¿Qué es el Biodiesel?
Es un combustible de origen vegetal que puede reemplazar al gasoil mineral.
El aceite vegetal, cuyas propiedades para la impulsión de motores se conocen desde la invención del motor diésel gracias a los trabajos de Rudolf Diesel, ya se destinaba a la combustión en motores de ciclo diésel convencionales o adaptados. A principios del siglo XXI, en el contexto de búsqueda de nuevas fuentes de energía y la creciente preocupación por el calentamiento global del planeta, se impulsó su desarrollo para su utilización en automóviles como combustible alternativo a los derivados del petróleo.
La ASTM (American Society for Testing and Materials) define el Biodiesel como “el éster monoalquílico de cadena larga de ácidos grasos derivados de recursos renovables, como por ejemplo aceites vegetales o grasas animales, para utilizarlos en motores Diesel”. Se presenta en estado líquido y se obtiene a partir de recursos renovables como aceites vegetales de soja, colza /canola, girasol, palma y otros, como así también de grasas animales, a través de un proceso denominado transesterificación.
La Transesterificación básicamente consiste en el mezclado del aceite vegetal o grasas con un alcohol (generalmente Metanol) y un álcali (soda cáustica). Al cabo de un tiempo de reposo, se separa por decantación el BIODIESEL de su subproducto Glicerol.
Se refiere cada vez más a los ésteres alquílicos de aceites vegetales o grasas animales y no a los aceites o grasas solas, utilizados como combustible en los motores Diesel.
El biodiésel es un biocombustible sintético líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, nuevos o usados, mediante procesos industriales de esterificación y transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiésel o gasóleo obtenido del petróleo.
El biodiésel puede mezclarse con gasóleo procedente del refino de petróleo en diferentes cantidades. Se utilizan notaciones abreviadas según el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla: B100 en caso de utilizar sólo biodiésel, u otras notaciones como B5, B15 ó B30 en las que el número indica el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla. El biodiésel descompone el caucho natural, por lo que es necesario sustituir éste por elastómeros sintéticos en caso de utilizar mezclas de combustible con alto contenido de biodiésel.
Materias primas: La fuente de aceite vegetal suele ser aceite de soja, ya que es una especie con alto contenido de aceite, que se adapta bien a los climas fríos. Sin embargo existen otras variedades con mayor rendimiento por hectárea, tales como la palma, la jatropha curcas etc. También se pueden utilizar aceites usados (por ejemplo, aceites de fritura), en cuyo caso la materia prima es muy barata y, además, se reciclan lo que en otro caso serían residuos. Sin embargo el biodiésel que se obtiene es de un 95% de pureza siendo esto algo muy malo para el motor ya que propicia la acumulación de hollín e impurezas. (sin ref.)
Procesos industriales: En la actualidad existen diversos procesos industriales mediante los cuales se pueden obtener biodiesel. Los mas importantes son los siguientes:
1. Proceso base-base, mediante el cual se utiliza como catalizador un hidróxido. Este hidróxido puede ser hidróxido de sodio (sosa cáustica) o hidróxido de potasio (potasa cáustica).
2. Proceso acido-base, este proceso consiste en hacer primero una esterificación ácida y luego seguir el proceso normal (base-base), se usa generalmente para aceites con alto índice de acidez.
3. Procesos supercríticos, en este proceso ya no es necesario la presencia de catalizador, simplemente se hacen a presiones elevadas en las que el aceite y el alcohol reaccionan sin necesidad de que un agente externo como el hidroxido actue en la reacción.
4. Procesos enzimaticos, en la actualidad se estan investigando algunas enzimas que puedan servir como aceleradores de la reacción aceite-alcohol. Este proceso no se usa en la actualidad debido a su alto costo el cual impide que se produzca biodiesel en grandes cantidades.
¿Cuales son las ventajas de utilizar Biodiesel?
El rendimiento promedio para oleaginosas como girasol, maní, lino, arroz, algodón, soja o ricino ronda los 900 litros de biodiésel por hectárea cosechada.
Disminuye las emisiones de los vehículos, monóxido de carbono y los hidrocarburos volátiles, y las partículas. Supone una alternativa de uso del suelo que evita los fenómenos de erosión y desertificación a los que pueden quedar expuestas aquellas tierras agrícolas que, por razones de mercado, están siendo abandonadas por los agricultores.
Ahorro de entre un 25% a un 80% de las emisiones de CO2 producidas por los combustibles derivados del petróleo, constituyendo así un elemento importante para disminuir los gases invernadero producidos por el transporte. Por su mayor índice de cetano y lubricidad reduce el desgaste en la bomba de inyección y en las toberas.
No tiene compuestos de azufre por lo que no los elimina como gases de combustión.
El biodiésel también es utilizado como una alternativa de aceite para motores de dos tiempos, en varios porcentajes; el porcentaje más utilizado es el de 10/1. También puede ser utilizado como aditivo para motores a nafta para la limpieza interna de estos.
Elaborando Bio-diesel en la cocina por Thomas Reed
El Biodiesel es un nuevo tipo de diesel, alternativo, renovable, limpio, hecho de triglicéridos (aceites, grasas, Aceites Vegetales Usados -AVU - etc...)
Si desea probar la reacción en su cocina, aquí está la fórmula para una demostración simple que utiliza productos químicos de uso cotidiano.
¡ RECUERDE MANEJAR TODOS LOS PRODUCTOS QUÍMICOS CON CUIDADO !
Mientras que los demás son productos químicos de uso doméstico, el metanol puede arder como llama casi-invisible, por lo que debe apagar todas los fuegos; la sosa puede quemar sus dedos o dejarle ciego. ¡ Lea las advertencias de los envases !. Use delantal, guantes y anteojos!
La reacción, denominada transesterificación, substituye el metanol - producto químico utilizado para quitar el agua de la gasolina - por la glicerina en los trigliceridos (grasas, aceites) para elaborar metil-esteres también denominados biodiesel. Utiliza la soda caustica (sosa) como catalizador.
Un químico lo podría escribir como :
Trigliceridos (grasas o aceites) + Alcohol (Metanol) =====> Biodiesel (metil-esteres ) + Glicerina (catalizador : sosa)
En presencia de agua, la sosa convierte una pequeña cantidad de aceite en jabón. Evite la humedad a toda costa. Cuando esta reacción ha concluido, la Glicerina y el Jabón (si existe) sedimentan en el fondo de la vasija y el biodiesel flota en la parte superior.
Mida 1000 ml (1 litro) de aceite vegetal nuevo (aceites de cocina) en un batidor (o vasija de mezclado bien seca). Caliente el aceite a 48ºC (no crítico) usando un termómetro de cocina mientras lleva a cabo el paso siguiente .
En una taza separada y bien seca, mida 200 ml de alcohol metanol. A eso añadale 1/4 (3,5 gr) de cucharadita de sosa (hidróxido sódico; se vende en la mayoría de droguerías cómo soda caústica). Batalo bien con una cuchara de madera, aplastándolo cuando sea necesario hasta que todas las escamas o copos de nieve desaparezcan (la mezcla debe ser ligeramente nublosa y se denomina "metóxido sódico".)
Añada la mezcla metanol-sosa al aceite caliente mientras los agita vigorosamente, utilizando un mezclador, batidor de pinturas (taladro eléctrico con hélice ) o agitador. Batalo durante 30 minutos. La mezcla al principio espesa y luego se vuelve más fina que el aceite original
Deje que la mezcla sedimente en una vasija alta y fina. El biodiesel flota en la parte superior y puede ser vertido en un contenedor para ser visto. La glicerina y el jabón van al fondo y pueden ser descartados (aunque puede hacer un jabón altamente glicerinizado).
Ha elaborado biodiesel a pequeña escala y puede apreciar el uso de combustibles renovables procedentes de la agricultura.
Este biodiesel claro puede contener una muy pequeña cantidad de jabón. Si quiere usarlo en su vehículo, puede que no tenga mayor importancia. No obstante, si quiere fabricarlo en grandes cantidades o para la venta, las especificaciones europeas requieren que se retire el jabón por lavado o utilizando otros medios efectivos
BIODIESEL DE ACEITES VEGETALES USADOS ( A.V.U.).
Los Aceites Vegetales Usados de cocina son una fuente atractiva de biodiesel, pero son más dificiles de convertir porque contienen un 2-10% de ácidos grasos libres (la causa del sabor rancio) y pueden provocar grandes problemas. Primero de todo, es necesario retirar cualquier agua presente en el aceite usado. Caliéntalo en el horno a 104ºC durante una hora o hasta que no se puedan ver burbujas.
Es necesario valorar el aceite para determinar qué cantidad de ácidos grasos libres contiene.
**Para medir la cantidad de ácidos grasos libres de su aceite: mezcle 1 ml de aceite con 10 ml de alcohol isopropilico (obtenible junto con los demás dri-gas) + 2 gotas de solución de fenolftaleina (obtenibles en una drogueria).
**Gota a gota, añada solución de sosa al 0,1% (1 g. de sosa en 1 litro de agua ) mediante agitacion vigorosa hasta que la solución se queda rosacea durante 10 segundos (20 gotas = 1 ml) y registre los mililitros de solución de sosa al 0,1% usados.
** En resumen, por cada litro de AVU ( Aceite Vegetal Usado ) necesitará :
- un gramo de sosa granular sólida por cada ml de solución de sosa al 0,1% utilizado para valorar los ácidos grasos libres
- más los 3,5g necesarios como catalizador tal como se describe más arriba para el aceite nuevo ( no usado ).
- Disuelva completamente la cantidad apropiada de sosa en el metanol: esta mezcla combinada constituye el metóxido sódico.
**Añada el alcohol-sosa al aceite, batalo VIGOROSAMENTE y separe, de acuerdo con la instrucciones dadas más arriba para el aceite nuevo.
INAUGURACIÓN DE LA PRIMERA PLANTA PILOTO AUTOMATIZADA
PARA PRODUCIR BIODIESEL
Se realizó en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires la inauguración de la “Primera Planta Piloto Automatizada para Producir Biodiesel” del Grupo de Energías Renovables de la Facultad de Ingeniería de la (FIUBA), dirigido por la Dra. Ing. Silvia Daniela Romano.