Producccion de Biodiesel

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    14-Jun-2015
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  • 1. Biodisel Descripcin. El biodisel es un combustible renovable que se puede obtener principalmente a partir de aceites vegetales, animales, as como de aceites reciclados. El biodisel tiene una ventaja ecolgica, en comparacin con el disel de origen fsil, ya que reduce las emisiones de gases que provocan el efecto de invernadero. As, por ejemplo, el uso de una tonelada de Biodisel, evita la produccin de 2.5 toneladas de dixido de carbono (CO2) y sobre todo elimina, si se usa el biodisel slo en los motores, las emisiones de azufre (SO2) del disel, evitando las lluvias cidas; adems, lo que es fundamental: es un combustible renovable y no finito como los hidrocarburos. La produccin mundial de biodisel en el lapso de 1993-2003 creci a una impresionante tasa del 28.5% anual, de 38 a 467 millones de galones, mientras la produccin de Bioetanol creci a una tasa del 6.7% anual en el mismo periodo de tiempo, alcanzando en el ao de 2003, los 5 mil 770 millones de galones.* Fsicamente es un lquido que puede tener un color que puede ir desde un tono amarillo claro hasta uno oscuro, y que es prcticamente inmiscible con el agua; adems de tener una viscosidad similar a la del disel que se obtiene del petrleo, se puede mezclar con ste con la finalidad de reducir las emisiones contaminantes de los vehculos automotores con motores de ciclo Diesel. Las mezclas ms comunes son las B2 (20% de biodisel y 80% de disel de origen fsil), las B5 (5% de biodisel y 95% de disel de origen fsil), as como la B20 (20% de biodisel con un 80% de disel de origen fsil) y que pueden usarse generalmente sin modificar el motor, sin embargo tambin se puede emplear un 100% de biodisel pero es necesario ciertas modificaciones del motor que le permitan evitar problemas de mantenimiento y de desempeo. El biodisel tpico tiene un punto de ignicin de 150C y una densidad de 0.88 g/cm3. Muestra de biodiesel Mxico y el Biodiesel En Mxico se tiene muy poca experiencia con el uso del biodisel, dentro de los proyectos de biodisel destaca el de la planta de biodisel de Grupo Energticos en Cadereyta, Nuevo Len que produce este biocombustible a partir de aceites y grasas recicladas de la cafetera del Instituto Tecnolgico de Monterrey, la produccin de sta planta es de 300 m3 al mes, aunque segn su

2. directivo puede llegar a los 600 m3 al mes. Con esta produccin se abastece de una mezcla B20 a un autobs de transporte de personal, as como a dos vehculos compactos propiedad del Instituto. Otro proyecto es el de la Universidad Vasconcelos de Oaxaca, en el que producen una mezcla B20 a partir de aceites vegetales de desecho, en la etapa demostrativa se tiene una produccin de 3.6 m3 al mes de biodisel el cual es consumido por un autobs propiedad de la Universidad. Segn el estudio Potenciales y Viabilidad del Uso de Bioetanol y Biodisel para el Transporte en Mxico7 menciona que una alternativa para la introduccin y empleo de biodisel en Mxico se puede basar en materias primas de bajo costo, como es el caso de los aceites y grasas recicladas. Y que a un mediano plazo se requerirn esquemas de incentivos para llegar a una meta de sustituir de entre el 2% al 5% del disel de petrleo (ao 2012), para lo cual se requieren entre otras cosas: el aumento significativo de los cultivos oleaginosos, la instalacin de 10 plantas industriales con una capacidad de 100 000t/ao o ms de 140 plantas pequeas con una capacidad de 5 000 t/ao, as como inversiones de alrededor de $3,100 millones de pesos. Legislacin existente El empleo de biodisel como combustible en los vehculos automotores, as como el correspondiente que permita normar la calidad y su comercializacin. Uno de los primeros pasos se dio recientemente con la aprobacin de la Ley para el Desarrollo y Promocin de los Bioenergticos* y que segn sus desarrolladores, permitir impulsar la agroindustria para la produccin de etanol y otros biocombustibles como alternativa para contar con la autosuficiencia energtica a travs de fuentes renovables. Sin embargo, en sta no se especifican claramente los mecanismos financieros y fiscales que se utilizarn para detonar y mantener el mercado del etanol. Asimismo en esta ley no se contempla la obtencin de biodisel a partir de grasas animales y desechos de aceites vegetales. Otro instrumento que est en discusin entre los legisladores es la Ley para el Aprovechamiento de las Fuentes Renovables de Energa*, en la cual se pretende cubrir un amplio abanico de diversas fuentes de energa renovables y su posible aplicacin (electricidad, trmico, mecnicas, biocombustibles, etc.), de forma compatible con atribuciones de planeacin energtica del sector. Dentro de esta ley se propone un programa con metas de penetracin de las energas renovables (incluyendo el etanol y el biodisel para su uso en el transporte), compatible con un crecimiento de la oferta energtica nacional. Mercado de aplicacin Mxico cuenta con un incipiente mercado de automviles con motores disel por lo que se considera que el mayor uso de este bioenergtico est en los camiones dedicados al transporte de pasajeros, as como el de mercancas que generalmente emplean motores disel. Sin embargo, cabe mencionar que Europa principal mercado del biodisel, cuenta con un mercado muy amplio de automviles disel y actualmente algunos fabricantes como Volkswagen han anunciado que sus motores disel 3. pueden operar con un B100, aunque otros ms conservadores como Citron y Peugeot indican que sus actuales motores pueden emplear hasta una mezcla B30. En el Reino Unido, los fabricantes de automviles mantienen su garanta si no se excede en un 5% de biodisel. Por su parte, Scania una de los fabricantes ms importantes de Europa de vehculos para transporte de carga y pasajeros, indica a sus clientes que sus motores pueden emplear biodisel hasta mezclas B5 sin problema alguno, por lo que se considera que este fabricante puede convertirse en un actor importante en el mercado mexicano de los biocombustibles. Ventajas y desventajas del empleo del biodisel Ventajas Se puede obtener a travs de fuentes renovables, as como de aceites reciclados. En Mxico se pueden emplear varios tipos de cultivos oleaginosos para su obtencin, la palma africana es la opcin ms rentable debido a que se cuenta con alrededor de 2.5 millones de hectreas con buen potencial para su cultivo, localizadas en los estados de Chiapas, Campeche, Guerrero, Michoacn, Oaxaca, Quintana Roo,Tabasco y Veracruz. El uso de biodisel permite reducir emisiones contaminantes como es el caso del monxido de carbono, hidrocarburos, as como partculas (en la medida en que se emplea una mezcla con mayor contenido de biodisel, las emisiones de los contaminantes citados tienden a reducir considerablemente). Tiene mayor lubricidad y por tanto permite alargar la vida del motor y reducir su ruido. (con una mezcla de 1% de biodisel puede mejorar la lubricidad en un 30%). Mayor poder disolvente, que hace que no se produzcan depsitos de carbn en los conductos internos del motor y por tanto permite mantener limpio el interior de este. Asimismo mantiene limpios los inyectores. Desventajas Las emisiones de xidos de nitrgeno generalmente se incrementan debido a al incremento de presin y temperatura en la cmara de combustin. La potencia del motor disminuye y el consumo de combustible se incrementa debido a que el poder calorfico de este bioenergtico es menor que el del disel de origen fsil. Sin embargo se considera que esto depende en mucho de la calidad del biodisel que se emplea (Segn un estudio realizado en Australia, se encontr que el consumo de combustible en un vehculo automotor que empleaba biodisel era similar al de uno que empleaba disel de origen fsil). Al ser el biodisel un mejor solvente ataca toda aquella pieza construida a partir de caucho o goma, por ejemplo las mangueras y juntas de motor. 4. No se puede almacenar por mucho tiempo, ms de 21 das, debido a que se degrada. El empleo de mezclas con ms de 30% de biodisel puede presentar problemas de solidificacin en fro, lo que obstruira el sistema de alimentacin de combustible del motor. Proceso de fabricacin del Biodisel El biodisel se obtiene a partir del proceso de la transesterificacin el cual consiste en intercambiar el grupo alcoxi1 de un ster2 por otro alcohol. Estas reacciones son frecuentemente catalizadas mediante la adicin de un cido o una base. Dicho en otras palabras el proceso de transesterificacin consiste en combinar, el aceite (normalmente aceite vegetal) con un alcohol ligero, normalmente metanol, y deja como residuo de valor aadido glicerina que puede ser aprovechada por la industria cosmtica, entre otras. (ster + alcohol ster diferente + alcohol diferente) Generalmente en la produccin industrial del biodisel se emplean grasas, cultivos oleaginosos, as como la grasa reciclada de los restaurantes. 5. Parmetros de calidad del aceite Aceite: Parmetros que pueden afectar produccin o calidad del biodiesel: ndice de acidez ndice de yodo ndice de perxido Contenido de humedad e impurezas. ndice de acidez (IA) Importancia: cido graso libre + NaOH / KOH --- Jabn Esta reaccin interfiere con la produccin de biodiesel. Aceites con alto IA tienen bajo rendimiento en la produccin de biodiesel si se utiliza NaOH KOH como catalizador. Ideal: Aceites con IA < 5 mg KOH/g aceite (2.5%). ndice de yodo (IV) Mide el grado de insaturacin del aceite, es decir, el contenido de dobles enlaces en la cadena de carbono. Aceites no secantes: IV < 110. Grasas animales, aceite de oliva. Aceites semisecantes: IV = 110-135. Aceites comestibles: girasol, soja, etc. Aceites secantes: IV > 135. Aceite de lino. 6. El secado de los aceites proviene de: Enlaces dobles que se rompen por el oxgeno del aire. Se forman perxidos. En estos sitios se pueden empezar a unir diferentes cadenas, y el aceite se polimeriza y convierte en un slido parecido al plstico. Importancia: A mayor IV, el aceite o grasa se solidifica a menores temperaturas