ABCBIODIESEL

VENEZUELA 

ABC DEL BIODIESEL

Ing. Quím. Ariana Rivas 

Introducción   

 

            1.  ¿Qué es el Biodiesel?

                   2. ¿Cuáles son los beneficios de usar Biodiesel?

                   3. ¿Qué insumos se necesitan para elaborar Biodiesel?

                   4. ¿Cómo se obtiene?

                   5. ¿Qué países están usando biodiesel en la actualidad?

                   6. ¿Qué NORMAS califican al Biodiesel?

                   7. Glosario

 

 

1. ¿Qué es el Biodiesel?

 

 

 

     Biodiesel es un combustible ecológico alternativo al diesel fósil  ampliamente utilizado en motores de ciclo diesel y calderas.

 

     Biodiesel, es el nombre común que se le da a los esteres metílicos o etílicos de ácidos grasos.

 

     Se obtiene a partir de aceites vegetales de semillas, plantas y/o algas oleaginosas, aceites vegetales usados en frituras y grasas animales; en presencia de un alcohol y un catalizador.

 

    Cualquiera sea su origen, es perfectamente compatible con el diesel fósil, por lo que pueden ser mezclados en cualquier proporción. 

 

     Cuando el Biodiesel sustituye completamente al diesel fósil, se conoce como B100; mientras que si está presente como aditivo, se conocen como BX,  donde la “X” se refiere a la proporción de este en la mezcla.  Así, por ejemplo, B30 estaría formada por un 30% de Biodiesel y un 70% de diesel fósil.

 

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 2. ¿Cuáles son los beneficios de usarlo?

 

     Entre las principales ventajas que ofrece están:

 

v      Reduce las emisiones nocivas propias de los combustibles fósiles;

v      Es 100 %  biodegradable;

v      Gracias a su elevada lubricidad alarga la vida útil del motor;

v   Tiene un punto de inflamación superior al del gasoil, que lo hace más seguro para manipular y transportar;

v      No es necesario hacer modificaciones en los motores para su uso;

v     Al ser tan sencillo de elaborar ofrece independencia energética;

v      Durante su elaboración, se genera glicerol como valor agregado;

v    Permite el aprovechamiento de pasivos ambientales cuando se elabora a partir de aceites de fritura;

v    Reduce la presencia de CO2  en el aire, puesto que para su elaboración se estimulan la producción de plantas;

v    Es perfectamente compatible con el diesel fósil, por lo que puede ser utilizado puro o como aditivo;

v      No obedece a economías de escala;

v      Impulsa el desarrollo sustentable de un país.

 

     Por otra parte, en todo el mundo se intenta disminuir el tenor de azufre del diesel fósil - por la lluvia ácida que este genera – pero es el azufre quien  le da la lubricidad, por lo que hay que reemplazar la lubricidad perdida. 

 

     En Francia, por ejemplo, desde hace casi 10 años, se ha estado agregando un 5% de este biocombustible al diesel fósil. La tendencia mundial sigue este ejemplo, tanto en la reducción del tenor de azufre, como en el uso de Biodiesel como aditivo para mejorar la lubricidad. 

 

     Igualmente se ha comprobado, que el agregado de este hasta un 2% en las gasolinas mejora notablemente la lubricidad de las mismas, reduce las emisiones nocivas de alifáticos y particulados, manteniendo más limpia la cámara de combustión.

 

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3. ¿Qué insumos se necesitan para elaborar Biodiesel?

 

     Para elaborar Biodiesel se requieren los ácidos grasos provenientes de aceites vegetales (crudos, refinados o usados en frituras) o grasas animales; un alcohol, metanol o etanol y; un catalizador que bien puede ser ácido (acido sulfúrico, entre otros) o básico (hidróxido de sodio, entre otros), según sea el caso.

 

Los aceites vegetales y las grasas reaccionan de forma diferente:

 

v      Los aceites vegetales para transformarse en Biodiesel necesitan un proceso de una sola etapa: la transesterificación o alcoholisis básica, para lo cual se utiliza un catalizador básico, siendo el más eficaz el hidróxido de sodio (NaOH).

 

v     En general, las grasas animales, necesitan un proceso de doble etapa, un primer proceso de esterificación ácida, empleando un catalizador ácido, el más usado el ácido sulfúrico; y posteriormente una etapa de transesterificación o alcoholisis básica. Sin embargo, y por experiencias recientes, se ha demostrado que es posible elaborar biodiesel con sebo vacuno con excelentes índices de conversión en una sola etapa.

 

     En materia de aceites vegetales, los más comunes son los de girasol, soja, palma cruda y refinada, colza y algodón; entre las plantas que ofrecen mejores rendimientos  y a su vez un aporte importante de oxigeno al ambiente por ser árboles, se encuentran la jatropha, el tártago (ricino), el sebo chino, entre otros.

 

     También se pueden utilizar con excelentes resultados los aceites de pescado.

 

     El Biodiesel bien se hace con metanol que con etanol, sin embargo; este ultimo aunque es menos tóxico, estimula la formación de jabones (reacción no deseada) por su relación estrecha con el agua, reduciendo los índices de conversión de aceites o grasas en biocombustible.

 

     La presencia de agua en la reacción es nociva, ya que propicia la saponificación (formación de jabones). Así que, en cualquier caso;  se deben utilizar aceites o grasas, alcoholes e hidróxido de sodio esencialmente anhídros.

 

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4. ¿Cómo se obtiene?

.

     El Biodiesel  se obtiene de la reacción de transesterificación o alcoholisis de esteres.

 

    Esta reacción química consiste, dicho de manera sencilla, en sustituir una molécula de alcohol pesado (glicerol) presente en los aceites y grasas por una molécula de alcohol liviano (metanol o etanol).

 

     Durante este proceso se obtiene como coproducto el glicerol, sustancia química de amplia gama de usos en la industria de farmacia, cosmética y otras.

 

     Según la reacción global teórica, por cada 100 kilogramos de aceite o grasa y 11 kilogramos de metanol, se obtienen 100 kilogramos de Biodiesel y 11 kilogramos de glicerol; lo que se traduce como el 100% de índice de conversión de aceite o grasa en Biodiesel.

     En la práctica, y con las condiciones óptimas de operación, es posible alcanzar índices hasta del 99% de conversión.

    v      Transesterificación o Alcoholisis Básica

     En el caso de emplear aceites vegetales, metanol e hidróxido de sodio, que son los insumos más utilizados, podría decirse que esta reacción se lleva a cabo en cuatro pasos:

 

Paso 1: Se disuelve el hidróxido de sodio en el metanol, para formar el metóxido de sodio.

 

Paso 2: Se incorpora el aceite vegetal en caliente, entre 50-60º Celsius.

 

Paso 3: Durante este tiempo, el metóxido de sodio reacciona con el aceite vegetal.

 

Paso 4: Por ultimo sucede un proceso de separación por diferencia de pesos, del Biodiesel y el glicerol.

 

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 5. ¿Qué países que están utilizando Biodiesel en la actualidad?

 

     Algunos de los países que están elaborando y/o utilizando este biocombustible son: Alemania, España, Holanda, Gran Bretaña, Bélgica, Malasia, Latvia, Tailandia, Canadá, China, USA, Panamá, Republica Dominicana, Costa Rica, Honduras, Guatemala, México, Ecuador, Puerto Rico, Brasil, Perú, Argentina, Uruguay y Chile.

 

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6. ¿Qué NORMAS califican al Biodiesel?

      En la actualidad se han publicado dos Normas que reúnen los estándares para Biodiesel según los criterios de varios países, sin embargo estas normas son muy recientes y aun se encuentran en proceso de evolución.

 

     La EN 14214 y A.S.T.M D 6751, normas  Europeas y Norteamericanas, respectivamente; son un marco de referencia para la evaluación del Biodiesel elaborado.

 

     Sin embargo, es necesario resaltar, que las propiedades fisicoquímicas de este biocombustible han de ser evaluadas por  la materia prima utilizada, los parámetros que son función del proceso de elaboración y los que son función del post-procesamiento.

 

     De esta manera, podría resumirse:

 

v      Parámetros que dependen de los aceites o grasas utilizados: Son aquellos que se atañen al origen y la variedad en las mismas. Se refieren al  contenido de mono-, di- y triglicéridos; contenido de fósforo y azufre, índice de yodo;  número de cetanos; entre otros.

 

v      Parámetros de dependen del proceso de elaboración: Son aquellos que corresponden a las condiciones y tecnologías aplicadas en la elaboración, entre ellos pueden mencionarse el contenido de esteres o índice de conversión;  viscosidad, densidad, glicerol ocluido, entre otros.

  

v      Parámetros que dependen del post-procesamiento: Son aquellos que dependen del tratamiento, manipulación y almacenaje del Biodiesel, entre ellos se pueden nombrar pH, contenido de alcohol, punto de inflamación, glicerol libre.

 

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  7. Glosario

 

v      Aceite: Producto de origen mineral, animal o vegetal, liquido a 25  Celsius. Constituido en el primer caso por hidrocarburos pesados, y en los otros por mezclas de glicéridos.

 

v      Ácidos grasos: Nombre dado a un grupo de ácidos capaz de neutralizar un solo equivalente básico, por tener solo un hidrogeno sustituible.  En la mayoría de los casos, se puede decir que la formula de un acido graso es R – COOH.  Entran en la composición de grasas y aceites, los mas frecuentes son el oleico, palmitico,  y esteárico.

 

v      Ácidos grasos libres: También conocidos por sus siglas al inglés FFA (free fatty acids) son aquellos ácidos grasos que no se encuentran unidos a ningún glicérido. El contenido de estos en aceites y grasas se puede determinar mediante el índice de acidez y el pH.

 

v      Alcohólisis: Es la reacción química mediante la cual una molécula es desplazada por un alcohol.

 

v      Anhídro: Compuesto que no contiene agua.

 

v      Diglicérido: Díester formado de un ácido graso y glicerol. Dicho de otra manera, molécula de glicerol en la cual dos de los tres grupos alcohólicos (-OH) ha sido esterificado, es decir, dos de los  grupos alcohólicos han sido sustituidos por dos moléculas de ácidos grasos.

 

v   Ester: Compuesto orgánico que se origina cuando se unen un ácido y un alcohol. Corresponde a la fórmula general R – COO –R´.

 

v      Esterificación: Cuando un ácido se convierte en un ester en un medio alcohólico mediante el uso de un catalizador ácido, generalmente es usado el ácido sulfúrico concentrado.

 

v      Etanol: También conocido como alcohol etílico, es un alcohol liviano (peso molecular, PM: 46,1).  Liquido incoloro, soluble en agua, inflamable.  La presentación más común es al 96% libre de agua. Corresponde a la fórmula CH3CH2-OH.

 

v      Glicérido: Ester de glicerol y un ácido graso.

 

v      Glicerol: También conocido como propanotriol, es un alcohol con tres grupos hidroxilo (-OH). Alcohol pesado. Alcohol pesado (peso molecular, PM: 92,1). Liquido viscoso, soluble en agua.

 

v      Grasa: esteres de glicerol. Se caracteriza por ser sólido a 25 º Celsius.

 

v      Hidróxido de sodio: Conocido como soda o sosa cáustica, es una sólido cristalino, que se disuelve en agua y alcoholes. Corresponde a la fórmula NaOH.  Tiene tendencia a absorber agua y dióxido de carbono con facilidad.

 

v      Metanol: Conocido también como alcohol metílico o alcohol de madera, es un alcohol liviano (peso molecular, PM: 32,0).  Liquido incoloro, soluble en agua, inflamable.  Puede conseguirse fácilmente en el mercado al 99,9 % libre de agua. Corresponde a la fórmula CH3-OH.

 

v      Metóxido de sodio: Compuesto formado de la disolución de hidróxido de sodio en metanol, corresponde a la fórmula CH3O-Na+ .

 

v      Monoglicérido: Molécula de glicerol en la cual uno de los tres grupos alcohólicos (-OH) ha sido esterificado, es decir, un solo  grupo alcohólico ha sido sustituido por una molécula de ácido graso.

 

v      Transesterificación: Es el proceso de desplazamiento de un alcohol pesado por un alcohol liviano en un ester.

 

v      Triglicérido: Molécula de glicerol en la cual los tres grupos alcohólicos (-OH) han sido esterificados, es decir, los tres grupos alcohólicos han sido sustituidos con moléculas de ácidos grasos.

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© Ariana Rivas, 2006

 

Biodiesel en Venezuela

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 

 

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Ing. Quím. Ariana Rivas

Consultora Técnica en Biodiesel

E-mail: info@abcbiodiesel.com.ve

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Primera Puesta en Marcha de una Planta de Elaboración de Biodiesel a escala Industrial   en Venezuela. Noviembre 2010

Cliente: Fundación CIEPE .

 Proveedor: Centralbiodiesel HTP / Biofuels SA.

Soporte Técnico / Instructora: Ing. Ariana Rivas

Cortesía del Diario

"El Carabobeño".2004

     ¡Bienvenidos a ABC BIODIESEL en Venezuela!

 

     Biodiesel es un combustible ecológico alternativo al diesel derivado del petróleo.

 

     El Biodiesel está al alcance de todos, y bien beneficia a todos: productores de petróleo o no.

 

     Poco a poco, Venezuela,  se ha ido involucrando en este tema, en las distintas instituciones académicas y de investigación.

 

     Nuestro país es tierra fértil para abrirse a nuevas oportunidades, de aprovecharlas adecuadamente podríamos colaborar con el desarrollo sustentable. Además, nos mantendríamos a la par de los cambios

 

que se suscitan en el mundo,  en pro de la conservación del medioambiente en el que vivimos.

 

     En este sitio encontrarás información sobre la elaboración y uso de este biocombustible, mostrada de manera sencilla basada en la experiencia práctica en laboratorios e industrias.

 

© Ariana Rivas, 2006