A partir de biomasa de algas en forma de pasta y procedente de su centrifugación  (Nanochloropsis gaditana, Ascophyllum Nodosum y  Laminaria Digitata) se elabora por  procedimiento de solvólisis un biodiesel susceptible de hidrogenación en bioquioqueroseno y para  su posterior uso como combustible de aviones.  Este trabajo investiga la composición de las algas   en ácido algínico y en sus unidades constituyentes o ácidos manurónico y gulurónico, y el contenido  en alginato de sodio sobre algas secas. La valorización de residuos procedentes de centrifugados de  algas con bajo contenido en aceite, se ha mostrado útil para la extracción de los mismos, y posterior  solvolisis ácida y extracción con disolventes (acetilacetona y el etilenglicol). Especialmente la  espectroscopía  1 HNMR y  13 CNMR se ha mostrado útil para identificar en los aceites,  ácidos grasos  próximos al ácido cis-cis-9,12- octadecadienoico. Por esterificación y subsiguiente hidrogenación se  produce el bioqueroseno objeto de estudi

Correa-Guimaraes, Alejandra

Dante, Roberto C.

Duran Altisent, Jose Maria

Martin G., Jesus

Navas Gracia, Luis Manuel

Archivo Digital UPM

Nuevos métodos de obtención de bioqueroseno a partir de extractos de algas

Servicio de Coordinación de Bibliotecas de la Universidad Politécnica de Madrid

 IX Congreso Latinoamericano y del Caribe de Ingeniería Agrícola -  CLIA 2010 
XXXIX Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2010 
Vitória - ES, Brasil, 25 a 29 de julho 2010 
Centro de Convenções de Vitória 
 
 
NUEVOS MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE BIOQUEROSENO A PARTIR DE 
EXTRACTOS DE ALGAS 
 
ADRIANA C. GUIMARAES
1
, ROBERTO C. DANTE
2
, LUIS M. NAVAS
3
, JESÚS MARTÍN G
4
, 
JOSÉ M. DURÁN
5
 
1 Dra. Ingeniera Agrónoma; 2 Dr. en Ciencias Químicas e Ingeniería de Materiales; 3 Dr. Ingeniero Agrónomo; 4 Dr. En Ciencias 
Químicas 
Departamento de Ingeniería Agrícola y Forestal, Escuela Técnica Superior de Ingenierías Agrarias, Universidad de Valladolid (UVa). 
Avda de Madrid, 44, 34004 - Palencia, España. Tel: +34 979 108 413; Email: acg@iaf.uva.es. 
5 Dr. Ingeniero Agrónomo. Departamento de Producción Vegetal: Fitotecnia, Escuela Técnica Superior de  Ingenieros Agrónomos, 
Universidad Politécnica de Madrid (UPM). 
 
Apresentado no 
IX Congreso Latinoamericano y del Caribe de Ingeniería Agrícola - CLIA 2010 
XXXIX Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2010 
25 a 29 de julho de 2010 - Vitória - ES, Brasil 
 
RESUMEN: A partir de biomasa de algas en forma de pasta y procedente de su centrifugación 
(Nanochloropsis gaditana, Ascophyllum Nodosum y Laminaria Digitata) se elabora por 
procedimiento de solvólisis un biodiesel susceptible de hidrogenación en bioquioqueroseno y para 
su posterior uso como combustible de aviones. Este trabajo investiga la composición de las algas  
en ácido algínico y en sus unidades constituyentes o ácidos manurónico y gulurónico, y el contenido 
en alginato de sodio sobre algas secas. La valorización de residuos procedentes de centrifugados de 
algas con bajo contenido en aceite, se ha mostrado útil para la extracción de los mismos, y posterior 
solvolisis ácida y extracción con disolventes (acetilacetona y el etilenglicol). Especialmente la 
espectroscopía 
1
HNMR y 
13
CNMR se ha mostrado útil para identificar en los aceites,  ácidos grasos 
próximos al ácido cis-cis-9,12- octadecadienoico. Por esterificación y subsiguiente hidrogenación se 
produce el bioqueroseno objeto de estudio.  
 
PALABRAS CLAVE: solvólisis química, biodiesel, ácido algínico, biokerosine. 
 
NEW METHODS TO OBTAIN BIO-KEROSINE FROM EXTRACTED PRODUCTS OF 
ALGAE BIOMASS 
 
ABSTRACT: A new biodiesel is obtained from a method based on solvolysis utilizing the biomass 
of alga Nanochloropsis gaditana, Ascophyllum Nodosum y Laminaria Digitata. The products can 
be hydrogenated to obtain a biokerosine to be used as fuel for aircrafts. This report is focused on the 
alginic acid, on its constituent parts, i.e. manuronic and guluronic acids, and the sodium alginates of 
dry algae. The residua coming from centrifugated alga biomass, although their low oil content, 
allowed us to extract the aforementioned acids and salts. The obtained products were treated 
through acidic solvolysis, and subsequently extracted by solvents (acetyl acetone and ethylene 
glycol). The 
1
HNMR y 
13
CNMR spectroscopy allowed us to detect acid fats similar to cis-cis-9,12- 
octadecadienoic acid. The biokerosine can be obtained by means of hydrogenation and 
esterification of this fat acid. 
 
KEYWORDS: chemical solvolysis, biodiesel, alginic acid, biokerosine. 
 
 
 INTRODUCCIÓN 
El ácido alginico o algín es un ácido polimanurónico que se obtiene de las algas y es de gran 
interés por sus aplicaciones en la industria de alimentos, farmacia, papel, textil y otras y puede 
llegar a absorber de diez a veinte veces su propio peso en agua. Sus sales sódicas, cálcicas y 
potásicas se denominan alginatos y se emplean frecuentemente en la industria de la alimentación. 
Existen pocos trabajos científicos sobre polímeros derivados del ácido algínico o sus sales. El 
propilen glicol alginato es un producto derivado del ácido algínico y utilizado ampliamente en la 
industria agroalimentaria. El ácido algínico es el único polisacárido coloidal que contiene grupos 
carboxílicos  y su composición polimérica contiene diversas proporciones de  ácido D-mannuronico 
y de ácido gulurónico unido a través de las posiciones 1 y 4.(IKEDA et al. 2000). En la actualidad 
se intenta generar aceites y proteínas de las algas e inclusive producir biodiesel por el conocido 
método de transesterificación. Urge en la actualidad encontrar una alternativa a un petróleo cada 
vez más escaso y contaminante. El primer paso se dio en la década de los setenta con combustibles 
hechos a partir de maíz, soja, colza, caña de azúcar.., que fueron perfeccionados por una segunda 
generación de biocarburantes producidos con residuos vegetales no usados en la alimentación o que 
habían crecido en terrenos no fértiles. Ahora las posibilidades se amplían con la entrada en escena 
de estas plantas marinas.  Este interés se debe al hecho de que las algas y especialmente las 
microalgas permiten obtener biocombustibles en cantidad relevante sin utilizar suelo cultivable para 
alimentos y además se pueden conseguir notables cantidades de biomasa en tiempos cortos 
(CHISTI 2007). El presente trabajo pretende  obtener esteres de ácidos grasos a partir de las algas, 
para su posible explotación como biocombustibles para aviones, es decir obtener bioqueroseno 
capaces de permanecer líquidos a bajas temperaturas.  
El presente trabajo es una primera aproximación a la elaboración de un producto de gran 
potencial como el Bioqueroseno a partir de catalizadores ácidos y utilizando digestión de las algas 
en un medio básico fuerte. Nuestro grupo de trabajo del GIR-TADRUS (Tecnologías Avanzadas 
para un Desarrollo Rural Sostenible) se encuentra trabajando en la actualidad con otro tipo de 
catalizadores menos agresivos y disolventes que permitan obtener un mayor rendimiento extractivo. 
 
MATERIAL Y MÉTODOS 
PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN CON DISOLVENTES DE LOS ÁCIDOS ALGÍNICOS 
CONTENIDOS EN EL ALGA NANNOCHLOROPSIS GADITANA 
Una pasta de microalgas Nannochloropsis gaditana, obtenida de cultivos para captura de CO2 
de la empresa petrolera Repsol, de la cual se habían previamente extraído los ácidos grasos por 
centrifugación, ha sido tratada con potasa para destruir aún más las membranas celulares y permitir 
primero extraer los componentes de los sistemas fotosínteticos, tales  como clorofila y carotenoides 
con éteres, para luego, previo tratamiento con acido sulfúrico en glicoles, poder extraer con 
solventes los  ácidos grasos constituyentes del ácido algínico, y que pueden ser  la base para la 
formación  de  bioquerosenos y su uso en aviación. Los solventes utilizados han sido 2,4-
pentanodiona (acetil acetona) y el etanodiol (etilen glicol). La destilación posterior ha permitido 
obtener varias fracciones que contenían los aceites objeto de estudio. 
 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
ANÁLISIS DE LOS ACEITES OBTENIDOS DE LAS FRACCIONES DESTILADAS POR 
MEDIO DE FTIR, 
1
HNMR Y 
13
CNMR  
Las fracciones denominadas alg1 y alg2 han sido caracterizadas por medio de FT-IR  y 
1
HNMR y 
13
CNMR. Los espectros infrarrojos monstrados en las Figuras 1 y 2 corresponden 
esencialmente a los espectros de los dos solventes utilizados: acetil acetona y etilen glicol 
respectivamente (CHEMISTRY WEBBOOK NIST). Es preciso destacar que la presencia de ambos 
disolventes hace poco viable el uso de la espectroscopía IR para propósitos identificativos de 
nuevas especies, debido a su fuerte absorción. Sin embargo la espectroscopía NMR ha sido mucho 
 más sensible y ha permitido evidenciar la presencia de otras especies diferentes a los dos 
disolventes utilizados. 
 
 
 
FIGURA 1. Espectro IR de la fracción destilada alg1. El espectro corresponde esencialmente 
a acetyl acetona. 
 
 
 
FIGURA 2. Espectro IR destilada alg2. El espectro corresponde esencialmente a etilen glicol. 
 
El espectro 
1
HNMR de alg1 (Figura 3) muestra las absorciones tipicas de los protones de 
acetil acetona: 5,51, 3,61, 2,24, 2,0 ppm. El pico a 3,72 ppm  pertenece a etilenglicol. Todas las 
bandas han sido asignada por comparación con los espectros de la base de datos SPECTRAL 
DATABASE FOR ORGANIC COMPOUNDS SDBS (NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED 
INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY, DATE OF ACCESS). 
3300.75 2937.36 2874.26 1720.70 1454.92 1412.32 1 55.12 1205.94 1083.23 1033.01 881.60 860.84 
1000 1500 2000 2500 3000 3500 
Wavenumber cm-1 
0.0 
0.1 
0.2 
0.3 
0.4 
0.5 
0.6 
0.7 
ATR 
Units 
3460.13 2922.60 1727.01707.13 1606.12 1416.45 359.28 1302.02 1 45.41 117 .01156.63 87.99 1000.43 954.42 1 .15 778.84 638.40 
1000 1500 2000 2500 3000 3500 
Wavenumber cm-1 
0.0 
0.1 
0.2 
0.3 
0.4 
0.5 
ATR 
Units 
 El espectro 
1
HNMR de alg2 (Figura 4) es más complejo y muestra los picos típicos del 
etilenglicol (3,7 y 3,3 ppm) y una serie de bandas 7,2, 5,2, 2,48, 2,42, 2,1 que corresponden a ácidos 
grasos próximos al ácido cis-cis-9,12- octadecadienoico (ver Figura 5) y cuyos picos 
1
HNMR han 
sido comparados con los obtenidos en las bases de datos. 
El espectro de 
13
CNMR de alg1 (Figura 6) confirma los resultados obtenidos por 
1
HNMR: los 
picos a 202, 191, 58,3, 30,7 y 24,6 ppm corresponden a la acetilacetona, mientras los picos menos 
intensos alrededor de 77 ppm y 63 ppm corresponden al etilenglicol. 
El espectro 
13
CNMR de alg2 (Figura 7) presenta los mencionados picos del etilenglicol y 
aparecen otros picos mucho menos intensos alrededor de 60 y 68 ppm. 
El ácido graso extraido procede de la deshidratación del ácido algínico por el ácido sulfúrico y 
es de cadena larga insaturada y se requiere hidrogenación para poder ser utilizado como 
bioqueroseno en aviones o en mezclas con otros biodiesel. 
 
 
 
FIGURA 3. Espectro 
1
HNMR de alg1, donde se pueden notar las absorciones tipicas de los 
protones de acetil acetona: 5,51, 3,61, 2,24, 2,0 ppm. El pico a 3,72 ppm  pertenece a etilenglicol. 
 
  
 
FIGURA 4. Espectro 
1
HNMR de alg2. Los picos típicos a 3,7 y 3,3 ppm corresponden al 
etilenglicol  y una serie de bandas 7,2, 5,2, 2,48, 2,42, 2,1 corresponden a ácidos grasos próximos al 
ácido cis-cis-9,12- octadecadienoico. 
 
CH3
OH
O
 
 
FIGURA 5. Fórmula del acido cis-cis-9,12 octadecadienoico. 
 
 
  
 
FIGURA 6. Espectro de 
13
CNMR de alg1. Los picos a 202, 191, 58,3, 30,7 y 24,6 ppm 
corresponden a la acetilacetona, mientras los picos menos intensos alrededor de 77 ppm y 63 ppm 
corresponden al etilenglicol. 
 
CONCLUSIONES 
La valorización de residuos procedentes de centrifugados de algas con bajo contenido en 
aceite, se ha mostrado útil para la extracción de los mismos, previo ataque de las membranas 
celulares de los sistemas fotosínteticos y posterior solvolisis ácida y extracción con disolventes 
(acetilacetona y el etilenglicol). Especialmente la espectroscopía 
1
HNMR y 
13
CNMR se ha 
mostrado útil para identificar en nuestros aceites  ácidos grasos próximos al ácido cis-cis-9,12- 
octadecadienoico. Estos ácidos deberían ser posteriormente hidrogenados para la obtención de 
bioquerosenos utilizables en aviación o sus mezclas con biodiesel.  
Este trabajo no es más que un primer contacto o aproximación para la obtención de 
bioquerosenos en el laboratorio. Nuevos catalizadores y procedimientos de trabajo con diferentes 
tipos de algas serán objeto de estudio.  
 
REFERENCIAS 
CHEMISTRY WEBBOK NIST: http://webbook.nist.gov/chemistry/ 
CHISTI, Y. Biodiesel from microalgae, Biotechnology Advances, v. 25/3, p.294-306, 2007. 
IKEDA, A.; TAKEMURA, A.; ONO, H. Preparation of low-molecular weight alginic acid 
by acid hydrolysis. Carbohydrate Polymers, v.42, p.421–425, 2000. 
SPECTRAL DATABASE FOR ORGANIC COMPOUNDS SDBS (NATIONAL 
INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY, DATE OF 
ACCESS): http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi 
 
  
 
FIGURA 7. Espectro 
13
CNMR de alg2. Los dos picos más intensos mencionados pertenecen al 
etilenglicol y aparecen otros picos mucho menos intensos alrededor de 60 y 68 ppm. 
 


http://oa.upm.es/7685/2/INVE_MEM_2010_78386.pdf

Nuevos métodos de obtención de bioqueroseno a partir de extractos de algas

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