Propiedades físicas y químicas del biodiesel vs diesel del petróleo

El biodiesel presenta diversas ventajas y desventajas
para el funcionamiento de los automotores.

ROCÍO SARMIENTO TORRES*

El biodiesel es un producto similar al diesel del petróleo que se deriva de biomasa, por lo que constituye un biocombustible renovable.

Los aceites o grasas animales que forman parte de estas materias primas, se hacen pasar por el proceso de transeterificación proporcionando ésteres alquílicos de los ácidos grasos correspondientes; con el objeto de que sean aptos para utilizarse como combustibles para el transporte y que sea posible alcanzar los estándares de calidad. De esta forma, los alquil ésteres de los ácidos grasos, que cumplen con las normas de calidad de los biocombustibles para el transporte, se denominan biodiesel.

En la tabla se efectúa la comparación entre las propiedades físicas y químicas del diesel del petróleo, los aceites de girasol y de colza, así como de los ésteres metílicos de dichos aceites.

Se puede apreciar que las propiedades del éster metílico son mejores que las del aceite directo de las oleaginosas, en cuanto a favorecer la adecuada combustión y que se pueden tener diferencias en las propiedades del biodiesel obtenido, dependiendo de las materias primas utilizadas.

NÚMERO DE CETANO

El número de cetano es un indicador de la habilidad de los combustibles para autoencenderse, después de que han sido inyectados al motor diesel. El diesel que se utiliza en las carreteras, requiere tener un número de cetano de 40 o mayor; pero debido a que un número de cetano mayor se traduce también en costos mayores del combustible; normalmente se mantiene entre 40 y 45.

En investigaciones recientes se ha demostrado que el ligeramente mayor número de cetano del biodiesel (generalmente entre 46 y 60, dependiendo de la materia prima utilizada) puede reducir el retraso a la ignición. Este factor junto con la menor volatilidad del biodiesel, contribuyen a mejorar las características de la combustión (comienzo más gradual de la combustión), con relación al diesel del petróleo.

En la siguiente tabla se muestran algunos calores de combustión y números de cetano de algunos tipos de biodiesel, producidos con diferentes materias primas.

En la siguiente tabla se comparan las propiedades físicas y químicas promedio del biodiesel y del diesel del petróleo; indicándose las normas ASTM establecidas para obtener una calidad uniforme de los combustibles.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Se observa que las propiedades de ambos combustibles no presentan grandes diferencias; sin embargo, el biodiesel muestra las siguientes ventajas, con relación al funcionamiento de los motores⁽²⁾:

l Presenta mejor lubricidad, por lo que en proporciones menores al 20% constituye un aditivo lubricante del combustible (menor fricción del motor), favoreciendo el funcionamiento del circuito de alimentación y de la bomba de inyección.

? Prácticamente no tiene compuestos aromáticos, ni azufre.

? Contiene oxígeno que permite una adecuada combustión con menor relación de aire/combustible.

? La temperatura de inflamación mayor reduce el peligro de incendios durante su manejo y almacenamiento.

– La biodegradabilidad es una característica del biodiesel que incentiva su uso, desapareciendo en menos de 21 días, con una degradación 4 veces más rápida que con el diesel del petróleo.

– No es soluble en agua; con una toxicidad inferior a la del diesel del petróleo.

Por otra parte, el biodiesel presenta las siguientes desventajas:

– Tiene un menor poder calorífico, con un mayor consumo de combustible.

– Pérdida de un 5% de potencia.

– Mayor viscosidad y densidad con posibles problemas de fluidez en climas fríos, requiriendo anticongelantes especiales.

– Actúa como un aditivo detergente aflojando y disolviendo sedimentos en los tanques de almacenaje; por lo que pueden obstruirse los inyectores tener depósitos en la cámara de combustión, pistón y asiento de válvulas.

– Los ácidos grasos no saturados presentan inestabilidad (por lo que debe utilizarse rápida-mente), produciendo residuos durante las reacciones de oxidación que se depositan en inyectores (obstrucción); combustión incompleta y por lo tanto, emisión de contaminantes.

– Con combustión incompleta es disolvente del aceite lubricante y de refrigeración, lo que implica mayor frecuen-cia de cambio de aceite; para evitarlo, es necesario conocer la composición de los aceites a esterificar, utilizando variedades en las que la proporción de insaturados no signifique un problema.

– Las temperaturas de inflamación del biodiesel son mayores, por lo que en lugares fríos o durante el invierno, se pueden presentar problemas en el arranque (B100).

– Con el B100 se deben cambiar con mayor frecuencia los filtros de combustible (cada 130 hrs. en lugar de cada 200 hrs.).

– Deterioro rápido de los elementos de caucho, debe sustituirse por otro material (teflón u otro).

– Es disolvente de pinturas, por lo que deben utilizarse a base de poliuretano.

Modificaciones que se recomiendan en el motor para la utilización de biodiesel a concentraciones mayores al 20%:

– Cambio del filtro de combustible después del primer tanque de biodiesel.

? Modificación del tiempo de inyección.

⁽¹⁾ Fuentes: Biodiesel Handling And Use Guidelines NREL (2001); Los Biocombustibles (M. Campus y F. Marcos).

⁽²⁾ Fuentes: EPA420-F00-032; marzo 2002, USA; Los Biocombustibles (M. Campus y F. Marcos)

*Es ingeniera química del Instituto Politécnico Nacional con maestría en Control de Contaminación Ambiental de la Universidad de Leeds, Inglaterra. Es investigadora del Programa de Energía de la Universidad Autónoma de la Ciudad de México (sarmientomr@Yahoo.com.mx )