JOURNAL BOLIVIANO DE CIENCIAS – Vol. 21, Número 58 – Jul. a Dic. 2025
ISSN Digital: 2075-8944 ISSN Impreso: 2075-8936
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Citar como: Ochoa Figueroa,
J.F. Biocombustibles de
segunda generación en Bolivia.
Oportunidades y desafíos
para una transición energética
sostenible. Revista Journal
Boliviano De Ciencias,
21(58) 156-174 https://doi.
org/10.52428/20758944.
v21i58.1371
Recepción: 07/07/2025
Aceptado: 21/10/2025
Publicado: 30/12/2025
Declaración: Derechos de
autor 2025 Ochoa Figueroa,
J.F. Esta obra está bajo una
licencia internacional Creative
Commons Atribución 4.0.
Los autores/as declaran no tener
ningún conicto de intereses
en la publicación de este
documento.
Proyectos de ingeniería aplicada
Biocombustibles de segunda generación en Bolivia.
Oportunidades y desafíos para una transición
energética sostenible.
Second-generation biofuels in Bolivia. Opportunities and challenges for a sustainable energy
transition
Jaime Fernando Ochoa Figueroa
Especialista Ambiental. Consultora Nacional (CONNAL S.R.L.). La Paz-Bolivia. fochoa.101@gmail.com
RESUMEN
Los biocombustibles de segunda generación en Bolivia ofrecen la oportunidad
de una transición energética sostenible al utilizar residuos agrícolas, forestales
y urbanos, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles y las emisiones
de carbono. Los principales desafíos incluyen la inversión tecnológica, marcos
regulatorios y altos costos iniciales. Casos exitosos en Latinoamérica destacan su
potencial, sin embargo, Bolivia necesita incentivos scales, subsidios y apoyo a
la investigación y desarrollo (I+D) para superar las barreras y poder posicionarse
como líder regional en energía sostenible.
Palabras clave: Biocombustibles de segunda generación. Transición energética.
Sostenibilidad.
ABSTRACT
Second-generation biofuels in Bolivia oer the oportunity to a sustainable energy
transition by using agricultural waste, forest, and urban waste, reducing fossil
fuel dependence and carbon emissions. Key challenges include technological
investment, regulatory frameworks, and high initial costs. Successful Latin
American cases highlight potential, but Bolivia needs scal incentives, subsidies,
and R&D support to overcome barriers and establish itself as a regional leader
in sustainable energy.
Keywords: Second-generation biofuels, Energy transition, Sustainability.
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1. INTRODUCCIÓN
La transición hacia sistemas energéticos sostenibles exige alternativas innovadoras
como los biocombustibles de segunda generación (2G), capaces de descarbonizar
sectores difíciles de electricar —como el transporte, la industria y la agricultura—
a partir de materias primas no alimentarias: residuos agrícolas, forestales y
plásticos posconsumo. Esta doble ventaja —reducción de emisiones y gestión de
residuos— convierte a los biocombustibles 2G en una solución estratégica para
países altamente dependientes de hidrocarburos, como Bolivia, donde el 78 % de
la matriz energética primaria aún se basa en fuentes fósiles (IEA, 2023), a pesar de
su rol como exportador de gas.
En Bolivia, recursos clave permanecen subutilizados. La agroindustria genera
anualmente 3,2 millones de toneladas de residuos (MMAyA, 2021), mientras
que el reciclaje de plásticos urbanos no supera el 5 %. Aprovechando estos ujos
como insumos, las tecnologías 2G podrían sustituir hasta un 15 % del diésel fósil
consumido en el país. Sin embargo, su implementación enfrenta importantes
desafíos: altos costos de inversión (entre 50 y 100 millones de dólares por planta,
según el tipo de proceso: termoquímico o bioquímico), ausencia de incentivos
normativos claros y falta de información sistematizada sobre la disponibilidad de
biomasa residual.
Esta investigación, realizada en el marco de la Maestría en Cambio Climático de
la Universidad del Atlántico (España), aborda estas brechas a través de un análisis
técnico-económico. Los resultados se alinean con los Objetivos de Desarrollo
Sostenible (ODS) 7 —energía asequible y no contaminante— y 13 —acción por
el clima—, así como con los lineamientos del Plan Nacional de Desarrollo 2021–
2025 de Bolivia.
1.1 ANTECEDENTES
Los biocombustibles (2G), producidos a partir de residuos agrícolas, forestales y
plásticos posconsumo, se perlan como una alternativa estratégica para reducir la
dependencia de hidrocarburos en Bolivia y alinearse con las políticas climáticas
globales, sin comprometer la seguridad alimentaria (MHE, 2022). Su adopción
se formalizó en 2017 con un memorándum de entendimiento entre el Gobierno
nacional y el sector agroempresarial cruceño, que derivó en la Ley 1098 de Aditivos
de Origen Vegetal, orientada a promover su incorporación en la matriz energética
(Fundación Tierra, 2024).
Los avances recientes incluyen la comercialización de gasolinas mezcladas con
etanol (Súper Etanol 92 y Especial Plus), la construcción de dos megaplantas de
biodiésel con capacidad de 600.000 litros diarios —una de ellas ya en operación
en Santa Cruz—, y el impulso a cultivos sostenibles de oleaginosas como palma
aceitera y Jatropha curcas (MHE, 2022). Sin embargo, la drástica caída de
las reservas probadas de gas natural —de 10,7 TCF1 en 2017 a 2,13 TCF en
2023 (Fundación Milenio, 2024)— refuerza la urgencia de diversicar la matriz
energética.
En foros recientes (MHE, 2022; 2024), se enfatizó la necesidad de escalar tecnologías
B2G como la pirólisis de plásticos y el HVO, junto con medidas de política pública:
actualizar la Ley 1098 para incorporar estándares de sostenibilidad, redirigir
1 Trillion Cubic Feet (TCF) = billones de pies cúbicos de gas natural
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subsidios fósiles hacia biocombustibles, e impulsar investigación en materias
primas alternativas como residuos orgánicos y aceites usados. La meta nacional
para 2050 es reemplazar el 100 % de las importaciones de diésel y gasolinas, lo
cual exige coordinación público-privada, inversión en I+D y un marco regulatorio
alineado con la economía circular.
A pesar de los avances, persisten obstáculos críticos: la dependencia estructural de
los hidrocarburos (67 % de los subsidios estatales), la limitada capacidad tecnológica
para procesar residuos lignocelulósicos y plásticos, y los riesgos socioambientales
asociados a la expansión de monocultivos de palma sin salvaguardas adecuadas.
En este escenario, los biocombustibles 2G constituyen una vía viable, cuyo éxito
dependerá de innovación tecnológica, políticas audaces y participación comunitaria
efectiva, garantizando una transición energética inclusiva y ecológicamente
responsable.
2. METODOLOGÍA
Enfoque general del estudio
Este estudio evalúa el potencial de biocombustibles 2G en Bolivia mediante un
enfoque interdisciplinario, integrando tecnología, economía, ambiente y políticas,
alineado con prioridades nacionales y compromisos globales. La investigación se
desarrolla en dos etapas:
Primera etapa: Diagnóstico energético y revisión del estado del arte
Incluye una revisión crítica de literatura cientíca, informes técnicos (IEA,
OLADE) y normativa nacional (Ley 1098, PNDES 2021–2025). Además, se
evalúa la matriz energética, la dependencia de fósiles y el potencial de residuos,
con datos del INE y ministerios.
Segunda etapa: Evaluación técnico-económica y ambiental
Se analizan tecnologías como pirólisis, gasicación y fermentación mediante
modelado con ASPEN Plus, evaluando eciencia, CAPEX/OPEX y TIR. El
Análisis de Ciclo de Vida (ACV) se realiza con SimaPro/OpenLCA siguiendo ISO
14040-44.
También se integran criterios de sostenibilidad (ODS2 7 y 13) y políticas nacionales.
3. RESULTADOS
3.1 TIPOLOGÍA DE LOS BIOCOMBUSTIBLES
De acuerdo con Trejo Zamudio et al. (2019), los biocombustibles son carburantes
producidos a partir de biomasa o residuos orgánicos mediante procesos físicos o
químicos, y pueden encontrarse en estado sólido, líquido o gaseoso. Se distinguen
tres generaciones:
2 Objetivos de Desarrollo Sostenible. Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible
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• Primera generación: obtenidos de cultivos alimentarios (caña de azúcar,
girasol), generan bioetanol y biodiésel, pero con efectos negativos sobre la
seguridad alimentaria.
• Segunda generación: derivados de materias no comestibles (como jacinto
de agua) y residuos agrícolas o urbanos, reducen la competencia con la
producción de alimentos.
• Tercera generación: basados en microalgas y macroalgas con alta capacidad
de captura de CO₂, permiten producir biodiésel y bioturbosina sin requerir
suelo agrícola.
Estas tecnologías contribuyen a disminuir la dependencia de combustibles fósiles
y las emisiones netas de CO₂, al mantener un ciclo cerrado de carbono en el que el
gas liberado en la combustión se reabsorbe durante el crecimiento de la biomasa.
Sin embargo, persisten desafíos relacionados con la escalabilidad tecnológica, los
costos de producción y los impactos socioambientales, que deben ser abordados
para consolidar su potencial como una alternativa energética sostenible.
3.2 BENEFICIOS AMBIENTALES
Los biocombustibles (2G) son una alternativa estratégica para Bolivia, pues
reducen la huella de carbono, aprovechan residuos agroforestales y no compiten
con alimentos. Al usar insumos no comestibles, impulsan una transición energética
sostenible que respeta biodiversidad y producción local. Su desarrollo requiere
infraestructura, incentivos y políticas públicas, pero su potencial es signicativo:
diversican la matriz energética, fortalecen la economía circular y mejoran la
calidad ambiental.
3.2.1 Reducción de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero
Los biocombustibles (2G) reducen signicativamente la huella de carbono frente
a los combustibles fósiles, gracias a su ciclo de carbono cerrado, donde el CO₂
emitido se compensa con el absorbido por la biomasa (Waldheim & Pettersson,
2021). En Bolivia, donde el transporte genera altas emisiones de GEI3, su uso
podría disminuir hasta un 80 % las emisiones netas de CO₂, dependiendo del tipo
de materia prima y el proceso de conversión utilizado (IEA Bioenergy, 2023).
3.2.2 Valorización de residuos agrícolas y forestales
En Bolivia, los residuos agrícolas y forestales —como rastrojos, bagazo de caña
y aserrín— suelen destinarse a la quema, generando emisiones contaminantes y
liberación de CO₂ (Carbon Neutral Plus, 2024). La producción de biocombustibles
(2G) ofrece una alternativa para valorizarlos como materia prima, favoreciendo
una economía circular y reduciendo los impactos ambientales derivados de su
acumulación o disposición inadecuada (Waldheim & Pettersson, 2021).
3.2.2.1 Protección de ecosistemas
A diferencia de los biocombustibles de primera generación, los 2G no requieren
ampliar la frontera agrícola. En Bolivia, la expansión de monocultivos como la
3 Gases de Efecto Invernadero. Regulados por el Protocolo de Kioto y el Acuerdo de París
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soya ha sido uno de los principales motores de deforestación en regiones del Chaco
y la Amazonía (Repsol, 2024). El uso de biomasa residual como insumo energético
reduce esta presión, contribuyendo a la conservación de la biodiversidad y los
servicios ecosistémicos (IEA Bioenergy, 2023).
3.2.2.2 Disminución de la contaminación
La quema de residuos agrícolas genera contaminación del aire y afecta la salud
pública en comunidades rurales (Álvarez & García, 2022). Su aprovechamiento en
biocombustibles disminuye las emisiones de partículas, NOx y CO, mejorando la
calidad del aire. De igual forma, el uso de aceites de cocina y residuos orgánicos
evita descargas inadecuadas en ríos y suelos, reduciendo riesgos de contaminación
hídrica (Carbón Neutral Plus, 2024).
3.2.2.3 Economía circular y sostenibilidad
El aprovechamiento de residuos en biocombustibles fomenta la economía circular,
al transformar desechos de un sector en insumos energéticos para otro. Esto
contribuye a diversicar la matriz energética, avanzar hacia un modelo resiliente
y sostenible, y cumplir compromisos internacionales de mitigación del cambio
climático (IEA Bioenergy, 2023).
3.3 MATERIAS PRIMAS PARA BIOCOMBUSTIBLES 2G EN BOLIVIA
Los biocombustibles de Segunda Generación (2G) provienen de residuos
agrícolas, forestales, agroindustriales, plásticos y biomasa no convencional, sin
competir con alimentos (Trejo Zamudio et al., 2019). Estos insumos procesados
en plantas especializadas producen combustibles sólidos, líquidos o gaseosos,
además de subproductos valorizables como fertilizantes. Su viabilidad depende
de la disponibilidad de biomasa, características físico-químicas, logística de
transporte e integración al balance energético nacional (Manrique et al., 2023). Los
Sistemas de Información Geográca (SIG) son herramientas clave para planicar
su aprovechamiento. Asimismo, los bosques energéticos complementan la oferta,
fortaleciendo un modelo circular y sostenible en Bolivia.
3.3.1 Materias Primas para Biocombustibles 2G
La diversidad de materias primas en Bolivia se organiza según su origen Trejo
Zamudio et al. (2019), su capacidad para generar biocombustibles sólidos, líquidos
o gaseosos, agrupados según su origen:
• Residuos agrícolas (bagazo de caña, rastrojos, cascarilla de arroz, quinua,
castaña): base para bioetanol lignocelulósico, biogás y biodiésel. Su
valorización reduce la dependencia de oleaginosas y la quema a cielo abierto.
• Residuos forestales (aserrín, virutas, restos de poda): utilizados en pellets,
syngas o diésel sintético (vía Fischer-Tropsch), favoreciendo el manejo
sostenible y disminuyendo la presión sobre bosques.
• Residuos plásticos: mediante pirólisis catalítica o gasicación se transforman
en diésel sintético y syngas, mitigando la contaminación ambiental.
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• Residuos orgánicos urbanos (frutas, aceites usados, poda): representan más
del 60 % de los residuos sólidos en ciudades como La Paz y Santa Cruz. Son
aptos para biodiésel y biogás vía digestión anaerobia, reduciendo vertidos y
emisiones de GEI.
• Biomasa no convencional (jacinto de agua, biomasa uvial): insumos con
doble benecio, al producir biocombustibles (biodiésel, bioetanol, syngas) y
controlar problemas ambientales como especies invasoras o acumulación de
desechos en ríos.
• Residuos agroindustriales amazónicos (cáscaras de castaña): con
potencial para gasicación, pirólisis y licuefacción hidrotermal, generando
biocombustibles líquidos y sólidos, además de empleo local en la Amazonía.
Tabla 1. Clasicación de las Materias Primas
Clasicación Materias Primas Biocombustibles
Potenciales Aspectos Técnicos Aspectos
Socioambientales
Cantidades
Probables*
Residuos
Agrícolas
Bagazo de caña,
rastrojos de maíz,
cascarilla de arroz,
quinua, residuos de
castaña
Bioetanol
lignocelulósico,
biodiésel, biogás,
gas de síntesis
- Gasicación: 85%
syngas, 10% biochar,
5% líquidos
- Pirólisis: 30-75%
bioaceite, 12-35%
biochar, 13-35% gases
Reducción de
dependencia
de cultivos
alimentarios (soya,
palma)
~2–3 millones
t/año → 1.200
millones L
bioetanol o 800
Mm³ biogás
Residuos
Forestales
Aserrín, virutas,
restos de poda
Pellets, syngas,
diésel sintético
(FT), bio-oil
- Gasicación + FT:
diésel sintético
- Pirólisis rápida: bio-oil
(~35 MJ/kg)
Manejo forestal
sostenible,
reducción de
deforestación
~0,8 millones t/
año → 500 Mm³
syngas o 300.000
t pellets
Residuos
Plásticos
Plásticos urbanos/
rurales
Diésel sintético,
syngas
- Pirólisis catalítica:
conversión a líquidos
Mitigación de
contaminación por
plásticos
~0,4 millones
t/año → 300
millones L diésel
sintético
Residuos
Orgánicos
Urbanos
Frutas, verduras,
aceites usados,
poda, residuos
industriales
Biodiésel
(aceites), biogás,
pellets
- Digestión anaerobia:
biogás (~60% CH₄)
Reducción de
emisiones en
vertederos,
gestión integral de
residuos
~1,2 millones
t/año → 700
Mm³ biogás o
90 millones L
biodiésel
Biomasa No
Convencional
Jacinto de agua,
madera otante
Biodiésel,
bioetanol, syngas,
biocrudo
- Licuefacción
hidrotermal: biocrudo
(20-50%, ~35 MJ/kg)
Control de
especies invasoras,
mejora de
navegabilidad
~0,5 millones
t/año → 150
millones L
biocombustibles
líquidos
Residuos
Agroindustrial
Amazónicos
Cáscaras de castaña Syngas, bioaceite,
biocrudo, biochar
- Gasicación: syngas
- HTL: biocrudo (20-
50%, ~35 MJ/kg)
Valorización de
residuos, empleo
local
~80.000 t/año →
40 Mm³ syngas
o 25 millones L
biocrudo
Fuente: Trejo Zamudio et al. (2019)
*Notas:
Los valores son estimativos basados en promedios de disponibilidad de biomasa y
rendimientos de conversión reportados en literatura técnica.
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Se expresan en toneladas (t), millones de metros cúbicos (Mm³) o millones de litros
(L) por año, en base al potencial boliviano.
3.4 TECNOLOGÍAS DE PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES 2G
Según Trejo y otros (2019), los residuos orgánicos de la agroindustria, agricultura,
ganadería y desechos municipales constituyen una fuente clave para producir
biocombustibles líquidos, sólidos o gaseosos mediante distintas rutas de conversión.
El sistema se organiza en cuatro fases: (1) recolección y clasicación de los
residuos, (2) transporte hacia las plantas de procesamiento, (3) transformación a
través de procesos bioquímicos, químicos o termoquímicos y (4) uso nal como
energía térmica o eléctrica.
Los procesos bioquímicos emplean microorganismos en fermentación para generar
bioetanol u otros compuestos. Los procesos químicos, como la transestericación,
permiten obtener biodiésel a partir de lípidos y alcoholes, mientras que la hidrólisis
descompone biomasa con soluciones ácidas, básicas o enzimáticas. Los procesos
termoquímicos operan a altas temperaturas en atmósferas controladas: el pirólisis
produce bioaceites y carbón vegetal, la gasicación genera gas de síntesis y la
licuefacción obtiene biocombustibles líquidos.
La selección de la tecnología depende del tipo de biomasa, la infraestructura y
el producto nal buscado. Los métodos termoquímicos ofrecen mayor eciencia
energética y subproductos valorizables, mientras que los bioquímicos y químicos
son óptimos para biocombustibles especícos. En conjunto, constituyen alternativas
complementarias para impulsar una bioeconomía sostenible.
Tabla 2. Clasicación de tecnologías para la producción de biocombustibles
de segunda generación
Categoría Procesos Mecanismo clave Productos principales
1. Termo
conversión
1.1 Pirólisis (rápida,
catalítica, al vacío)
Descomposición térmica en atmósfera
inerte (300-800°C).
Bioaceite, biochar, gases no
condensables. Incluyen H₂, CO,
CH₄, etc.
1.2 Gasicación (lecho
jo, uido, plasma)
Oxidación parcial con agentes gasicantes
(vapor, O₂ limitado; 700-1300°C).
Syngas (CO + H₂), alquitranes
(subproductos no deseados),
cenizas.
1.3 Licuefacción
hidrotermal
Conversión en fase acuosa bajo alta presión
(250-400°C, 5-20 MPa).
Biocrudo, productos
hidrotermales.
2. Bio
conversión
2.1 Fermentación (etanol
celulósico, ABE4)
Metabolismo microbiano de azúcares C5/
C6 (levaduras, bacterias).
Bioetanol, biobutanol, ácido
butírico.
2.2 Digestión anaerobia Degradación por consorcios microbianos
en condiciones anaerobias.
Biogás (CH₄ + CO₂), biol y biosol
(fertilizantes).
2.3 Hidrólisis enzimática Ruptura de enlaces β-1,4-glucosídicos
mediante celulasas/hemicelulasas5.
Glucosa, xilosa, oligómeros
fermentables.
4 Acetona-Butanol-Etanol, producto típico de Clostridium spp
5 Etapa previa a la fermentación en muchos esquemas lignocelulósicos
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Categoría Procesos Mecanismo clave Productos principales
3. Quimio
conversión
3.1 Transestericación
(alcalina, ácida,
enzimática)
Intercambio de grupos alquilo entre ésteres
y alcoholes (metanol, etanol). Biodiesel, glicerina.
3.2 Procesos catalíticos
(Fischer-Tropsch, HDO,
HVO)
Reacciones de desoxigenación, craqueo
o isomerización con catalizadores
heterogéneos.
Hidrocarburos renovables (diésel
verde, biojet).
3.3 Síntesis electroquímica
(e-fuels)
Electrólisis de agua + conversión catalítica
de CO₂ (metabolismo articial).
Metanol sintético, e-queroseno,
e-metano.
Fuente: Elaboración propia, en base a datos secundarios
3.4.1 Tecnologías de termo conversión
La pirólisis y la gasicación son procesos termoquímicos esenciales para
transformar biomasa en energía renovable. La pirólisis, realizada en ausencia de
oxígeno a 300-600 °C, produce principalmente bioaceite (45-75%), acompañado
de biochar (20-30%) y gases combustibles. El bioaceite requiere renamiento
por su acidez, mientras que el biochar mejora suelos agrícolas y captura carbono,
aportando benecios energéticos y ambientales (Mohan et al., 2006). En contraste,
la gasicación opera con oxígeno limitado a 700-1000 °C y genera syngas
(CO+H₂), aprovechable en electricidad, calor o síntesis de combustibles sintéticos.
No obstante, demanda sistemas avanzados de limpieza de gases y mayor inversión
en infraestructura (McKendry, 2002; Basu, 2010).
En Bolivia, donde aproximadamente 65% de los residuos corresponden a biomasa
lignocelulósica (Marín et al., 2023), la selección tecnológica depende del recurso
y la escala. La pirólisis es adecuada para biomasa seca como bagazo de caña,
mientras la gasicación se adapta a desechos heterogéneos como ramas o aserrín.
Asimismo, la licuefacción hidrotermal (250-400 °C, alta presión) constituye una
alternativa para biomasa húmeda, generando biocombustibles estables sin secado
previo. La integración de estas tecnologías en biorrenerías circulares permite
optimizar eciencia energética y económica mediante el uso combinado de
biochar, syngas y biocrudo (Bridgwater & Peacocke, 2000).
3.4.1.1 Pirólisis
La pirólisis es un proceso termoquímico que descompone biomasa en ausencia
de oxígeno, generando bioaceite, biochar y gases no condensables. Sus
rendimientos dependen de parámetros como temperatura (300–800 °C), velocidad
de calentamiento y tiempo de residencia (Bridgwater, 2003). En el marco de
los biocombustibles de segunda generación (B2G), se destaca por transformar
biomasa lignocelulósica y residuos en combustibles líquidos y sólidos. Sin
embargo, enfrenta limitaciones como la inestabilidad del bioaceite y la necesidad
de renamiento adicional para su uso energético eciente (Mohan et al., 2006).
Pirólisis Rápida
La pirólisis rápida opera entre 500–800°C, con velocidades de calentamiento
extremas (100–1.000°C/s) y tiempos de residencia inferiores a 2 segundos,
maximizando la producción de bioaceite (60–75% en peso seco). Este líquido,
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con poder caloríco de 15–25 MJ/kg, presenta alta acidez (pH 2–3) y contenido
de oxígeno (~35%), lo que limita su uso directo (Bridgwater, 2003). Para
biocombustibles 2G, se requiere hidrodesoxigenación (HDO) catalítica para
reducir su oxigenación y obtener diésel renovable o biojet. Un ejemplo exitoso
es la conversión de bagazo de caña de azúcar, donde el bioaceite renado alcanza
estándares compatibles con motores de combustión (Mohan et al., 2006).
Pirólisis Catalítica
Este proceso, realizado a 400–600°C con catalizadores como zeolitas o níquel,
produce hidrocarburos líquidos similares a gasolina o diésel, con bajo contenido
de oxígeno (<10%) (Zhang et al., 2020). A diferencia de la pirólisis convencional,
elimina la necesidad de etapas intensivas de renación, permitiendo la obtención
directa de combustibles compatibles con infraestructuras existentes. Un caso
destacado es la co-conversión de residuos plásticos y lignocelulósicos, que bajo
condiciones catalíticas genera diésel sintético con rendimientos del 40–50%,
posicionándose como alternativa para la valorización de desechos urbanos (IEA,
2021).
Pirólisis al Vacío
Realizada a 300–500°C bajo presión reducida (0,1–1 kPa), la pirólisis al vacío
produce bioaceites con menor oxigenación (<20%) y mayor estabilidad térmica que
los obtenidos por métodos tradicionales (Butler et al., 2011). Esta técnica es ideal
para biomasas con alto contenido de humedad o lignina, como residuos forestales,
donde se logran fracciones similares a gasolina con rendimientos del 50–60%. Su
ventaja radica en la reducción de reacciones secundarias de oxidación, facilitando
la integración del bioaceite en renerías convencionales sin modicaciones
mayores. Un estudio aplicado a desechos de poda urbana demostró la viabilidad de
obtener combustibles de transporte con emisiones un 70% menores que los fósiles
(Butler et al., 2011).
3.4.1.2 Gasicación
La gasicación es un proceso termoquímico que convierte biomasa en syngas
(CO, H₂, CO₂, CH₄), aprovechable para producir combustibles líquidos, químicos
y biopropano (BioGLP) (Bridgwater, 2012). Se desarrolla en cuatro etapas: secado
(<150 °C), pirólisis (300–700 °C), oxidación (>700 °C) y reducción (850–1.200
°C), generando un syngas con poder caloríco de 4–20 MJ/Nm³ (Milne et al., 1998;
IPCC, 2019). Entre sus aplicaciones destacan los combustibles líquidos vía síntesis
Fischer-Tropsch (catalizadores Fe/Co, 150–300 °C) para obtener diésel o gasolina
renovables, y el biopropano, derivado de metanol e hidrotratamiento, aunque más
costoso (2–3 €/kg frente a 1,41–1,65 €/kg fósil) reduce hasta 80% las emisiones
(Primagas, 2023). Sus ventajas incluyen eciencia (~70%), exibilidad en insumos
y capacidad multiproducto (electricidad, H₂ verde). No obstante, enfrenta retos
en costos, catalizadores y políticas de incentivo. A futuro, la integración con
biorrenerías y la captura de carbono consolidará al BioGLP como alternativa
clave en la transición energética.
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3.4.1.3 Licuefacción hidrotermal (HTL)
La licuefacción hidrotermal (HTL) es un proceso termoquímico que convierte
biomasa húmeda, como microalgas, lodos y residuos alimentarios, en biocrudo,
operando a 250–400 °C y 10–25 MPa en medio acuoso (Toor et al., 2011). En estas
condiciones, el agua subcrítica actúa como solvente y catalizador, promoviendo
la descomposición de lípidos, proteínas y carbohidratos en un biocrudo con
poder caloríco de 30–40 MJ/kg (Peterson et al., 2008). Este producto, rico en
hidrocarburos, requiere hidrotratamiento catalítico (NiMo/Al₂O₃) para disminuir
oxígeno y nitrógeno, cumpliendo estándares de combustibles renovables (Jena et
al., 2011).
Una ventaja clave de la HTL es procesar biomasa con >70 % de humedad sin secado
previo, alcanzando eciencias de carbono superiores al 60 % y co-produciendo
biochar (5–25 %) y una fase acuosa rica en nutrientes (Biller & Ross, 2011). No
obstante, persisten desafíos técnicos, como la corrosión de reactores, tratamiento
de euentes y escalado industrial, lo que impulsa el desarrollo de catalizadores
avanzados y biorrenerías integradas (Zhang et al., 2020).
Sus aplicaciones emergentes abarcan la valorización de aguas residuales y la
obtención de precursores químicos (ácidos grasos, fenoles), consolidando a la HTL
como una tecnología estratégica en la economía circular (Elliott et al., 2015).
3.4.2 Tecnologías de Bioconversión
La bioconversión, mediante procesos biológicos como la digestión
anaerobia, fermentación oscura y fermentación en estado sólido, transforma
residuos orgánicos urbanos (1,6 millones de ton/año, MMAyA, 2023) y biomasa
lignocelulósica en biocombustibles 2G, como biogás o bioetanol, aprovechando
microorganismos y enzimas. En Bolivia, esta tecnología ofrece una solución
dual: gestionar desechos (ej.: mercados generan 18,7 millones de m³ de biogás/
año, equivalente al 12% del GLP nacional; Cámara de Hidrocarburos, 2022) y
diversicar la matriz energética
3.4.2.1 Fermentación de Biomasa
La fermentación de biomasa es un proceso bioquímico mediante el cual
microorganismos transforman materia orgánica en alcoholes, ácidos orgánicos
o gases. Dos rutas destacan en biocombustibles de segunda generación: la
fermentación para etanol celulósico y la fermentación ABE (acetona–butanol–
etanol). El etanol celulósico requiere pretratamientos físico-químicos e hidrólisis
enzimática para liberar azúcares fermentables a partir de residuos agrícolas o
forestales (IEA Bioenergy, 2022). La fermentación ABE, realizada con bacterias
del género Clostridium, convierte azúcares o almidones en solventes, incluido el
butanol, un biocombustible avanzado con elevado poder energético (Bastos et al.,
2020).
Ambos procesos pueden integrarse en biorrenerías circulares, combinándose con
tecnologías termoquímicas como la gasicación. Un estudio del TEC6 en Costa
Rica (2018) evidenció que el uso de carbón residual de la gasicación como
aditivo en digestión anaerobia mejora la producción de biogás. Esta sinergia entre
fermentación y termoquímica optimiza el aprovechamiento de biomasa, disminuye
residuos y fortalece la sostenibilidad de los sistemas energéticos locales.
6 Instituto Tecnológico de Costa Rica
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3.4.2.2 Otros Procesos de bioconversión
Diversas técnicas de bioconversión son claves en la producción de biocombustibles
de segunda generación. La fermentación alcohólica, con Saccharomyces
cerevisiae, transforma azúcares en bioetanol a partir de residuos lignocelulósicos
como bagazo o paja, previa hidrólisis enzimática, con eciencias de 0,4–0,5 L/
kg de biomasa (Taherzadeh & Karimi, 2007). La fermentación oscura, mediante
bacterias como Clostridium y Enterobacter, genera hidrógeno sin requerir luz ni
pretratamientos costosos (Levin et al., 2004). La fermentación en estado sólido
(FES) emplea hongos como Aspergillus y Trichoderma para degradar residuos
agrícolas (café, cítricos), obteniendo bioetanol, ácidos orgánicos o enzimas
(Pandey et al., 2000). La hidrólisis enzimática, usando celulasas y hemicelulasas,
descompone celulosa y hemicelulosa en azúcares fermentables, etapa esencial para
biocombustibles 2G (Kumar et al., 2009). Finalmente, las Microbial Fuel Cells
(MFC) utilizan bacterias electrogénicas para oxidar materia orgánica y producir
electricidad, alcanzando 0,5–1 W/m³ (Logan et al., 2006). Estas tecnologías son
complementarias y favorecen sistemas circulares de energía sostenible.
3.4.3 Tecnologías de Quimio conversión
Las tecnologías de quimio conversión transforman biomasa y residuos urbanos o
industriales en energía limpia, biocombustibles avanzados y productos químicos
de alto valor. A diferencia de los procesos térmicos, emplean reacciones químicas
o catalíticas que mejoran la eciencia y reducen impactos ambientales. Entre ellas
destacan la transestericación, la hidrólisis y la electrólisis, capaces de generar
hidrógeno verde e insumos industriales. Estas tecnologías fortalecen la economía
circular, descarbonizan sectores estratégicos y contribuyen a un modelo energético
sostenible, aunque aún enfrentan desafíos técnicos, económicos y logísticos para
su escalabilidad.
3.4.3.1 Transestericación
La transestericación es un proceso químico fundamental para obtener biodiésel
a partir de aceites vegetales, grasas animales o residuos lipídicos. Consiste en
la reacción de triglicéridos con metanol o etanol en presencia de un catalizador,
generando ésteres alquílicos (biodiésel) y glicerol como subproducto (Knothe et
al., 2010). Los catalizadores pueden ser homogéneos (NaOH, KOH), heterogéneos
(óxidos de calcio, zeolitas) o enzimáticos (lipasas), con ventajas y limitaciones.
Los alcalinos homogéneos son muy ecientes (>98 % de conversión en 1–2 h a
60 °C), pero sensibles a ácidos grasos libres (FFA >1 %), que generan jabones y
complican la puricación (Ma & Hanna, 1999).
En cambio, los catalizadores ácidos (H₂SO₄) toleran altos FFA (>20 %), aunque
requieren condiciones severas (100 °C, 3–6 h) y presentan problemas de corrosión
(López Granados et al., 2007). Los enzimáticos ofrecen selectividad y menor impacto
ambiental, pero su alto costo y baja estabilidad térmica limitan su aplicación (Tan
et al., 2020). Avances recientes incluyen catalizadores heterogéneos magnéticos
(Fe₃O₄ funcionalizado), que facilitan separación y reutilización, reduciendo
residuos (Zhang et al., 2019).
El proceso comprende pretratamiento (remoción de humedad y FFA), reacción
principal y puricación (lavado y secado). El biodiésel resultante debe cumplir
normas ASTM D6751 o EN 14214, que regulan viscosidad (3,5–5,0 mm²/s) y
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glicerol libre (<0,02 %). Integrada en biorrenerías circulares, la transestericación
valoriza residuos agroindustriales y reduce emisiones de CO₂ hasta un 80 %
respecto al diésel fósil (NREL, 2021).
3.4.3.2 Procesos catalíticos (Fischer-Tropsch, HDO, HVO)
Los procesos catalíticos son esenciales para mejorar la calidad y estabilidad de
los biocombustibles avanzados. La síntesis Fischer-Tropsch (FT) convierte syngas
(CO + H₂) en hidrocarburos líquidos como diésel y jet fuel, utilizando catalizadores
de hierro o cobalto a 200–350 °C y 20–40 bar, con selectividad controlada mediante
soportes mesoporosos (SiO₂, Al₂O₃) (Dry, 2002). Este método, aplicado por Sasol,
produce combustibles libres de azufre y aromáticos, adecuados para aviación
sostenible (IEA, 2020).
La hidrodesoxigenación (HDO) elimina oxígeno de bioaceites obtenidos por
pirólisis o licuefacción, mediante catalizadores sulfurados (NiMo/Al₂O₃, CoMo/
SBA-15) a 300–400 °C y 50–150 bar. El resultado son hidrocarburos estables,
con menor acidez y mejor estabilidad oxidativa, aunque la necesidad de hidrógeno
externo eleva los costos (Wang et al., 2017).
El hidrotratamiento de aceites vegetales (HVO) transforma triglicéridos de aceites
usados y grasas animales en diésel renovable, mediante hidrogenación catalítica
(Pt, Pd) a 300–450 °C y 30–90 bar. No genera glicerol y cumple la norma EN
15940, ofreciendo mayor poder caloríco que el biodiésel convencional y plena
compatibilidad con motores diésel (Neste, 2022).
Aunque demandan energía e insumos, estos procesos son pilares para
biocombustibles de alta densidad energética y bajas emisiones, contribuyendo a la
descarbonización global (Huber et al., 2006).
3.5 MODELADO DE UNA BIORREFINERÍA EN SANTA CRUZ
Este capítulo desarrolla un modelo tecno-económico de una biorrenería integrada
ubicada en el Departamento Santa Cruz con dos líneas productivas complementarias:
1. Co-combustión 70 % Gas Natural (GN) / 30 % Biogás en ciclo combinado
para generación eléctrica, y
2. Producción de diésel sintético mediante dos rutas alternativas: Gasicación
+ Fischer-Tropsch (FT) y Pirólisis + HVO (con foco en fracciones aptas para
SAF7).
3.5.1 Diseño de proceso e integración de sitio
El análisis compara CAPEX/OPEX, eciencia, riesgos de activos y creación
de valor (TIR, payback, resiliencia regulatoria), considerando las condiciones
de oferta de biomasa/residuos del oriente boliviano, la infraestructura gasífera
existente y los incentivos de descarbonización aplicables en Bolivia.
La biorrenería se concibe como un hub multi-feedstock con utilidades compartidas
(vapor, agua de enfriamiento, aire de servicio, tratamiento de euentes) y sinergias
energéticas entre líneas:
7 Sustainable Aviation Fuel (SAF) - Combustible de Aviación Sostenible
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• Biogás (digestión anaerobia de residuos agroindustriales/ROU8) →
acondicionamiento → mezcla 70/30 con GN → ciclo combinado (CCGT9).
• Sólidos lignocelulósicos/plásticos → Ruta A: Gasicación → Syngas → FT
→ diésel sintético / nafta / ceras.
• Sólidos secos → Ruta B: Pirólisis rápida/catalítica → bio-oil → hidrotratamiento
(HDO/HVO) → diésel renovable/SAF.
Integraciones clave: recuperación de calor del CCGT para precalentamientos,
uso de H₂ (de reformado/FT o electrolítico) en hidrotratamiento, y gestión de
CO₂ biogénico (recirculación a upgrading, créditos de carbono o síntesis de
e-combustibles).
3.5.2 Supuestos y datos de entrada (síntesis)
• Biogás crudo: CH₄ 55–65 %, CO₂ 35–45 %, H₂S variable (decenas–miles
ppmv), humedad saturada; presencia potencial de siloxanos.
• Acondicionamiento estándar: desulfurización (biotrickling/carbono
activado), deshumidicación (chiller/adsorción), pulido de siloxanos.
• CCGT: mezcla en poder caloríco equivalente (base LHV), respetando límites
del OEM para H₂S total y contaminantes.
• Rutas diésel sintético:
o Gasicación + FT: syngas acondicionado (H₂/CO), FT (Co/Fe), hidro-
craqueo/isomerización.
o Pirólisis + HVO: bio-oil estabilizado → HDO/HVO (NiMo/CoMo o
metales nobles) con requerimientos de H₂ y gestión de N/S/O.
• Análisis nanciero: horizonte 15–20 años; TIR/NPV; sensibilidad en costo
de feedstock, precio de GN/diésel, capacidad, precio del carbono y factores
de disponibilidad.
3.5.3 Eje 1: Generación eléctrica 70 % GN / 30 % Biogás (CCGT)
La integración de biogás en la Planta Termoeléctrica de Warnes (70 % gas natural
/ 30 % biogás) puede abordarse mediante dos esquemas de acondicionamiento.
La Alternativa 1 (biogás crudo) presenta un CAPEX bajo, pero conlleva mayores
costos operativos por corrosión, incrustaciones y fallas frecuentes en turbinas,
además de un perl ambiental más complejo por las emisiones de SOx y partículas.
En contraste, la Alternativa 2 (biogás tratado: desulfurado y deshumicado) exige
una inversión inicial más alta, pero asegura menores OPEX, mayor eciencia
térmica, prolongada vida útil de los equipos y cumplimiento ambiental más seguro.
En una planta de ciclo combinado de operación continua y estratégica, la opción
más recomendable es la del biogás tratado, ya que, aunque incrementa el CAPEX,
optimiza el desempeño técnico, reduce riesgos de indisponibilidad y maximiza la
sostenibilidad del proyecto en el largo plazo.
8 Residuos Orgánicos Urbanos (ROU)
9 Combined Cycle Gas Turbine (CCGT) o en español Central de Ciclo Combinado a Gas
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3.5.4 Eje 2: Producción de diésel sintético
La biorenería puede optar por dos rutas tecnológicas. La Gasicación + Fischer–
Tropsch (FT) produce un diésel parafínico de alta calidad, con bajo azufre y alto
número de cetanos, además de coproductos valiosos (nafta, ceras). Su principal
limitante es el alto CAPEX requerido para gasicación, limpieza de syngas
y upgrading; sin embargo, logra una rentabilidad competitiva (TIR ≈ 15 %) en
escenarios de logística optimizada y contratos de venta asegurados. La complejidad
técnica es elevada, con riesgos asociados al control de alquitranes, ajuste de la
relación H₂/CO y manejo de catalizadores.
La ruta de Pirólisis rápida + HVO presenta un CAPEX inferior y mayor exibilidad
tecnológica, destacando la posibilidad de orientar parte de la producción hacia
combustibles sostenibles de aviación (SAF). Aunque su rentabilidad base es menor
que la del FT en diésel terrestre, puede mejorar signicativamente con incentivos
climáticos, primas SAF y créditos de carbono. Sus desafíos técnicos se centran
en la estabilidad del bio-oil, la elevada demanda de hidrógeno y el control de
impurezas durante el hidrotratamiento.
En comparación, la gasicación–FT se perlaría como una opción atractiva para
el mercado de diésel sintético, gracias a su mayor TIR, escalabilidad y perl de
producto. En cambio, la pirólisis–HVO resulta estratégica en escenarios donde la
prioridad es el SAF y se dispone de nanciamiento climático.
4. DISCUSIÓN Y ANÁLISIS DE LA TRANSICIÓN ENERGÉTICA
La transición energética en Bolivia requiere un enfoque integral que combine
seguridad energética, reducción de emisiones y desarrollo socioeconómico. Los
Biocombustibles de Segunda Generación (B2G) constituyen una oportunidad
estratégica para diversicar la matriz energética y avanzar hacia un modelo de
energía sostenible y baja en carbono. A continuación, se plantean los ejes
estratégicos que articulan la implementación de B2G en el país.
4.1 AGRICULTURA DEL CARBONO COMO BASE DE INSUMOS
SOSTENIBLES
La agricultura del carbono se propone como un pilar para garantizar materia
prima sostenible para biorrenerías B2G. Mediante prácticas como la producción
de biochar, agroforestería y cultivos de cobertura, se captura CO₂ en suelos y
biomasa, generando residuos agrícolas y forestales que alimentan procesos
termoquímicos (pirólisis, gasicación) y biotecnológicos para producir bioetanol
celulósico, biocrudo y syngas.
Esta estrategia convierte al sector agropecuario en sumidero neto de carbono,
mejora la fertilidad de suelos y contribuye a la resiliencia climática, fortaleciendo
la sinergia entre producción agrícola sostenible y generación de bioenergía
limpia.
4.2 DESARROLLO DE UNA BIORREFINERÍA CIRCULAR INTEGRADA
Se plantea la construcción de Biorrenerías Circulares Integradas de
segunda generación, capaces de transformar residuos agrícolas, forestales,
ganaderos y urbanos en biocombustibles avanzados (bioetanol, biodiésel
2G, bio-GLP), además de biofertilizantes y bioproductos de valor agregado.
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El modelo se fundamenta en la economía circular, articulando cadenas de valor
locales, sistemas de gestión de residuos y Plantas de Tratamiento de Aguas
Residuales (PTAR). Este enfoque promueve la descentralización energética, la
generación de empleos verdes y la industrialización sostenible, en concordancia
con la Ley Marco de la Madre Tierra (Ley N° 300) y el DS N° 3874.
4.3 INTRODUCCIÓN PROGRESIVA DE MEZCLAS EN EL TRANSPORTE
Como medida de corto y mediano plazo, se priorizará la introducción de mezclas
de biodiésel, diésel fósil y diésel sintético (HVO, FT-diesel) en el transporte
terrestre e industrial. Estas mezclas permiten una reducción inmediata de emisiones
contaminantes y se adaptan a la infraestructura vehicular existente, dado que los
combustibles sintéticos son drop-in y cumplen normas internacionales (EN 15940).
La estrategia contempla porcentajes de mezcla crecientes (B10 → B20 → B30) hasta
lograr un mercado consolidado de diésel sostenible, garantizando compatibilidad
técnica y seguridad energética en el país.
4.4 INCLUSIÓN SOCIAL Y PARTICIPACIÓN COMUNITARIA
La implementación de biocombustibles avanzados debe asegurar la
inclusión de comunidades rurales e indígenas, priorizando modelos de
producción descentralizada de bioenergía a partir de residuos locales
(ej. yuca en el Chaco, castaña en la Amazonía, quinua en el Altiplano).
Se promoverán esquemas de gobernanza participativa, consultas previas y
benecios equitativos, evitando conictos por uso de tierras y generando valor
compartido en territorios productivos.
4.5 COOPERACIÓN INTERNACIONAL Y FINANCIAMIENTO
CLIMÁTICO
La estrategia nacional de B2G se vincularía con nanciamiento climático (Green
Climate Fund, Fondo de Adaptación), alianzas regionales (CELAC, OLADE) y
programas como ProTransición (VMEEyER–GIZ). Esto permitirá crear marcos
regulatorios, mecanismos nancieros sostenibles, fortalecer la transferencia
tecnológica en bioprocesos, eciencia energética y movilidad sostenible, además
de consolidar la capacidad institucional e investigativa nacional.
5. CONCLUSIONES
Los biocombustibles de segunda generación (B2G) ofrecen a Bolivia una
alternativa estratégica para diversicar su matriz energética, reducir la dependencia
de combustibles fósiles y avanzar hacia una economía baja en carbono. A partir
de residuos agrícolas, forestales, plásticos y biomasa acuática, el país dispone
de un potencial bioenergético considerable, aún poco aprovechado. Tecnologías
como la pirólisis, gasicación, fermentación y licuefacción hidrotermal permiten
transformar esta biomasa en biocombustibles sostenibles, impulsando además la
economía circular, el desarrollo rural y la inclusión energética.
Su implementación requiere desafíos importantes: generar regulación especíca,
superar elevados costos iniciales, barreras tecnológicas y ausencia de incentivos
claros. También existen limitaciones en infraestructura, capacidades técnicas
locales y gestión eciente de residuos. Para avanzar, se requiere fortalecer la
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gobernanza energética, fomentar alianzas público-privadas y actualizar el marco
normativo, incluyendo criterios de sostenibilidad y mecanismos de nanciamiento
como créditos de carbono.
Si Bolivia logra articular innovación tecnológica, justicia social y sostenibilidad
ambiental, podrá posicionarse como un referente regional en bioeconomía circular.
La instalación de biorrenerías integradas, junto con el acceso a cooperación
internacional y redes cientícas, permitirá transformar el modelo energético del
país, alineándolo con los Objetivos de Desarrollo Sostenible y el Acuerdo de París.
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