La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) define al biodiesel como esteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de una materia prima lipídica renovable, tales como aceite vegetal o grasa animal. El sufijo “bio” representa su fuente biológica y renovable en oposición a los combustibles tradicionales derivados del petróleo; “diesel” se refiere a su uso en motores diesel. Como combustible, el biodiesel se puede usar puro o mezclado con diesel derivado del petróleo.

El Biodiesel, como combustible alternativo, tiene muchos méritos. Es derivado de una fuente renovable y doméstica, por lo que alivia la dependencia de importaciones de petróleo. Es biodegradable y no tóxico. Comparado con el diesel de petróleo, el biodiesel tiene un perfil de emisiones de combustión más favorable, tal como bajas emisiones de monóxido de carbono, partículas en suspensión e hidrocarburos sin quemar. El dióxido de carbono producido por la combustión del biodiesel puede ser reciclado por la fotosíntesis, minimizando de ese modo el impacto de la combustión del biodiesel en el efecto invernadero.

El biodiesel tiene un punto de ignición relativamente alto (150° C) lo que lo hace menos volátil y más seguro de transportar o manejar que el diesel de petróleo. Posee propiedades lubricantes que reducen el desgaste de los motores y extender la vida de los mismos. En resumen, estas ventajas del biodiesel lo convierten en una buena alternativa al combustible derivado del petróleo y han conducido a su uso en muchos países, especialmente en áreas ambientalmente delicadas.

Los aceites vegetales como combustibles se han investigado ampliamente. Dentro de esas investigaciones se han incluidos los aceites de: palma, soya, girasol, coco, canola y tung. Las grasas animales, aunque se mencionan con frecuencia, no se han estudiado tan ampliamente como los aceites vegetales. Aceites provenientes de algas, bacterias y hongos también han sido investigados, Se ha examinado también la posibilidad de extraer ésteres de metilo de microalgas. Asimismo los terpenos y látex se han estudiado como combustibles diesel.

El uso directo de aceite vegetal como combustible diesel presenta problemas, ya que los aceites son mucho más viscosos que el diesel. Esto genera depósitos de carbón en los motores, contaminación del aceite lubricante y acortamiento de vida de los motores. Para ser compatibles con los motores existentes, los aceites vegetales se deben derivatizar. Se ha investigado cuatro formas de producir biodiesel: 1) uso directo o mezclado con combustibles fósiles 2) microemulsiones 3) pirólisis y 4) transesterificación. En este proyecto el interés se centrará en este último, ya que es el método que actualmente se considera más adecuado para producir combustible de alta calidad.

La manera más común de producir biodiesel es mediante transesterificación, que se refiere a una reacción química catalizada en la que interviene aceite vegetal y una alcohol para producir esteres de alquilo de ácidos grasos (biodiesel) y glicerina.

Los triglicéridos, que son el componente principal del aceite vegetal, consisten de tres cadenas largas de ácidos grasos esterificadas a un esqueleto de glicerina. Cunado los triglicéridos reaccionan con un alcohol (como el metanol) las tres cadenas de ácidos grasos se sueltan del esqueleto de glicerina y se combinan con el alcohol para dar esteres de alquilo de los ácidos grasos. La glicerina se produce como producto secundario. El metanol es el alcohol más utilizado debido a su bajo costo, aunque no proviene de una fuente renovable. En general se usa un gran exceso de metanol para desplazar la ecuación hacia la derecha (Fig. 1) 

Las reacciones de transesterificación (también llamada alcoholisis) pueden ser catalizadas por base, por ácidoo por enzimas para mejorar la velocidad de reacción. Los dos primeros tipos han recibido gran atención, mientras que los sistemas catalizados por enzimas requieren de tiempos de reacción mucho mayores. Hasta la fecha sólo se ha llevado a cabo a escala de laboratorio. Ya que la reacción es reversible, se usa un exceso de alcohol para empujar la reacción hacia el lado de los productos. Los alcoholes que se pueden usar en el proceso son los primarios o secundarios de 1 a 8 carbonos.

En el presente, el alto costo del biodiesel es el mayor obstáculo para su comercialización. Usualmente, el biodiesel cuesta más de Q 27.00/gal, comparado con Q 21.80/gal para el diesel derivado de petróleo. El alto costo del biodiesel se debe principalmente al costo del aceite vegetal virgen. En investigaciones recientes se ha hecho mucho énfasis en la reducción de costos. Una forma de reducir costos es mediante la obtención de otros productos de valor comercial. El subproducto glicerina debe ser recuperado pues tiene valor como producto químico industrial. Este se puede separar por sedimentación gravitacional o centrifugación. Al contrario del caso de la glicerina proveniente del jabón, la energía necesaria para recuperar la glicerina a partir de biodiesel es baja ya que se requiere de menos evaporación. Además, el proceso es más simple ya que hay poca cantidad de jabón que provoca emulsiones difíciles de separar. De esta forma, el costo de obtención de glicerina es menor que para la glicerina del jabón y el costo del biodiesel se puede reducir si la producción de biodiesel se acompaña de la producción de glicerina. 

© Guatebiodiesel 2007