Aplicaciones del biodiésel
El biodiésel es una mezcla de ésteres metílicos derivados de los ácidos grasos presentes en los aceites vegetales obtenidos de manera mayoritaria por reacción de transesterificación de los mismos con metanol. Se trata, por tanto, de un combustible renovable con un balance de emisión de CO2 bajo, que ayudaría a cumplir los compromisos firmados en el protocolo de Kyoto por España. La reducción de emisiones de CO2 al usar biocarburantes no es del 100% puesto que hay que tener en cuenta la energía consumida en el proceso de producción de los mismos, debido a lo cual el balance no es nulo y se emite CO2.
Los ésteres metílicos derivados de los aceites vegetales poseen unas características físicas y fisicoquímicas parecidas al gasóleo, lo que permite mezclarlos en cualquier proporción y usarlos en los vehículos Diesel convencionales, sin realizar importantes modificaciones en el diseño básico del motor. Sin embargo, en proporciones superiores al 5% es necesario reemplazar el material empleado en el circuito de alimentación de combustible por otro más resistente, ya que se puede deteriorar por el mayor poder disolvente del biodiésel.
Para evitar introducir las modificaciones en los motores se podrían utilizar los aceites vegetales sin modificar, pero éstos no presentan buenas características como carburantes. Los aceites procedentes de plantas generalmente contienen ácidos grasos, fosfolípidos y otras impurezas, lo que dificulta la utilización de los aceites como combustible directamente, principalmente debido a la elevada viscosidad que poseen, como se puede ver en la tabla 1.
Para superar este problema el aceite necesita modificarse químicamente, principalmente por transesterificación, pirólisis o emulsificación. De todos ellos, como ya se ha mencionado, la transesterificación a sus ésteres metílicos o etílicos, es el proceso que produce combustibles (biodiésel) de forma más limpia y respetuosa con el medio ambiente.
De esta manera se consigue que las largas cadenas ramificadas iniciales, de elevada viscosidad y alta proporción de carbono se transformen en otras de cadena lineal, de menor viscosidad y porcentaje de carbono y de características físico-químicas y energéticas más similares al gasóleo de automoción. Este biodiésel se puede utilizar puro o bien mezclado en distintas proporciones junto con el gasóleo de automoción, siendo ésta la forma más habitual de utilización.
Biocombustibles obtenidos a partir del biodiésel
El Biodiésel ofrece diversas posibilidades de mezclas para la obtención de biocombustibles con los siguientes nombres y propiedades:
B20: El biocombustible B20 significa una mezcla del 20% de Biodiésel y el 80% de diesel normal. El B20 es la mezcla de biocombustible de Biodiésel más utilizada en EEUU y en otros países se comercializa con amplia aceptación tanto el B20 como el B100 .
B100: El biocombustible B100 significa biodiésel al 100% sin mezcla alguna con diesel normal. Es un producto 100% ecológico con altas reducciones de emisiones nocivas a la atmósfera. Su único inconveniente es que en los motores de vehículos antiguos (al parecer anteriores a 1994) es preciso reemplazar los conductos de goma del circuito del combustible por otros materiales, debido a que el biodiésel ataca la goma, aunque hay varios estudios que indican que no es necesaria ninguna modificación en los motores.
Otras Mezclas: En España en la actualidad hay ya diversas marcas y distribuidores que ofrecen Biodiésel con mezclas que se acercan a los estándares internacionales de B20 y B100. En la actualidad se espera una nueva regulación que marque la proporción de las mezclas y que se supone se adapte a los estándares internacionales de B20 y B100 para que el consumidor conozca exactamente qué biodiésel está utilizando en su motor.
Biodiésel en automoción
En la última década, en Europa, se ha extendido totalmente el uso de biodiésel en automoción. En países como Alemania y Austria hay más de 1.800 gasolineras que incorporan un surtidor de biodiésel (ya sea 100% o mediante una mezcla del 2% al 30% de biodiésel y el resto de gasóleo). La razón de realizar una mezcla con gasóleo convencional (EN590), radica en que los aceites vegetales tienen, la capacidad de disolver la goma y el caucho. Debido a que estos aceites vegetales son la materia prima para la fabricación del biodiésel, dicho producto también disuelve estos materiales, con los cuales se fabrica los conductos y las juntas del sistema de alimentación de los vehículos (latiguillos o manguitos) por lo que con el uso prolongado de biodiésel 100%, se podrían llegar a degradar dichos conductos, produciendo algún poro o pérdida de combustible (el biodiésel es biodegradable en un 98,3% en 21 días).
En cuanto a sus propiedades como combustible de automoción, las características de los ésteres son más parecidas a las del gasóleo que las del aceite vegetal sin modificar. Sin embargo, el biodiésel necesita contar con una especificación que incluya estas propiedades y garantizar la calidad del producto. Los requerimientos vigentes para estos combustibles se basan en la norma europea EN-590 transcrita a la legislación española en el Real Decreto R.D.61/2006.
Desde mediados de los años 90, casi todos los fabricantes de vehículos (principalmente marcas alemanas), ya han substituido dichos conductos por conductos fabricados con materiales plásticos o derivados, con lo que el biodiésel no los disuelve. En España, ante la imposibilidad de controlar sí los vehículos que repostan en las estaciones de servicio están o no preparados para la utilización de biodiésel 100%, se emplea la mezcla BDP-10 (10% biodiésel + 90% gasóleo), y así cualquier vehículo lo puede utilizar sin ningún tipo de problema. Otra opción es la mezcla de biodiésel máximo en 5% en el gasóleo, con lo cual el biocombustible se considera un aditivo porque no altera las características técnicas del gasóleo mineral según la norma EN590.
En los motores de los automóviles, los problemas asociados por utilizar biodiésel como combustible de motores de inyección directa, son los siguientes:
La potencia del motor disminuye, porque el poder calorífico inferior (P.C.I.). del biodiésel es menor El consumo de combustible aumenta, ya que el biodiésel contiene menos poder calorífico que el gasóleo.
Las emisiones de óxidos de nitrógeno generalmente aumentan, consecuencia de las mayores presiones y temperaturas que se alcanzan en la cámara de combustión, que a su vez se deben a un tiempo de retraso de la misma.
Cuando se utiliza 100% de biodiésel, el aceite lubricante se contamina, debido a la menor viscosidad del éster en comparación a éste.
Algunos materiales se deterioran con el biodiésel: pinturas, plásticos, gomas, etc. cuando se utiliza al 100%.
El uso de BDP 10 –mezcla de Biodiésel utilizada en España- ofrece las siguientes ventajas e inconvenientes en comparación con el gasóleo convencional.
Ventajas de la utilización del Biodiésel
Medioambientales yen comparación con el gasóleo convencional destaca la reducción de varias emisiones de monóxido de carbono, de partículas, de hidrocarburos, dióxido de carbono, óxidos de azufre.
Su biodegradabilidad del 98,3% en 21 día.
No es tóxico
Técnicas: mayor lubricidad, con lo cual se alarga la vida del motor y reduce su ruido y mayor poder disolvente, que hace que no se produzca carbonilla ni se obstruyan los conductos y mantiene limpio el motor.
Inconvenientes técnicos de la utilización del Biodiésel
El Biodiésel tiene un punto de congelación (equivalente al CFPP del Gasóleo) entre 0º y -5º. Con la mezcla BDP10, la temperatura de congelación baja y se ajusta a la normativa española del CFPP para el período de invierno.
La primera vez que se empieza a consumir Biodiésel BDP 10, y debido a su poder disolvente, puede que se deba realizar el primer cambio de filtros antes de lo normal, dependiendo del nivel de “suciedad” que haya en el motor y en el depósito de combustible del usuario.
El biodiésel más experimentado en motores ha sido el éster metílico obtenido a partir de aceite de colza (EMC) habiéndose realizado estudios en bancos de pruebas y en operaciones de demostración de vehículos con la finalidad de valorar el comportamiento energético y medioambiental del mismo. En España, CIDAUT ha realizado importantes trabajos de caracterización del éster metílico de girasol, que incluyen las determinaciones de las propiedades como combustible, la caracterización en banco motor (potencias, consumos, emisiones), ensayos de ensuciamiento de inyectores, emisiones en Ciclo Europa y ensayo de duración.
Analizando el comportamiento del biodiésel en vehículos, se desprende lo siguiente:
Prestaciones Leve incremento del consumo y ligera disminución de potencia con mezclas de hasta el 30%.
Variaciones mayores con éster al 100% (-7% en potencia y +16% en consumo).
Emisiones Disminución importante de CO e hidrocarburos con 100% de éster. En el resto de los casos, similares al gasóleo. Eliminación de SOx e importante disminución de CO2 (gracias al proceso de fotosíntesis).
Comportamiento en frío problemas con porcentajes de mezcla superiores al 30%.
Ensuciamiento de inyectores mejor comportamiento que el gasóleo. A mayor proporción de éster mejores resultados.
De este modo, como conclusiones a las pruebas realizadas por CIDAUT se puede decir que, las mezclas gasóleo-éster metílico de girasol, y en especial las inferiores al 20% de éster, presentan unas propiedades perfectamente válidas para su utilización en motores Diesel. Excelente comportamiento en los inyectores de las mezclas gasóleo-éster: el éster actúa como un aditivo antiensuciamiento. No se ha detectado ningún tipo de anomalía relevante en ensayos de duración con mezclas entre 10% y 30% de éster con gasóleo.
El biodiésel se utiliza además de en automoción, para sustituir al gasóleo C de calefacción. Por otra parte, el biodiésel disuelve los hidrocarburos por lo que también se ha utilizado para limpiar vertidos de hidrocarburos (por ejemplo en el accidente del Erika en la costa francesa). Los ésteres metílicos son también intermedios en la síntesis de muchos productos utilizados en la química fina.
nota original
Los ésteres metílicos derivados de los aceites vegetales poseen unas características físicas y fisicoquímicas parecidas al gasóleo, lo que permite mezclarlos en cualquier proporción y usarlos en los vehículos Diesel convencionales, sin realizar importantes modificaciones en el diseño básico del motor. Sin embargo, en proporciones superiores al 5% es necesario reemplazar el material empleado en el circuito de alimentación de combustible por otro más resistente, ya que se puede deteriorar por el mayor poder disolvente del biodiésel.
Para evitar introducir las modificaciones en los motores se podrían utilizar los aceites vegetales sin modificar, pero éstos no presentan buenas características como carburantes. Los aceites procedentes de plantas generalmente contienen ácidos grasos, fosfolípidos y otras impurezas, lo que dificulta la utilización de los aceites como combustible directamente, principalmente debido a la elevada viscosidad que poseen, como se puede ver en la tabla 1.
Para superar este problema el aceite necesita modificarse químicamente, principalmente por transesterificación, pirólisis o emulsificación. De todos ellos, como ya se ha mencionado, la transesterificación a sus ésteres metílicos o etílicos, es el proceso que produce combustibles (biodiésel) de forma más limpia y respetuosa con el medio ambiente.
Biocombustibles obtenidos a partir del biodiésel
El Biodiésel ofrece diversas posibilidades de mezclas para la obtención de biocombustibles con los siguientes nombres y propiedades:
B20: El biocombustible B20 significa una mezcla del 20% de Biodiésel y el 80% de diesel normal. El B20 es la mezcla de biocombustible de Biodiésel más utilizada en EEUU y en otros países se comercializa con amplia aceptación tanto el B20 como el B100 .
B100: El biocombustible B100 significa biodiésel al 100% sin mezcla alguna con diesel normal. Es un producto 100% ecológico con altas reducciones de emisiones nocivas a la atmósfera. Su único inconveniente es que en los motores de vehículos antiguos (al parecer anteriores a 1994) es preciso reemplazar los conductos de goma del circuito del combustible por otros materiales, debido a que el biodiésel ataca la goma, aunque hay varios estudios que indican que no es necesaria ninguna modificación en los motores.
Otras Mezclas: En España en la actualidad hay ya diversas marcas y distribuidores que ofrecen Biodiésel con mezclas que se acercan a los estándares internacionales de B20 y B100. En la actualidad se espera una nueva regulación que marque la proporción de las mezclas y que se supone se adapte a los estándares internacionales de B20 y B100 para que el consumidor conozca exactamente qué biodiésel está utilizando en su motor.
Biodiésel en automoción
En la última década, en Europa, se ha extendido totalmente el uso de biodiésel en automoción. En países como Alemania y Austria hay más de 1.800 gasolineras que incorporan un surtidor de biodiésel (ya sea 100% o mediante una mezcla del 2% al 30% de biodiésel y el resto de gasóleo). La razón de realizar una mezcla con gasóleo convencional (EN590), radica en que los aceites vegetales tienen, la capacidad de disolver la goma y el caucho. Debido a que estos aceites vegetales son la materia prima para la fabricación del biodiésel, dicho producto también disuelve estos materiales, con los cuales se fabrica los conductos y las juntas del sistema de alimentación de los vehículos (latiguillos o manguitos) por lo que con el uso prolongado de biodiésel 100%, se podrían llegar a degradar dichos conductos, produciendo algún poro o pérdida de combustible (el biodiésel es biodegradable en un 98,3% en 21 días).
En cuanto a sus propiedades como combustible de automoción, las características de los ésteres son más parecidas a las del gasóleo que las del aceite vegetal sin modificar. Sin embargo, el biodiésel necesita contar con una especificación que incluya estas propiedades y garantizar la calidad del producto. Los requerimientos vigentes para estos combustibles se basan en la norma europea EN-590 transcrita a la legislación española en el Real Decreto R.D.61/2006.
Desde mediados de los años 90, casi todos los fabricantes de vehículos (principalmente marcas alemanas), ya han substituido dichos conductos por conductos fabricados con materiales plásticos o derivados, con lo que el biodiésel no los disuelve. En España, ante la imposibilidad de controlar sí los vehículos que repostan en las estaciones de servicio están o no preparados para la utilización de biodiésel 100%, se emplea la mezcla BDP-10 (10% biodiésel + 90% gasóleo), y así cualquier vehículo lo puede utilizar sin ningún tipo de problema. Otra opción es la mezcla de biodiésel máximo en 5% en el gasóleo, con lo cual el biocombustible se considera un aditivo porque no altera las características técnicas del gasóleo mineral según la norma EN590.
En los motores de los automóviles, los problemas asociados por utilizar biodiésel como combustible de motores de inyección directa, son los siguientes:
La potencia del motor disminuye, porque el poder calorífico inferior (P.C.I.). del biodiésel es menor El consumo de combustible aumenta, ya que el biodiésel contiene menos poder calorífico que el gasóleo.
Las emisiones de óxidos de nitrógeno generalmente aumentan, consecuencia de las mayores presiones y temperaturas que se alcanzan en la cámara de combustión, que a su vez se deben a un tiempo de retraso de la misma.
Cuando se utiliza 100% de biodiésel, el aceite lubricante se contamina, debido a la menor viscosidad del éster en comparación a éste.
Algunos materiales se deterioran con el biodiésel: pinturas, plásticos, gomas, etc. cuando se utiliza al 100%.
El uso de BDP 10 –mezcla de Biodiésel utilizada en España- ofrece las siguientes ventajas e inconvenientes en comparación con el gasóleo convencional.
Ventajas de la utilización del Biodiésel
Medioambientales yen comparación con el gasóleo convencional destaca la reducción de varias emisiones de monóxido de carbono, de partículas, de hidrocarburos, dióxido de carbono, óxidos de azufre.
Su biodegradabilidad del 98,3% en 21 día.
No es tóxico
Técnicas: mayor lubricidad, con lo cual se alarga la vida del motor y reduce su ruido y mayor poder disolvente, que hace que no se produzca carbonilla ni se obstruyan los conductos y mantiene limpio el motor.
Inconvenientes técnicos de la utilización del Biodiésel
El Biodiésel tiene un punto de congelación (equivalente al CFPP del Gasóleo) entre 0º y -5º. Con la mezcla BDP10, la temperatura de congelación baja y se ajusta a la normativa española del CFPP para el período de invierno.
La primera vez que se empieza a consumir Biodiésel BDP 10, y debido a su poder disolvente, puede que se deba realizar el primer cambio de filtros antes de lo normal, dependiendo del nivel de “suciedad” que haya en el motor y en el depósito de combustible del usuario.
El biodiésel más experimentado en motores ha sido el éster metílico obtenido a partir de aceite de colza (EMC) habiéndose realizado estudios en bancos de pruebas y en operaciones de demostración de vehículos con la finalidad de valorar el comportamiento energético y medioambiental del mismo. En España, CIDAUT ha realizado importantes trabajos de caracterización del éster metílico de girasol, que incluyen las determinaciones de las propiedades como combustible, la caracterización en banco motor (potencias, consumos, emisiones), ensayos de ensuciamiento de inyectores, emisiones en Ciclo Europa y ensayo de duración.
Analizando el comportamiento del biodiésel en vehículos, se desprende lo siguiente:
Prestaciones Leve incremento del consumo y ligera disminución de potencia con mezclas de hasta el 30%.
Variaciones mayores con éster al 100% (-7% en potencia y +16% en consumo).
Emisiones Disminución importante de CO e hidrocarburos con 100% de éster. En el resto de los casos, similares al gasóleo. Eliminación de SOx e importante disminución de CO2 (gracias al proceso de fotosíntesis).
Comportamiento en frío problemas con porcentajes de mezcla superiores al 30%.
Ensuciamiento de inyectores mejor comportamiento que el gasóleo. A mayor proporción de éster mejores resultados.
De este modo, como conclusiones a las pruebas realizadas por CIDAUT se puede decir que, las mezclas gasóleo-éster metílico de girasol, y en especial las inferiores al 20% de éster, presentan unas propiedades perfectamente válidas para su utilización en motores Diesel. Excelente comportamiento en los inyectores de las mezclas gasóleo-éster: el éster actúa como un aditivo antiensuciamiento. No se ha detectado ningún tipo de anomalía relevante en ensayos de duración con mezclas entre 10% y 30% de éster con gasóleo.
El biodiésel se utiliza además de en automoción, para sustituir al gasóleo C de calefacción. Por otra parte, el biodiésel disuelve los hidrocarburos por lo que también se ha utilizado para limpiar vertidos de hidrocarburos (por ejemplo en el accidente del Erika en la costa francesa). Los ésteres metílicos son también intermedios en la síntesis de muchos productos utilizados en la química fina.
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