Biodiesel

39 infrarroja tiene varias ventajas: i) no se requiere preparación de la muestra, ii) la muestra puede ser sólida, líquida, pastosa, suspensión, y gaseosa, además no se modifica ni se destruye después del análisis, iii) el análisis puede ser aislado o en línea a un proceso dinámico, es además rápido y económico y no utiliza disolventes contaminantes, iv) el análisis puede ser cualitativo y cuantitativo. En los últimos años se ha desarrollado la espectroscopia infrarrojo por Transformada de Fourier, (FTIR), lo que le da a la técnica un gran poder y rapidez en el análisis. Esta técnica analítica tiene sus bases físicas en la vibración molecular y esto ofrece muchas posibilidades en el análisis de compuestos de origen biológico (Castorena et al., 2011).

Ariza-Ortega et al. (2011) utilizaron la técnica FTIR para el análisis de los aceites tratados con campo eléctrico y para determinar la presencia de dobles enlaces cis y trans en los aceites, dado que los resultados ayudan a estimar la composición de varios grupos funcionales de los ácidos grasos. Castorena et al., (2011) identificaron los componentes de la pulpa y aceite de aguacate mediante la espectroscopia infrarroja, resaltando el potencial de la técnica en el análisis cuantitativo de enlaces asociados al contenido del aceite. Ariza-Ortega et al. (2014) utilizaron la FTIR para evaluar el aceite sometido a campo eléctrico para la conservación de aceite de aguacate. Ariza-Ortega et al. (2010) emplearon está técnica identificando una banda de absorción asociada a los ácidos grasos trans en muestras de aceite obtenido por centrifugación de las variedades Hass, Criollo y Fuerte.

40 han hecho muchos esfuerzos para lograr que los derivados del aceite vegetal se aproximen a las propiedades del diésel. El problema con la sustitución de los triglicéridos por el combustible diésel está asociado sobre todo con la alta viscosidad, baja volatilidad y características de poliinsaturación. Los aceites vegetales generalmente contienen ácidos grasos libres, fosfolípidos, esteroles, agua, odorantes y otras impurezas. La aplicación directa de aceites vegetales en los motores diésel puede causar muchos problemas tecnológicos tales como: la carbonización de la cámara de inyección, resistencia a la expulsión del segmento del pistón, dilución de la caja del cigüeñal, la contaminación del aceite lubricante y una atomización deficiente del combustible, asignados principalmente a su baja volatilidad y alta viscosidad, para evitar estos problemas los aceites han sido sometidos a un proceso de transesterificación para obtener biodiesel (Andrade et al., 2011 y Meher et al., 2006).

2.5.1 Transesterificación

Comúnmente los aceites vegetales y grasas animales son ésteres de ácidos monocarboxílicos saturados e insaturados con el glicerol, estos ésteres son llamados triglicéridos (Leung et al., 2010). Mediante la transesterificación, las largas y ramificadas cadenas de moléculas de triglicéridos se transforman en monoésteres de ácidos grasos y glicerina. El proceso de transesterificación consiste de una secuencia de tres reacciones reversibles consecutivas (Figura 1) Es decir, la conversión de triglicéridos a diglicéridos, seguido por la conversión de diglicéridos a monoglicéridos.

Los glicéridos se convierten en glicerol y se obtiene una molécula de éster en cada paso. Estequiométricamente, se requieren tres moles de alcohol por cada mol de triglicérido, pero en la práctica se emplea una proporción molar superior con el fin de desplazar el equilibrio y conseguir una mayor producción de biodiesel. Aunque los ésteres son el producto deseado de la reacción de transesterificación, la recuperación de glicerina también es importante debido a sus numerosas aplicaciones en diferentes procesos industriales. Comúnmente se usan alcoholes de cadena corta como el metanol, etanol, propanol y butanol.

41 Figura 1. Reacción de transesterificación de los triglicéridos.

El rendimiento de la esterificación es independiente del tipo del alcohol utilizado.

Por lo tanto, la eventual selección de uno de éstos tres alcoholes se basará en las consideraciones de precio y rendimiento. El metanol se utiliza comercialmente por su bajo precio. Los hidróxidos alcalinos son los más eficaces catalizadores en la transesterificación, en comparación con los catalizadores ácidos. El hidróxido de potasio y de sodio son los catalizadores alcalinos comúnmente utilizados. La transesterificación alcalina de aceites vegetales es posible sólo si el índice de acidez del aceite es inferior a 4.

Porcentajes más altos de ácidos grasos libres en el aceite reducen el rendimiento del proceso de transesterificación (Ramadhas et al., 2005).

2.5.2 Ventajas del biodiesel

Biodiesel es un combustible sintético parecido al diésel, producido a partir de aceites vegetales, grasas animales o desperdicios de aceite de cocina (Demirbas, 2009). Es biodegradable y no tóxico, con bajos perfiles de emisión y por lo tanto beneficios al medio ambiente (Ma y Hanna, 1999).

El aumento en el uso de biodiesel se atribuye al aumento constante del precio del petróleo y a los beneficios que su uso proporciona al medio ambiente: es biodegradable, tiene un alto índice de ignición y las emisiones de CO y azufre

42 son muy bajas comparadas con el diésel. Además, proporciona una mayor lubricidad de los motores de combustión interna (Marchetti et al., 2006),

En lo que respecta a la seguridad, el punto de inflamación más alto hace al biodiesel más seguro de manejar, transportar y almacenar. Los beneficios de los biocombustibles frente a los combustibles tradicionales también incluyen una mayor energía de seguridad, reducción del impacto ambiental, el ahorro de divisas, y las cuestiones socioeconómicas relacionadas con el sector rural. El uso de aceites y grasas recicladas en la producción de biodiesel también reduce muchas complicaciones relacionadas con el medio ambiente (Calero et al., 2015).

El biodiesel es considerado como el mejor sustituto del diésel y puede ser utilizado puro o en mezclas biodiesel/diésel, presentando ventajas ambientales, económicas, sociales y técnicas. Entre las normas más utilizadas que rigen la calidad del biodiesel se encuentran la ASTM D 975 (American Society of Testing and Materials) y EN 590 (Norma Europea), donde establecen valores límite permitidos para cada parámetro fisicoquímico, que predicen la eficiencia del combustible en el motor (Lafont et al., 2011).