Introducción

Las causas de la sustitución de combustibles fósiles por combustibles renovables esta marcada por la presión de los precios del petróleo y los problemas del medio ambiente como puede ser el calentamiento global que es el principal desafío medioambiental que hoy afronta la humanidad.

Una de las alternativas para la solución del problema es el llamado “Biodiesel”. Al sustituirse (en forma parcial o total) los combustibles actuales (naftas, gasoil, fuel oil) por el Biodiesel puede lograrse un balance de emisiones mucho más favorable.

En el siguiente trabajo demostraremos que en el uso de Biodiesel no todo son ventajas sino que si no se logra controlar por el Gobierno la ambición de los inversionistas este podrá ser mas prejuicioso que benéfico.

Historia

“El uso de los aceites vegetales como combustibles y fuente energética podrá ser insignificante hoy pero con el curso del tiempo será tan importante como el petróleo y el carbón”, Rudolph Diesel (1858-1913)

En 1900, Rudolph Diesel, utilizo aceite de maní en la presentación de su primer motor. En 1970 el Biodiesel se desarrolla a partir de la crisis energética y el elevado costo del petróleo. En 1982 en Austria y Alemania se llevaron acabo las primeras pruebas técnicas sobre este combustible de origen vegetal. En 1985 en Austria se construyó la primera planta piloto productora de Biodiesel a partir de semillas de colza.

Qué es Biodiesel

El Biodiesel es un combustible de origen vegetal o animal: sirve para ser usado en motores diesel mezclado con el gasoil o en forma pura, sin modificaciones o adaptaciones de los motores. Es la resultante de procesar (transesterificar) el aceite contenido en semillas y plantas que nos brinda la naturaleza como girasol, colza, soja, ricino, tártago, sésamo, palma, lino, maní, coco, entre otras. También puede obtenerse a partir de aceites vegetales usados y también de grasas animales a través de un proceso denominado Transesterificación. La Transesterificación básicamente consiste en el mezclado del aceite vegetal o grasas con un alcohol (generalmente Metanol) y un álcali (soda cáustica). Al cabo de un tiempo de reposo, se separa por decantación el BIODIESEL de su subproducto Glicerol.

Elaboración del Biodiesel

Este se puede hacer de aceites vírgenes o aceites ya usados como por ejemplo en frituras.

La cadena McDonald's en Austria recolecta anualmente 1.100 ton de aceite de freír usado en sus 135 restaurantes, las que recicla transesterificándolas a ésteres metílicos de ácidos grasos (biodiesel), cuyo combustible es empleado luego en el transporte público de la ciudad de Graz (Austria)

El primer proceso que se hace para la fabricación de Biodiesel de origen vegetal es la obtención del aceite, este se puede realizar de diferentes métodos.

El método tradicional y el método moderno

Métodos tradicionales: requieren de varias operaciones preliminares (molienda, pelado, descascarado, etc.) luego de las cuales el producto se compacta como una pasta y se hierve en agua agitando hasta que el aceite se separe.

Métodos modernos: incluyen tanto la molienda como el prensado a escala industrial, además de la extracción del aceite mediante un solvente adecuado, usualmente hexano, que es la técnica más eficiente.

El proceso se inicia con la refinación del aceite vegetal, ya que normalmente es necesario reducir los contenidos de agua y ácidos grasos. Luego este aceite debe ser esterificado mediante su reacción con alcohol metilico o etílico en presencia de un catalizador que puede ser tanto hidróxido de sodio como potasio. Obteniéndose al ester correspondiente y dos subproductos, la glicerina y fertilizante de potasio. La glicerina obtenida normalmente es de uso general, pero si e desea desarrollar glicerina apta para cosmetología se debe reprocesarla hasta obtener una pureza del 95,5%. Otros procesos integrales, además de lograr los productos básicos señalados precedentemente se desarrollan aditivos, lubricantes, solventes, limpiadores, etc.

La obtención casera del biodiesel a partir de aceite de colza es relativamente sencilla. Se agrega 28,8% en peso de etanol al aceite de colza, en presencia del 1% del peso en hidróxido de potasio, permite obtener el combustible, para ello es solo necesario disolver el catalizador en el alcohol, agregar la mezcla al aceite y agitar vigorosamente. Al cabo de dos horas ya a temperatura ambiente, se ha producido el biodiesel, que se separa por decantación de los subproductos ya que se ubica en primer lugar en el contenedor donde se los mezclo.

Productos y subproductos de la elaboración de biodiesel con granos de soja.

A partir de la fabricación de biodiesel a base de granos de soja generamos el 86% de expeler, el cual es un producto muy bueno tanto para alimentación humana como para alimento forrajero, por tener un alto contenido proteico, este tiene un valor comercial muy bueno (10% mas que el valor de la soja en pizarra). Por otro lado obtenemos un 14% de aceite del cual tenemos un 2% de glicerina, este subproducto tiene también un buen valor comercial. De 1000Kg. de soja obtenemos aproximadamente 150 litros de biodiesel.

Para un establecimiento agrícola ganadero, es muy interesante que pueda realizar su propio combustible a partir de los granos de soja que cosecha, porque podrá abastecerse solo y abaratar costos, ya que no va a tener gastos de fletes, va a pagar menos impuestos (impuestos a las ganancias, IVA etc.)

Como subproducto en la obtención de aceites nos queda el expeler de soja que obviamente este ya esta desactivado y se lo podemos dar a los animales ya libre de toxinas.

Desactivación de la soja:

El grano de soja por su excelente aporte proteico puede utilizarse como un componente muy importante en la formulación de alimentos balanceados.

El grano de soja debe ser desactivado con calor o vapor antes de ser utilizado en las formulaciones.

Este proceso se lleva a cabo, porque contiene una sustancia anti-nutritiva que bloquea la acción de la tripsina, enzima que participa en la digestión de las proteínas.

En la forma industrial, la desactivación de la soja se realiza cuando se le quita el aceite.

Los cultivos más utilizados son:

SOJA: a nivel mundial, en la actualidad, es la más importante fuente de aceite, aunque también es ampliamente consumida como grano y derivados, debido a su alto contenido en proteínas.

PALMA ACEITERA: produce racimos de frutos cuyo mesocarpio carnoso rodea una almendra con una cáscara sumamente dura. El aceite de palma se extrae de la pulpa (el rendimiento de un racimo oscila entre el 17 y el 27%) mientras que las almendras también son oleaginosas, con un contenido de aceite de entre el 4 y el 10%.

GIRASOL: sus semillas son valorizadas fundamentalmente por su contenido en aceite, aunque un pequeño porcentaje de la producción total se destina al consumo directo como alimento humano.

COLZA: el valor comercial de la colza reside básicamente en su contenido en aceite, (también llamado aceite de canola), con la salvedad de que las variedades más antiguas son ricas en ácido erúcico, considerado insalubre.

ALGODÓN: se cultiva tanto por su fibra como por sus semillas, que contienen entre un 55 y un 65% de aceite.

Cada 100kg de semillas obtenemos:

Jatropha curca 62 litros

Palma 50 litros

Maní 42 litros

Lino 42 litros

Colza 37 litros

Palma 36 litros

Mostaza 35 litros

Girasol rayado 32 litros

Soja 14 litros

Algodón 13 litros

Utilización del Biodiesel

El Biodiesel se puede utilizar como:

• combustible puro (100% de biodiesel, o B100),

• como mezcla-base (con 20% de biodiesel y el resto de gasoil, B20),

• como aditivo de combustibles derivados del petróleo en proporciones del 1 al 5% (B5)

Para promocionar la producción de biodiesel, la ley establece la obligación de que todo combustible que se comercialice en el territorio argentino deberá estar mezclado con biocombustibles en un porcentaje, como mínimo, del 5%. En el caso del gasoil o del diesel, se mezclarán con biodiesel. Esta obligación entrará en vigor a partir del 2010. La utilización de los biocombustibles se verá beneficiada por exenciones en los impuestos específicos que actualmente gravan a los combustibles fósiles y de otros incentivos fiscales, como la devolución del IVA para la adquisición de bienes de capital o para la realización de las obras de infraestructuras necesarias para la ejecución del proyecto.

Argentina deberá producir, para atender la demanda interna de biocombustibles que se generará por la obligación de mezclar los combustibles fósiles con los biocombustibles, más de 600.000 toneladas por año de biodiesel. La materia prima necesaria para la obtención de este volumen de biocombustibles no representará ningún problema. Solamente en soja, Argentina exporta anualmente 35 millones de toneladas, con esta producción se podrían obtener 7 millones de toneladas de biodiesel.

Almacenaje del biodiesel

Su transporte y almacenamiento resulta más seguro que el de los de origen fósil, ya que posee un punto de ignición más elevado. El biodiesel puro posee un punto de ignición de 148°C contra los escasos 51°C del gasoil.

En general, los procedimientos estándares para el almacenamiento y la manipulación del diesel de petróleo se pueden utilizar para el biodiesel. El combustible se debe almacenar en un ambiente limpio, seco y oscuro. Los materiales aceptables para el tanque de almacenaje incluyen el aluminio, el acero, el polietileno fluorado, el polipropileno fluorado y el teflón. El cobre, plomo, la lata y el cinc deben ser evitados.

El Biodiesel sufre de un problema llamado oxidación si permanece almacenado por períodos de más seis meses. Esto significa que el combustible oxidará lentamente en un cierto plazo a menos que un aditivo antioxidante se mezcle al combustible para prevenir que suceda dicho proceso.

Precauciones al utilizar Biodiesel por primera vez

El Biodiesel tiene un efecto solvente que pueda liberar depósitos acumulados en las paredes del tanque o en las tuberías, pertenecientes a combustible diesel anterior y deben tomarse precauciones la primera vez que se realiza el paso al Biodiesel. La liberación de depósitos puede estorbar los filtros inicialmente y deben tomarse precauciones para evitar que estos depósitos consigan llegar a los filtros de combustible del motor.

Con el tiempo, el Biodiesel ablandará y degradará ciertos tipos de elastómeros y compuestos de caucho natural usados en mangueras y sistemas de sellado de bombas de combustible más viejas. Deben tenerse precauciones al utilizar altos porcentajes de mezcla para asegurarse de que el sistema de carburante existente en motores más viejos no contiene los compuestos de elastómeros incompatibles con el biodiesel. Los fabricantes recomiendan que las gomas butílicas o naturales no entren en contacto con biodiesel puro, caso contrario quedarán pegajosas y se disolverán.

La mayoría de los vehículos construidos después de 1994 poseen tuberías y sellos completamente sintéticos, con lo cual no sufrirán este problema. Los vehículos más viejos necesitarán ser supervisados.

Se aconseja para los motores que nunca funcionaron a Biodiesel que no se utilice biodiesel puro, sino que se valla aplicando progresivamente.

Ventajas y desventajas del gasoil Vs. Biodiesel

Desventajas:

• Se calcula que los combustibles Fósiles que quemamos en un año, equivale a más de 400 veces la productividad primaria neta de la biota actual del planeta. Esto significa que cada año usamos una cantidad que equivale a cuatro siglos de plantas y animales. Entonces de ninguna manera podríamos remplazar con biocombustibles a los combustibles fósiles en su totalidad. De esta manera se presenta al biodiesel como una alternativa más, no como un sustituto.

• Siendo el biodiesel una alternativa más, ¿que pasaría si en estos días se encontrara un yacimiento de petróleo, que valga a 100 años más de consumo? La inversión en una planta de biodiesel no sería muy ventajosa.

• Establece una clara competencia con la tierra cultivable, desembocando de esta manera a su vez en una competencia con los precios de nuestros alimentos. Es decir que la tierra que antes se utilizaba para el cultivo de alimentos, ahora se utilizaría para el cultivo de biocombustibles.

• El biodiesel es el combustible mas carbono intensivo del mundo, esto se explica de la siguiente manera:

Debido a la necesidad de tierra para los cultivos que nos provienen de aceites claves para la producción de biodiesel, se ha desembocado en gran parte del mundo en una deforestación indiscriminada. Ya sabemos lo que nos pasa con los montes en todo el territorio argentino. Pero queríamos remarcar que en Malasia se han construido nueve fábricas de biodiesel en cuatro meses y van por siete más en estos días. Todas harán biodiesel a partir de la misma fuente, el aceite de palmera. Entre 1985 y 2000 la plantaciones de palmeras para aceite han causado en Malasia el 87% de la deforestación. En Sumatra y Borneo, unas 4 millones de Hectáreas de bosque se han convertido en tierra de cultivo de palmeras, se programa despejar unas 6 millones de hectáreas más en Malasia y 16,5 en Indonesia.

Antes que se planten las palmeras de aceite, han de talarse y quemarse enormes árboles en los bosques, que contienen una reservas de carbono muy importantes. Una vez cortados los árboles, los plantadores desecan el suelo. Cuando la tuba se seca se oxida y libera aún más dióxido de carbono que los árboles. En términos del impacto que causan en el medio ambiente local y mundial, el biodiesel de palmera es más destructivo que el petróleo crudo en Nigeria.

Ventajas Medioambientales:
• Se trata de un combustible 100% vegetal y 100% biodegradable, es una energía renovable e inagotable, no genera residuos tóxicos ni peligrosos.
• Cumple con el protocolo de Kyoto, ya que reduce en un alto porcentaje la contaminación atmosférica.
• Las emisiones de CO2 son entre un 20 y un 80% menos que las producidas por los combustibles derivados del petróleo tanto en el ciclo biológico en su producción como en el uso. Así mismo, se reducen las emisiones de dióxido de azufre en casi 100%.
• Por otra parte, la combustión de Biodiesel disminuye en 90% la cantidad de hidrocarburos totales no quemado, y entre 75-90% en los hidrocarburos aromáticos. 
• No contiene ni benceno, ni otras sustancias aromáticas cancerígenas (Hidrocarburos aromáticos policíclicos).  El Biodiesel, como combustible vegetal no contiene ninguna sustancia nociva, ni perjudicial para la salud, a diferencia de los hidrocarburos, que tienen componentes aromáticos y bencenos (cancerígenos). La no-emisión de estas sustancias contaminantes disminuye el riesgo de enfermedades respiratorias y alergias

Ventajas Económicas:
• Con los aceites vegetales, se contribuye de manera significativa al suministro energético sostenible, lo que permite reducir la dependencia del petróleo, incrementando la seguridad y diversidad en los suministros, así como el desarrollo socioeconómico del área rural (producción de oleaginosas con fines energéticos)
• El uso de biodiesel puede extender la vida útil de motores porque posee un alto poder lubricante y protege el motor reduciendo su desgaste así como sus gastos de mantenimiento.  También es importante destacar el poder detergente del biodiesel, que mantiene limpios los sistemas de conducción e inyección del circuito de combustible de los motores.
• La plantación de semillas oleaginosas para la creación de biodiesel  conlleva grandes ventajas para el sector agrícola, incluso para las tierras improductivas, ya que pueden reaprovecharse para la plantación de semillas oleaginosas. Asimismo, colabora en el fomento y desarrollo de cultivos autóctonos como el girasol.

Ventajas en seguridad y transporte
• El transporte del biodiesel es más seguro debido a que es biodegradable. En caso de derrame de este combustible en aguas de ríos y mares, la contaminación es menor que los combustibles fósiles.
• No es una mercancía peligrosa ya que su punto de inflamación por encima de 110º  y su almacenamiento y manipulación son seguras.
• Por su composición vegetal, es inocuo con el medio, es neutro con el efecto invernadero, y es totalmente compatible para ser usado en cualquier motor diésel.
• Se puede almacenar y manejar de la misma forma que cualquier combustible diesel convencional.

Impacto ambiental

Debido a la gran ambición por el provecho económico que puede ocasionar el biodiesel puede resultar maléfico y/o destructivo para el medio ambiente. Nos gustaría remarcar que el Biodiesel seria muy bien utilizado como una alternativa y no como un reemplazante de los combustibles fósiles en su totalidad. El modelo agroindustrial en franca expansión, sobre todo a partir del boom del biodiesel, conjuntamente con el cambio climático en marcha, pintan un cuadro de lo más preocupante y de pronóstico incierto. A estas prácticas irracionales, debemos sumarle la tala indiscriminada de bosques naturales, que disminuyen la protección forestal y permiten que el viento y las lluvias arrastren la capa humífera superficial, la que lleva cientos de años regenerarse, "Estamos destruyendo los suelos por lo menos 13 veces más rápido que el tiempo que es posible crearlos." Dijo Pat Roy Mooney, El Siglo ETC, Editorial Nordan, año 2002.

Si seguimos la cadena que planteamos en el párrafo anterior, el resultado de este seguimiento seria la desertificación, es decir, el proceso por el que un territorio que no posee las condiciones climáticas de los desiertos, principalmente una zona árida, semiárida ó subhúmeda seca, termina adquiriendo las características de éstos. Esto sucede como resultado de la destrucción de su cubierta vegetal, de la erosión del suelo y de la falta de agua.

A contramano de lo que recién acabamos de decir, si hubiese una buena organización y control por parte del sector político, potencias mundiales y productores, la alternativa Biodiesel seria muy beneficiosa para el medio ambiente.

Perspectivas para el futuro

Debido a la alta demanda de las oleaginosas que nos proveen de aceite para el biodiesel, en la actualidad existen proyectos concretos para la inserción de nuevos cultivos que nos brindaran una nueva alternativa que no compita con las oleaginosas que nos ofrecen alimento. Una de las alternativas es la utilización de algas para la obtención de aceites. Estas representan la mejor opción, reduciendo además la emisión de gases de efecto invernadero.

Lo extraordinario de las algas, es que su productividad en contenido de aceite, supera en cantidades exorbitantes a la planta que se creía producía más aceite, que son las palmas africanas. En comparación, la palma africana tiene una productividad de 5.500 litros de aceite por hectárea, mientras que las algas producen aproximadamente 45.000 litros de aceite por hectárea.

Para realizar un proyecto de cultivo de algas para la producción de aceite y su posterior transformación a biodiesel se requiere el terreno para hacer estanques al aire libre (estanques semi-cerrados, cerrados y fotobiorreactores). Según el método utilizado, la producción de algas aumenta siendo los estanques al aire libre los menos productivos y los fotobiorreactores lo más productivos.

Para cultivar las algas se requieren de luz y CO2 (dióxido de carbono) para que éstas crezcan. Una vez cultivadas se procede a extraerles el aceite por varios métodos, con una prensa, con químico, etc., todos estos también cuentan con costos y productividades diferentes.

Los desechos restantes de la extracción de aceite pueden ser también utilizados, de manera que la producción de algas para la extracción de aceite es ambientalmente sostenible. Al parecer, esta es la forma más eficiente de conseguir el biodiesel, ya que la ventaja radicaría en que el terreno necesario para el crecimiento de la materia prima es mucho más pequeño que el necesario para la plantación de palmas africanas. Otras ventajas radican en que el biodiesel procedente de algas no contiene sulfuros ni sulfatos, no es tóxico y es altamente biodegradable. Muchas de las algas con las que se experimenta son ideales para generar biodiesel, debido a su alto contenido en aceites, y su extremadamente rápido crecimiento.

Otro de los cultivos alternativos es la Jatropha curca.

Este cultivo se realiza desde hace tiempo en brasil, nicaragua, Colombia y México. Empieza a producir de manera rentable al cabo de una año de sembrado su producción se incrementa año a año durante los primeros cuatro años y de ahí se estabiliza en los cuarenta-cincuenta años de vida. En terrenos áridos, con un régimen de lluvia menos a 350mm/año se puede llegar a obtener hasta 3000kg de semilla con un rinde 1150kg de aceite. Esta producción se duplica con un régimen pluviométrico que supera los 600mm o bien bajo riego.

La jatropha curca sobrevive y crece en tierras marginales y erosionadas. En verano sus hojas caen, entran en descomposición enriqueciendo a la tierra empobrecida. Es la única planta oleaginosa que se extiende entre 40 y 50 años.

Se adapta a suelos que tengan poca fertilidad. La semilla genera un 38% de aceite. El aceite es parecido al de la colza. Resiste altas temperaturas y sequías muy pronunciadas. Estudios en la india indican que resiste a mas de 8 meses de sequía y mas de 40 ºC de temperatura.

Estos son dos cultivos muy importantes debido a su elevado aporte de aceites y su adaptación a lugares marginales en el cual no se pueden desarrollar cultivos tradicionales como pueden ser soja, maíz, girasol, etc.

Conclusión:

Debemos buscar una identidad propia, una materia prima o un crudo de calidad. No creemos que las algas sean una panacea ni solución mágica, tampoco la soja, el girasol o la colza. Tampoco lo son la energía eólica o el hidrógeno por sí solos, mucho menos el petróleo: son todas alternativas que, en una sumatoria, las tenemos a disposición para no estar sujetos a dependencias o cautividad que provoca una sola fuente de energía.

Bibliografía

-Informes realizados por YPF

-Nota de clarín rural del día primero de septiembre de 2007

-Informe realizado por sagpya

-Informe realizado por el ingeniero Muñoz

-Fragmento extraído de la enciclopedia Wikipedia

-Nota clarín del día ocho de abril de 2006

-Informe realizado por Carlos Torres (pionero en la Jatropha curca.

-informes de la pagina www.biodiesel.com.ar

-Dialogamos con el ingeniero químico Alberto Gonzáles quien es propietario de una planta de biodiesel en la localidad de Florentino Ameghino provincia de Buenos Aires.

-Participamos como asistentes de la Primera Jornada Sobre Biodiesel (declarada por interés municipal, Municipalidad de general Rodríguez, Decreto Nº 1.366)

Índice

Introducción 1

Historia 2

Qué es Biodiesel 2

Elaboración del Biodiesel 2

El método tradicional y el método moderno 3

Métodos tradicionales 3

Métodos modernos 3

Productos y subproductos de la elaboración de biodiesel con granos de soja. 3

Desactivación de la soja 4

Los cultivos más utilizados son: 4

Utilización del Biodiesel 5

Almacenaje del biodiesel 6

Precauciones al utilizar Biodiesel por primera vez 6

Ventajas y desventajas del gasoil Vs. Biodiesel 7

Desventajas 7

Ventajas Medioambientales 8

Ventajas Económicas: 8

Ventajas en seguridad y transporte 8

Impacto ambiental 9

Perspectivas para el futuro 9

Conclusión 11

Bibliografía 12

Índice 13

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