El precio de los combustibles derivados del petróleo así como su aspecto nocivo para el medio ambiente han promovido la búsqueda de soluciones alternativas a las demandas de energía.

Los autos híbridos y eléctricos al igual que las celdas de energía basadas en hidrógeno son algunas opciones que pueden ser mejor implementadas con el avance de la tecnología sin embargo los biocombustibles son una opción viable hoy en día.

En este artículo veremos ¿qué es el Biodiesel?, ¿cómo lo hacen?, ¿cuáles son las  ventajas y desventajas que presenta? y ¿qué debemos tomar en cuenta antes de empezar a producirlo o consumirlo?

¿Qué es y qué no es biodiesel?

El término biodiesel se ha utilizado comúnmente para referirse a cualquier biocombustible extraído de fuentes renovables, pero existen definiciones específicas que pueden ayudarnos a entender mejor cuales son las características del biodiesel.

Un aspecto importante es que este biocombustible puede ser utilizado directamente en un vehículo diesel con mínimas o ninguna modificación en absoluto, lo cual le la una ventaja sobre otros biocombustibles ya que el cambio es rápido y sencillo (generalmente) para los conductores que ya cuentan con un motor diesel en su vehículo.

Definición general

Biodiesel es un combustible doméstico renovable derivado de aceites naturales como el aceite de soya, canola, girasol y otros que cumple con las especificaciones de la sociedad americana para pruebas y materiales conocida por sus siglas en inglés como ASTM D 6751 para motores diesel.

El biodiesel no es simplemente aceite vegetal crudo y para obtenerlo debe someterse el aceite un proceso por el cual se extrae la glicerina del aceite, este proceso se conoce como transesterificación.

Definición técnica

Biodiesel:
Combustible compuesto por ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivado de aceites vegetales o grasas animales, designado como B100 y que cumple con los estándares ASTM D 6751.

Biodiesel mezclado

Una mezcla de biodiesel con diesel mineral (derivado del petróleo) designado como Bxx donde xx representa el porcentaje del volumen de biodiesel en la mezcla, así por ejemplo B100 es 100% biodiesel mientras que B50 es 50% biodiesel y 50% diesel mineral.

En la siguiente página veremos un poco de historia de los biocombustibles y cómo se hace el biodiesel…

Antecedentes históricos

El proceso de transesterificación de un aceite vegetal fue realizado por primera vez en 1853 por E. Duffy y J. Patrick muchos años antes que Rudolf Diesel pusiera en marcha el primer motor diesel el 10 de agosto de 1893, en conmemoración a esta fecha se declaró el 10 de agosto como día internacional del biodiesel.

El motor de Rudolf Diesel fue diseñado para funcionar con cualquier tipo de aceite, según cuentan el día de la exposición Diesel fue invitado a hacer funcionar su motor con aceite de maní a lo que el aceptó, este aceite pesar de no ser biodiesel (no estaba transesterificado) era un biocombustible.

Diesel pronuncio un discurso en 1912 en el que dijo –el uso de aceites vegetales como combustible para motores puede ser insignificante ahora, sin embargo dichos aceites con el tiempo pueden llegar a ser tan importantes como lo es el petróleo hoy en día-.

Cómo se hace el biodiesel

El biodiesel es producido mediante la reacción de un aceite vegetal o grasa animal con un alcohol generalmente metanol (puede hacerse con etanol pero es más complicado) en presencia de un catalizador como soda cáustica  (Hidróxido de Sodio o Hidróxido de Potasio) para producir ésteres monoalquílicos (biodiesel) y glicerina la cual es removida.

El aceite puede ser obtenido de palma, jatropa o piñón, aceite de frituras usado y muchas otra fuentes, incluso grasa de origen animal.   El biodiesel obtenido puede ser mezclado con diesel mineral en cualquier proporción o también puede usarse puro.

Se pueden conseguir en Internet planos de los utensilios así como instrucciones detalladas sobre la fabricación de biodiesel casero, muchas personas lo fabrican en su casa, el proceso es relativamente sencillo y seguro, siempre que se tomen todas la precauciones del caso, teniendo especial cuidado con el manejo del metanol, este alcohol puede dañar la células nerviosas, especialmente de los ojos, antes que la persona sienta algún dolor, así también se debe tener cuidado con la sosa cáustica ya que es un químico altamente corrosivo que puede causar quemaduras y ceguera.

También hay una serie de compañias que venden los "kits" completos para armar o totalmente ensamblados y listos para emprezar la producción, los hay en varias capacidades, 20, 40, 50, 80, y hasta 200 galones diarios.

El aceite está formado básicamente por una molécula de glicerina unida a tres moléculas de ácidos grasos, para hacer biodiesel necesitamos hacer que los ácidos grasos se desprendan de la glicerina y se unan a una molécula de alcohol en su lugar.    Esto da como resultado un combustible mucho más fluido que el aceite crudo y glicerina que se deposita en el fondo del recipiente donde se prepare la mezcla.

Para lograr esta reacción es importante medir con mucha exactitud la cantidad de metanol e hidróxido de sodio que se va a emplear, es necesario hacer pruebas individuales con cada lote de aceite que se va a procesar para determinar el grado de acidez y la cantidad de materiales a utilizar.

Para mezclarlo primero es necesario calentar el aceite, por aparte se mezclan el metanol y la soda cáustica  según las cantidades previamente determinadas hasta que se disuelva completamente la soda cáustica, a este compuesto se le denomina Metóxido.

El proceso continua en la siguiente página...

Una vez que tenemos el metóxido y el aceite caliente se mezclan lo mejor posible siendo cuidadosos de no producir salpicaduras, se mezclan por una hora como mínimo y luego se deja reposar por cuatro horas o mejor aun, toda la noche, si todo fue medido correctamente se obtendrá la separación que buscamos.

Luego debemos drenar la glicerina y proceder al lavado del biodiesel, este lavado se hace simplemente con agua, se agrega aprox. 1/3 del volumen de agua y se mezcla bien o se aplican burbujas, se deja reposar nuevamente hasta que el agua se separe del biodiesel y se drena, es necesario repetir este proceso dos o tres veces a fin de limpiar  bien el producto final de todos los residuos de jabón o soda cáustica.

El resultado final es 100% biodiesel que podemos usar directamente en nuestro motor diesel, siempre que este no tenga mangueras de hule natural ya que el biodiesel disuelve este material.

La glicerina subproducto de la fabricación, contiene metanol que puede recuperarse y reutilizarse, la glicerina refinada tiene también varios usos, puede utilizarse para producir jabón por ejemplo.

Para asegurar un producto de calidad (y también para usos comerciales) el biodiesel debe cumplir con estándares internacionales como el ASTM D6751 para Estados Unidos o el EN 14214 en Europa, estos estándares especifican las cualidades que debe tener el biodiesel como punto de inflamabilidad, viscosidad, contenido de metanol, contenido de agua, etc.

Más sobre biodiesel en la siguiente página...

¿Por qué mezclar el biodiesel?

La razón principal para mezclar el biodiesel con diesel mineral es para poder utilizarlo a más bajas temperaturas, la temperatura a la que el biodiesel puro empieza a convertirse en gel varia grandemente dependiendo de el origen del aceite, el biodiesel de canola se convierte en gel a -10˚ C mientras que el derivado de sebo empieza a 16˚ C.

Otra ventaja de mezclar el biodiesel con diesel mineral es que este último es lo suficientemente tóxico como para eliminar cualquier contaminación por microbios que pudiera surgir con biodiesel puro.

Según algunos expertos una mezcla B20 puede utilizarse sin ningún problema y sin ninguna diferencia  al diesel mineral.  

¿Por qué usar biodiesel en vez de diesel mineral?

Además de poder fabricarlo en la casa a muy bajo costo el biodiesel tiene otros beneficios:

El nivel de dióxido de carbono así como la cantidad de partículas sólidas resultantes de quemar biodiesel es menor que usando diesel mineral, esto significa que contamina menos.

El biodiesel no es tóxico para lo humanos y es biodegradable, cinco veces más rápido que el diesel mineral.

El biodiesel brinda mejor lubricación para el motor y puede mejorar su desempeño.

El biodiesel es obtenido a partir de fuentes renovables, esto representa menos dependencia de petróleo para los países.

La producción de biodiesel localmente puede generar fuentes de empleo para los países.

A continuación el otro lado del biodiesel...

Aspectos negativos del biodiesel

Como todo, el biodiesel no es una solución milagrosa a las demandas energéticas, estos son algunos de los aspectos negativos:

Se estima que el biodiesel produce un 10% más óxidos de nitrógeno al quemarse sin aditivos, que el diesel mineral, estos gases contribuyen al calentamiento global, sin embargo hacen falta más investigaciones.

Debido al auge del biodiesel se teme que los monocultivos de plantas productoras de aceite se generalicen, ocupando tierras que pudieran ser utilizadas para producir alimentos o promuevan la deforestación de bosques con el mismo propósito.

Algunos fabricantes de automóviles declaran nula la garantía de sus autos si el propietario utiliza biodiesel en los mismos.

¿Biodiesel de algas?

Según algunos estudios las algas tienen mucho más contenido de aceite, hasta 30 veces mas energía por hectárea que cualquier cultivo terrestre, por este motivo existe gran interés en el campo de la algacultura.

El departamento de energía de Estados Unidos realizó un estudio en el cual se concluyó que si se reemplazara todo el combustible de petróleo por combustible de alga en EEUU se necesitarían alrededor de 38,849 kilómetros cuadrados para cultivar algas (un cuadrado de menos de 200 x 200 kilómetros), lo cual es un espacio relativamente pequeño, menos de una séptima parte del área utilizada para la producción maíz.

Actualmente se desarrollan tecnologías que permitan bajar los costos de implementación y manejo de granjas de algas con el fin de hacerlo comercialmente viable.