Acilglicéridos

Los triglicéridos forman parte de los acilglicéridos, es decir, aquellas moléculas formadas por la unión de una molécula de glicerina a ácidos grasos. Dependiendo del número de ácidos grasos que se unan a la molécula de glicerina hablamos de tres tipos de acilglicéridos:

• Monoglicéridos: Sólo existe un ácido graso unido a la molécula de glicerina.
• Diacilglicéridos: La molécula de glicerina se une a dos ácidos grasos.
• Triacilglicéridos: También se llaman triglicéridos, puesto que la glicerina está unida a tres ácidos grasos.

Como comenté en la entrada anterior, los acilglicéridos pueden ser líquidos o sólidos a temperatura ambiente. Estos lípidos son generados por los seres terrestres, pero no pueden generar cualquier tipo. Únicamente las plantas son capaces de originar aceites y los animales solo producen grasas.

Estas sustancias son realmente importantes para la vida ya que además de ser una importante fuente de reserva energética, un derivado de estos, el fosfolípido, que es un acilglicérido unido a dos ácidos grasos y a un grupo fosfato mediante un enlace fosfodiéster, es el principal componente de la membrana plasmática y del resto de membranas celulares de las células de todos los seres vivos.Arriba tenemos una imagen de este acilglicérido.

Biodiesel, trigliceridos y la reacción de transesterificación

El biodiésel es un biocarburante líquido producido a partir de aceites vegetales y grasas animales, siendo la colza, el girasol y la soja las materias primas más utilizadas en la actualidad para este fin. Las propiedades del biodiésel son prácticamente las mismas que las del gasóleo (gasoil) de automoción en cuanto a densidad y número de cetano. Además, presenta un punto de inflamación superior. Por todo ello, el biodiésel puede mezclarse con el gasoleo para su uso en motores e incluso sustituirlo totalmente si se adaptan éstos convenientemente.
La definición de biodiésel propuesta por las especificaciones ASTM (American Society for Testing and Material Standard, asociación internacional de normativa de calidad) lo describe como ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga, es decir, derivados de lípidos renovables tales como aceites vegetales o grasas de animales, y que se emplean en motores de ignición de compresión. Sin embargo, los ésteres más utilizados son los de metanol y etanol (obtenidos a partir de la transesterificación de aceites vegetales o grasas animales o de la esterificación de los ácidos grasos) debido a su bajo coste y sus ventajas químicas y físicas.
Los triglicéridos, que son el componente principal del aceite vegetal, consisten de tres cadenas largas de ácidos grasos esterificadas a un esqueleto de glicerina. Cunado los triglicéridos reaccionan con un alcohol (como el metanol) las tres cadenas de ácidos grasos se sueltan del esqueleto de glicerina y se combinan con el alcohol para dar esteres de alquilo de los ácidos grasos. La glicerina se produce como producto secundario. El metanol es el alcohol más utilizado debido a su bajo costo, aunque no proviene de una fuente renovable. En general se usa un gran exceso de metanol para desplazar la ecuación hacia la derecha.
Las reacciones de transesterificación (también llamada alcoholisis) pueden ser catalizadas por base, por ácido o por enzimas para mejorar la velocidad de reacción. Los dos primeros tipos han recibido gran atención, mientras que los sistemas catalizados por enzimas requieren de tiempos de reacción mucho mayores. Hasta la fecha sólo se ha llevado a cabo a escala de laboratorio. Ya que la reacción es reversible, se usa un exceso de alcohol para empujar la reacción hacia el lado de los productos. Los alcoholes que se pueden usar en el proceso son los primarios o secundarios de 1 a 8 carbonos.

Materias primas desde un punto de vista químico

Las materias primas para la producción de biodiésel pueden ser el aceite de girasol, colza, soja, palma, aceites de fritura usados, sebo de vaca, grasa de pollo y de pescado, etc.

¿Pero qué es lo que contienen para que puedan ser utilizados en la producción de este biocarburante? La respuesta es triglicéridos.

Los triglicéridos son compuestos orgánicos formados por la unión de una glicerina a tres ácidos grasos, como podemos ver en el dibujo situado en tercer lugar.

Para la unión de estas sustancias, se produce una esterificación, cuyo mejor modo de entender el proceso es mediante el segundo dibujo.

Para la producción del biodiésel es necesario una reacción de transesterificación que consiste en obtener ésteres metílicos de ácidos grasos (R-COOCH3) de los triglicéridos separándolos de la glicerina para lo que se suele usar el metanol como reactivo. Queda bien reflejado el proceso en la primera imagen. El biodiésel es una mezcla de estos ésteres metílicos.

Si nos fijamos en las materias primas, estas son aceites, grasas o sebos. ¿Pero por qué estas sustancias?¿Qué se conoce como una grasa o un aceite?

La respuesta es que tanto las grasas (o sebos) como los aceites son lípidos, más concretamente ésteres formados por la unión de uno, dos o tres ácidos grasos a una molécula de glicerina. La diferencia radica en el estado en que se encuentren estas sustancias a temperatura ambiente; si se encuentran en estado sólido son denominadas grasas y si se encuentran en estado líquido son denominadas aceites.

La razón de su estado de agregación se debe a la naturaleza de los ácidos grasos que los compongan, ya que estos pueden ser saturados, si no poseen dobles enlaces, o insaturados, si sí los poseen. Si poseen dobles enlaces las cadenas no son lineales ya que en la zona del doble enlace se forma un "codo", y por tanto es más difícil empaquetarlos, por lo que son líquidos a temperatura ambiente (aceites), mientras que si todos los ácidos grasos son saturados estos se pueden unir mejor por fuerzas de Van der Waals y son sólidos a temperatura ambiente (grasas).

Breve introducción a las grasas.

En bioquímica, grasa es un término genérico para designar varias clases de lípidos, aunque generalmente se refiere a los acilglicéridos, ésteres en los que uno, dos o tres ácidos grasos se unen a una molécula de glicerina, formando monoglicéridos, diglicéridos y triglicéridos respectivamente.
El tipo más común de grasa es aquél en que tres ácidos grasos están unidos a la molécula de glicerina, recibiendo el nombre de triglicéridos o triacilglicéridos. Estos pueden ser sólidos o líquidos dependiendo de su estructura y composición, los triglicéridos sólidos a temperatura ambiente son denominados grasas, mientras que los que son líquidos son conocidos como aceites. La palabra aceite es usada también para designar a cualquier sustancia que no se mezcle con el agua y sea grasosa sin importar su estructura química, como por ejemplo el petróleo y el aceite de cocina. Además, tanto a las grasas como a los aceites podremos verlos designados por la palabra lípidos.
Todas las grasas son insolubles en agua teniendo una densidad significativamente inferior, es decir, todas flotan en el agua.
Las grasas cumplen diversas funciones en los seres vivos, tales como:
• Producción energética, la metabolización de un gramo de cualquier grasa produce una media de unas 9 kilocalorías.
• Funciona como aislante del frio para los mamíferos, ya que constituyen su panículo adiposo.
• Sujetan y protegen órganos, tales como el corazón o los riñones.
• Ayudan a flotar a algunos animales.
Las grasas se clasifican, según el acido graso que la constituyan mayoritariamente y según el grado de insaturaciones que estos presenten, en:
• Grasas saturadas. Formadas mayoritariamente por ácidos grasos saturados. Aparecen por ejemplo en el tocino, o en el sebo. Son sólidas a temperatura ambiente. Las grasas formadas por ácidos grasos de cadena larga (más de 8 átomos de carbono), como los ácidos láurico, mirístico y palmítico, se consideran que elevan los niveles plasmáticos de colesterol. Sin embargo, las grasas saturadas basadas en el esteárico tienen un efecto neutro. Ejemplos: sebos y mantecas.
• Grasas insaturadas. Formadas principalmente por ácidos grasos insaturados como el oleico o el palmitoleico. Son líquidas a temperatura ambiente y comúnmente se les conoce como aceites. Pueden ser por ejemplo el aceite de oliva, de girasol o de maíz. Son las más beneficiosas para el cuerpo humano por sus efectos sobre los lípidos plasmáticos y algunas contienen ácidos grasos que son nutrientes esenciales, ya que el organismo no puede fabricarlos y el único modo de conseguirlos es mediante ingestión directa. Ejemplos de grasas insaturadas son los aceites comestibles. Las grasas insaturadas pueden subdividirse en:
o Grasas monoinsaturadas. Formadas por aquellas grasas insaturadas que sus ácidos grasos contienen un solo doble enlace. Se encuentran en el aceite de oliva, el aguacate, y algunos frutos secos.
o Grasas poliinsaturadas. Formadas por ácidos grasos que contienen más de un doble enlace en sus cadenas. Se encuentran en la mayoría de los pescados azules (bonito, atún, salmón, etc.), semillas oleaginosas y algunos frutos secos (nuez, almendra, avellana, etc.).
• Grasas trans. Se obtienen a partir de la hidrogenación de los aceites vegetales, por lo cual pasan a poseer ácidos grasos trans. Ejemplos de alimentos que contienen estos ácidos grasos son: la manteca vegetal, margarina y cualquier alimento elaborado con estos ingredientes.

Producción del biodiesel.

El biodiesel se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, nuevos o usados, mediante procvesos industriales de esterificación y transesterificación.

Químicamente, el biodiesel se describe como compuestos orgánicos de ésteres monoalquílicos de ácidos grasos, biomoléculas orgánica de naturaleza lipídica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, los átomos de carbono se unen mediante un enlace covalente sencillo o doble.
Los ácidos grasos saturados son más difíciles de utilizar por el organismo, ya que sus posibilidades de combinarse con otras moléculas están limitadas por estar todos sus posibles puntos de enlace ya utilizados o "saturados". Entre los ácidos grasos insaturados se pueden distinguir los poliinsaturados, con varios enlaces libres, de los monoinsaturados, con sólo un enlace libre.

La materia prima del biodiesel, los aceites y las grasas animales, son principalmente triglicéridos de glicerol. El glicerol es capaz de enlazar tres radicales de ácidos grasos. Dichos radicales grasos por lo general son distintos entre sí; pueden ser como hemos visto anteriormente saturados o insaturados, dando lugar a la molécula se llama triacilglicérido o triacilglicerol.

El proceso de transesterificación consiste en combinar la materia prima con un alcohol ligero, normalmente metanol y quedando como residuo la glicerina. Como catalizador del proceso suele utilizarse hidróxido de sodio o de potasio. Los ésteres metílicos de los ácidos grasos resultantes (conocidos por sus siglas en inglés como FAMEs: Fatty Acid Methyl Esters) tienen que ser posteriormente tratados con diferentes procesos de lavado y purificación para eliminar el agua y recuperar el metanol sobrante de forma que el producto final cumpla con las especificaciones y los parámetros de calidad exigidos.

materias primas del biodiesel:aceites vegetales

Las materias primas del biodiesel son aceites vegetales, en concreto se suelen utilizar aceite de girasol, aceite de colza, aceite de soja, aceite de coco y aceite de palma. Pero, ¿ cual es su composición química? Y ¿ por qué se han elegido estos aceites vegetales y no el aceite de oliva, por ejemplo?
Los aceites están formados por ácidos grasos unidos a un alcohol, es decir, por ésteres. Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos, una cadena carbonada con la terminación –COOH. Se diferencian por su longitud y por la presencia de insaturaciones ( dobles enlaces), y cuanto más insaturaciones posea más beneficioso es para la salud. Esto se debe a que es más fácil romper sus enlaces para obtener energía, ya que las instauraciones confieren a la molécula una estructura más esférica, dificulta la unión entre moléculas por fuerzas de Van Der Waals, su punto de fusión es menor y a temperatura ambiente se encuentran en estado líquido. Los saturados sí se pueden unir fácilmente por fuerzas de Van Der Waals, por lo que tienen punto de fusión más alto y a temperatura ambiente son sólidos. Este es el motivo por el que son más saludables las insaturadas, se empaquetan mejor para actuar como reserva energética y además es más fácil romper sus enlaces para obtener energía.
Los aceites mencionados en la fabricación de biodiesel, son triglicéridos, ésteres de glicerina unida a ácidos grasos saturados. A diferencia, del aceite de oliva, que tiene una, dos o tres insaturaciones por ácido graso, los anteriores tienen uno o ninguno. Por lo que no es beneficioso incluirlos en la dieta. Por este motivo y por su bajo precio son los aceites idóneos para esta finalidad.

La producción de bodiesel destruye nuestros bosques

Activistas de Greenpeace denuncian que el cultivo de soja destinado a la producción de biodiesel para el mercado internacional, principalmente el europeo, provocará la destrucción de los últimos bosques nativos del país.
La SAGPyA viene promoviendo la producción de biocombustiles con el objetivo de abastecer al mercado mundial.
Según datos de la organización ambientalista, para proveer materia prima para las plantas de biodiesel existentes, se necesitan más de 9 millones de hectáreas de este cultivo. La producción a gran escala generará una nueva presión para expandir las tierras agrícolas disponibles, provocando la destrucción directa e indirecta de los últimos ecosistemas naturales.
Durante las últimas semanas se ha sumado otro gran cuestionamiento a la producción y consumo de biocombustibles, el impacto de estos en la subida de los precios de los alimentos, lo que ya afecta a millones de personas en el mundo, especialmente de los sectores más vulnerables.
“Pese a las advertencias de organismos internacionales como la ONU o el Banco Mundial, y de numerosas organizaciones ambientalistas, los gobiernos siguen promoviendo la producción y el consumo de biocombustibles”. “Los cultivos de maíz o la soja para la producción de biocombustibles compiten directamente con los alimentos, provocando su escasez y el aumento de precios”.
Para Greenpeace la producción de estos combustibles no puede significar la destrucción de bosques nativos ni debe poner en peligro la soberanía alimentaria. Por otro lado, la organización ambientalista exige el establecimiento de un estándar de calidad que obligue a que en el análisis de ciclo de vida de los biocombustibles se genere una reducción de gases de efecto invernadero (GEI) de al menos un 60 por ciento comparados con el combustible que reemplazan.

La cara oculta del biodiésel

Brasil es, tras Estados Unidos, el segundo mayor exportador de soja del mundo. Además, el programa de producción de biodiésel podría acabar teniendo a esta semilla como principal materia prima. ¿Bendita soja, entonces? Según la voz de alarma lanzada por Celso Marcato, coordinador de Seguridad Alimentaria de la ONG ActionAid Brasil, en el diario O Globo, más bien se podría decir “maldita soja”, desde el punto de vista ecológico y medioambiental.

Según Marcato, la producción de soja está invadiendo no sólo el serrado, similar a la meseta castellana, sino que está empezando a comerse la Amazonia, con el agravante añadido de que el monocultivo de soja en la Amazonia no sólo va destruyendo la selva, sino que acaba expulsando a comunidades enteras de agricultores familiares, acrecentando la miseria de las poblaciones de esas áreas.
La actual producción de soja estaría enriqueciendo más bien a un pequeño grupo de multinacionales y dos grandes empresas nacionales que comercializan e industrializan la soja, sin que las ventajas lleguen a la gran masa de los brasileños. La soja representa hoy el 47% de las plantaciones de grano del país. En 2005 era sólo el 22%. El área plantada de soja en el país aumenta alrededor de un 300% al año y se prevee que el ritmo de crecimiento se mantenga los próximos años.
Según los ecologistas, la expansión de las plantaciones de soja no sólo destruye la selva, sino que también pone en peligro los acuíferos, provoca la contaminación de los ríos y de los suelos por tóxicos y fertilizantes y reduce la biodiversidad animal y vegetal, que en la Amazonia es de las mayores del mundo.

UE - Proyecto BioMara: biocombustibles a partir de algas, pero sigue existiendo inconvenientes

La reducción de la dependencia de los combustibles fósiles y el establecimiento de una combinación de formas de generación de energía más sostenibles son elementos de gran importancia en la agenda política de la UE. En particular, el propósito del Parlamento Europeo de conseguir que el 10 % del combustible destinado a transporte por carretera proceda de fuentes renovables en el año 2020 ha subrayado la importancia de producir biocombustibles a escala industrial.
Uno de los retos esenciales para el desarrollo de una producción sostenible de biocombustibles es la gestión de los recursos terrestres.
Según la responsable del proyecto BioMara, la Dra. Michele Stanley de la Asociación Escocesa de Ciencias del Mar, "Con las reservas de combustibles fósiles decreciendo y los niveles de dióxido de carbono afectando el cambio climático, existe la necesidad urgente de obtener nuevas formas renovables de combustible con emisiones netas de carbono reducidas."
En BioMara se investigará la viabilidad de utilizar conjuntamente organismos microscópicos unicelulares, que producen combustible directamente, y algas marinas, que crecen rápidamente y se pueden recolectar para utilizar su biomasa.
"Las algas podrían ser parte de la solución,» afirma la Dra. Stanley. «Crecen rápidamente, aprovechan el dióxido de carbono y sus estructuras simples permiten convertirlas fácilmente en combustible."
Aunque ha existido un interés considerable en el cultivo de algas para utilizarlas como biocombustible, todavía no se dispone de métodos viables para su producción a escala industrial. Los avances en esta área serán bienvenidos, puesto que las algas no parecen afectar a los recursos de agua dulce, son biodegradables y tienen un efecto despreciable si se liberan en el medio ambiente. Además, se pueden cultivar en distintos tipos de aguas, incluyendo las aguas residuales de las ciudades por ejemplo. Sin embargo, siendo realistas, los costos de instalación y operación actuales son demasiado elevados como para que el cultivo de algas pueda reemplazar a otros combustibles disponibles en el mercado.
"Se necesita mucha investigación y desarrollo para poder explotar el potencial de los biocombustibles obtenidos a partir de algas", afirma la Dra. Stanley. "Además de las algas marinas, vamos a investigar qué especies de microalgas son las más adecuadas para la producción de combustible y el cultivo a escala industrial. Durante el proyecto BioMara se investigará cada parte de la cadena de generación de energía, desde el cultivo de las algas hasta el uso del combustible en comunidades apartadas."
El proyecto se centrará en el apoyo a la producción de biocombustibles y su utilización en comunidades rurales poco accesibles. Entre los socios del proyecto se encuentran la Universidad de Strathclyde de Escocia (Reino Unido), la Queen's University de Belfast (Reino Unido) y la Universidad del Ulster de Irlanda del norte (Reino Unido), el Instituto Tecnológico de Dundalk y el Instituto Tecnológico de Sligo (Irlanda).
Durante la presentación del proyecto, Jim Mather, Ministro escocés de Industria, Energía y Turismo, comentó que BioMara «es un proyecto innovador relacionado con la tecnología de punta en energías renovables». Además, añadió que el proyecto «supone una colaboración transfronteriza pionera entre socios escoceses, irlandeses y de Irlanda del Norte, y constituye una incorporación de gran relevancia al amplio abanico de actividades alrededor de las energías renovables y ecológicas que ya se están realizando en Escocia.»
Pat Colgan, Director General del Órgano especial de los programas de la UE, añade que «Con esta respuesta integrada al reto de reducir las emisiones de CO2 mediante el desarrollo de fuentes de energía alternativas a partir de biomasa acuática, BioMara proporciona un ejemplo excelente de cooperación para una región sostenible transfronteriza.»
El programa Interreg IVA correspondiente al periodo 2007 al 2013 ha presupuestado 240 millones de Euros para apoyar la cooperación territorial transfronteriza en Irlanda del Norte, la región fronteriza de Irlanda y Escocia Occidental en las áreas de industria, turismo, colaboración e infraestructuras. El proyecto BioMara también recibe financiación del Programa de Fondos Estructurales de la UE para Irlanda durante el periodo 2007 a 2013, con la colaboración del gobierno irlandés y la Unión Europea.

Más inconvenientes generales

• La explotación de plantaciones para palmas de aceite ( utilizadas para hacer biodiesel) fue responsable de un 87% de la desforestación de Malasia hasta el año 2000. En Sumatra y Borneo, millones de hectareas de bosque se convirtieron en tierra de cultivo de estas palmeras y en los últimos años se ha conseguido más que doblar esa cifra, la tala y los incendios perduran. Hasta deforestaron por completo el famoso parque nacional Tanjung Puting de Kalimantan. Orangutanes, gibones, rinocerontes, tapires tigres, panteras nebulosa, etc... se van a extinguir por la destrucción del hábitat. Miles de indígenas han sido desalojados de sus tierras 1500 indoneses fueron torturados. Pero los gobiernos, mientras Europa siga comprando su palma de aceite para hacer biodiesel, seguiran promoviendo el cultivo de estas plantas para su propio beneficio.

• Los residuos existentes son disueltos debido a su mayor capacidad disolvente que el petrodiésel y enviados por la línea de combustible, pudiendo atascar los filtros, caso que se da únicamente cuando se utiliza por primera vez, después de haber estado consumiento diésel mineral. Otro ítem es una menor capacidad energética, aproximadamente un 3% menos.

• Ciertas hipótesis sugieren que se producen mayores depósitos de combustión y que se degrada el arranque en frío de los motores, pero no existen registros de ello.

• Otros problemas que presenta se refieren al área de la logística de almacenamiento, ya que es un producto hidrófilo y degradable, por lo cual es necesaria una planificación exacta de su producción y expedición. El producto se degrada notoriamente más rápido que el petrodiésel.

• Hasta el momento todavía no está claro el tiempo de vida útil del biodiésel; algunos dicen que posee un tiempo de vida muy corto (meses) y otros que su vida útil llega incluso a 10 años o más. Pero todos concuerdan que depende de su manipulación y almacenamiento.

• El rendimiento promedio para oleaginosas como girasol, maní, arroz, algodón soja o ricino ronda los 900 litros de biodiésel por hectárea cosechada. Esto puede hacer que sea poco práctico para países con poca superficie cultivable.

Reclamo de Greenpeace

La asociación para la protección del medio natural mundialmente conocida Greenpeace hace en el siguiente vídeo un llamamiento a las máximas autoridades de los gobiernos más influyentes para que establezcan un control sobre el biocombustible que implique que el impacto sobre el precio de los alimentos y sobre las comunidades no sea aún mayor que el del problema que intentan solucionar.

Algunos inconvenientes generales

• Por ahora, al biodiesel encuentra el principal inconveniente en el precio. Sus costes de producción ascienden al doble de los de la gasolina y el gasoil, y eso sin añadir los impuestos.
• Para que los biocombustibles sean significativos en el mercado energético mundial, son necesarias grandes superficies de cultivo, ya que del total de la plantación sólo se consigue un 7 % de combustible. En el caso de España, si se utilizara como suelo cultivable una tercera parte del territorio sólo permitiría cubrir la demanda interna de combustible.
• La creación de grandes extensiones de monocultivo obliga a usar grandes cantidades de de herbicidas, insecticidas, fertilizantes, productos químicos más o menos agresivos para controlar las posibles plagas que no benefician a la salud humana (en este caso la de los cultivadores, porque nadie va a comerse la cosecha) ni a la calidad del suelo. Además, una extensión monocultivada es siempre mucho más vulnerable a las plagas que una zona donde se hagan cultivos mixtos con diversas especies.
• A bajas temperaturas se pueden empezar a solidificar y formar cristales, que pueden obstruir los conductos del combustible.
• Por sus propiedades solventes, puede ablandar y degradar ciertos materiales, tales como el caucho natural y la espuma de poliuretano. Es por esto que en el caso de vehículos antiguos puede ser necesario cambiar algunas mangueras y retenes del motor antes de usar biodiésel.
• El considerable gasto de agua es, por otro lado, el principal inconveniente que presenta la producción de biodiesel en zonas con déficit hídrico, ya que el método convencional precisa entre cuatro y cinco toneladas de agua para producir una tonelada de biodiesel.

Brasil considera viable producir biodiesel a partir de Palta, pero siempre aparece algún inconveniente a tener en cuenta

Un estudio de la brasileña Universidad Estatal Paulista (UNESP) determinó la viabilidad económica y tecnológica de producir biodiesel a partir de palta.
La investigación concluyó que la palta presenta más ventajas que otras plantas oleaginosas como fuente para el combustible vegetal, como la soja por ejemplo, informó hoy en su site la Fundación de Apoyo a la Investigación en el Estado de Sao Paulo (Fapesp), que financió parte del proyecto.
De acuerdo con el estudio, de la pulpa de la palta es posible producir aceite combustible y de su semilla es viable la producción de alcohol etílico, que son las dos principales materias primas para la fabricación del biodiesel.
"El objetivo de la investigación era desarrollar una técnica para la extracción de aceite de palta para producir biodiesel, pero al tratar el residuo, en este caso la semilla, descubrimos que es posible producir alcohol etílico", explicó Manoel Lima de Menezes, investigador del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias de la UNESP y coordinador del proyecto.
"Ese hecho es por sí solo es una gran ventaja en comparación con especies vegetales. De la soja (principal fuente del biodiesel producido en Brasil), por ejemplo, es posible extraer un aceite al cual hay que agregarle alcohol anhidro", agregó.
La viabilidad del proyecto obedece a que Brasil es el tercer productor mundial de palta, con cerca de 500 millones de unidades al año y tiene capacidad para aumentar su área de cultivo y productividad.
Esta especie puede ser cultivada en todos los estados del país y da fruto prácticamente todo el año.
Según Menezes, el contenido de aceite en la palta varía entre un 5 % y un 30 %, en los frutos de los individuos vegetales del estudio llegó al 16 por ciento, mientras que en la soja es del 18 %.
"Teóricamente es posible extraer entre 2.200 y 2.800 litros de aceite por hectárea de palta implantada", agregó, tras citar que la producción de aceite de la soja es de entre 440 y 550 litros por hectárea, la del ricino de entre 740 a 1.000 litros por hectárea y la del girasol de entre 720 y 940 litros por hectárea.
Por su parte, con un 20 por ciento de almidón en su contenido, de la semilla de palta es posible extraer 74 litros de alcohol etílico por tonelada, un porcentaje muy próximo al de la caña de azúcar (85 litros por tonelada) e inferior al de la mandioca (104 litros por tonelada).
El principal obstáculo para la producción de biodiesel a partir de palta en Brasil es la falta de plantas para procesar el aceite en el país. Igualmente fue descrito como obstáculo el alto contenido de humedad de la pulpa, que tiene casi un 75% de agua, lo que afecta el rendimiento de la extracción.
El proyecto, sin embargo, concluyó que el método de procesamiento por deshidratación es el más adecuado para extraer el aceite de la palta y para evadir los obstáculos planteados por el alto contenido de agua del fruto.
Los investigadores desarrollaron una tecnología de procesamiento por deshidratación que consta de un horno para secar la pulpa, luego pasa a una prensa para molerla y finalmente se somete a un proceso de suspensión con la ayuda de solventes. La tecnología es completada por una centrífuga que termina de secar la pulpa y mejora su rendimiento.Según el estudio, las características del biodiesel de palta son muy semejantes al del biocombustible producido con soja.

Incremento de las emisiones de óxidos de nitrógeno

Con el uso del biodiesel hay un incremento en las emisiones de NOx: un 13% en todo su ciclo de vida y un 9% durante la combustión. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos en un estudio que compila datos de diversas investigaciones encontró que las emisiones vehiculares de NOx se incrementan en un 10% con el biodiésel respecto del diésel 2.
Estudios recientes en el NREL( Laboratorio Nacional de Energía Renovable) de los Estados Unidos mostraron que las emisiones de NOx varían considerablemente según la materia prima del biodiésel, pero en todos los casos ellas fueron mayores que con diésel. Se encontró que a mayor grado de insaturación de las materias primas para biodiésel (por ejemplo, colza canola y soya), se producían mayores emisiones de NOx. Mediante un análisis , se encontró que las emisiones de NOx podían ser correlacionadas con el número de cetano o con la densidad del biodiésel .
El principal problema de los NOx es que no sólo aumentan la contaminación atmosférica a nivel de la tropósfera (contribuyendo a la lluvia ácida y causando problemas de salud pública), sino que además el óxido nitroso (N2O) emitido en la etapa agrícola de la producción de biodiésel debido al uso de fertilizantes nitrogenados, destruye la capa de ozono y también es un gas de efecto invernadero con un efecto 310 veces mayor que el del CO2.

Lavado con Burbuja

El lavado con burbujas fue desarrollado en la Universidad de Idaho y es popular entre los productores caseros. Hacen falta una pequeña bomba de aire (suelen utilizarse las de acuario) y una piedra difusora. Se ponen agua y biodiésel en el tanque de lavado. Tiene que haber entre 1/4 y 1/2 más de agua que de biodiésel. El agua está en el fondo, donde se encuentra la piedra difusora, y el combustible flota encima. Las burbujas de aire (mejor que sean muchas y muy pequeñas) suben atravesando primero el agua y luego el biodiésel. Cada gota queda cubierta por una fina película de agua y la eleva através del biodiésel, lavándolo por el camino. Cuando la burbuja estalla en la superficie deja caer la gotita de agua que la acompañaba, que vuelve al fondo atravesando de nuevo el biodiesel y lavándolo más.

Para que quede bien limpio hacen falta tres o cuatro lavados consecutivos de entre seis y ocho horas de duración cada uno (el primero suele ser más corto), con un reposo intermedio de al menos una hora entre lavado y lavado, auque algunos lo dejan reposar mucho más. Después del reposo el agua se saca por un desagüe del fondo para sustituirla por agua limpia. Al final del último lavado el agua debe estar cristalina, con pH 7 aproximadamente.

Algunas piedras difusoras baratas se desmenuzan por culpa del biodiésel, especialmente las de color azul.

Las cerámicas son mejores y duran indefinidamente.

Ventajas del lavado con burbujas: es fácil, funciona y no da preocupaciones; pon agua, enciende la bomba y vuelve más tarde.

Inconvenientes: tarda mucho. También oxida el combustible.

El lavado con burbujas es delicado y puede ocultar una reacción incompleta, que se haría evidente agitando la mezcla. Siempre es bueno hacer una prueba antes de lavar, agitando un bote con biodiésel y algo de agua para ver si luego se separan bien.

El otro problema del lavado con burbuja, LA OXIDACIÓN DEL COMBUSTIBLE.

Otro problema es que el lavado con burbujas oxida el combustible. Cada aceite tiene sus características. Algunos son aceites secantes, como el de linaza, que se usa en pinturas. Cuando se seca se polimeriza y forma un sólido parecido al plástico. Con las altas temperaturas que hay en los motores de combustión interna la polimerización se acelera. Ocurre cuando el oxígeno atmosférico rompe los enlaces dobles de los aceites insaturados. Todos sabemos lo que hace una bomba para acuario: bombea oxígeno en el agua; en el lavado con burbujas bombea oxígeno en el biodiésel.

No sólo afecta a los aceites secantes, también a lo semisecantes, muchos de los cuales se emplean como materia prima para el biodiésel.

Los aceites saturados no se polimerizan, los insaturados sí. El grado de insaturación se llama índice de iodo.

La conversión de los aceites insaturados en biodiésel reduce la polimerización, pero no la evita.

El estándar europeo para biodiésel de 2003 (EN 1421), que ha sido imitado por Australia, y pronto por Japón, establece un límite máximo para el índice de iodo y para la estabilidad de oxidación. El límite para el índice de iodo es 120, que excluye a la soja y al girasol como fuentes de aceite para producir biodiésel, pero permite el aceite de colza, la oleaginosa más cultivada en Europa. La más cultivada en EE.UU. es la soja. El estándar norteamericano ( ASTM D-6751) no establece límites para el índice de iodo ni para la oxidación. En un documento publicado hace diez años, el profesor Jon H. Van Gerpen, director del proyecto de biodiésel de la Universidad del Estado de Iowa, declaró: "El estándar para biodiésel debería incluir un límite para la tendencia del combustible a oxidarse, y un límite del máximo grado de oxidación aceptable para poder usarlo en motores diesel." Este asunto no recibe ninguna atención en EE.UU., pero los resultados europeos son concluyentes: incluso cuando se produce a partir de aceite de colza, con su bajo índice de iodo, el biodiésel oxidado puede formar polímeros y dañar los motores.

El lavado con burbujas produce oxidación. Hemos recibido resultados de análisis hechos en Europa. El biodiésel casero analizado superó todos los requerimientos de los estándares menos el nivel de estabilidad de oxidación.

Si lavas tu combustible con el método de las burbujas, consúmelo lo antes posible, especialmente si lo haces apartir de la soja, el girasol u otros aceites semisecantes. No es bueno almacenarlo mucho tiempo. Influyen muchas variables: el tipo de aceite, las condiciones de almacenamiento, el clima... Con aceites semisecantes o aceites con un alto índice de iodo, alterna su uso con lotes de biodiésel hecho de aceites con menor índice de iodo.

El principio de la Preocupación

Según este principio, debemos ser escépticos frente a la capacidad de la ciencia para comprender biosistemas complejos, debemos saber como manejar riesgos que son inciertos a largo plazo y debemos considerar la posibilidad de error al estimar los impactos ambientales y sobre la salud.
Este vital principio se desconoció a la hora de introducir los biocombustibles en muchos paises, no hubo –ni hay– estudios suficientes que permitieran anticipar, hasta donde es posible, los efectos negativos que su producción y combustión originan, efectos que como el encarecimiento de los alimentos eran casi obvios cuando se inició el programa de oxigenación de las gasolinas, mientras los efectos sobre los vehículos, calidad del aire, salud pública, agua, flora y fauna requerirán mayores análisis y estudios. El tiempo apremia.
Más aún, los pocos estudios que se hicieron demuestran la existencia de riesgos mecánicos, ambientales y de salud pública no mencionados o subvalorados en el mejor de los casos, lo que hace aún más grave la omisión.
El aparato publicitario montado por los promotores de los biocombustibles se centró en la disminución de los hidrocarburos no quemados, del monóxido de carbono. El incremento en la formación de ozono troposférico, de óxidos de nitrógeno, de aldehídos y otros tóxicos se ignoraron aumentando “la posibilidad de error al estimar los impactos ambientales y sobre la salud” que enuncia el principio de la precaución.
Informe de la Unidad de Planeación Minero Energética, UPME, presentado el 22 de Agosto de 2007: “En toda la bibliografía consultada se evidencia reducción generalizada de emisiones contaminantes, (hidrocarburos y monóxido de carbono) con excepción de los aldehídos y los óxidos de nitrógeno.” En el grupo de los aldehídos se encuentra el acetaldehído - compuesto cancerígeno e inductor de alteraciones genéticas-; por otra parte,los óxidos de nitrógeno son causantes de la lluvia ácida y de la eutrofización de cuerpos de agua, - liquidación de la vida que haya en ellas-.

Biodiesel y Greenpeace

"Nos encontramos frente a un nuevo meganegocio que va a tener poco control del Estado. En Greenpeace nos preocupa que se tome al biodiesel como una alternativa ecológica sustentable. Desmontar bosques nativos para producir biodiesel no es una alternativa sustentable", dice Hernán Giardini, coordinador de la Campaña de Biodiversidad de Greenpeace Argentina. "Esto va a generar problemas de territorio, van a aparecer las presiones de quienes quieren producir. Y cuando los intereses económicos son fuertes, se deja de lado la planificación. Nosotros no estamos en contra de la producción, lo que queremos es un ordenamiento territorial, que se diseñe un plan de uso de las tierras. En la Argentina perdemos 28 héctareas de bosque por hora, y si seguimos así, en pocos años no nos va a quedar nada".Por su parte, el Institute of Science in Society de Londres prende dos alarmas. La primera, estima que el biodiesel no podrá reemplazar los niveles energéticos de consumo actuales sin afectar la producción de alimentos. La segunda, que la energía fósil que se requiere para poner en marcha estos cultivos supera a la energía que estos cultivos son capaces de producir.

Otras alternativas...

Si el biocombustible se produce a partir de la caña de azúcar en los países en que este cultivo crece como si fuera hierba, sin fertilizante, como Brasil, sí puede ser un proceso rentable. En Brasil se exprime la caña y los restos de la planta se usan para destilar el alcohol. Pero en Europa, con trigo o remolacha, no es rentable. Aquí no se da la caña de azúcar y ahora nos preguntamos si está tan claro que los biocombustibles no son una opción, ¿por qué todo el mundo apuesta por ellos? y la respuesta es sencilla... son una idea muy atractiva, el término bio vende mucho.

"La mejor manera de resolver nuestro problema es con energía solar, lo malo es que las células fotovoltaicas son aún muy caras. Podríamos tener una granja solar en el Sáhara, por ejemplo, y convertir la energía que se obtuviera en alguna otra forma de energía que se pueda transportar, como el hidrógeno. Eso, hasta que se desarrollen cables superconductores a temperatura ambiente".

Biodiesel en motores diesel

Otro inconveniente del biodiesel se aprecia en motores diesel. Este biocombustible puede aparecer puro(B100) o mezclado parcialmente con gasoleo (B10, B20...). Al emplearlo en lugar de diesel nos encontramos con algunas desventajas:
Observamos una pérdida de potencia y un incremento del consumo debido a un poder calorífico menor que el de los gasóleos.
Existen limitaciones por bajas temperaturas, ya que los puntos de enfriamiento de los ésteres son superiores en algunos casos a los del gasóleo y pueden provocar problemas de funcionamiento en climas fríos.
Es incompatible con algunos materiales, los aceites vegetales (materia prima del biodiesel) disuelven la goma y el caucho, materiales empleados en la fabricación de los conductos y la juntas del sistema de alimentación de los vehículos (latiguillos o manguitos) por lo que con el uso prolongado de Biodiesel 100%, podría llegar a degradar dichos conductos, produciendo algún poro o pérdida de combustible.
Presentan una estabilidad menor en almacenamientos prolongados debido a los enlaces insaturados que llevan estas moléculas, y tienen mayor facilidad para descomponerse en las prerreacciones que se producen antes de la combustión.

¿Ahorro energético y subida de precios?

La industria mundial de biodiesel ha sufrido la caída de demanda de biocombustibles que siguen la línea de la caída en los precios de hidrocarburos y de la economía global. “La caída del crudo resultó en la consiguiente caída en derivados petroleros a nivel minorista, y esto ha comenzado a complicar a la industria mundial de biodiesel, ya que éste complementa al gasoil”.

Uno de los aspectos que más trata la ley es el apoyo a los biocombustibles, combustibles obtenidos a partir de cultivos oleaginosos y energéticos-almidonosos como la colza, palma, el maíz, la remolacha o el sorgo y también aceites usados, residuos de la industria gastronómica. Estos compuestos (biodiésel y bioetanol) supusieron el 1,8% de las naftas en 2008 y un 2,1% en el primer mes de 2009. Para este año, el objetivo legal era llegar al 2,5%, algo que previsiblemente se alcanzará gracias al uso de ETBE, un aditivo en nafta que procede de cultivos. Pero dar el salto de esa cifra hasta el 10% que la Unión Europea quiere alcanzar en 2020 será complicado.
Por eso el borrador de la Ley de Eficiencia Energética y Energías Renovables establece que las estaciones de servicio más grandes (las que dispensan más de tres millones de litros al año) deberán tener al menos un surtidor de biocombustible.
El uso de mezclas de diésel con biodiésel (o nafta con etanol) no requiere etiquetado si se hace a bajos porcentajes. Pero si se quiere usar un combustible con una alta proporción de bio (hasta un 85%) hacen falta un etiquetado y un surtidor específico, ya que no todos los coches están preparados.
En 2014, el Ejecutivo estudia extender esta obligación a las estaciones de servicio que venden más de un millón de litros y en 2018 a todas.
Actualmente en España sólo hay 14 estaciones de servicio que ofrecen la posibilidad de cargar bioetanol y 488 que permiten porveerse de biodiésel, según la revista Energías renovables.
Aunque estos combustibles están exentos del impuesto de hidrocarburos, las plantas de biocombustibles funcionan a media máquina porque el consumo no termina de despegar y por la importación de biocombustibles desde Estados Unidos, donde están fuertemente subvencionados.
El texto que maneja el Ejecutivo plantea la posibilidad de que el Gobierno incentive fiscalmente a los vehículos que consumen más de un 20% de biocombustible.
España mantiene su apoyo decidido a los biocombustibles, pero para evitar las críticas de que no ahorran tanto CO2 como dicen sus impulsores o que deforestan selvas vírgenes, la norma establecerá cautelas sobre su uso. Sólo serán considerados biocombustibles los que ahorren al menos el 35% del CO2 -lo que puede limitar la importación- y "no se producirán a partir de materias primas en áreas con alto valor de biodiversidad". Si el biodiésel se produce cerca del lugar de consumo el beneficio está claro, en cambio, si se realiza a partir de aceite obtenido de palma plantada en Indonesia tras deforestar la selva virgen, no. El Ministerio de Industria también frenará el uso de biocombustibles si se han obtenido tras talar humedales o bosques.
Los biocombustibles han superado el estigma de ser la causa de la explosión de precios de los alimentos el año pasado, ya que la producción sigue creciendo y los precios han bajado. En cambio el costo de los alimentos sí ha estado ligado al aumento del precio del petróleo.
Aunque el apoyo a estos combustibles está claro, la norma potencia la investigación a partir de los llamados biocombustibles de segunda generación, que no tienen estos problemas.

¿Merece la pena el ahorro energético del biodiesel a cambio de encarecer los precios de alimentos?......................

Biodiesel e impacto medio ambiental

La fabricación de biodiesel requiere de plantaciones de girasol, colza, soja, coco... de donde extraer el aceite que sufrirá la transformación.. A simple vista, su fabricacion respeta el medio ambiente, pero lo cierto es que no hay terreno en el planeta para producir una cantidad de combustible vegetal equivalente a, como mucho, el 5 o 6% del total de combustibles fósiles que usamos actualmente. Es decir, que se necesitan un gran número de hectáreas para producir una pequeña cantidad de biodiesel.
Además la producción masiva de biocombustibles está agravando el problema del calentamiento global. Trágicamente contradictorio, los combustibles vegetales están contribuyendo al aumento de la temperatura de la Tierra, problema que, supuestamente, combatían. La tala y los incendios provocados de millones de hectáreas de bosque para utilizarlas en estos cultivos están contribuyendo de manera brutal a la deforestación del planeta. Los cultivos de biocombustibles pueden frenar la desertización en algunas zonas cultivándose terrenos antes abandonados pero los empresarios buscan suelos mas ricos donde la tierra tenga una productividad mayor; selvas, bosques tropicales...y la riqueza biológica de una pradera de soja o maíz no puede, ni de lejos, compararse con la exuberancia de las selvas que están sustituyendo.

El problema del agua

Ya hemos visto que el biodiesel puede causar la deforestación de muchas zonas y que es injusto que haya gente que pueda pasar hambre sólo porque los cultivos serán utilizados para el combustible, pero ¿sabíais que es probable que tambien puedan pasar sed?.
Segun estadisticas, estos últimos años han sido de los más secos, hacia tiempo que no se veía algo así. ¿Os habeis parado a pensar qué cantidad de agua podría consumir el riego de un gran cultivo dedicado exclusivamente a las materias primas del biodiesel?.
Esta causa junto con la información de que el método convencional de fabricación precisa entre cuatro y cinco toneladas de agua para producir una tonelada de biodiesel podría provocar serios problemas en zonas de déficit hídrico...

Biodiesel: mejora o atraso?

El biodiesel es un biocombustibles empleado como alternativa a la gasolina y gasoleo, los cuales emiten grandes cantidades de CO2 a la atmósfera. Se define como una mezcla de ésteres metílicos de ácidos grasos y se consigue a través de una reacción química denominada transesterificación a partir de dos productos base, la grasa vegetal que se usa como materia prima y metanol, y con la adición de un catalizador que acelera la reacción (normalmente potasa disuelta). Es un proceso relativamente sencillo que se realiza a temperaturas bajas, de 40 a 60 grados Celsios.
El problema de este compuesto está en el coste de su fabricación. El catalizador, la potasa, que se ha disuelto previamente y que después, tras la obtención del biodiésel, es necesaria su extracción. Eso requiere separar, purificar, separar el catalizador sobrante y lavar el producto. También genera aguas residuales sobrantes que hay que tratar con posterioridad. Por lo que, podemos decir que realmente la fabricación de este compuesto genera contaminación y además el coste para su fabricación es muy elevado.

Me alegra que se esten produciendo alternativas, pero...

En cuanto a las alternativas para reemplazar los combustibles y los plásticos de origen fósil, me alegra todo lo que pueda hacerse, pero me preocupa enormemente que dejemos de comer para que sea utilizado en la producción de estas tecnologías. La hambruna ya nos rodea a todos. ¿Hay alternativas para este "mal"?. ¿Cómo pedir a los gobiernos, una actitud equitativa en este sentido?

¿afecta la producción de biodiesel la seguridad agroalimentaria?

Es sumamente importante tomar en cuenta este punto. Como ya se sabe, la mayoría de las materias primas para la elaboración de biodiesel son de origen vegetal de principal consumo humano (maíz, soya, girasol,etc). Por lo tanto debe haber un alto grado de conciencia y en la medida posible mecanismos internacionales que eviten que la destinación de dichos rubros para la elaboracion del biocombustible afecte de manera negativa la satisfaccion de las necesidades agroalimentarias del mundo que de por si ya es bastante como para seguirla agrabando.

Energías "Alternativas": el Biodiesel

El biodiesel se obtiene a partir de productos vegetales oleaginosos (aceitosos) como la soja , la colza, las olivas (aceitunas) o el girasol. Es un derivado de los aceites de estos productos, cuyas características son muy similares a las del petróleo. Al igual que el etanol, el biodiesel puede mezclarse en cualquier proporción con la gasolina y utilizarse en los vehículos sin modificarlos, pero cuando se usa en una proporción mayor al 5% es preciso reemplazar los conductos de goma del motor porque el biodiesel los corroe.

La gran desventaja actual del biodiesel -superable a futuro con mayor desarrollo del sector- es que su producción es mucho más cara que el diesel convencional fósil.

El biodiesel no es consumido

El plan aprobado por el gobierno en agosto de 2005, establece un objetivo de consumo de biocarburantes para 2010 de 2,2 millones de tep. Sin embargo, seguimos muy lejos de estas cifras de consumo. Al parecer la confianza de los usuarios en este tipo de carburante es insuficiente para el objetivo que se estableció hace ya cuatro años. Ante esta situación parece que la única salida es obligar al consumidor a usar este carburante, como ha señalado la APPA. ¿Pero, quién ha visto una campaña de promoción sobre este carburante?¿Quién ha recibido información sobre el mismo?
Han puesto en el mercado un producto que ni siquiera nos han anunciado e informado. Así es lógico que el consumo de biodiésel en España esté muy por debajo de los niveles que quieren. Además los datos de los que he informado en esta entrada no nos hacen lanzarnos a su consumo sino que preferimos el combustible normal antes de poner en peligro la salud de nuestro vehículo.

Más sobre catalizadores. Tipos de catalizadores y concentraciones.

Los catalizadores empleados para la transterificación de los triglicéridos como ya comente en una entrada anterior, se pueden clasificar en alcalinos, ácidos, enzimáticos o catalizadores heterogéneos, siendo los básicos y en particular los hidróxidos los más utilizados.
Si el aceite usado tiene un alto grado de ácidos grasos y elevada humedad los catalizadores ácidos son los más adecuados. Estos ácidos pueden ser sulfúrico, fosfórico o ácido sulfónico orgánico. La metanólisis del sebo de animal se ha estudiado con NaOH y NaOMe. Comparando los dos catalizadores, el NaOH ha producido mejores resultados que el NaOMe. El metóxido de sodio provoca la formación de muchos subproductos, principalmente sales de sodio, que deben eliminarse posteriormente. En los procesos de metanólisis alcalina los principales catalizadores usados han sido el hidróxido potásico y el hidróxido sódico, ambos en concentraciones de 0.4 a 2% v/v de aceite.
Se han probado catalizadores de metales alcalino-térreos en la transesterificación de aceites de colza. El proceso se lleva a cabo si aparecen iones de metóxido en la reacción intermedia. Los hidróxidos alcalino-térreos, alcóxidos y óxidos catalizan la reacción más lentamente.
La actividad catalítica del óxido de magnesio, hidróxido de calcio, óxido de calcio, metóxido de calcio, hidróxido de bario y, por comparación, hidróxido de sodio se ha evaluado en la transesterificación del aceite de colza. De ellos, el hidróxido sódico ha producido la mayor actividad catalítica. El grado de substratos que reaccionaron fue del 85% en 30 minutos y de 95% después de 1.5 horas, lo que representa un valor cercano al equilibrio. El hidróxido de bario tuvo un rendimiento ligeramente inferior con un valor del 75% después de 30 minutos, mientras que el metóxido de calcio reaccionó sólo en un 55%, en este mismo tiempo. Rendimientos menores se obtuvieron con CaO, mientras que el óxido de magnesio y el hidróxido cálcico no presentaron actividad catalítica.
La actividad catalítica ácida se ha estudiado también con aceites vegetales reutilizados. Se han utilizado cuatro concentraciones 0,5, 1, 1,5 y 2,25 M de HCl y los resultados se han comparado con una concentración de 2,25 M H2SO4, obteniendo una mejor actividad catalítica con el ácido sulfúrico en un rango de 1,5-2,25 M de concentración.
Aunque el proceso de transesterificación, con catalizadores alcalinos, para transformar los triglicéridos en sus correspondientes esteres metílicos tiene una conversión muy alta en un periodo más corto de tiempo, tiene algunos inconvenientes: el catalizador debe ser separado del producto final, la recuperación del glicerol puede resultar difícil, el agua alcalina resultante del proceso debe ser tratada y los ácidos grasos y el agua afectan a la reacción con la formación de subproductos indeseados que perjudican directamente a la conversión final de los reactivos y a la calidad del producto deseado, pudiendo quedar este con una viscosidad mayor a la deseada o incluso con formaciones de jabón o geles.
Los catalizadores enzimáticos pueden obtener resultados relevantes en sistemas tanto acuosos como no acuosos, lo que resuelve alguno de los problemas anteriores. En particular el glicerol se puede separar fácilmente y, también, los ácidos grasos contenidos en el aceite reutilizado se pueden convertir completamente en esteres alquílicos. En cambio el uso de estos catalizadores enzimáticos tiene un coste superior que el de los alcalinos.

El biodiésel en España es de mala calidad

Según un estudio publicado en la revista Compra Maestra, el biodiésel que se sirve en los surtidores españoles es de mala calidad y puede dañar los motores.
La revista es editada por la OCU (Organización de Consumidores y Usuarios). Han realizado un estudio del biodiésel B30 de una veintena de estaciones de servicio, y las conclusiones no son nada buenas.
En la mayoría la desvación del porcentaje de biodiésel sobre el anunciado supera el margen de error. Lo preocupante es que la OCU considera que las mezclas analizadas son muy heterogéneas, no existe control sobre su calidad, y pueden dañar los motores aun cuando cumplan con la normativa vigente, si se utilizan en vehículos no preparados expresamente para el uso de biodiésel.
Esta información es muy negativa:
El B30 debe ser de una calidad suficiente como para que pudiera usarse en los vehículos diésel sin provocar mayor desgaste del motor. En caso de no ser posible, debería comercializarse un B15 u otra mezcla alternativa que fuera segura para los coches diésel convencionales.
Algunas muestras analizadas eran de una calidad ínfima, lo que demuestra una falta de control tan alarmante que si se extiende la práctica de utilizar esas mezclas el consumidor no confiará nunca en el biodiésel.
Esta no es la forma de avanzar en el uso de los biocombustibles, sin control, engañando al usuario y cargándole con la responsabilidad de dañar su motor.

Almacenamiento de biodiesel

El almacenamiento de biodiésel origina también problemas, ya que este no debe almacenarse más de 6 meses sin utilizar algún tipo de aditivo para estabilizarlo porque de lo contrario puede dar lugar a la formación de depósitos tal y como se muestra en la imagen y que pueden dañar a las bombas y los filtros. Además el biodiésel solodifica a una temperatura más alta que el gasóleo normal lo que también supone un problema en zonas de climas fríos.

¿Qué hacer con la glicerina?

La producción de biodiésel origina un subproducto, la glicerina, y la origina en gran cantidad, ya que por cada 100 kg de biodiesel se originan otros 10 kg de glicerina. Actualmente la glicerina originada puede utilizarse en otras industrias y tiene un alto valor pero una producción desmesurada de biodiesel haría que las cifras de glicerina se dispararan y no supieramos que hacer con tanta cantidda de este subproducto. Por tanto la producción masiva de biodiésel nos vuelve a plantear otro problema; ¿qué hacer con la glicerina que obtenemos como subproducto? Con las cantidades de biodiesel que se quieren producir este se convertiría en un nuevo problema por ahora sin solución.

El biocombustible no ahorra emisiones de CO2

Es evidente que tenemos que reducir las emisiones de dióxido de carbono si queremos frenar o reducir el calentamiento global, tenemos que cambiar de energías fósiles a energías renovables. Pero la producción y el uso del biogás o el biocombustible no son neutrales en cuanto a la producción de CO2, porque al menos el 50% de toda la energía contenida en el biogás o en el biocombustible procede de fuentes fósiles.

Para producir algunos biocombustibles, como el etanol, hace falta invertir mucha energía en forma de fertilizante, de transporte... Y también en el destilado del alcohol. Lo que obtienes al fermentar el vegetal es algo como el vino, con un 10% de alcohol, y hay que convertirlo en alcohol 100%. Para eso hay que invertir casi tanta energía como la que hay en el etanol. Y si obtienes esa energía de combustibles fósiles, acabas emitiendo más CO2 de lo que emitirías simplemente usando gasolina en el coche.

El problema de partida es que la eficiencia global de la fotosíntesis es muy baja. Menos del uno por ciento de la energía solar se almacena en forma de biomasa, y no hay muchas posibilidades de mejorar eso. El biocombustible que se puede producir por unidad de superficie y año contiene menos del 0,4% de la energía solar que ha recibido esa superficie en el mismo tiempo.

Biocombustibles y el calentamiento global

Podría decirse que hasta tiempo muy reciente, casi la totalidad de la información que podía obtenerse acerca de los biocombustibles ponian de manifiesto solo y exclusivamente las consideraciones positivas del mismo, resaltando fundamentalmente el bajo grado de afección para el medio ambiente, sin embargo, en los ultimos tiempos, el insigne Paul Crutzen, Premio Nobel de Quimica, aseguró que el uso del biodiesel perjudica al planeta azul provocando la brutal evolución del temido efecto invernadero, a causa de las altas cantidades de N2O que contienen.

Incrementando la emisión de los gases producidos por los cultivos de biocombustibles, se genera casi el doble de la cantidad de óxido nitroso (N2O), un gas que potencia el efecto invernadero, con efectos por encima de lo esperado, lo cual erradica cualquier tipo de beneficio producido al no utilizar combustibles fósiles.
"La importancia de esta conclusión radica en que los beneficios que se podían generar tras el uso de biocombustibles quedan en entredicho de lo que se había pensado hasta el momento", señala el coautor del estudio y científico de la Universidad de Edimburgo, Keith Smith.
"Lo que queremos clarificar es que, incrementando el uso de los biocombustibles no se produce ningún beneficio y de hecho, se propicia un empeoramiento del clima", añadió el experto.

El estudio sugiere que los abonos empleados para los biocombustibles producen mucho más nitrógeno del que en un principio estaba previsto --del 3 al 5%--, lo que representa el doble de la cantidad permitida por el International Panel on Climate Change (IPPC) para calcular el impacto de estas sustancias en el cambio climático.

Biodiesel para nuestro coche 2

Tal y como indicaba en mi anterior entrada,el biodiesel puede ocasionar graves problemas en nuestro vehículo.
En las siguientes líneas se muestran los diversos componentes de este carburante y los daños que puede causar cada uno de ellos:

• Ester metílico de ácido graso (FAME) : provoca que las juntas de nitrilo se vuelvan más blandas, se hinchen, o se endurezcan y se rompan. Esto produce fugas de combustible.
• Metanol libre en el FAME: corroe el aluminio y el zinc y disminuye el punto de inflamación. Produce la corrosión del sistema de inyección(FIE).
• Reactivos del proceso del FAME: el potasio y el sodio forman compuestos sólidos. Produce el bloqueo de las boquillas.
• Agua disuelta en el FAME: se da la reacción inversa de FAME a ácidos grasos. Produce la colmatación de filtros.
• Agua libre en mezclas: produce la corrosión del FIE, se da la presencia de bacterias , aumenta la conductividad eléctrica del combustible y forma fangos.
• Glicerina libre: corroe metales no férricos, empapa los filtros de celulosa, forma sedimentos en las partes móviles, tiende a fromar lacas, obstruye los filtros y coquiza el inyector.
• Mono y di-glicéridos: efectos similares a la glicerina.
• Ácidos grasos libres: proporciona un electrolito y acelera la corrosión del zinc, forma sales de ácidos orgánicos, forma compuestos orgánicos, corrosiona el FIE y colmata los filtros.
• Aumentan los módulos de elasticidad: aumenta la presión de la inyección y produce la reducción de la vida de servicio.
• Alta viscosidad a baja temperatura: genera un excesivo calor local en las bombas de distribución rotatorias, aumenta el estrés de los componentes, ataca a la bomba, produce fallos prematuros y la pobre atomización del spray en la boquilla.
• Impurezas sólidas: problemas potenciales de lubricidad que provoca una vida de servicio reducida.
• Ácidos corrosivos( fórmico y acético): corroen todas las partes metálicas( corrosión del FIE)
• Ácidos orgánicos de peso molecular mayor: similar a los ácidos grasos.
• Productos de polimerización: depósitos, especialmente en mezclas de combustibles que produce la colmatación de filtros y la formación de lacas en zonas calientes.

Catalizadores

La transterificación, una de las posibles reacciones por las que podemos llagar a fabricar biodiesel, tiene la necesidad desde un punto de vista cinético de emplear catalizadores para que se pueda llevar a cabo. Estos catalizadores pueden ser ácidos homogéneos, ácidos heterogéneos, básicos homogéneos o enzimáticos, siendo los catalizadores básicos los que se utilizan a nivel industrial en la transesterificación ya que actúan mucho más rápido y además permiten operar en condiciones moderadas. Sin embargo, el principal problema de estos catalizadores es que deben ser anhidros para evitar que se produzcan reacciones secundarias, como la de saponificación, que reducirían el rendimiento del proceso. Por otra parte, los triglicéridos deben tener una baja proporción de ácidos grasos libres para evitar que se neutralice con el catalizador y se formen también jabones.

Se ha observado que la reacción es más rápida cuando se cataliza con un alquilo. En el primer paso de la reacción, un ion óxido alquilo ataca al grupo carbonilo de la molécula del triglicérido. La reacción de este producto intermedio con un alcohol produce un ion del grupo alcóxido en el segundo paso. En la última etapa la re disposición del compuesto tetraedro intermedio da lugar a un éster y a diglicerina.

Asimismo, se pueden utilizar catalizadores ácidos de Bronsted, preferiblemente sulfúricos y sulfónicos. Estos catalizadores producen rendimientos muy altos en ésteres alquilicos pero las reacciones son lentas, necesitando temperaturas superiores a los 100 ºC y más de 3 horas para completar la conversión. La acidificación del grupo carbonil del éster conduce a la carbonatación, y posteriormente, el ataque nucleófilo del alcohol produce el compuesto tetraédrico intermedio. Esto elimina el glicerol para formar un nuevo éster y regenerar el catalizador.

Se ha probado la metanólisis del aceite de soja en presencia del 1% de H2SO4 con una relación molar alcohol/aceite de 30:1. A una temperatura de reacción de 65 ºC se completó la conversión en 20 horas, mientras la butanólisis a 177 ºC y la etanólisis a 78 ºC usando las mismas cantidades de alcohol, necesitaron 3 y 18 horas, respectivamente.

Por lo que podemos ver que para llevar a cabo la reacción de transterificación o es necesario unas altas temperaturas lo que nos lleva a un mayor gasto energético, o es necesario un largo tiempo de conversión de los reactivos en productos que industrialmente podemos clasificar como un proceso poco competitivo a nivel de cubrir la demanda del producto (aunque en nuestro caso no es muy grande la demanda de biodiesel todo sea dicho), además de poco rentable.

Acidez y Humedad. Demasiadas "pegas" para obtener biocombustibles

Los contenidos de ácidos grasos y de humedad son los parámetros determinantes de la viabilidad del proceso de transesterificación del aceite vegetal. Para que se realice la reacción completa se necesita un valor menor al 3% de ácidos grasos libres. Cuanto más alta es la acidez del aceite, menor es la conversión. Además, tanto el exceso como la deficiencia de catalizador pueden producir la formación de jabón. Así como, la presencia de humedad disminuye el rendimiento de la reacción, pues el agua reacciona con los catalizadores formando jabones.

Se ha estudiado la transesterificación del sebo de animales catalizado con NaOH en presencia de ácidos grasos libres y agua.

Sin añadir ninguno de los dos componentes, ácidos grasos libres y agua, el rendimiento de los esteres metílicos era alto. Cuando se añadía un 0.6% de ácidos grasos libres el rendimiento de la reacción disminuía a valores inferiores al 5%, para cualquier nivel de agua añadida. Cuando se incrementaba un 0.9% de agua, sin añadir ácidos grasos libres, el rendimiento se situaba en el 17%. Si las grasas animales o los aceites vegetales, con valores altos de ácidos grasos libres, se quieren utilizar para producir biodiésel, es necesario refinarlos con una neutralización, utilizando una solución de NaOH para eliminar los ácidos grasos libres. Igualmente, el proceso de catálisis ácida también se puede usar para la esterificación de estos ácidos grasos.

Las materias primas usadas como base para el proceso de alcoholisis deben cumplir ciertas especificaciones. Los triglicéridos deben tener un valor ácido bajo y los materiales deben contener baja humedad. La adición de catalizadores de hidróxido de sodio compensa la alta acidez, pero el jabón resultante provoca un aumento de viscosidad o de formación de geles que interfieren en la reacción y en la separación del glicerol. Cuando no se dan estas condiciones los rendimientos de la reacción se reducen sustancialmente. El hidróxido y metóxido de sodio o de potasio deben mantener un grado de humedad bajo. Su contacto con el aire disminuye la efectividad del catalizador por su interacción con el dióxido de carbono y la humedad.

Actualmente, la mayor parte del biodiésel producido, procede de aceites vegetales al que se le añade metanol y un catalizador alcalino. Sin embargo hay muchos aceites de bajo costo y grasas animales que pueden ser utilizados. Su problema radica en que suelen contener gran cantidad de ácidos grasos que no se pueden convertir en biodiesel usando catalizadores alcalinos. En estos casos es necesario hacer la esterificación en dos etapas: inicialmente debe realizarse un pretratamiento para convertir los ácidos grasos libres en esteres metílicos con un catalizador ácido, y en un segundo paso se realiza la transesterificación con un catalizador alcalino, para completar la reacción. Demasiadas etapas si tenemos en cuenta les necesarias después para el refinamiento del producto de reacción y tratamientos de aguas.