BIOCOMBUSTIBLES: "EL BIODIESEL"

Biocombustibles

El biocombustible es el término con el cual se denomina a cualquier tipo de combustible que derive de la biomasa - organismos recientemente vivos o sus desechos metabólicos, tales como el estiércol de la vaca.
Los combustibles de origen biológico pueden sustituir parte del consumo en combustibles fósiles tradicionales, como el petróleo o el carbón.
Los biocombustibles más usados y desarrollados son el bioetanol y el biodiésel.
El bioetanol, también llamado etanol de biomasa, se obtiene a partir de maíz, sorgo, caña de azúcar, remolacha o de algunos cereales como trigo o cebada.

fig. La caña de azúcar (Saccharum officinaru)

es utilizada en Brasil como principal insumo para

producir bioetanol.

En 2006, Estados Unidos fue el principal productor de bioetanol (36% de la producción mundial), Brasil representa el 33,3%, China el 7,5%, la India el 3,7%, Francia el 1,9% y Alemania el 1,5%. La producción total de 2006 alcanzó 55 mil millones de litros.
El biodiésel, se fabrica a partir de aceites vegetales, que pueden ser ya usados o sin usar.En este último caso se suele usar raps, canola, soja o jatrofa, los cuales son cultivados para este propósito. El principal productor de biodiésel en el mundo es Alemania, que concentra el 63% de la producción. Le sigue Francia con el 17%, Estados Unidos con el 10%, Italia con el 7% y Austria con el 3%.
Otras alternativas como son el Biopropanol y Biobutanol son menos populares, pero no pierde importancia la investigación en estas areas debido al alto precio de los combustibles fósiles y su eventual término.

Actualmente, con la intensa explotación de los pozos petrolíferos en todo el mundo, se estima que el petróleo se extinguirá entre los próximos 100 años en nuestro planeta. Este es un gran problema, ya que la gran mayoría de las máquinas, automóviles, etc. funcionan a partir de derivados del petróleo. Es por esto que hoy en día se están desarrollando nuevas tecnologías para la obtención de energías renovables que sean capaces de sustituir al petróleo, como por ejemplo la utilización de biocombustibles.

Video1. El biocombustible del futuro se obtiene de la basura

Video.2 Biocombustible

Tipos de Biocombustibles

Los biocombustibles son el producto de cultivos de biomasa específicamente destinados a la producción de una alternativa a los combustibles fósiles, los cuales se clasifican dependiendo de la materia prima que les da origen.

Así entonces tenemos la siguiente clasificación:

• Biodiesel

El biodiesel es el combustible renovable que tiene el mayor potencial de desarrollo en todo el mundo. Se puede usar puro o mezclado con gasoil en cualquier proporción, en cualquier motor diesel. De hecho, en el año 1900, Rudolf Diesel utilizó aceite de maní en el primer motor diesel. El biodiesel se obtiene a partir de aceites vegetales y/o grasas animales –ej. colza, girasol, palma, soja, sebo, etc.-, permitiendo al campo y la industria aceitera otra posibilidad de comercialización y de diversificación de la producción. Alemania es el principal productor de Biodiesel (65% de la producción mundial), seguido por Francia (17%), y los Estados Unidos (10%).

• Bioetanol

El bioetanol, también llamado etanol de biomasa, se obtiene a partir de maíz, sorgo, caña de azúcar o remolacha. Brasil es el principal productor de Bioetanol (45% de la producción mundial), Estados Unidos representa el 44%, China el 6%, La Unión Europea el 3%, India el 1% y otros países el restante 1%. El ejemplo más visible de cómo este biocombustible puede llegar a ser más que rentable para nuestra maltratada naturaleza, lo encontramos en Brasil donde, desde hace muchos años, se produce etanol a gran escala a partir de melazas de caña de azúcar o pulpa de mandioca. Este biocombustible se mezcla al 20% con la gasolina que utilizan los automóviles, lo que supone un considerable ahorro en la factura de petróleo, además de una verdadera buena noticia para el medio ambiente, al ser éste un combustible que no emite residuos contaminantes a la atmósfera.

• Biodiesel de segunda generación

Está fabricado en base a la combustión de desechos de materia orgánica como madera, ramas, cortezas, basura reciclable y desechos agrícolas, ya sean frutas, verduras y tallos en mal estado.

• El biogás

Es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos. Este gas se puede utilizar para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, calderas, u otros sistemas de combustión a gas, debidamente adaptados para tal efecto.

El Biodiesel

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, B30 o B50, donde la numeración indica el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla.
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.
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.
El impacto ambiental y las consecuencias sociales de su previsible producción y comercialización masiva, especialmente en los países en vías de desarrollo o del Tercer Mundo generan aumento de la deforestación de bosques nativos, expansión indiscriminada de la frontera agrícola, desplazamiento de cultivos alimentarios y ganadería, destrucción del ecosistema y la biodiversidad, desplazamiento de trabajadores rurales.
Se ha propuesto en los últimos tiempos denominarlo agrodiésel ya que el prefijo «bio-» a menudo es asociado erróneamente con algo ecológico y respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, algunas marcas de productos del petróleo ya denominan agrodiésel al gasóleo agrícola o gasóleo B, empleado en maquinaria agrícola.

fig. Muestra de biodiésel.

Uso del Biodiesel

Como ya hemos visto el Biodiesel es un tipo de biocombustible que se obtiene en base a cultivos de biomasa específica en aceites vegetales y grasas animales, que luego mediante un proceso de transesterificación se combinan con alcohol dando como resultado el combustible.
Este combustible puede utilizarse en motores de combustión de diesel, ya que es completamente compatible con el gasóleo.
Así entonces este producto esta destinado a unos cuantos usos particulares, los cuales son:
Alimentación de vehículos destinados a trabajar con Biodiesel.
Medio combustible para proveer calefacción a los hogares en calderas que funcionan con este biocombustible.
Alimentación de generadores de electricidad.
Utilización en todos los automóviles modernos de motor diesel.
Utilizarlo representa una serie de ventajas, entre las que destacan la reducción de emisiones a la atmosfera, presenta cualidades biodegradables, reemplaza la dependencia de los combustibles fósiles, representa nuevos puestos de trabajo en su producción y tiene costos menores para el usuario.

Propiedades

El biodiésel se describe químicamente como compuestos orgánicos de ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga y corta.

Reacciones de síntesis

El proceso de transesterificación consiste en combinar, el aceite (normalmente aceite vegetal) con un alcohol ligero, normalmente metanol, y deja como residuo de valor añadido propanotriol (glicerina) que puede ser aprovechada por la industria cosmética, entre otras.

Materias primas

La fuente de aceite vegetal suele ser aceite de colza, 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.
Además, existen otras materias primas en las cuales se pueden extraer aceite para utilizarlas en el proceso de producción de Biodiésel. Las materias primas más utilizadas en la selva amazónica son la jatropha curcas (piñón en portugues), sacha inchi, el ricino (mamona en portugues) y la palma aceitera.

Procesos industriales

En la actualidad existen diversos procesos industriales mediante los cuales se pueden obtener biodiésel. Los más 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 ácido-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 hidróxido actúe en la reacción.

4. Procesos enzimáticos. En la actualidad se están 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 coste, el cual impide que se produzca biodiésel en grandes cantidades.

5. Método de reacción Ultrasónica

En el método reacción ultrasonica, las ondas ultrasónicas causan que la mezcla produzca y colapse burbujas constantemente. Esta cavitación proporciona simultáneamente la mezcla y el calor necesarios para llevar a cabo el proceso de transesterificación. Así, utilizando un reactor ultrasónico para la producción del biodiesel, se reduce drásticamente el tiempo, temperatura y energía necesaria para la reacción. De ahí que el proceso de transesterificación puede correr en línea en lugar de utilizar el lento método de procesamiento por lotes. Los dispositivos ultrasonicos de escala industrial permiten el procesamiento de varios miles de barriles por día.

Video 3.Elaboracion de Biodiesel

Estándares y regulación

Los ésteres metílicos de los ácidos grasos (FAME), denominados biodiésel, son productos de origen vegetal o animal, cuya composición y propied ades están definidas en la Unión Europea en la norma EN 14214, con una excepción del índice de yodo para España, cuyo valor máximo queda establecido en 140 en vez de 120 como propone la norma EN 14214.
En España el biodiésel aparece regulado en el Real Decreto 61/2006, de 31 de enero, por el que se determinan las especificaciones de gasolinas, gasóleos, fuelóleos y gases licuados del petróleo y se regula el uso de determinados biocarburantes.

Estados Unidos

En septiembre 2005 Minesota fue el primer estado en obligar a que el diésel comercializado contenga al menos un 2% de biodiésel.

Bibliografia

es.wikipedia.org/wiki/Biocombustible

www.ecologismo.com/2008/11/28/tipos-de-biocombustible/