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BIOCOMBUSTIBLES

BIOCOMBUSTIBLES

Un biocarburante o biocombustible es una mezcla de hidrocarburos que se utiliza como combustible en los motores de combustión interna y que deriva de la biomasa, materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.
Para muchos autores, lo correcto para referirse a este tipo de combustibles es hablar de agrocombustibles, el prefijo "bio-" se utiliza en toda la UE para referirse a los productos agrícolas en cuya producción no intervienen productos de sintesis.
Para la obtención de los biocarburantes se pueden utilizar especies de uso agrícola tales como el maíz o la mandioca, ricas en carbohidratos, o plantas oleaginosas como la soja, girasol y palmas. También se pueden emplear especies forestales como el eucalipto y los pinos.
Al utilizar estos materiales se reduce el CO2 que es enviado a la atmósfera terrestre ya que estos materiales van absorbiendo el C02 a medida que se van desarrollando, mientras que emiten una cantidad similar que los carburantes convencionales en el momento de la combustión.
En Europa, Argentina y Estados Unidos ha surgido diversa normativa que exige a los provedores mezclar biocombustibles hasta un nivel determinado. Generalmente los biocombustibles se mezclan con otros combustibles en cantidades que varian del 5 al 10%.  (B5, B10)
Los combustibles de origen biológico pueden sustituir parte del consumo en combustibles fósiles tradicionales, como el petróleo o el carbón.
Los biocarburantes más usados y desarrollados son el bioetanol y el biodiésel.
Otras alternativas, como el biopropanol o el biobutanol, son menos populares, pero no pierde importancia la investigación en estas áreas debido al alto precio de los combustibles fósiles y su eventual término.

Inconvenientes

El término biocombustible ha sido cuestinado, proponiéndose como más correcto usar el sustantivo agrocombustibles, el prefijo "bio-" se utiliza en toda la UE para referirse a los productos agrícolas en cuya producción no intervienen productos de síntesis. La palabra biocombustible, por lo tanto, se presta a confusión, dotándolo de unas características que este tipo de agrocombustibles no tienen.
Los mayores inconvenientes de estos productos es la utilización de cultivos de vegetales comestibles (sirva como ejemplo el maíz o la caña de azúcar); o el cambio de uso de tierras dedicadas a la alimentación al cultivo de vegetales destinados a producir biocombustibles, provocando en otras ocasiones la desforestación o desecación de terrenos vírgenes o selváticos, ya que al subir los precios se financia la tala de bosques nativos.
Tanto en el balance de emisiones como en el balance de energía útil si la materia prima empleada procede de residuos, estos combustibles colaboran al reciclaje. Pero es necesario considerar si la producción de combustibles es el mejor uso posible para un residuo concreto. Si la materia prima empleada procede de cultivos, hay que considerar si éste es el mejor uso posible del suelo frente a otras alternativas (cultivos alimentarios, reforestación, etc.). Esta consideración depende sobre manera de las circunstancias concretas de cada territorio.
Regulación.

España

En España existe un tipo impositivo especial para biocarburantes de cero euros por 1.000 L. El tipo especial se aplicará exclusivamente sobre el volumen de biocarburante aun cuando éste se utilice mezclado con otros productos.
Se consideran como biocarburantes los siguientes productos:
a) El alcohol etílico producido a partir de productos agrícolas o de origen vegetal (bioetanol) definido en el código NC 3207.20, ya se utilice como tal o previa modificación química.
b) El alcohol metílico (biometanol) definido en el código NC 2905.11.00 y obtenido a partir de productos de origen agrícola o vegetal, ya se utilice como tal o previa modificación química.
c) Los aceites vegetales definidos en los códigos NC 1507, 1508, 1510, 1511, 1512, 1513, 1514, 1515 y 1518, ya se utilicen como tales o previa modificación química.

Uso de biodiésel en motores diésel de automoción


El biocarburante más empleado en los motores de encendido por compresión dedicados a la automoción es el  biodiésel, el cual está formado por ésteres metílicos provenientes de ácidos grasos. El biodiésel surge de la necesidad de adaptar un biocombustible como son los aceites vegetales a los exigentes motores diésel de automoción, para ello dichos aceites vegetales se someten a un proceso de transesterificación.

El biodiésel es habitual encontrarlo en las estaciones de servicio mezclado con gasóleo enporcentajes variables entre 5 y 30%, así como al 100% en algunos casos. La actual legislación (Real Decreto 61/2006) permite la mezcla de hasta el 5% en volumen de biodiésel en el gasóleo A sin necesidad de indicación para el usuario, mientras que la propuesta de modificación de esta legislación permitirá hasta el 7% en volumen de biodiésel, tal y como establece la directiva europea 2009/30/CE del Parla mento Europeo y del Consejo de 23 de abril de 2009.

1. Propiedades del biodiésel

La presencia de biodiésel en el combustible afecta a las propiedades físico-químicas del mismo. La tabla 1 muestra los valores usuales del gasóleo, así como de los aceites vegetales y de los ésteres metílicos (biodiésel 100%) empleados como combustible:
Tabla 1: Principales propiedades como combustible
diésel de los aceites vegetales y sus ésteres
derivados (biodiésel).

Gasóleo
Aceites  vegetales
Ésteres
Metílicos
(Biodiésel)
Densidad a 20ºC (kg/m3)
840
910/930
870/890
Viscosidad a 40ºC (Cst)
3/4,5
25/35
3,5/4,5
P. C. I. (MJ/kg)
43
35/38
36/39
P. C. I. (MJ/l)
36
32/35
32/34
Número de cetano
48/51
30/40
49/54
P. O. F. F. (ºC)
-20
10/20
0/-15
Residuo Carbonoso (%)
0,1
>10
0,25/0,42
Punto Inflamación (ºC)
65
>200
120/170
Azufre (% peso)
0,05
0
0
Del estudio comparativo de estas propiedades, se deduce claramente que el biodiésel resulta un combustible mucho más apropiado que los aceites vegetales para su utilización en los motores diésel actuales, debido especialmente a su menor viscosidad, menor POFF (Punto de Obstrucción del Filtro en Frío), menor residuo carbonoso y mayor número de cetano.

2. Influencia del uso de biodiésel en el comportamiento de los motores diésel de automoción


Prestaciones del motor

El mayor número de cetanos del biodiésel provoca unos menores picos de presión instantánea en la combustión, reduciendo el ruido del motor y favoreciendo la reducción de emisiones contaminantes. Por otro lado, a pesar de que el empleo de biodiésel provoca una ligera pérdida de potencia máxima y un leve incremento del consumo debido a su menor poder calorífico que el de los gasóleos, el rendimiento del motor no se ve afectado. Esta pérdida de prestaciones es apenas perceptible por el usuario con las mezclas más bajas (inferiores a B10).

Desgaste del motor y aceite de lubricación


El uso de biodiésel no provoca un desgaste anormal de los componentes metálicos del motor con respecto al uso de gasóleo. Sin embargo, algunos fabricantes han detectado en algún caso corrosión de los inyectores y/o bomba de inyección asociada a la presencia de humedad absorbida por el biodiésel, así como una ligera pérdida de viscosidad del aceite, debido a que el biodiésel que pasa al aceite permanece en él (el gasóleo tiene componentes menos pesados que terminan por evaporarse y eliminarse del aceite).

Lubricidad del combustible


La presencia de ésteres metílicos en el gasóleo mejora las características de lubricidad del combustible.

Emisiones contaminantes


La presencia de oxígeno en las moléculas éster provoca una importante disminución en la cantidad de partículas emitidas (menor opacidad de humos), así como, en general, una disminución de las emisiones de monóxido de carbono e hidrocarburo sin quemar, mientras que las emisiones de óxidos de nitrógeno pueden aumentar ligeramente.



Limitaciones por baja temperatura


En climas templados o cálidos como el de Andalucía no se suelen alcanzar temperaturas suficientemente bajas como para observarse algún problema en el funcionamiento del vehículo.
Sin embargo, en climas fríos, debido a que los puntos de enturbiamiento y POFF de los ésteres son superiores a los del gasóleo, puede darse el caso de que el vehículo presen te ciertos problemas de arranque y mal funcionamiento (estas propiedades sólo dependen de la materia prima). Se puede recurrir al empleo de aditivos en concentraciones elevadas de biogasóleo para cumplir las exigencias de los gasóleos de invierno.

Incompatibilidad de materiales


Aunque si bien es cierto que los ésteres son más agresivos que el gasóleo a materiales como el caucho y los tipos comunes de pinturas, la gran mayoría de los vehículos que se comercializan actualmente son fabricados con componentes resistentes al biodiésel, como son aluminio, acero, acero inoxidable y polímeros como el teflón, nylon, viton, cauchos fluorados, etc. Materiales como el cobre, latón, bronce, plomo estaño y zinc tienen un efecto catalítico sobre el proceso de oxidación del biodiésel, por lo que debe evitarse su uso en los elementos del sistema de combustible.

Afinidad por el agua


Se recomienda no almacenar el biodiésel en depósitos abiertos ni en depósitos que hayan contenido antes otros combustibles sin haber sido limpiados previamente ya que, debido a su afinidad por el agua, la calidad del combustible puede verse ligeramente reducida así como contaminada con partículas de suciedad que pueden ser arrastradas y depositadas en los filtros de combustilble. En algunos casos es aconsejable añadir filtros decantadores en la línea de combustible al emplear biodiésel.

Estabilidad y formación de residuos carbonosos


Un biodiésel con índice de yodo elevado (superior al limitado por la norma EN14214) favorece los procesos de oxidación y polimerización, disminuyendo la estabilidad del combustible en almacenamiento prolongado y facilitando la formación de compuestos más pesados en las prerreacciones previas a la combustión, generando depósitos en el interior del motor y obstrucción de los inyectores.

*Extracto del Manual Técnico de Uso de Biocarburantes en Motores de Automoción, de la Agencia Andaluza de Energía.




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