Biodiesel

BIODIESEL

Una alternativa al gasoil, como combustible para motores diesel, son los aceites combustibles de origen vegetal como la colza, soja, palma, cacahuete, girasol, tojo, etc. Su uso no es nuevo, ya en 1900 durante la Exposición Universal de París, R. Diesel empleó aceite de cacahuete en su motor. Los aceites vegetales, por sí mismos presentan una serie de ventajas e inconvenientes, como son:

Ventajas:

• los aceites vegetales son sustancias renovables (no incrementan el contenido en CO2 de la atmósfera).

• no contienen azufre ni compuestos aromáticos.

• se reduce la emisión de contaminantes (excepto el NOx).

• mayor "flash point" que el gasoil, por tanto, menor riesgo de incendio.

• menor dependencia del petróleo.

Inconvenientes:

• mala combustión, con formación de depósitos carbonosos y humos negros en el escape.

• menor poder calorífico que el gasóleo.

• viscosidad elevada (más de 10 veces superior al gasoil), lo que se traduce en problemas en el sistema de inyección.

• sólo pueden trabajar a temperaturas mayores de 0ºC (habría que calentarlo).

• necesidad de mayor espacio de cultivo.

• precios no competitivos (alto coste de producción y de transformación)

Alguno de los inconvenientes se reducen mezclándolos con gasoil (persisten la menor potencia y mayor consumo debido al menor poder calorífico). La tabla siguiente muestra una comparación de propiedades de algunos aceites vegetales con el gasóleo.

Propiedad física Palma Cacahuete Soja Gasóleo

Viscosidad, a 38ºC (cSt) 36,8 41,1 36,8 2,4

Número de Cetano 38-40 39-41 36-39 45

Contenido en agua (% en vol. máx) 0,1 0,05 0,05 0,05

Sedimento (% en peso) 2,0 2,0 2,0 0,05

Poder calorífico, kJ/kg 37.400 39.500 39.400 45.200

Contenido en azufre (% peso) 0,03 0,01 0,02 0,5

Para solucionar la mayor parte de los inconvenientes de estos aceites, se les puede someter a un tratamiento mediante un proceso que emplea metanol (transesterificación), con ello desaparecen los problemas de viscosidad, depósitos, etc., aunque continúa su menor poder calorífico. Algunos textos denominan biodiesel precisamente al éster metílico de aceite vegetal, o también RME (este nombre se deriva del éster metílico de colza). En la tabla siguiente aparece una comparación del éster metílico del aceite de soja con el gasóleo.

Propiedad Gasóleo Ester metílico

Viscosidad, a 40ºC (cSt) 2,39 4,41

Número de Cetano 45,8 48,2

Poder calorífico, MJ/kg 45,2 40,0

Densidad, kg/dm3. 0,847 0,881

Azufre, % en masa 0,25 0,1

Contenido en agua, % vol. Trazas Trazas

Cenizas, % en masa 0,025 0,01

Como se observa, el éster metílico aproxima las propiedades a las del gasoil y permite su utilización en motores prácticamente sin modificación.

- Consecuencias: podría ser una alternativa parcial como ayuda y sin mejorar notablemente la contaminación en núcleos urbanos.

- Experiencia: en la Empresa Municipal de Transporte de Valencia, patrocinado por REPSOL y con participación de nuestro Departamento, se realizaron pruebas empleando éster metílico de aceite de girasol en algunos autobuses. Las conclusiones fueron que, con mezclas de hasta un 30% de éster con gasoil no había ningún problema, los autobuses tenían las mismas prestaciones. Con mayores proporciones se destaca el olor característico de los gases de escape (a frituras), pero sin pérdidas apreciables de prestaciones. En el momento de las pruebas el precio del éster de aceite de girasol tenía un precio de unas 100 ptas/l (sin impuestos) y el gasoil tenía un precio de 80 ptas/l (con impuestos).

METANOL

El alcohol metílico o metanol, CH3OH, se suele obtener a partir del carbón (con excesivo nivel de emisión de CO2 en este proceso), o bien de residuos orgánicos (en ese caso el combustible sería renovable), de residuos del refino del petróleo y del gas natural. Es un combustible líquido con excelentes características de octanaje. Se utiliza como combustible en motores de encendido provocado mezclado con gasolina (denominación M85, por ejemplo, con 85 partes de metanol y 15 de gasolina) o también como mejorador del índice de octano de gasolinas sin plomo (M15, por ejemplo). Por otra parte, los combustibles alcohólicos no son adecuados para su empleo directo en motores diesel, para ello sería necesario mezclar un mejorador del índice de cetano con el combustible y modificar el sistema de inyección.

Ventajas:

• distribución y almacenaje en forma líquida.

• mezclado con gasolina es posible usarlo sin grandes costos de transformaciones.

• el alcohol es el producto que contiene mayor proporción de oxígeno en su composición, permite prescindir del plomotetraetilo en las gasolinas.

• reduce significativamente la contaminación.

Inconvenientes:

• necesidad de catalizador en el escape para reducir las emisiones de CO y HC.

• tóxico al contacto.

• químicamente agresivo a materiales usados en automóviles (es disolvente).

• menor poder calorífico que la gasolina o el gasoil; un 55% menos (mayor consumo, depósitos más grandes).

• el metanol absorbe agua, puede provocar corrosión.

• el metanol y la gasolina se estratifican (gasolina arriba, metanol abajo).

• si un alcohol está ardiendo la llama no es visible, lo que puede dar lugar a situaciones peligrosas.

• gran coste de producción.

Otros datos: Hc  19700 kJ/kg; f = 0,79 kg/dm3. Fe = 1/6,4. IO = 106

ETANOL

El alcohol etílico o etanol, CH3-CH2OH, se obtiene habitualmente de productos agrícolas como el maíz o el azúcar. De esta forma, puede considerarse el etanol como un combustible que no contribuye por sí mismo a la producción neta de CO2, aunque si lo hace la gasolina que se quema conjuntamente. La denominación empleada para designar las mezclas de etanol con gasolina es similar a las del metanol con gasolina, por ejemplo, en vez de M15 tendríamos el E15.

Se intentó implantar en Brasil en automóviles, con distintos resultados. Los hechos, por orden cronológico fueron:

• en 1975 entra en vigor el plan Pro alcohol para introducir el etanol procedente de la caña de azúcar como combustible para vehículos ligeros, los motivos fueron, entre otros, la autosuficiencia energética y la reducción de importación de petróleo, cuyos precios eran crecientes en el mercado internacional.

• se realizaron inversiones en plantas de producción, con subsidios y ayudas.

• en 1990 habían 4,5 millones de coches

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