Ciclo de biodiésel

Os dejamos un dibujo para que os hagáis una idea de cómo es el ciclo completo del biodiésel

Lo básico, por las nubes

Aprovechando que Fran, uno de nuestros colegas del Grupo 6 (www.grupoqo6.blogspot.com) ha publicado recientemente una noticia diciendo que el incremento de precios de los productos básicos en toda la Unión Europea es debido a la mayor producción de biocombustibles nos da pie a discutirlo.

Se está hablando mucho de lo caro que está todo últimamente. Y es cierto. En concreto, las subidas (en tanto por ciento) han sido en comparación con el año pasado del orden de un 7,22%, más concretamente:

leche: +12%
carne de vacuno: +5.8%
pollo: +3,8%
pan: +7,5%
frutas frescas: +8,2%
legumbres y hortalizas frescas: +8,1%
patatas y sus preparados: +5,2%

La gráfica de la subida del precio del pollo es muy clara: los consumidores (gráfica azul: destino) pagan más ahora que en cualquier otro mes del año.

(Fuente: Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación)

Resulta que la mayoría de estos productos están ligados al cereal, ya sea porque se elaboran directamente con él o porque se trata de alimentos cuyo origen está en animales cebados con grano. La tonelada de trigo se está pagando en la actualidad a 216 euros, según el boletín agrario del Gobierno, cuando hace un año se pagaba a 144 euros (lo que supone el 50% más).

Rodríguez Zapatero decía el 29 de Octubre que “el alza de las materias primas es evidente, y que desde el Ministerio se están haciendo esfuerzos, para que parte de la cadena alimentaria no repercuta los precios en el consumidor”.

Pero hay que buscar causas.

Hay quien sostiene que el auge de los carburantes ecológicos como el biodiésel, que demandan para su elaboración este tipo de materias primas agrícolas, son el principal problema del aumento de los precios.

La Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA) ha publicado en un informe que “en la UE, menos del 1 por ciento de toda la producción de cereales en la campaña 2006 se ha destinado a bioetanol (...). El alarmismo suscitado recientemente (...) resulta inmovilista, infundado y demagógico”.

Y es cierto. Es mucho más probable que el aumento del grano se deba, principalmente, a las malas cosechas y al aumento del consumo de naciones como China o India.

Sería ridículo que el Gobierno, que obligará a partir de 2009 a mezclar biocombustibles al 3,4% con el combustible tradicional, invirtiera tiempo, dinero y esfuerzo en algo que lo único que hace es fastidiar la economía doméstica.

Los biocombustibles son necesarios hoy día para el desarrollo sostenible del planeta, y es totalmente refutable la simple idea de no producirlos. Si bien es cierto que cuando la producción de biódisel sea tal que el consumo supere al de los propios gasolina y gasoil, es muy probable que la gran demanda de grano provoque un aumento desmesurado de los precios.

Por cierto, como nota final, también hay mala noticia para los amigos de la cebada: a partir del año que viene, la cerveza, más cara.

Transesterificación

La esterificación es un proceso posible para la producción de biodiésel, sin embargo existe otro proceso económicamente más rentable, la transesterificación.

La transesterificación consiste básicamente en sustituir el glicerol por un alcohol simple como el metanol. Como resultado de esta reacción se obtienen ésteres metílicos (biodiésel) y glicerina.

De forma génerica:


La transesterificación consta de tres reacciones consecutivas y reversibles:



Para que la reacción se efectúe se requiere la presencia de un catalizador, generalmente NaOH o KOH y temperaturas del orden de 40 - 60 grados centígrados .


La Glicerina es un subproducto demandado por diversas industrias, esto hace que el proceso de transesterificación sea bastante rentable, y explica la generalización de su uso.

Esterificación

Para poder entender el proceso de transesterificación, podemos explicar primero cómo funciona la esterificación.

En este proceso, se combina básicamente un ácido carboxílico con un alcohol (en medio ácido) para dar un éster y agua:

En el primer paso, el oxígeno del grupo carbonilo se protona por estar en medio ácido. Después, el alcohol (nucleófilo) ataca al carbono:

El ión cargado negativamente del ácido ataca a un protón y se lo lleva, estabilizando al O+. Después, se vuelve a ganar dado el carácter nucleófilo de los oxígenos (con dos pares de electrones sin compartir):

El oxígeno del grupo OH₂ está soportando carga positiva dado el exceso de hidrógenos, y como no está “cómodo”, se va, llevándose consigo el par de electrones que lo unían al carbono central, formándose una molécula de H₂O. Los iones A- del medio vuelven a jugar, ayudando al oxígeno O+, y se llevan un protón. Queda, finalmente, un éster.

Cabe mencionar que es un proceso reversible (hidrólisis).

¿Y qué es el biodiésel?

El biodiésel es un biocarburante líquido obtenido a partir de aceites vegetales -resultante de productos agrícolas, como el girasol, soja, colza, palma, entre otros, con gran cantidad de aceite y que son utilizados como sustitutos del gasóleo-.

Para producirlo, el aceite se extrae de la semilla cultivada; posteriormente es refinado y sometido a la transesterificación, (se combina el aceite con un alcohol ligero, normalmente metanol). Como subproducto de la reacción química se genera la glicerina, que se emplea como materia prima de diferentes industrias, como la cosmética.

El biodiesel puede usarse en su forma pura (100% biodiesel) o mezclado en cualquier proporción con diesel regular para su uso en motores de ignición a compresión.

Diesel a la deriva

Rudolf Diesel, padre del motor diesel, murió en extrañas circunstancias a finales de septiembre del año 1913 cuando se disponía a tomar un ferry que lo llevara desde Alemania hasta Inglaterra. Su camarote se encontró vacío, y a los pocos días hallaron su cadáver en un río alemán. Los policías se dignaron en recoger los enseres personales del cuerpo y devolverlo a donde estaba.

Se ha hablado de suicidio, debido a problemas económicos, pero hay quien postula que no fue así.

El señor Diesel apostaba por los combustibles alternativos, renovables, verdes, como el aceite de soja, de palma o de cacahuete. Evidentemente los crecientes inversores alemanes de la industria del petróleo estaban escandalizados. Y aterrorizados.

Y eso no es todo. Diesel estaba abierto a que su invento fuera utilizado y patentado por cualquiera. El viaje del ingeniero alemán a Inglaterra no debió de sentar nada bien en la cúpula militar. Los militares alemanes querían utilizarlo para sus submarinos (idea totalmente contraria a Diesel), y no toleraban que los ingleses pudieran hacer lo mismo.

¿Suicidio? ¿Asesinato? No lo sabemos. Lo que está claro es que su motor sólo fue comercializado, después de su muerte, para utilizar combustibles derivados del petróleo, más baratos entonces que los biocombustibles.

Así que, olvidándonos de la trama, nos quedamos con una frase suya, dicha poco antes de morir:

"The use of vegetable oils for engine fuels may seem insignificant today. But such oils may become in course of time as important as petroleum and the coal tar products of the present time."

“El uso de aceites vegetales como combustibles para los motores puede parecer insignificante hoy. Pero estos aceites serán, con el paso del tiempo, tan importantes como lo son el petróleo y el carbón en nuestros días”.

Los chinos ya no van en bicicleta

La sociedad actual está construida sobre los cimientos del petróleo. Absolutamente todo lo que nos rodea es un derivado de éste. Y la dependencia que tiene la sociedad es absoluta. No se concibe hoy dia un mundo sin él.

El consumo de petróleo sigue una curva en forma de campana de Gauss, con una cima, el punto máximo, llamado pico o “peak oil”. Llegados a ese punto, cada barril de petróleo se hace progresivamente más caro de extraer hasta que la producción deja de ser rentable al necesitarse consumir el equivalente a un barril de petróleo, o más, para obtener ese mismo barril de crudo del subsuelo.

El geofísico M.K. Hubbert, mientras trabajaba para la compañía Shell, predijo en el año 1956 que las reservas de petróleo de los Estados Unidos se agotarían a finales de los 60 o a principios de los 70. Y así fue. En 1971 se alcanzó el máximo de la producción y a partir de entonces ha seguido descendiendo.

Años más tarde, predijo el pico de la curva de consumo mundial en el año 1995. Es evidente que no ha ocurrido todavía porque cada vez se produce más, pero hay que tener en cuenta que Hubbert no pudo incluir en sus cálculos factores tales como la guerra del Golfo, las secesiones, etc, hechos que mermaron la producción mundial de crudo.

Los cálculos actuales sitúan el pico de petróleo mundial en torno al año 2010, y el 2015 para el gas natural.

Situar un final para las reservas de crudo es más complejo, porque se siguen descubriendo pozos, aunque menos que hace décadas. Aún así, se habla del fin total de las reservas de crudo en el 2050.

Y eso no es todo. Miremos al este, al gigante chino. Las necesidades de su creciente progreso obligarán a este ritmo al país a consumir 21 millones diarios de barriles de crudo, aproximadamente lo mismo que utiliza hoy EEUU.

Esto, junto con la creciente preocupación por el medio ambiente impulsa y obliga a investigar y desarrollar nuevos métodos energéticos. Y con ello aparece, entre otras alternativas, el biodiésel.

El gobierno de España, en el Plan de Fomento de las Energías Renovables 2000-2010, de 1999, fomenta las principales tendencias y aspectos para el desarrollo de un mercado de biocarburantes en España. Dicho documento establece, como previsión de cumplimiento de los objetivos energéticos, una producción y consumo totales de 500.000 toneladas equivalentes de petróleo (tep) para 2010, lo que supondría (según los cálculos de 1999) el 1,8% de las previsiones de consumo de combustibles para el transporte.

Nosotros, desde la Comisión, vamos a trabajar para comprobar si la producción de biodiésel es rentable para la empresa.