Diseño responsable de un proceso de destilación extractiva para bioetanol: evaluación económica, ambiental y de seguridad con integración energética
Palabras clave:
Bioetanol, Destilación Extractiva, Integración Energética, Evaluación Económica, Seguridad Inherente.Resumen
El bioetanol producido a partir de residuos lignocelulósicos es un biocombustible de segunda generación cuyo proceso de purificación enfrenta retos técnicos debido a la formación de azeótropos y al alto consumo energético. Esta investigación propone un diseño para la purificación de bioetanol mediante destilación extractiva, integrando criterios económicos, ambientales y de seguridad inherente, en consonancia con los principios del enfoque Investigación e Innovación Responsables (RRI). Se simularon tres configuraciones de proceso en Aspen Plus® V14, vinculadas con evaluaciones técnico-económicas y de sostenibilidad desarrolladas en MATLAB®. Se analizó la influencia de la pureza y recuperación del bioetanol, así como la implementación de estrategias de integración energética mediante intercambiadores de calor. La evaluación económica se realizó mediante la metodología de Guthrie; la seguridad inherente fue estimada con el índice de Seguridad Inherente para Columnas de Destilación (DCISI) e Índice por Daño de Fuego y Explosión (FEDI), y el impacto ambiental fue valorado con base en la metodología IMPACT World+. Finalmente, se aplicó el método de jerarquización analítica (AHP) para integrar los tres criterios en un índice compuesto de sostenibilidad. Los resultados identificaron que la configuración con 91.0 % de pureza y 99.96 % de recuperación en la torre concentradora, con dos intercambiadores de calor, presentó el mejor desempeño global. Esta opción permite reducir el consumo energético, minimizar el impacto ambiental y mejorar la seguridad del proceso, demostrando que la integración sistemática de indicadores técnicos, económicos y ambientales resulta clave para el diseño de procesos químicos más sostenibles, seguros y éticamente fundamentados.
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Declaración de disponibilidad de datos
Los datos utilizados en este estudio corresponden a simulaciones, evaluaciones y resultados analíticos desarrollados en el marco de una tesis de licenciatura disponible en el repositorio institucional de la Universidad Autónoma de Sinaloa. No se han generado conjuntos de datos adicionales para su difusión pública. Los resultados y parámetros relevantes se encuentran descritos en el cuerpo del presente artículo. Cualquier información adicional puede ser solicitada razonablemente a la autora de correspondencia con fines académicos no comerciales.
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