Cada galón de este combustible fósil emite casi 10 kg de CO^₂ a la atmósfera, con el Biojet se puede disminuir las emisiones de CO^₂ hasta en un 90% durante su ciclo de vida. Foto: Dirección de Comunicaciones/ Alejandra Uribe F.

Lo que comenzó como un esfuerzo académico se convirtió en un proyecto colectivo en el que la universidad, la empresa y el Estado comparten un mismo horizonte: producir combustible aéreo sostenible en Colombia. Hoy ya se cuenta con un prototipo que entrega un litro de biojet por día, y aunque puede parecer una gota de agua en medio del océano, encierra la promesa de transformar la forma en la que el país piensa su energía.
 
El proyecto, en el que se trabaja desde el 2022, es liderado por el grupo de investigación Procesos Químicos Industriales —PQI— con el apoyo del grupo Manejo Eficiente de la Energía —Gimel—, de la Facultad de Ingeniería de la UdeA, junto a la Universidad de La Guajira, Fedepalma, la empresa IEA instruments, y el respaldo financiero del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación.
  
El biojet o combustible sostenible de aviación —SAF, por sus siglas en inglés— es la alternativa más prometedora que tiene hoy la industria aérea para reducir su huella de carbono. A diferencia del Jet A-1, derivado del petróleo, puede producirse a partir de materias primas renovables como aceites vegetales, animales o residuales.  

Su uso no requiere cambiar motores ni infraestructura, y aunque hoy solo representa menos del 5 % del consumo mundial, organismos como la Asociación Internacional de Transporte Aéreo —IATA— lo señalan como clave para que el sector cumpla sus metas ambientales. 

Este desarrollo es crucial para un país como Colombia que, según el Acuerdo de París, se comprometió a reducir el 51 % de sus emisiones de gases de efecto invernadero para el 2030.  

Un desafío importante si se considera que «Colombia consume entre 550 y 600 millones de galones de combustible fósil al año, por eso anticiparnos con SAF no es un lujo, es una necesidad estratégica», dijo el Mayor Mauricio López, especialista estratégico de fomento aeronáutico de la Autoridad Aeronáutica de Aviación del Estado, quien además confirmó que la Fuerza Aérea Colombiana —FAC— por sí sola consume cerca de 10 millones de galones de Jet A-1 al año. Según Clean Fuels Alliance America, para el 2022 el consumo global en el sector de la aviación alcanzó los 99 000 millones de galones.

«El biojet que producimos parte del aceite de palma, pero no estamos solos: en el mundo hay potencias y grupos de investigación mucho más robustos trabajando en estos biocombustibles. Aun así, persisten retos tecnológicos que no se han superado, sobre todo en los costos de producción, que hoy son más altos que los de sus equivalentes fósiles. El desafío es desarrollar tecnología que reduzca estos costos y permita una sustitución viable de los combustibles convencionales», expresó Luis Alberto Rios, profesor de la Facultad de Ingeniería de la UdeA y director del grupo PQI. 

La historia de este desarrollo en la UdeA comenzó con los primeros proyectos de biodiésel a comienzos de los 2000 en el grupo Gimel y con las investigaciones en oleoquímica que el grupo PQI consolidó en el 2012. Esa trayectoria derivó en un proyecto interinstitucional, que tiene como objetivo aprovechar la tecnología para producir diésel renovable —para vehículos en tierra— y biojet —para el sector de la aviación—, reduciendo la dependencia de patentes extranjeras y sentando las bases para una transición energética real. 

De la palma al cielo, así se hace el biojet con sello UdeA 

Frente a las críticas globales sobre la palma de aceite como causante de deforestación, los investigadores destacan que el caso colombiano es diferente. «Aquí no se ha desarrollado nuestra industria derribando bosque natural», aseguró el profesor Ríos.

El proceso comienza con aceite de palma, una materia prima elegida por su disponibilidad en Colombia. Según Fedepalma, actualmente el país es el cuarto productor mundial y el primero en el Continente. «Demostramos que, de los aceites ensayados, el de palma tiene las mayores bondades para la combustión», comentó John Ramiro Agudelo, doctor en Ciencias Térmicas e investigador del grupo Gimel de la Facultad de Ingeniería de la UdeA. 

Mediante un proceso de hidrotratamiento, que consiste en «limpiar» el aceite usando hidrógeno para remover el oxígeno no deseado, da como resultado un primer producto: el diésel renovable o green diesel, que ya fue probado con éxito en vehículos de carretera en alianza con empresas del sector.  

Luego, ese diésel renovable pasa por una segunda etapa denominada isomerización, un proceso donde las moléculas se reorganizan para resistir el frío. «Es el toque final que actúa como un anticongelante molecular», complementó el profesor Agudelo: «Modificamos su estructura para garantizar que el combustible siga fluyendo perfectamente en las bajas temperaturas de la altitud, que pueden alcanzar hasta -50°C, y así cumplir con los rigurosos estándares de la aviación para convertirse en biojet». 

El prototipo escalado, ubicado actualmente en las instalaciones de la Sede de Investigación Universitaria —SIU—, es un sistema de reactores tubulares, bombas de alta presión y tanques de alimentación en los que el aceite y el hidrógeno reaccionan y que en su máxima capacidad podrá producir hasta 30 litros por día. Ha alcanzado el nivel de madurez tecnológica 7 (TRL 7*) en una escala del 1 al 9.

Fue diseñado y construido con la empresa IEA instruments de egresados de la UdeA, cuenta con un catalizador que, en palabras del profesor Rios, es el que «hace la magia, pues permite que las reacciones ocurran». Esta tecnología ha sido validada en condiciones reales y podría estar lista para su implementación comercial.

Un próximo salto: encender motores 

La validación final del combustible está en manos del grupo Gimel, que utiliza en sus laboratorios una microturbina de aviación real —similar a las de los aviones comerciales— para evaluar el desempeño de las mezclas. «Somos la primera universidad en Colombia en probar un biojet producido localmente en este tipo de equipos», afirmó el profesor Agudelo.

Las pruebas comenzarán con mezclas graduales, partiendo de un hecho clave de la industria: actualmente no es viable operar aeronaves exclusivamente con combustible sostenible debido a requerimientos estrictos de los motores. Por ello, inicialmente se evaluarán combinaciones en las que, por cada 100 litros, se incluyan entre 1 y 5 litros del biojet —mezclas al 1 %, 2% y 5 %—, manteniendo el Jet A-1 convencional como base.

El objetivo es medir con precisión el comportamiento del motor y las emisiones con cada incremento, para ello incluyen estudiantes de doctorado que respaldan este proceso. «Se analizan las emisiones no reguladas, con alto impacto sobre la salud humana», añadió Agudelo, recalcando que, de obtener continuidad en la financiación, la meta es mejorar la calidad del biojet obtenido, aumentar los porcentajes de mezcla y escalar la producción para ensayos en motores de aviación reales. 

Según el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, el costo de la contaminación del aire en Colombia —asociada a fuentes como el transporte, la industria, gestión de residuos y la quema de combustibles fósiles— se estima en $11,7 billones anuales, principalmente por mortalidad prematura y atención hospitalaria. Frente a este impacto multisectorial, el profesor Agudelo subrayó que «no se puede poner en la balanza la salud humana en términos económicos», y destacó que iniciativas como la producción de biojet representan un avance concreto para reducir el aporte contaminante de la aviación, uno de los sectores involucrados en esta problemática. 

Para Laura Orozco, coinvestigadora del proyecto, el prototipo es un resultado tangible del ecosistema de innovación de la UdeA. «Lo que vemos aquí es cómo el conocimiento generado en el laboratorio puede trascender para generar empresas de base tecnológica y dar soluciones concretas al país». 

Si bien este es un hito que resalta el desarrollo de tecnologías propias, la siguiente fase de escalamiento será determinante para convertir este logro científico en una alternativa viable en el mercado. Sin embargo, persiste el riesgo de repetir lo ocurrido con el biodiésel hace dos décadas: importar tecnología para adecuar plantas, dejando de lado el conocimiento local. «Necesitamos continuidad, mayor financiación y una política clara que permita a la academia y la industria trabajar juntas. La pregunta no es si vamos a producir biojet, sino si lo vamos a hacer con soberanía tecnológica», advirtió el investigador Rios. 

Por su parte, el Mayor López coincidió en que el reto no es sólo técnico sino de política pública. «El SAF debe quedar al mismo nivel que los otros biocombustibles existentes. Para lograrlo, Colombia debe apoyar la implementación de las primeras biorrefinerías y acompañar a los inversionistas, con la academia como socio estratégico para disminuir los riesgos de esa etapa inicial».

En esa fase de validación, la FAC se perfila como un aliado clave. «Con las capacidades que tenemos podemos apoyar a la academia con bancos de prueba, ensayos extensivos en motores y verificaciones técnicas que garanticen la seguridad en vuelo con combustibles alternativos», aseguró López, quien añadió que la normativa internacional de la American Society for Testing and Materials —ASTM— exige alrededor de 450 ciclos para certificar la inclusión de un nuevo SAF. 

El impacto social también está en juego. Los investigadores proponen modelos de asociatividad en los que las comunidades rurales puedan participar en la cadena de valor si se tiene en cuenta la alta presencia de materia prima en el país. «No se trata solo de descarbonizar el cielo, sino también de dignificar la tierra», insistió Rios. 

La meta es clara, transformar la riqueza agrícola del país en valor energético, creando cadenas de suministro locales que beneficien desde el pequeño cultivador hasta una aerolínea internacional. No se trata solo de sustituir un combustible, sino de tejer una nueva economía alrededor de él en el país, como lo vienen desarrollando otras naciones. 

El mensaje final es una invitación a no repetir los errores del pasado, «podemos importar la tecnología llave en mano cuando el mundo ya haya resuelto el problema, o podemos ser parte de la solución, desarrollando nuestra propia capacidad, nuestro conocimiento y nuestra industria», concluyó Agudelo. 

¡Ojo que no es lo mismo! Biodiésel, Diésel renovable y Biojet 

• Biodiésel: Se produce mediante una reacción llamada transesterificación, que transforma el aceite en un compuesto químico llamado éster. Ya es comercial en Colombia (mezclado con diésel fósil, actualmente al 10 %).
• Diésel Renovable (Green Diesel): Resultado del hidrotratamiento. Es un hidrocarburo idéntico al diésel fósil, pero de origen vegetal/animal. Es el primer producto del prototipo UdeA.
• Biojet/SAF: Es diésel renovable que pasa por un proceso de isomerización para cumplir con los estrictos requisitos de la aviación, por ejemplo, punto de congelación bajo. Es el producto final.

*¿Qué es el TRL? Del laboratorio al mercado

El Nivel de Madurez Tecnológica (TRL, por sus siglas en inglés) es una escala del 1 al 9 que mide cuán lista está una tecnología para su uso comercial.

• TRL 1-3: Investigación básica. Idea y primeros experimentos en laboratorio.
• TRL 4-6: Validación. Prototipo en ambiente relevante.
• TRL 7-9: Demostración. Prototipo en entorno operacional real. El proyecto de biojet UdeA está en TRL 7.