Biodiesel

La primera vez que se habló de los aceites vegetales como combustible fue en el año de 1900, cuando Rudolph Diesel descubría su eficacia para los motores de ignición-compresión y vaticinando el uso futuro de los biocombustibles. En comparación con el diesel extraído del petróleo, el biodiesel puede producirse a partir de diferentes fuentes como las leguminosas, el aceite para cocinar usado o incluso, excremento animal. El producto se extrae de la semilla cultivada, utilizando su aceite esencial y sometiéndolo a la transesterificación, lo que da como resultado glicerina como un derivado. Puede usarse en su forma pura (100% biodiesel) o mezclado en cualquier proporción con diesel regular para motores. En este estado es biodegradable, no tóxico y esencialmente libre de azufre y compuestos aromáticos; sin importar significativamente el alcohol y el aceite vegetal que se utilice.

Durante la segunda guerra mundial, y ante la escasez de combustibles fósiles, se destacó la investigación realizada por Otto y Vivacqua en el Brasil, sobre diesel de origen vegetal, pero fue hasta el año de 1970 que el biodiesel se desarrolló de forma significativa a raíz de la crisis energética que se sucedía en el momento, y al elevado costo del petróleo. Las primeras pruebas técnicas se llevaron a cabo en 1982 en Austria y Alemania, pero sólo hasta el año de 1985 en Silberberg, Austria, se construyó la primera planta piloto productora de RME (Rapeseed Methyl Ester – metil éstero aceite de semilla de colza).

Desarrollo y distribución

Hoy en día, países como Alemania, Austria, Canadá, Estados Unidos, Francia, Italia, Malasia y Suecia son pioneros en la producción, ensayo y uso de biodiesel en automóviles. En Europa, es producido principalmente a partir del aceite de la semilla de canola (también conocida como colza o rapeseed) y el metanol, denominado comercialmente como RME (Rapeseed Methyl Ester), el cual es utilizado en las máquinas diesel puro o mezclado con aceite diesel, en proporciones que van desde un 5% hasta un 20%, generalmente. Además de la colza, en los últimos años se ha producido biodiesel a partir de soya, girasol y palma aceitera, siendo ésta la principal fuente vegetal utilizada en Malasia para la producción de biodiesel PME y PEE (Palm Methyl Ester y Palm Ethyl Ester).

En la Unión Europea se estipuló en 2005 que el 5% de los combustibles deben ser renovables, porcentaje que deberá duplicarse para 2010. En Francia, todos los aceites diesel poseen un mínimo del 1% de biodiesel. En Alemania, el energético se comercializa en más de 350 estaciones de servicio y su empleo es común en los cruceros turísticos que navegan por sus lagos. En los Estados Unidos, flotas de carga mediana y liviana, que son llenadas de combustible en el Medio Oeste y en el Este, son actualmente las principales usuarias de biodiesel.

La materia prima y la demanda de consumo

La definición de biodiésel propuesta por las especificaciones ASTM (American Society for Testing and Material Standard) lo describe como ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga, derivados de lípidos renovables tales como aceites vegetales o grasas de animales. Sin embargo, los ésteres más utilizados son los de metanol y etanol debido a su bajo costo y sus ventajas químicas y físicas. En este sentido, hay que destacar que el desarrollo de la industria de los biocarburantes no depende principalmente de la disponibilidad local de materia prima, sino de la existencia de una demanda suficiente. En cuanto a la utilización del biodiésel como combustible de automoción, ha de señalarse que las características de los ésteres son más parecidas a las del gasóleo que las del aceite vegetal sin modificar. La viscosidad del éster es 2 veces superior a la del gasóleo frente a 10 veces ó más de la del aceite crudo; además el índice de cetano de los ésteres es superior, siendo los valores adecuados para su uso como combustible. ASTM ha especificado distintas pruebas que se deben realizar a los combustibles para asegurar su correcto funcionamiento.

Las materias primas utilizadas convencionalmente en la producción de biodiésel han sido asociadas a las regulaciones Europeas de retirada obligatoria de tierras de la Política Agraria Común (PAC) que permite el cultivo de semillas oleaginosas a precios razonables. Además de los extractos vegetales convencionales, el aceite para freír usado es una de las alternativas con mejores perspectivas en la producción de biodiésel, ya que es la materia prima más barata, y con su utilización se evitan los pagos por tratamiento como residuo; además, presentan un bajo nivel de reutilización, por lo que no sufren grandes alteraciones y muestran una buena aptitud para su aprovechamiento como biocombustible. Las grasas animales, y más concretamente el sebo de vaca, pueden utilizarse para obtener biodiésel.

Ventajas y desventajas

El proceso de producción primaria y elaboración industrial del biodiesel determina un balance de carbono menos contaminante que los combustibles fósiles; cumple con los requisitos de la EPA (Environmetal Protection Agency) para los combustibles alternativos y puede emplearse puro o combinado con la gasolina convencional en cualquier proporción. En su estructura, el biodiesel no contiene azufre y por tanto no genera emanación de este elemento, las cuales son responsables de la lluvia ácida. Cualquiera de sus mezclas reduce en proporción equivalente a su contenido: las emanaciones de CO2 y partículas e hidrocarburos aromáticos. Dichos descensos están en el orden del 15% para los hidrocarburos, 18% para las partículas en suspensión, 10% para el óxido de carbono y 45% para el dióxido de carbono. Estos indicadores pueden mejorar notablemente si se adiciona un catalizador; además puede reducir el humo visible del arranque de un automóvil en un 30%. Los derrames de este combustible en las aguas de ríos o mares resultan menos letales para la flora y fauna marina que los de petróleo, por ejemplo. Los restos del biodiesel se degradan más rápidamente que otros químicos energéticos. Su quema genera menos elementos nocivos que los combustibles tradicionales reduciendo así las posibilidades de producir cáncer.

Actúa como lubricante de los motores prolongando su vida útil. Su transporte y almacenamiento resulta más seguro que el de los derivados del petróleo, ya que posee un punto de ignición más elevado. Por ejemplo, el biodiesel puro posee un punto de ignición de 148º C, contra los escasos 51º C del gasoil. Sus desventajas se refieren a que algunas investigaciones han descubierto que se congela a temperaturas 2 a 3 grados más altas que la temperatura en que lo hace el gasoil. Presenta una ligera pérdida de potencia y un leve incremento del consumo debido a un poder calorífico menor que el de los gasóleos, aunque el rendimiento de la combustión es algo superior. En algunos casos se ha detectado en el biodiesel una pérdida de viscosidad en el aceite de lubricación, pero siempre en valores inferiores al 5%. Debido a los enlaces insaturados de sus moléculas, tiene una estabilidad menor en almacenamientos prolongados y mayor facilidad para descomponerse en las prerreacciones que se producen antes de la combustión.

Conclusiones

Para algunos sectores económicos y científicos, biocombustibles como el biodiesel podrían sustituir a corto plazo y de manera parcial a muchos derivados del petróleo. Como bioenergético dará el impulso en muchos países, incluyendo a México, a la generación de empleos, desarrollo tecnológico agropecuario y una nueva estructura económica. Por ello, es recomendable establecer un amplio plan de subsidio a la agricultura, así como los estímulos para una economía rural más dinámica.

Fuentes

www.eco2site.com
www.biocombustibles.es
www.biocarburantesmagazine.com
www.revista.unam.mx/vol.8/num12/art88/int88.htm