that enables them to reduce their production costs. This improvement proposal seeks to establish a management model to properly exploit the waste generated in the production of Pisco breaks into a wine. To do this, using machines that allow the conversion of organic waste into non-conventional energy sources it will be defined. Moreover, the economic impact of the proposal on the company demonstrating the viability of the same will be evaluated. Finally leave the steps for any other company in the same field can take the research and assess the possibility of creating their own biogas generation machinery. / Existe una oportunidad en crecimiento de aprovechar recursos renovables no convencionales dentro de nuestro país. Gran parte de estos recursos se generan en las actividades de producción como son los casos de empresas ganaderas, avícolas, madereras y vitivinícolas por mencionar algunas. Estos negocios tienen potenciales de generación de recursos renovables, sin embargo son vistos como residuos del proceso de producción. Para impulsar el uso de estos residuos como recursos energéticos, el gobierno ha aprobado la creación de nuevas plantas de energías como biomasa o biogás, entre otras a lo largo del país. Además, se han generado normas técnicas que permiten a las organizaciones utilizar sus propios residuos para generar la energía necesaria que les permita reducir sus costos de producción. En esta propuesta de mejora se busca establecer un modelo de gestión para aprovechar adecuadamente los residuos generados en la producción de pisco quebranta dentro de una vitivinícola. Para ello se definirá el uso de maquinarias que permitan la conversión de los residuos orgánicos en fuentes de energía no convencionales. Además, se evaluará el impacto económico que tiene la propuesta en la empresa demostrando la viabilidad de la misma. Por último se dejara los pasos a seguir para que cualquier otra empresa del mismo rubro pueda aprovechar la investigación realizada y evaluar la posibilidad de generar sus propias maquinarias de generación de biogás. / Tesis

[EN] In this work is presented the production of high added value chemicals and biofuels from platform molecules derived from biomass such as 5-hydroxymethylfurfural using heterogeneous catalysts. Firstly, it has been carried out the synthesis of precursors molecules of surfactant by acetalization of HMF with fatty alcohols. Optimization of the catalyst showed that the zeolite Beta modified with sodium through the ion exchange route was the best catalyst for carrying out both direct acetalization of HMF with fatty alcohols and transacetalisation of dimethyl acetal HMF with fatty alcohols, the latter giving excellent yields and selectivities. In a second part, a new class of anionic surfactants with the structure of the 5-alkoxymethylfuroate have been obtained by the etherification of HMF with fatty alcohols (C8, C12, C16, C18) using zeolite Beta as acid catalysts. The subsequent oxidation of the aldehyde group with Au/CeO2 allowed the synthesis of the 5-alkoxymethylfuranoics acid derivatives with high selectivity. It has been shown that the sodium salts of these acids exhibit surfactant properties very similar to conventional surfactants. The synthesis of furan chalcones with pharmacological properties was performed through the Claisen-Schmidt condensation reaction between HMF and acetophenones in the presence of different heterogeneous basic catalysts. It has been shown that the control of polarity of the reaction medium is critical to reach both excellent yields and selectivities towards furanochalcones. The most active and selective catalyst was an Al/Mg mixed oxide working in ethanol-water as a solvent, exhibiting better catalytic properties than conventional homogeneous basic catalysts. Finally, biofuels of second generation have been synthesized from HMF and aromatic hydrocarbons in a two-step process. Firstly it has been carried out the alkylation of aromatic hydrocarbons with HMF in the presence of different heterogeneous acid catalysts. In a second step, the alkylated compounds were transformed into hydrocarbon biofuels through a hydrodeoxygenation process. ITQ-2 and USY zeolites were the most suitable catalysts for the alkylation of aromatic hydrocarbons with HMF catalysts. The 5-benzylfurfural derivatives thus obtained were submitted to a hydrodeoxygenation process using a mixture of Pt/C and Pt/TiO2 as catalyst, resulting in a mixture of alkyl cycloalkanes. It has been shown that this alkylation-hydrodeoxygenation process gives a mixture of hydrocarbons in the range of diesel and kerosene which may be used as high quality additives for these fuels. / [ES] En esta Tesis Doctoral se presenta la obtención de productos químicos de alto valor añadido y biocombustibles a partir de materias primas derivadas de la biomasa, concretamente del 5-Hidroximetilfurfural, mediante catalizadores heterogéneos. Se ha llevado a cabo la síntesis de precursores de moléculas con propiedades surfactantes mediante la acetalización de HMF con alcoholes grasos. La optimización del catalizador mostró que la zeolita Beta modificada por intercambio iónico con sodio era el mejor catalizador para llevar a cabo tanto la acetalización directa del HMF con alcoholes grasos, como la transacetalización del dimetilacetal del HMF con alcoholes grasos, obteniéndose en este último caso excelentes rendimientos y selectividades. Además, se ha obtenido una nueva clase de surfactantes aniónicos con estructura 5-alcoximetilfuroato mediante eterificación del HMF con alcoholes grasos (C8, C12, C16, C18), utilizando zeolitas Beta como catalizadores ácidos y posterior oxidación del grupo aldehído con Au/CeO2, obteniéndose así derivados de ácidos 5-alcoximetilfuranoicos con alta selectividad. Se ha mostrado que las sales sódicas de estos ácidos poseen una capacidad tensioactiva muy similar a la de los tensioactivos convencionales. Se ha realizado la síntesis de furanochalconas con propiedades farmacológicas, mediante la condensación de Claisen-Schmidt entre HMF y acetofenona en presencia de diferentes catalizadores básicos heterogéneos. Se ha mostrado que el control de la polaridad del medio de reacción es decisivo para obtener excelentes rendimientos y selectividades a furanochalconas. El catalizador más activo y selectivo ha resultado ser un óxido mixto de Al/Mg, el cual posee propiedades catalíticas superiores a los catalizadores básicos homogéneos convencionales. Finalmente, a partir de HMF e hidrocarburos aromáticos se han sintetizado compuestos de interés como biocombustibles de segunda generación. Concretamente, se ha llevado a cabo la alquilación de hidrocarburos aromáticos con HMF en presencia de diferentes catalizadores ácidos heterogéneos. En una segunda etapa, mediante un proceso de hidrodesoxigenación, los compuestos alquilados son transformados en biocombustibles hidrocarbonados. Las zeolitas ITQ-2 y USY resultaron ser los catalizadores más adecuados para la alquilación de hidrocarburos aromáticos con HMF. Los derivados 5-bencilfurfural así obtenidos, se sometieron a un proceso de hidrodesoxigenación utilizando como catalizador una mezcla de Pt/C y Pt/TiO2 dando lugar a una mezcla de alquil cicloalcanos. Se ha mostrado que mediante este proceso de alquilación-hidrodesoxigenación es posible obtener una mezcla de hidrocarburos que se encuentran en el rango de diésel y queroseno, que pueden ser utilizados como aditivos de alta calidad de estos combustibles. / [CA] En aquesta Tesi Doctoral es presenta l'obtenció de productes químics d'alt valor afegit i biocombustibles a partir de matèries primes derivades de la biomassa, concretament del 5-Hidroximetilfurfural, mitjançant catalitzadors heterogenis. S'ha dut a terme la síntesi de precursors de molècules amb propietats surfactants mitjançant l'acetalització de HMF amb alcohols grassos. L'optimització del catalitzador va mostrar que la zeolita Beta modificada per intercanvi iònic amb sodi era el millor catalitzador per dur a terme tant l'acetalització directa del HMF amb alcohols grassos, com la transacetalització del dimetilacetal del HMF amb alcohols grassos, obtenint-se en aquest últim cas excel¿lents rendiments i selectivitats. A més, s'ha obtingut una nova classe de surfactants aniònics amb estructura 5-alcoximetilfuroat mitjançant eterificació del HMF amb alcohols grassos (C8, C12, C16, C18), utilitzant zeolites Beta com a catalitzadors àcids i posterior oxidació del grup aldehid amb Au/CeO2, obtenint així derivats d'àcids 5-alcoximetilfuranoics amb alta selectivitat. S'ha mostrat que les sals sòdiques d'aquests àcids tenen una capacitat tensioactiva molt similar a la dels tensioactius convencionals. S'ha realitzat la síntesi de furanochalcones amb propietats farmacològiques, mitjançant la condensació de Claisen-Schmitd entre HMF i acetofenona en presència de diferents catalitzadors bàsics heterogenis. S'ha mostrat que el control de la polaritat del medi de reacció és decisiu per obtenir excel¿lents rendiments i selectivitats a furanochalcones. El catalitzador més actiu i selectiu ha resultat ser un òxid mixt d'alumini i magnesi, el qual posseeix propietats catalítiques superiors als catalitzadors bàsics homogenis convencionals. Finalment, a partir de HMF i hidrocarburs aromàtics s'han sintetitzat compostos d'interès com a biocombustibles de segona generació. Concretament, s'ha dut a terme l'alquilació d'hidrocarburs aromàtics amb HMF en presència de diferents catalitzadors àcids heterogenis. En una segona etapa, mitjançant un procés de hidrodesoxigenació, els compostos d'alquilació són transformats en biocombustibles hidrocarbonats. Les zeolites ITQ-2 i USY resultar ser els catalitzadors més adequats per a l'alquilació d'hidrocarburs aromàtics amb HMF. Els derivats 5-bencilfurfural així obtinguts, es van sotmetre a un procés de hidrodesoxigenació utilitzant com a catalitzador una combinació de Pt/C i Pt/TiO2 donant lloc a una mescla d'alquil cicloalcans. S'ha mostrat que mitjançant aquest procés d'alquilació-hidrodesoxigenació és possible obtenir una mescla d'hidrocarburs que es troben en el rang de dièsel i querosè, que poden ser utilitzats com a additius d'alta qualitat d'aquests combustibles. / Arias Carrascal, KS. (2016). Obtención de productos químicos y biocombustibles a partir de la Biomasa: Transformación de 5-Hidroximetilfurfural mediante catalizadores heterogéneos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62782 / TESIS

La industria del cemento es reconocida como una de las principales fuentes de liberación de dióxido de carbono (CO2), lo cual representa un grave problema ambiental. Por esta razón, en este estudio se ha explorado una alternativa de solución al utilizar biocarbón de residuos de madera en la producción de concreto. El objetivo de esta investigación es mejorar las propiedades de resistencia del concreto mediante la sustitución parcial del cemento con biocarbón en niveles de 1%, 2% y 2.5% en peso. Se realizaron diversos ensayos de resistencia a la compresión, flexión, módulo de elasticidad y fisuración, tanto con condiciones de curado húmedo como al aire libre, en intervalos de 7, 14, 28 y 56 días. Los resultados demostraron que el concreto con biocarbón presentó mejoras significativas en la resistencia a la compresión. Específicamente, se observó un incremento del 8.17% y 16.88% en la resistencia a la compresión a los 28 días, con niveles de sustitución del 1% y 2% respectivamente. A los 56 días, se evidenció una mejora del 13.73% y 18.43% en la resistencia a la compresión, también con niveles de sustitución del 1% y 2% respectivamente. Es importante mencionar que estas mejoras fueron obtenidas con el uso de curado húmedo. Las resistencias a compresión con curado al aire libre mejoraron con respecto a la muestra patrón, sin embargo, no superaron la resistencia requerida de f’c 210 kg/cm2. Con respecto al módulo de rotura, es decir, la resistencia a flexión fue relativamente baja con respecto a la muestra patrón.

La tendencia en el procesamiento de recursos renovables está guiada por los 12 principios de la química verde. Entre ellos, tal vez el más importante, está la premisa de maximizar economía atómica en el procesamiento de biomasa, dado que varios de los restantes, al fin y al cabo, contribuyen a este principio. En concordancia con esta tendencia, hace ya más de una década se acuñó el concepto de biorrefinerías, como polos procesadores de biomasa para la obtención de alimentos, materiales, combustibles y compuestos de alto valor agregado. En esta tesis, el objetivo está puesto en el procesamiento específico de aceites y derivados, que constituyen actualmente la principal materia prima de las biorrefinerías de base oleaginosa. En tal sentido, estas biorrefinerías ya tienen enclaves industriales, sobre la base de los polos de extracción de aceite, que en algunos países como Argentina incorporaron la producción de biodiésel. El desarrollo de tecnologías sustentables tendientes a mejorar el rendimiento en el procesamiento de aceites vegetales, evitando procesos fisicoquímicos que generan importantes mermas en la producción, contribuyen no sólo a la economía del proceso sino a alcanzar el concepto de residuos cero que deberían cumplir las biorrefinerías del futuro. En tal sentido, los procesos intensificados por presión, también llamados procesos supercríticos, han mostrado ser muy eficientes en el procesamiento de grasas y aceites. En consecuencia, pueden ser una tecnología clave para la modernización de dichos polos industriales. En ese contexto, esta tesis evalúa el uso de tecnologías a alta presión en el diseño conceptual de procesos para la producción de acilglicéridos de ácidos grasos, surfactantes de alto valor agregado, según sea su calidad. Para alcanzar este objetivo general fue necesario el desarrollo de herramientas termodinámicas que permitieran simular las unidades bajo estudio, esenciales para realizar una adecuada ingeniería del equilibrio entre fases. Los principios de esta última permiten diseñar escenarios de fases factibles para un correcto diseño y operación de unidades de procesamiento que utilicen gases densos no contaminantes como solventes. En los Capítulos 1 y 2 se introducen los aspectos generales que conciernen a las biorrefinerías de base oleaginosa y a las tecnologías supercríticas, por su potencial para llevar a cabo procesos reactivos y de purificación en forma eficiente. En el primer caso, también se revisan alcances del mercado vinculado a productos oleoquímicos y tecnologías convencionales para su producción. En el Capítulo 3, se presenta la extensión del modelo termodinámico GCA-EoS a mezclas típicas en la producción comercial de biodiésel. Esta herramienta se usa en los estudios subsiguientes para evaluar resultados experimentales y simular unidades de procesamiento. En lo que refiere a herramientas termodinámicas, también fue necesario en esta tesis desarrollar un modelo predictivo para densidades de mezcla en la transesterificación supercrítica de biodiésel. En este caso se seleccionó la RK-PR y los resultados alcanzados se presentan en el Capítulo 4. Son también objetivos de esta tesis el desarrollo de tecnologías para la síntesis y purificación de acilglicéridos. En tal sentido, los Capítulos 4 y 5 presentan resultados experimentales de transesterificación supercrítica parcial de aceites vegetales. En particular, el Capítulo 4 discute los resultados obtenidos en un reactor continuo, en tanto el 5 en un reactor discontinuo. Estos últimos fueron utilizados para el desarrollo de un modelo cinético de la reacción, el cual fue verificado con los datos obtenidos en el reactor continuo. Por último, los Capítulos 6 y 7 muestran los resultados de estudios de fraccionamiento de mezclas de acilglicéridos de ésteres con CO2 líquido y supercrítico, respectivamente. En el Capítulo 6 se desarrolló una unidad experimental para el fraccionamiento de muestras líquidas viscosas utilizando gases licuados como solvente. En el caso de fraccionamiento con CO2 supercrítico, también se estudió el efecto de adicionar propano al solvente, con el objetivo de aumentar su capacidad. Esta tesis presenta múltiples aportes novedosos al campo de la oleoquímica. En primer lugar se realizó el ajuste de un modelo a contribución grupal para la simulación y optimización de plantas de biodiésel, permitiendo evaluar materias primas de distintos orígenes y calidad. Además, esta tesis presenta el desarrollo de un modelo predictivo para el cálculo de densidades de mezclas asociadas a la reacción de transesterificación supercrítica de aceites vegetales. Esto resulta crucial para el diseño de reactores supercríticos; así como para el desarrollo de modelos cinéticos, también realizado en esta tesis. Los tres modelos se sustentan en un extenso trabajo experimental para obtener nuevos datos cinéticos y de fraccionamiento asociados a la producción supercrítica de acilglicéridos de ácidos grasos. Por último, también se efectúa una contribución de interés mediante el diseño de unidades experimentales utilizadas en el fraccionamiento a baja temperatura de mezclas termolábiles, viscosas y de baja volatilidad, usando gases licuados. / The trend in the processing of renewable resources is guided nowadays by the so called 12 principles of green chemistry. Among them, perhaps the most important one, is the premise of maximizing atomic economy, since several of the others, after all, contribute to this principle. In line with this trend, the concept of biorefinery has been established for more than a decade, as biomass-processing centers for the production of food, materials, fuels and high-added value chemical products. In this thesis, the focus is set on the processing of vegetable oils and derivatives, which are currently the main raw material for oil-based biorefineries. It is important to highlight that this type of biorefinery already has industrial enclaves, based on the vegetable oil extraction centers, which in countries like Argentina have incorporated the production of biodiesel. The development of sustainable technologies aimed at improving the performance of vegetable oils processing, avoiding physicochemical phenomena that generate significant losses in production, contributes not only to the economy of the process, but also to the zero residues goal that biorefineries of the future should fulfill. In this sense, pressure intensified processes, also called super- or near-critical processes, have already proved to be highly efficient in fats and oils processing. Consequently, they can be a key technology for the modernization of the industrial centers under study in this thesis. In this context, this thesis evaluates the use of high-pressure technologies in the conceptual design of processes for the production of fatty acid acylglycerides, high-added value surfactants with many industrial and commercial applications. Moreover, the studies carried out in this thesis required the development of thermodynamic tools to simulate the technologies under study, an essential step for performing the phase equilibrium engineering (PEE) of the problems under study. The principles of PEE allow the design of feasible phase scenarios for the correct operation of high pressure processing units. Chapters 1 and 2 introduce the general aspects of oil-based biorefineries and discuss the potential of supercritical technologies to carry out efficiently reactive and fractionation processes. In the first case, the market of oleochemicals and the use of conventional technologies for their production are also reviewed. Chapter 3 reports the extension of the GCA-EoS thermodynamic model to typical mixtures in the context of industrial biodiesel production. This tool was also applied, several times along the thesis, to evaluate experimental results and simulate processing units. Regarding thermodynamic tools, it was also necessary to develop a predictive model to calculate the densities of mixtures under the conditions found for the partial supercritical transesterification of vegetable oils. In this case the RK-PR was selected and the results are presented in Chapter 4. The development of technologies for the synthesis and purification of acylglycerides is also an objective of this thesis. In this sense, Chapters 4 and 5 present experimental results of the partial supercritical transesterification of vegetable oils. In particular, Chapter 4 discusses the results achieved in a continuous reactor, while Chapter 5 reports those obtained in a batch reactor. The experimental data of the latter were used for the development of a kinetic model, which was later confronted with the data acquired in the continuous reactor. Finally, Chapters 6 and 7 show the results of experimental studies on the fractionation of acylglyceride + esters mixtures, using liquid and supercritical CO2, respectively. Chapter 6 describes the experimental unit developed for the fractionation of viscous liquid samples with liquefied gases. In the case of fractionation with supercritical CO2, the effect of adding propane to the solvent was also studied, in order to enhance the solvent capacity. Moreover, this last chapter also present the conceptual design of a countercurrent supercritical fractionation column to produce high purity acylglycerides under continues operation.This thesis reports several novel contributions to the oleochemical field. First, a group contribution thermodynamic model was correlated for simulation and optimization of biodiesel production plants, which allows evaluation of raw materials from various origins and quality. Also, the thesis presents the development of a predictive model to calculate the density of mixtures involved in the supercritical transesterification of vegetable oil. It is crucial for the correct design of supercritical reactor, as well as for the development of kinetic models, also performed in this thesis. The three models are based on an extensive experimental work to acquire new reaction kinetic and fractionation data for the supercritical production of fatty acids acylglycerols. Finally, also an interesting contribution is the design of experimental units for low-temperature fractionation of thermolabile, viscous and low volatile mixtures using condensed gases.

En 1973, suite à une crise du marché sucrier et au premier choc pétrolier, le Brésil, soucieux de relancer son économie, décide d'établir un programme énergétique novateur issu de la culture de la canne à sucre : le plan Proalcool. Ce programme va moderniser les campagnes brésiliennes, impulser le puissant secteur sucrier avant de connaître un bouleversement profond qui aboutit à son échec. Trente ans plus tard, le nouveau président brésilien Luiz Ignacio da Silva dit Lula accède au pouvoir et remet à l’ordre du jour l’utilisation de l’éthanol carburant, il en fera pendant ses deux mandats (2003-2010) un secteur d’avenir. Premier producteur de sucre au monde, le Brésil compte utiliser sa matière première pour alléger le poids des dépenses de pétrole et entrer, à sa manière, dans la lutte contre le réchauffement climatique. En pleine croissance, le Brésil impressionne et c’est dans ce contexte que le président brésilien se lance dans une promotion de l’éthanol carburant auprès des Nords et des autres pays émergents ; plus précisément le continent Africain. Cette stratégie veut asseoir la position du Brésil en quête de reconnaissance sur la scène internationale et de faire du géant lusophone une puissance énergétique compétitive,attentive aux nouvelles thématiques environnementales. Cette feuille de route sera difficile à tenir. Concurrencé dans le domaine des biocombustibles par les États-Unis, le Brésil sera durement critiqué par la communauté internationale. Accusé de favoriser la faim dans le monde et de porter atteinte à son environnement, le Brésil est assailli et affronte une succession de déconvenues. Dos au mur, le secteur s’adapte et le géant lusophone fait front. / In 1973, after sugar crisis and first oil shock, Brazil was willing to reboost its economy. It decided then to bet on an innovative energetic program, issued from the sugar cane culture: the proalcool plan. Before ending in a fiasco, this project overhaul the brazilians farms, encouraged by the strong sugar sector. Thirty years later, the brazilian president Luiz Ignacio da Silva, known as « Lula », gave a new boost to the production of ethanol fuel and this during his whole two mandats. First producer of sugar in the world, Brazil uses this raw material to reduce the percentage of oil expense and contribute to fighting against global warming. With its stunning fast-paced growth,the Brazil of Lula spellbound the international comunity and the brazilian president is welcomed in Northern and developing countries – especially in Africa – to promote ethanol fuel. The aim of this strategy is to settle the brazilian position within the international community and make Brazil a new energetic country, worried about the environmental protection. The roadmap Brazil gave itself, was hard to follow. In competition with a very active biofuels fields in the United States, Brazil is also very hardly criticized by the international community (UN).These critics mainly focus on the accusation of increasing world hunger and to affect its own environment. Because of this, biofuels field suffered an increasing number of setbacks. Back against the wall, the sector is tryingto adapt and Brazil is still holding the line.