Biodiésel
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Biodiésel. Es un combustible que se obtiene por la transesterificación de triglicéridos (Aceite). El producto obtenido es muy similar al gasóleo obtenido del Petróleo (también llamado Petrodiésel) y puede usarse en motores de ciclo Diésel , aunque algunos motores requieren modificaciones.
La Sociedad Americana de Ensayos y Materiales (ASTM) define al biodiésel como ásteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de insumos grasos renovables, como los aceites vegetales o grasas animales. El término bio hace referencia a su naturaleza renovable y biológica en contraste con el combustible diésel tradicional derivado del petróleo; mientras que diésel se refiere a su uso en motores de este tipo.
Como combustible, el biodiésel puede ser usado en forma pura o mezclado con diésel de petróleo.
Sumario
Proceso de producción
El proceso de producción de biodiésel se basa en la reacción de transesterificación del aceite. Los aceites están compuestos principalmente por moléculas denominadas triglicíridos, las cuales se componen de tres cadenas de ácidos grasos unidas a una molécula de glicerol. La transesterificación consiste en reemplazar el glicerol por un alcohol simple, como el metanol o el Etanol, de forma que se produzcan ásteres metálicos o etílicos de ácidos grasos.
Este proceso permite disminuir la viscosidad del aceite, la cual es principalmente ocasionada por la presencia de glicerina en la molécula. La alta viscosidad del aceite impide su uso directo en motores diésel, desventaja que se supera mediante este proceso. Para lograr la reacción se requieren temperaturas entre 40 y 60º C, así como la presencia de un catalizador, que puede ser la soda o potasa acústica (NaOH o KOH, respectivamente).
Características
Las características fisicoquímicas del biodiésel son muy similares a las del diésel de petróleo. Su utilización no requiere mayores cambios en los motores diésel convencionales. Así, puede emplearse directamente en los motores diésel, pudiéndose también utilizar como aditivo, mezclado en cualquier proporción con el diésel. El biodiésel puede ser bombeado, almacenado y manipulado con los mismos procedimientos, infraestructura y equipos empleados con el diésel. El encendido, rendimiento, torque y potencia de los motores no varía significativamente, pero el consumo puede verse levemente incrementado hasta en un 5%.
Ventajas
El biodiésel tiene también muchas ventajas sobre el diésel convencional, como por ejemplo:
- No contiene sulfuros, por lo que disminuye las emisiones de partículas solidas, y mejora la lubricidad del Combustible, incluso en mezclas con proporciones muy pequeñas de biodiésel, lo cual incrementa la vida de los motores.
- Tiene un punto de inflamación relativamente alto (150º C), lo que lo hace menos volátil y más seguro de transportar y manipular que el diésel de petróleo.
- Se puede producir a partir de insumos locales, como cultivos oleaginosos o aceites vegetales reciclados, contribuyendo a reducir la dependencia de importaciones de petróleo, ahorrando divisas y generando puestos de trabajo.
- Es altamente biodegradable en el agua, por lo que en caso de derrame se degradaba a un ritmo muy superior al del diésel convencional e incluso tan rápido como el azúcar. Esto hace del biodiésel un combustible ideal para embarcaciones fluviales y ambientes acuáticos sensibles o protegidos.
- Prácticamente no es tóxico en caso de ingestión, tanto en peces como en mamíferos. Su toxicidad es tan baja que una persona de 80 Kg. tendría que tomar alrededor de 1,6 litros de biodiésel para que tenga efectos mortales. La sal común (NaCl) es aproximadamente diez veces más tóxica.
- Contribuye a la reducción del calentamiento global, ya que emite menos CO2 en su ciclo de vida que el fijado mediante el proceso de fotosíntesis por las plantas usadas para producirlo. Por otro lado, evita liberar el carbono que fue fijado hace millones de años en los combustibles fósiles.
- Reduce substancialmente la emisión de la mayoría de agentes contaminantes. Al ser un combustible oxigenado, el biodiésel tiene una combustión más completa que el diésel, reduciendo las emisiones de SO2, CO, materia particulada e hidrocarburos no quemados. Por eso su combustión produce menos humo visible y menos olores nocivos y su uso contribuye a disminuir la polución del aire.
Desventaja
- A bajas temperaturas puede 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 puede ser necesario cambiar algunas mangueras y retenes del motor antes de usar biodiésel en él, especialmente con vehículos antiguos.
- Sus costos aún pueden ser más elevados que los del diésel de petróleo. Esto depende básicamente de la fuente de aceite utilizado en su elaboración.
Divulgación ambientalista
Todo parece indicar, a pesar de la intensa divulgación internacional que han tenido los temas ambientalistas en los últimos años, que la sociedad no se encuentra enteramente consciente de que su bienestar se relaciona estrechamente con el consumo energético y la inestabilidad de la situación sociopolítica internacional; y mucho menos posee un conocimiento cabal sobre los datos alarmantes y estremecedores relacionados con el consumo de energía a nivel mundial, que pueden dar al traste incluso con la supervivencia de los seres humanos en un período relativamente breve de tiempo.
Se sabe que el 80 % de la energía que se genera proviene de los combustibles fósiles (petróleo, gas, carbón). Ninguno de ellos es renovable y los pronósticos más optimistas estiman el agotamiento del petróleo y el gas en los próximos 80 años, y del carbón de piedra en no más de 300 años.
La magnitud del problema estriba en las cifras astronómicas de consumo anual de carbón, gas y petróleo. En el año 2002, por ejemplo, se consumieron 8 034 millones de toneladas de petróleo, cifra que representó un aumento del consumo de 1,3 %, con respecto al 0,3 % del año anterior. Nada parece indicar que ese crecimiento se detenga (actualmente se consumen 10 000 millones por año), pues no sólo los países desarrollados consumen más, sino que los menos desarrollados requieren incrementos aún mayores para su propio desarrollo, como es el caso de China, la India o Brasil.
La elaboración y uso de estos combustibles en el 2002 generó 6,44 billones de toneladas de carbón que ascendieron a la atmósfera en forma de óxido de carbono (CO2), lo que contribuyó a la ocurrencia de lluvias ácidas, contaminación de todo tipo, cambios climáticos impredecibles, y un aumento de la temperatura global media hasta los 14,52 ° C.
Por lo tanto, queda claro que por el agotamiento de los combustibles fósiles, así como por la emisión de los gases que aceleran el efecto invernadero, es imprescindible introducir o ampliar las fuentes de energía para sustituir gradualmente las actuales, y a la vez, generar menos contaminantes.
El uso de la energía alternativa
La solución parece encontrarse, en primera instancia, en usar los remanentes de los combustibles fósiles de la forma más eficiente, y al mismo tiempo, reducir o eliminar su ciego derroche en los países ricos; así como en desarrollar paralelamente nuevas fuentes y tecnologías que puedan sustituirlas.
Alternativas hay muchas, como son el uso de la energía nuclear y las energías renovables (Solar, Eólica, Geotérmica, Hidráulica, Biomasa, etc.).
Ventajas y desventajas de las energías alternativas
La nuclear
La nuclear, sobre la base del desarrollo de la fusión, puede suministrar energía por más de 5 000 años, pero tiene los graves inconvenientes de los posibles y riesgosos accidentes que pueden ocurrir en las plantas de producción o generación eléctrica; así como la gran contaminación radiactiva que produce en el ambiente -recuérdense casos extremos como los de Chernovil y Tree Miles Island; el otro gran problema es el manejo de los residuos que genera.
La energía eólica
La energía eólica está limitada a zonas muy específicas, como ocurre con la geotérmica y la hidráulica. No obstante, se pudiera aprovechar al máximo a pesar de estar sujetas a los cambios climáticos.
La solar
En el caso de la solar, aunque es una fuente de energía casi inagotable (perdurará por más de 5 000 millones de años), su eficiencia de utilización es baja en el proceso de fotosíntesis -la energía que pueden almacenar los vegetales es solo el 0,04 % del total que llega a la tierra-, y aún lo es más en la producción propiamente de calor o electricidad.
Biomasa
La más controvertida es la que produce la biomasa restos de vegetales (ramas, hojas, semillas, etc.), gramíneas (caña de azúcar, maíz, trigo, cebada, avena, sorgo, etc.) y oleaginosas (palma, soya, colza, girasol, maní, etc.), debido al interés de los países desarrollados en utilizar fuentes directas de alimentos del hombre y los animales para convertirlos en combustibles, lo cual amenaza seriamente a más de la mitad de la población mundial (3 000 millones de habitantes), que estarían condenados a pasar necesidades o incluso a morir de hambre.
Uso racional
No obstante, el uso racional, sostenible, eficaz y económico a gran escala de todas esas alternativas, podría garantizar el suministro de energía para la humanidad en su conjunto, y aún continuar desarrollándose. Los restos de vegetales y gramíneas podrían utilizarse fundamentalmente para obtener alcohol y utilizarlo como carburante puro o mezclado con gasolina en los automotores ligeros, y los restos de oleaginosas para obtener biodiésel transesterificado a partir de los ácidos grasos de los aceites, e igualmente utilizarlos como carburante puro o mezclado en los llamados motores Diesel.
gotamiento de los combustibles fósiles
Es lógico también, como ya se ha comenzado a observar, que el agotamiento de los combustibles fósiles conduzca a un aumento de su precio en el mercado, y entonces la producción de alcohol y biodiésel se haga competitiva y tenga como efecto inmediato un aumento de los precios y la posterior escasez de materias primas para producirlas.
El problema, sin embargo, debe enfocarse desde una perspectiva menos pesimista, aunque igualmente compleja: se dispone aún de grandes fuentes de energía, y se debe aprender a transformarlas de manera eficiente para la economía y el medioambiente, a partir de la inversión de los recursos necesarios en materia de investigación, desarrollo e innovación.
De esta manera, el problema que tiene la humanidad, más que energético, puede considerarse un problema tecnológico que debe solucionarse por las nuevas generaciones, desde perspectivas holísticas e integradoras y posturas eminentemente racionalistas y éticas.
Países, instituciones y autores más productivos
Un total de 565 instituciones de 56 países fueron responsables de la producción científica mundial sobre biodiésel. Entre los aspectos que más llaman la atención en el presente trabajo, se encuentra la aparición entre los 20 países más productivos de naciones como la India, Turquía, Austria, Grecia, Taiwán, República Checa, Corea del Sur y Malasia. El hecho de que la producción científica se encuentre tan extendida, evidencia una clara tendencia a la consideración del biodiésel como fuente de energía viable, y demuestra que su obtención constituye un tema prioritario en la agenda científica de muchos países.
Estados Unidos fue el responsable del 26,13 % de los artículos. Un total de 27 países de Europa y 12 países asiáticos produjeron al menos 1 artículo durante el período; en contraste con la baja cifra de países de América Latina y el Caribe, donde sólo 5 naciones: Brasil, Argentina, Nicaragua, Uruguay y Chile, encabezadas por el gigante sudamericano con 35 artículos (3,42 %), presentaron aportes a la investigación mundial sobre biodiesel. En Brasil, es conocida la política nacional en función de la producción de biodiesel como estrategia a mediano y largo plazo para enfrentar la crisis económica internacional. Su objetivo ha sido siempre independizar la economía brasileña de la especulación y la inestabilidad existente en el mercado mundial. Sin embargo, el uso de fuentes potenciales de alimentos para la obtención de biodiésel contrasta con la alta tasa de pobreza y la desproporción entre ricos y pobres existente en ese país, a pesar de las grandes riquezas naturales que posee.
Cuba, inmerso en la transformación energética
Para Cuba, inmersa en una profunda transformación energética, que constituye un aspecto priorizado en su gestión gubernamental, así como para el resto de los países en desarrollo, resulta de vital importancia el estudio de los aspectos relacionados con las fuentes de energía renovables. De igual forma, es primordial el reconocimiento de los países que al respecto marcan la pauta con respecto a la investigación, desarrollo e innovación; el análisis de los factores que pudieran influir en la decisión de dedicar recursos a la investigación sobre nuevas fuentes de energía, que pueden sustituir o contribuir a la explotación racional y sostenible de las reservas energéticas existentes actualmente; así como la valoración de políticas y estrategias para afrontar la escasez de alimentos y combustibles que se avecina a las futuras generaciones.
Se estudió un tema recurrente en los grandes medios de comunicación durante los últimos años: la obtención y producción de biodiésel; y se demostró que desde la última década del siglo XX y principalmente a partir del siglo XXI, existe una intensa actividad de investigación en entornos académicos sobre un tema en franca emergencia, un crecimiento exponencial y amplias perspectivas de desarrollo futuro.
