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Monografia Heredia Monografia Heredia Document Transcript

  • BIODIESEL USOS USOS DE BIODIESEL, EL PROCEDIMIENTO PARA SU OBTENCION, SU APLICACIÓN EN LA VIDA COTIDIANA, SUS VENTAJAS. Alumno: HEREDIA PABLO ANDRES AÑO 2013
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 INDICE BIODIESEL USOS ............................................................................................................................. 3 PROCESOS DE OBTENCION DEL BIODIESEL ...................................................................................... 5 TRANSFERIFICACION ............................................................................................................................................ 8 APLICACIONES DEL BIODIESEL ........................................................................................................ 9 NOTICIAS ..................................................................................................................................... 10 CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………………………………………………….13 Pablo Heredia Página 2
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 BIODIESEL USOS E l biodiesel es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo, mediante procesos industriales de esterificación y transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiésel o gasóleo obtenido del petróleo (1). El biodiesel puede mezclarse con gasóleo procedente del refino del petróleo en diferentes cantidades. Se utilizan notaciones abreviadas según el porcentaje por volumen de biodiesel en la mezcla: B100 en caso de utilizar sólo biodiesel, u otras notaciones como B5, B15, B30 o B50, donde la numeración indica el porcentaje por volumen de biodiesel en la mezcla. En cuanto a la utilización del biodiesel como combustible de automoción, ha de señalarse que las características de los ésteres son más parecidas a las del gasóleo que las del aceite vegetal sin modificar. La viscosidad del éster es dos veces superior a la del gasóleo frente a diez veces ó más de la del aceite crudo; además el índice de cetano de los ésteres es superior, siendo los valores adecuados para su uso como combustible. Pablo Heredia Página 3
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 El aceite vegetal, cuyas propiedades para la impulsión de motores se conocen desde la invención del motor diesel gracias a los trabajos de Rudolf Diesel, ya se destinaba a la combustión en motores de ciclo diesel convencionales o adaptados. A principios del siglo XXI, en el contexto de búsqueda de nuevas fuentes de energía, se impulsó su desarrollo para su utilización en automóviles como combustible alternativo a los derivados del petróleo. El biodiesel necesita tener unas especificaciones que enumere las propiedades y garantice la calidad de producto. Además, el biodiesel debe cumplir los requisitos para los combustibles minerales de automoción y que se encuentran recogidas en la norma europea EN-590. Los requerimientos específicos y los métodos de control para la comercialización y distribución de esteres metílicos de ácidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester, FAME) para su utilización en motores diesel con 100% de concentración se encuentran en la norma EN 14214 transcrita a la legislación española en el Real Decreto 61/2006, de 31 de enero, por el que se determinan las especificaciones de gasolinas, gasóleos, fuelóleos y gases licuados del petróleo y se regula el uso de determinados biocarburantes El biodiesel descompone el caucho natural, por lo que es necesario sustituir éste por elastómeros sintéticos en caso de utilizar mezclas de combustible con alto contenido de biodiesel. El impacto ambiental y las consecuencias sociales de su previsible producción y comercialización masiva, especialmente en los países en vías de desarrollo o del Tercer y Cuarto Pablo Heredia Página 4
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 mundo generan un aumento de la deforestación de bosques nativos, la expansión indiscriminada de la frontera agrícola, el desplazamiento de cultivos alimentarios y para la ganadería y el desplazamiento de los trabajadores rurales. Se ha propuesto en los últimos tiempos denominarlo agrodiésel ya que el prefijo «bio-» a menudo es asociado erróneamente con algo ecológico y respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, algunas marcas de productos del petróleo ya denominan agrodiésel al gasóleo agrícola o gasóleo B, empleado en maquinaria agrícola. PROCESOS DE OBTENCIÓN DEL BIODIESEL MATERIAS PRIMAS Las materias primas más comunes utilizadas para la fabricación de biodiesel son los aceites de fritura usados y el aceite de girasol (el contenido medio del girasol en aceite es de 44% por lo que será la mejor opción en cuanto a agricultura energética). También se están realizando pruebas con aceite de colza y con Brassica carinata. Cualquier materia que contenga triglicéridos puede utilizarse para la producción de biodiésel (girasol, colza, soja, aceites de fritura usado, sebo de vaca,...). Por otra parte, en España, la utilización de aceites usados no es todavía significativa. ACEITES VEGETALES CONVENCIONALES Las materias primas utilizadas convencionalmente en la producción de biodiésel han sido los aceites de semillas oleaginosas como el girasol y la colza (Europa), la soja (Estados Unidos) y Pablo Heredia Página 5
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 el coco (Filipinas); y los aceites de frutos oleaginosos como la palma (Malasia e Indonesia). Por razones climatológicas, la colza (Brassica napus se produce principalmente en el norte de Europa y el girasol (Helianthus annuus) en los países mediterráneos del sur, como España o Italia. La utilización de estos aceites para producir biodiésel en Europa ha estado asociada a las regulaciones de retirada obligatoria de tierras de la Política Agraria Común (PAC) que permite el cultivo de semillas oleaginosas a precios razonables. Sin embargo, la dedicación de sólo las tierras de retirada para la producción de materias primas energéticas supone un riesgo por cuanto estas superficies varían en el tiempo, ya que el régimen de retirada de tierras depende de la oferta y la demanda de cereales alimentarios, lo que implica que este índice está sujeto a alteraciones. Además de los aceites vegetales convencionales, existen otras especies más adaptadas a las condiciones del país donde se desarrollan y mejor posicionadas en el ámbito de los cultivos energéticos. En este sentido, destacan la utilización, como materias primas de la producción de biodiésel, de los aceites de Camelina sativa, Crambe abyssinica y Jatropha curcas. En concreto, se trata de los cultivos de Brassica carinata y Cynara cardunculus. La Brassica carinata es una alternativa real al secano y regadío extensivo. La Cynara cardunculus es un cultivo plurianual y permanente, de unos diez años de ocupación del terreno, y orientado fundamentalmente a la producción de biomasa, aunque también pueden aprovecharse sus semillas para la obtención de aceite. Se obtienen de 2.000 a 3.000 kilogramos de semillas, cuyo aceite sirve de materia prima para la fabricación de biodiésel. Pablo Heredia Página 6
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 ACEITES VEGETALES MODIFICADOS GENÉTICAMENTE Los aceites y las grasas se diferencian principalmente en su contenido en ácidos grasos. Los aceites con proporciones altas de ácidos grasos insaturados, como el aceite de girasol o de Camelina sativa, mejoran la operatividad del biodiésel a bajas temperaturas, pero disminuyen su estabilidad a la oxidación, que se traduce en un índice de yodo elevado. Por este motivo, se pueden tener en consideración, como materias primas para producir biodiésel, los aceites con elevado contenido en instauraciones, que han sido modificados genéticamente para reducir esta proporción, como el aceite de girasol de alto oleico. ACEITES DE FRITURA USADOS El aceite de fritura usado es una de las alternativas con mejores perspectivas en la producción de biodiésel, ya que es la materia prima más barata, y con su utilización se evitan los costes de tratamiento como residuo. Por su parte, los aceites usados presentan un bajo nivel de reutilización, por lo que no sufren grandes alteraciones y muestran una buena aptitud para su aprovechamiento como biocombustible. Además, como valor añadido, la utilización de aceites usados significa la buena gestión y uso del residuo, el informe sobre el marco regulatorio de los carburantes propone reciclar aceite de fritura en biodiésel, este aceite da problemas al depurar el agua; sin embargo, su recogida es problemática. La Comisión Europea propone que el Ministerio de Medio Ambiente y los Ayuntamientos creen un sistema de recogida de aceite frito, oleínas y grasas en tres etapas: Pablo Heredia Página 7
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 industrial, hostelería y doméstica, con especial atención a su control y trazabilidad debido a su carácter de residuo. Además de los aceites vegetales y los aceites de fritura usados, las grasas animales, y más concretamente el sebo de vaca, pueden utilizarse como materia prima de la transesterificación para obtener biodiésel. El sebo tiene diferentes grados de calidad respecto a su utilización en la alimentación, empleándose los de peor calidad en la formulación de los alimentos de animales. La aplicación de grasas animales surgió a raíz de la prohibición de su utilización en la producción de piensos, como salida para los mismos como subproducto. ACEITES DE OTRAS FUENTES Por otra parte, es interesante señalar la producción de lípidos de composiciones similares a los aceites vegetales, mediante procesos microbianos, a partir de algas, bacterias y hongos, así como a partir de microalgas. TRANSESTERIFICACIÓN La reacción química como proceso industrial utilizado en la producción de biodiésel, es la transesterificación, que consiste en tres reacciones reversibles y consecutivas. El triglicérido es convertido consecutivamente en diglicérido, monoglicérido y glicerina1. En cada reacción un mol de 1 Glicerina: Alcohol incoloro de tres átomos de carbono, viscoso y dulce, que se encuentra en todos los cuerpos grasos como base de su composición. Se usa mucho en farmacia y perfumería, y para preparar la nitroglicerina, base de la dinamita. http://www.wordreference.com/definicion/glicerina Pablo Heredia Página 8
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 éster metílico es liberado. Todo este proceso se lleva a cabo en un reactor donde se producen las reacciones y en posteriores fases de separación, purificación2 y estabilización. Las tecnologías existentes, pueden ser combinadas de diferentes maneras variando las condiciones del proceso y la alimentación del mismo. La elección de la tecnología será función de la capacidad deseada de producción, alimentación, calidad y recuperación del alcohol y del catalizador. En general, plantas de menor capacidad y diferente calidad en la alimentación (utilización al mismo tiempo de aceites refinados y reutilizados) suelen utilizar procesos Batch o discontinuos. Los procesos continuos, sin embargo, son más idóneos para plantas de mayor capacidad que justifique el mayor número de personal y requieren una alimentación más uniforme. 2 Purificación: Eliminación de las impurezas o imperfecciones de una cosa. http://es.thefreedictionary.com/purificaci%C3%B3n Pablo Heredia Página 9
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 APLICACIONES DEL BIODIESEL El biodiesel es un combustible ecológico que puede utilizarse cada vez para más aplicaciones. Las estufas y calentadores pueden modificarse de forma muy simple para que puedan utilizarse con biodiesel, solamente haciendo más grande el paso del combustible. Una nueva aplicación para el biodiesel son equipos para la refrigeración de alimentos, lo cual sería una forma sencilla y rentable de mejorar la calidad de vida en zonas rurales que no tienen acceso a la electricidad. Otro uso a gran escala del biodiesel es en los motores de combustión interna, ya que por su octanaje resulta muy eficiente en automóviles y motocicletas Pablo Heredia Página 10
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 Los motores de biodiesel tienen un amplio rango de uso para las industrias alimenticias y rulares, se utilizan para maquinas de bombeo de agua y sistemas para ordeñar. El biodiesel es el combustible del futuro ecológico de nuestro planeta, se requieren esfuerzos para que su uso se generalice y podamos aplicarlo a cada vez más sectores industriales, comerciales y familiares. Algunos pequeños cambios e inversiones, que seguramente se recuperarán al poco tiempo, son necesarios para poder aprovechar este gran descubrimiento que traerá beneficios tangibles tanto ecológica como económicamente. NOTICIA Patentan bacterias capaces de producir biodiesel de forma más eficiente y limpia. Una patente, de titularidad compartida entre la Universidad de Sevilla y la Universidad de Córdoba, identifica en una almazara una cepa microbiana del género Terribacillus que genera biodiesel de forma limpia, con un rendimiento más alto y un coste de producción más bajo que el empleado actualmente en la industria de los carburantes. Investigar nuevas fuentes de energías alternativas, sostenibles y renovables es ya un tema recurrente debido al incremento del precio del barril de petróleo y al previsto desabastecimiento en las décadas venideras. El biodiesel se presenta como una alternativa prometedora dentro del campo de los biocarburantes, aunque su producción pasa generalmente por la utilización de un catalizador químico Pablo Heredia Página 11
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 (sosa o potasa) que acarrea numerosos problemas medioambientales, como el elevado consumo de energía necesario para su producción o la generación de subproductos como la glicerina, que contamina tanto al medioambiente como al propio carburante. "La biocatálisis enzimática pertenece a la llamada biotecnología blanca, gracias a la cual se consigue realizar estos procesos industriales de forma más sostenible" Encarnación Mellado, investigadora del departamento de Microbiología y Parasitología de la Facultad de Farmacia de la Universidad explica que una forma de conseguir procesos industriales más sostenibles en la producción de biodiesel es sustituir las reacciones químicas por reacciones enzimáticas producidas por microorganismos, lo que se conoce como biocatálisis enzimática. "La biocatálisis enzimática pertenece a la llamada biotecnología blanca, gracias a la cual se consigue realizar estos procesos industriales de forma más sostenible, realizándose de forma natural y a temperatura ambiente". El futuro de los carburantes Para seleccionar la cepa microbiana capaz de realizar este proceso eficiente de producción de biodiesel hemos tomado numerosas muestras en almazaras, fábricas de conservas de pescado y jamón, etc. ya que ahí viven los microorganismos que tienen las enzimas capaces de realizar esta acción que nos sirve para sustituir la catálisis química por la catálisis enzimática, añade la profesora e investigadora de la US. Tras realizar una búsqueda y selección de diferentes cepas Pablo Heredia Página 12
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 microbiana seleccionamos Terribacillus, capaz de llevar a cabo reacciones de transesterificación a partir de aceites, lo que permite, entre otros usos, la producción de biodiesel. A través de la transesterificación lo que se consigue es romper las moléculas de aceite para hacerlas más sencillas. Así, se mantiene su estructura química pero se reduce su densidad, con lo cual se obtiene un biodiesel que en los motores resulta mucho más fluido, pudiendo entrar en los conductos, inyección y pistones sin problemas. “El petróleo se acaba y debemos buscar energías alternativas para sustituirlo" Una cosa está clara, sentencia el investigador David Cánovas del departamento de Genética de la Universidad de Sevilla, el petróleo se acaba y debemos buscar energías alternativas para sustituirlo. Creemos que el futuro del biodiesel pasa por utilizar procesos de biocatálisis enzimática ya que es una fórmula mucho más verde que producirlo a nivel industrial. CONCLUSIÓN El biodiesel se presenta como una alternativa muy interesante a los gasóleos para lograr los objetivos que la UE se ha propuesto en lo que se refiere a materia medioambiental y utilización de energías renovables. Con su uso se podrán reducir de manera importante las emisiones de gases de efecto invernadero y de los que producen las lluvias ácidas. Pablo Heredia Página 13
  • BIODIESEL USOS AÑO 2013 Por otro lado el mayor consumo que conlleva el biodiesel así como la menor potencia que proporciona y el alto coste de los cultivos de materia prima, hacen necesaria la intervención estatal para promocionar los biocombustibles. Ésta, no obstante servirá para revitalizar sectores castigados económicamente como la agricultura, creando puestos de trabajo y un nuevo tejido industrial para la producción del biodiesel. Fuentes consultadas: http://www.ecologismo.com/desarrollo-sostenible/usos-del-biodiesel/ http://es.wikipedia.org/wiki/Biodi%C3%A9sel http://www.capitanplaneta.com/biocombustibles/ http://www.dforceblog.com/2008/07/21/aplicaciones-del-biodiesel/ http://www.agenciasinc.es/Noticias/Patentan-bacterias-capaces-de-producir-biodiesel-de-formamas-eficiente-y-limpia http://es.thefreedictionary.com/purificaci%C3%B3n http://www.wordreference.com/definicion/glicerina Pablo Heredia Página 14