Articulo de referencia

Combustible de aceite vegetal

Aceite vegetal usado que ha sido filtrado El aceite vegetal puede utilizarse como combustible alternativo en motores diésel y quemadores de gasóleo para calefacción . Cuando se ...

Aceite vegetal usado que ha sido filtrado

El aceite vegetal puede utilizarse como combustible alternativo en motores diésel y quemadores de gasóleo para calefacción . Cuando se utiliza directamente como combustible, tanto en equipos modificados como no modificados, se denomina aceite vegetal puro ( SVO ) o aceite vegetal puro ( PPO ). Los motores diésel convencionales pueden modificarse para garantizar que la viscosidad del aceite vegetal sea lo suficientemente baja como para permitir una correcta atomización del combustible. Esto evita la combustión incompleta, que dañaría el motor al provocar la acumulación de carbono . El aceite vegetal puro también puede mezclarse con diésel convencional o procesarse para obtener biodiésel , HVO o biolíquidos, lo que permite su uso en una gama más amplia de condiciones.

Historia

Rudolf Diesel , inventor del motor diésel.

Rudolf Diesel fue el padre del motor que lleva su nombre. Sus primeros intentos consistieron en diseñar un motor que funcionara con polvo de carbón, pero posteriormente diseñó uno que funcionara con aceite vegetal. Esperaba que esta idea hiciera sus motores más atractivos para los agricultores, quienes dispondrían de una fuente de combustible fácilmente accesible. En una presentación de 1912 ante el Instituto Británico de Ingenieros Mecánicos , citó varios esfuerzos en este campo y comentó: «El hecho de que se puedan utilizar aceites grasos de origen vegetal puede parecer insignificante hoy en día, pero con el tiempo, estos aceites podrían llegar a tener la misma importancia que algunos aceites minerales naturales y los derivados del alquitrán en la actualidad». [ 1 ]

La escasez periódica de petróleo impulsó la investigación sobre el aceite vegetal como sustituto del diésel durante las décadas de 1930 y 1940, y nuevamente en las décadas de 1970 y principios de 1980, cuando el aceite vegetal puro alcanzó su máximo nivel de interés científico. En la década de 1970 también se formó la primera empresa comercial que permitió a los consumidores usar aceite vegetal puro en sus automóviles, Elsbett de Alemania Occidental . En el conflicto de Bougainville de la década de 1990 , los isleños, aislados del suministro de petróleo debido a un bloqueo, alimentaron sus vehículos con aceite de coco . [ 2 ]

Aplicación y usabilidad

Sistemas de combustible modificados

La mayoría de los motores diésel son aptos para el uso de aceite vegetal puro (SVO), también conocido como aceite vegetal puro (PPO), con ciertas modificaciones. Principalmente, la viscosidad y la tensión superficial del SVO/PPO deben reducirse precalentándolo, generalmente mediante el calor residual del motor o electricidad; de lo contrario, puede producirse una atomización deficiente, una combustión incompleta y carbonización . Una solución común consiste en añadir un intercambiador de calor y un depósito de combustible adicional para la mezcla de petrodiésel o biodiésel, y alternar entre este depósito adicional y el depósito principal de SVO/PPO. El motor se arranca con diésel, se cambia a aceite vegetal en cuanto alcanza la temperatura de funcionamiento y se vuelve a cambiar a diésel poco antes de apagarlo para asegurar que no queden restos de aceite vegetal en el motor ni en las tuberías de combustible al arrancarlo de nuevo en frío. En climas fríos, suele ser necesario calentar las tuberías y el depósito de aceite vegetal, ya que puede volverse muy viscoso e incluso solidificarse.

Las conversiones a un solo depósito se desarrollaron principalmente en Alemania y ahora se utilizan en toda Europa. Estas conversiones están diseñadas para proporcionar un funcionamiento fiable con aceite de colza que cumpla con la norma alemana DIN 51605 para combustible de aceite de colza. Las modificaciones en el régimen de arranque en frío del motor facilitan la combustión durante el arranque y la fase de calentamiento. Los motores de inyección indirecta (IDI) debidamente modificados han demostrado ser operativos con aceite de colza al 100 % hasta temperaturas de -10 °C (14 °F) . Los motores de inyección directa (DI) generalmente deben precalentarse con un calentador de bloque o un calentador diésel. La excepción es el motor VW TDI ( inyección directa turboalimentada ), para el cual varias empresas alemanas ofrecen conversiones a un solo depósito. Para una mayor durabilidad a largo plazo, se ha comprobado que es necesario reducir el intervalo de cambio de aceite y prestar mayor atención al mantenimiento del motor.  

Motores de inyección indirecta sin modificar

Muchos automóviles equipados con motores de inyección indirecta , ya sea mediante bombas de inyección en línea o bombas de inyección mecánicas Bosch , pueden funcionar con SVO/PPO puro en todas las temperaturas, excepto en invierno. Los más populares son los motores OM616 y OM617 que equipan los vehículos Mercedes-Benz W123 y W124 fabricados entre 1980 y 1985. Los vehículos Mercedes-Benz con inyección indirecta y bombas de inyección en línea, así como los equipados con el motor PSA XUD, suelen tener un rendimiento aceptable, especialmente porque este último normalmente incorpora un filtro de combustible calentado por refrigerante . La fiabilidad del motor depende de su estado. Un mantenimiento adecuado, en particular de los inyectores de combustible, el sistema de refrigeración y las bujías incandescentes, contribuye a prolongar su vida útil. Lo ideal sería realizar una conversión del motor. [ 3 ]

Mezcla de aceites vegetales

La viscosidad cinemática relativamente alta de los aceites vegetales debe reducirse para que sean compatibles con los motores de encendido por compresión y los sistemas de combustible convencionales. La mezcla con cosolventes es una tecnología de bajo costo y fácil adaptación que reduce la viscosidad diluyendo el aceite vegetal con un solvente de bajo peso molecular . [ 4 ] Esta mezcla, o "corte", se ha realizado con gasóleo, queroseno y gasolina, entre otros; sin embargo, existen diferentes opiniones sobre su eficacia. Entre los problemas observados se incluyen mayores tasas de desgaste y fallas en las bombas de combustible y los anillos de pistón al usar mezclas. [ 3 ]

Calefacción doméstica

Cuando los combustibles líquidos elaborados a partir de biomasa se utilizan para fines energéticos distintos del transporte, se denominan biolíquidos o biocombustibles. [ 5 ]

Con modificaciones mínimas, la mayoría de las calderas y hornos residenciales diseñados para quemar gasóleo de calefacción n.° 2 pueden adaptarse para quemar biodiésel o aceite vegetal usado (AVO) filtrado y precalentado. Los nuevos quemadores de gasóleo estándar están certificados para funcionar con un 20 % de biodiésel (B-20). Se pueden usar mezclas con mayor proporción, pero con precaución, ya que el biodiésel tiende a liberar los depósitos de alquitrán existentes en el depósito de combustible, lo que puede obstruir uno o más filtros. Los quemadores de gasóleo convencionales tienden a obstruirse y carbonizarse si se mezcla más de una pequeña fracción de aceite vegetal con gasóleo convencional. Si el consumidor limpia el aceite vegetal en casa, el AVO puede generar ahorros considerables. Muchos restaurantes reciben una cantidad mínima por su aceite de cocina usado, y su procesamiento para obtener biocombustible es bastante sencillo y económico. La conversión del aceite en biodiésel implica algunas transformaciones químicas tóxicas y peligrosas. Quemar AVO filtrado directamente es algo más problemático, ya que es más viscoso y tiene una temperatura de ignición más alta; sin embargo, su combustión puede lograrse con un precalentamiento adecuado o con quemadores diseñados para funcionar con él. Por lo tanto, el aceite vegetal usado puede ser una opción de calefacción económica para aquellos que tengan la aptitud mecánica y experimental necesaria.

Cogeneración

Varias empresas ofrecen generadores con motor de encendido por compresión optimizados para funcionar con aceites vegetales, donde el calor residual del motor se recupera para la calefacción.

Propiedades

La principal forma de SVO/PPO utilizada en el Reino Unido es el aceite de colza (también conocido como aceite de canola , principalmente en Estados Unidos y Canadá), que tiene un punto de congelación de −10 °C (14 °F) . Sin embargo, el uso de aceite de girasol, que se gelifica a alrededor de −12 °C (10 °F) , [ 6 ] se está investigando actualmente como un medio para mejorar el arranque en clima frío. No obstante, los aceites con puntos de gelificación más bajos tienden a ser menos saturados (lo que conlleva un índice de yodo más alto ) y se polimerizan más fácilmente en presencia de oxígeno atmosférico.    

Compatibilidad del material

La polimerización también se ha relacionado con fallas catastróficas de componentes, como el agarrotamiento y la rotura del eje de la bomba de inyección, y la falla de la punta del inyector, lo que puede provocar daños en diversos componentes de la cámara de combustión. La mayoría de los problemas metalúrgicos, como la corrosión y la electrólisis, están relacionados con la contaminación por agua o con la mala elección de las tuberías (como las de cobre o zinc), que pueden causar gelificación, incluso con combustibles derivados del petróleo.

Efectos de la temperatura

Algunas naciones insulares del Pacífico están utilizando aceite de coco como combustible para reducir sus gastos y su dependencia de los combustibles importados, contribuyendo así a la estabilización del mercado del aceite de coco. El aceite de coco solo se puede utilizar donde las temperaturas no bajen de los 17 grados Celsius (63 grados Fahrenheit) , a menos que se utilicen kits de dos tanques de aceite vegetal puro/aceite de palma o accesorios para calentar los tanques. Las mismas técnicas desarrolladas para utilizar, por ejemplo, la canola y otros aceites en climas fríos pueden implementarse para que el aceite de coco se pueda utilizar a temperaturas inferiores a los 17 grados Celsius (63 grados Fahrenheit).

Disponibilidad

Autobús de biodiésel en Suecia

Aceite vegetal reciclado

El aceite vegetal reciclado, también denominado aceite vegetal usado (UVO), aceite vegetal residual (WVO), aceite de cocina usado (UCO), [ 7 ] o grasa amarilla , se recupera de empresas e industrias que utilizan el aceite para cocinar.

A partir del año 2000Estados Unidos producía anualmente más de 11 mil millones de litros (2900 millones de galones estadounidenses) de aceite vegetal reciclado, principalmente de freidoras industriales en plantas procesadoras de papa , fábricas de aperitivos y restaurantes de comida rápida . Si esos 11 mil millones de litros se reciclaran y se utilizaran para reemplazar la cantidad equivalente de energía del petróleo (un caso ideal), se podría compensar casi el 1 % del consumo de petróleo de EE. UU. [ 8 ] Utilizar aceite vegetal reciclado como sustituto de los combustibles estándar derivados del petróleo, como la gasolina, reduciría el precio de la gasolina al preservar el suministro de petróleo.

aceite vegetal virgen

El aceite vegetal virgen, también llamado aceite vegetal puro o aceite vegetal puro, se extrae de las plantas exclusivamente para su uso como combustible. A diferencia del aceite vegetal usado, no es un subproducto de otras industrias, por lo que su uso como combustible no está limitado por la capacidad de otras industrias. La producción de aceites vegetales para su uso como combustible está teóricamente limitada únicamente por la capacidad agrícola de una economía determinada. Sin embargo, esto reduce la oferta de otros usos del aceite vegetal puro.

Véase también

Referencias

  1. Knothe, Gerhard (2001). "Perspectivas históricas sobre los combustibles diésel a base de aceite vegetal" ( PDF) . Inform . 12 (11). American Oil Chemists' Society : 1103–1107 . Recuperado el 20 de abril de 2021 .
  2. La revolución del coco en IMDb (2000), un documental.
  3. 1 2 Comisión de Geociencias Aplicadas de las Islas del Pacífico: "Investigación sobre el combustible de aceite de coco en la República de las Islas Marshall"
  4. Dunn, RO (2008). "Propiedades de flujo a baja temperatura de combustibles diésel de mezcla de aceite vegetal/cosolvente" (PDF) . ddr.nal.usda.gov . Archivado del original (PDF) el 14 de agosto de 2011. Recuperado el 23 de abril de 2011 .
  5. "Anuario de la Asociación de Energías Renovables 2009" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 24 de julio de 2011.
  6. Gregg, Forest. "Propiedades combustibles de varios aceites y grasas" . Consultado el 4 de diciembre de 2009 .
  7. Kotrba, Ron (23 de septiembre de 2014). "IncBio firma un contrato para suministrar una planta de biodiésel de 2,4 millones de galones al año a Grecia" . Biodiesel Magazine . Consultado el 11 de octubre de 2014 .
  8. Véase Emisiones de gases de efecto invernadero de Estados Unidos