Diseño de Un Reactor de Transesterificación

7/25/2019 Diseño de Un Reactor de Transesterificación

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Tabla de contenidos

Tabla de contenidos .................................................................................................... 4

1 Introducción ...................................................................................................... 6 2 Objetivos específicos ......................................................................................... 7

CAPÍTULO I: REVISIÓN TECNOLÓGICA ............................................................ 8

3 La revolución verde .......................................................................................... 8

4 Las enerías renovables ................................................................................. 11

4.1 ¿Q! son las ene"#$as "eno%ables& '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' (( 4.2 El )"otocolo de *+oto ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' (( 4.3 La Uni,n E"o)ea cont"a el ca-bio cli-.tico '''''''''''''''''''''''''''''''''''' (/

! La bio"asa ...................................................................................................... 17

!.1 ¿Q! es la bio-asa& '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' (0 !.2 Ti)os de bio-asa ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(1 !.3 2i"ect"ices de la Uni,n E"o)ea )a"a la bio-asa ''''''''''''''''''''''''''''''''/3

!.4 4iodi!sel + 4ioetanol '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''// !.! 2i"ect"ices de la Uni,n E"o)ea )a"a los bioca"b"antes ''''''''''''''''''''/5

6 #io"asa para biodi$sel .................................................................................. 24

6.1 Ti)os de bio-asa )a"a biodi!sel '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' /6 6.2 P"o)iedades ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''/7 6.3 El aceite de col8a ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''/0

7 #iodi$sel ........................................................................................................... 31

7.1 El ciclo del 4iodi!sel '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 5( 7.2 La t"anseste"i9icaci,n de los .cidos #"asos de los aceites %e#etales ''''5/ 7.3 P"ocesos eistentes de t"anseste"i9icaci,n'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''5;

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel 4



CAPÍTULO II: <O2ELI=ACIÓN 2E UN REACTOR 2ETRANSTERI>ICACIÓN ......................................................................................... 38

8 'roceso ............................................................................................................. 38

8.1 P"oceso discontino )a"a )"odcci,n )o" lotes ?4enc@ Scale '''''''''' 5B 8.2 Ca"acte"$sticas de Reacti%os + P"odctos '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 6( 8.3 Va"iables + Pa".-et"os e inte"%ienen '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 66

( )odeli*ación del reactor ................................................................................ 47

(.1 2iseDo del "eacto" ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 60 (.2 <odeli8aci,n -ate-.tica del "eacto" -ediante <at@cad ''''''''''''''''''' 73 (.3 Coste econ,-ico del )"oceso + )"es)esto del "eacto"'''''''''''''''''''''' 0;

(.4 An.lisis de "esltados '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 0B

CAPÍTULO III: APLICACIONES E I<PACTO A<4IENTAL ............................. 7(

1+ ,plicaciones ................................................................................................... 7(

1+.1 <oto"es de co-bsti,n inte"na ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 01 1+.2 Gene"aci,n el!ct"ica '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' B/

11 I"pacto a"biental ........................................................................................ 83

11.1 Int"odcci,n ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' B5 11.2 Ciclo del ca"bono ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' B7 11.3 4alance ene"#!tico #lobal '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' B1 11.4 Clti%os ene"#!ticos '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 1(

CAPÍTULO IV: CONCLUSIONES ......................................................................... (6

12 -onclusiones ................................................................................................. (6

12.1 Res-en de )"o+ecto ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 1; 12.2 Posibles l$neas de in%esti#aci,n 9t"as ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 10 12.3 A#"adeci-ientos '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 1B

#ibliorafía ............................................................................................................. ((

,neos .................................................................................................................... 1+3

-ontenido del soporte infor"/tico adjunto ...................................................... 1+(

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel !



1 I0O%--I0

El si#iente estdio se cent"a en el a)"o%ec@a-iento de la bio-asa en

conc"eto en la tili8aci,n de la bio-asa )a"a bioco-bstibles + en la sstitci,n delos actales co-bstibles 9,siles )o" los ne%os co-bstibles ?%e"des'

A t"a%!s del estdio se "eali8a". na "e%isi,n de las tecnolo#$as "elacionadasca-inando sie-)"e desde lo #en!"ico @asta lo es)ec$9ico )a"a )oste"io"-enteabo"da" -ediante -!todos co-)tacionales la -odeli8aci,n de n "eacto" det"anseste"i9iaci,n e sea ca)a8 de t"ans9o"-a" el aceite %e#etal de col8a en biodi!sele c-)lan los est.nda"es actales' Se estdia". n "eacto" )a"a )"odcci,n enlabo"ato"io + sob"e todo con %istas a s tili8aci,n en )eeDas co-nidades

a#"$colas )o" lo e el estdio del coste ene"#!tico + -oneta"io del -is-o debe".se" contenido' Se tili8a". el )"o#"a-a in9o"-.tico <at@cad )a"a conse#i" los-eFo"es "esltados )osibles' Pa"a 9inali8a" abo"da"e-os las )"inci)ales a)licaciones+ %entaFas e incon%enientes desde el )nto de %ista -ec.nico + a-biental "eali8andon estdio sob"e la di9e"encia de e-isiones + el balance ene"#!tico #lobal del

)"oceso'

El )"o+ecto )es consta". de t"es )a"tes bien di9e"enciadas e "es-i-os acontinaci,n:

La )"i-e"a )a"te es na e)osici,n #ene"al de la -ate"ia en el ento"no del dile-a )"o%ocado )o" el calenta-iento #lobal + la c"isis ene"#!tica -ndial sie-)"e desdeel )nto de %ista de la Uni,n E"o)ea' G"adal-ente )a"ticla"i8a"e-os la cesti,nen las ene"#$as "eno%ables + -.s en conc"eto en la bio-asa )a"a te"-ina"en9ocando el te-a sob"e los bioco-bstibles + los )osibles )"ocesos actales det"anseste"i9icaci,n' Se )"etende en esta )"i-e"a )a"te ace"ca" al lecto" a la nat"ale8adel estdio a s i-)o"tancia a de9iniciones i-)o"tantes + a ss )osibilidades de9t"o %entaFas e incon%enientes'

La se#nda )a"te es la -.s i-)o"tante de este t"abaFo se t"ata de la -odeli8aci,n den "eacto" de )eeDa escala o"ientado a la in%esti#aci,n cient$9ica o a )eeDasco-nidades' >inal-ente se desa""olla". con a+da de )"o#"a-as in9o"-.ticos nc,di#o e #$e el co-)o"ta-iento de nest"o "eacto" a 9in de obtene" "esltados

)a"a di9e"entes necesidades + condiciones de conto"no'

La te"ce"a )a"te estdia". a)a"tados co-)le-enta"ios co-o las a)licaciones + )osibilidades del bioco-bstibles el "endi-iento del )"oceso la e%alaci,n dei-)acto a-biental basada en el ciclo del ca"bono + el balance ene"#!tico + nin9o"-e de conclsiones sob"e el t"abaFo'




2. O#5IO '-9:I-O

Los )"inci)ales obFeti%os de nest"o estdio se )eden "es-i" en lossi#ientes )ntos:

Re%isi,n co-)leta de los as)ectos 9nda-entales de la tecnolo#$a' P"esentaci,n de los )"ocesos de t"anseste"i9icaci,n eistentes' I-)le-entaci,n de n )"oceso de t"anseste"i9icaci,n )o" lotes' 2iseDo de n "eacto" de t"anseste"i9icaci,n' Estdio de i-)acto a-biental' 2iscsi,n de los "esltados + alte"nati%as'

Sin -.s dilaci,n )"esenta-os n estdio c+o )"inci)al obFeti%o + e en#loba atodos los de-.s es ab"i" el abanico de )osibles in%esti#aciones en to"no a la bio-asae se @an %enido "eali8ado en la Uni%e"sidad Ca"los III de <ad"id + e es)e"o-oti%e a ot"os estdiantes e ie"an lle%a" a cabo ss )"o)ias ideas'




CAPÍTULO I: REVISIÓN 2E LA TECNOLOGÍA

3. L, OL-I0 %

“¿Crees que el mundo que te rodea está equivocado? No tienes forma de saberlo.

Todo está equivocado a los ojos del hombre, entonces, ¿de qué sirve luchar?” !a "ebeli#n de $tlas

$%n "and

Se sele deci" e el 9t"o est. en nest"as -anos' Pe"o son nest"as -anoslas e condcen los ato-,%iles las e const"+en -.s -.inas las eencienden las lces' El o"denado" sob"e el e esc"ibo + la l8 e -e a-)a"acons-en ene"#$a )osible-ente de na cent"al t!"-ica' <.s ta"de -e dc@a"! cona#a calentada )o" #as nat"al + cena"! ali-entos conse"%ados en n 9"i#o"$9ico antesde se" cocinados sob"e na )laca de indcci,n' asta el -is-o des)e"tado" e nos@ace ab"i" los oFos est. encadenado a la Ene"#$a'

La Ene"#$a -e%e n -ndo i-)osible de detene" +a )o"e )a"a" es na )alab"ae no est. esc"ita )a"a e obede8ca la c"iosidad + a-bici,n @-anas' La -a+o"

)a"te de la ene"#$a e cons-i-os )"ocede di"ecta o indi"ecta-ente de losco-bstibles 9,siles' La i-)o"tancia de !stos en el Hlti-o si#lo @a sido ca)ital-anc@ando con s ne#"o sello todos los secto"es econ,-icos + sociales + ele%ando ala @-anidad a ni%eles de %ida nnca antes alcan8ados' ADos + aDos #"itando co-oen los ba"cos de %a)o": ?<ade"a -.s -ade"a nos @a @ndido en na "tina decons-o e @e-os ace)tado co-o no"-al' El @o-b"e es n ani-al de cost-b"es'La-entable-ente todo en la %ida tiene ss consecencias + el )"ecio e @e-os de

)a#a" )o" ellos se )"esenta cada d$a -.s ca"o'

Nest"a e-a t"ae consi#o en9e"-edades )a"a la tie""a + )o" consi#iente )a"a los@o-b"es' Las cat.st"o9es nat"ales + el calenta-iento #lobal de%en#an en @a-b"nas+ escase8 la )!"dida de biodi%e"sidad es n c"i-en cont"a la e%olci,n laconta-inaci,n del ai"e es n c.nce" e se instala en nest"os )l-ones' Po"des#"acia el @o-b"e solo )adece "eal-ente en lo )a"ticla" es as$ de e#o$sta le @aedado esa )a"te de ani-al' La e-)at$a es )a"te de la %acna ?%e"de'

Po" ot"a )a"te la c"eciente ca"est$a de los co-bstibles 9,siles ade-.s de t"ae"consi#o consecencias econ,-icas + sociales "eal-ente #"a%es co-o el inc"e-ento

de los )"ecios #e""as )o" el cont"ol de la )"odcci,n + -i#"aciones -asi%as -e"-anest"a ca)acidad de -aniob"a )a"a "ecti9ica" cada d$a -.s )es )a"a ca-bia" lossiste-as actales se"$a necesa"io n es9e"8o i-)ensable sin n Hlti-o aliento 9,sil'




Nos eda entonces a)osta" aHn -.s 9e"te )o" na )"o#"esi%a asi-ilaci,n dene%as 9o"-as de ene"#$a )a"a )ode" 9"ena" el ca-bio cli-.tico + ada)ta"nos a losca-bios antes de e scedan' Pe"o %a+a-os de lo #ene"al a lo )a"ticla"

bse-os solciones conc"etas +a e na de las -.s .cidas c"$ticas e se %ie"tencont"a la Hlti-a )"oli9e"aci,n de ensa+os sob"e el ca-bio cli-.tico es la de-a#o#ia

+ el ecesi%o %e"bo' Los in#enie"os son esa )a"te esencial de la -aina"ia eintenta conecta" lo te,"ico + lo )".ctico'

2ent"o de los co-bstibles 9,siles n secto" -+ i-)o"tante es el de losco-bstibles l$idos )a"a -oto"es de co-bsti,n inte"na' a sea )o" el t"ans)o"teindi%idal o colecti%o de )e"sonas o de -e"canc$as )o" tie""a -a" + ai"e secons-en al d$a -illones de ba""iles de c"do "e9inado + s)onen el /(J de lase-isiones de #ases de e9ecto in%e"nade"o' Los ele%ados ni%eles de CO/ + ot"osco-)onentes )eli#"osos e)lsados t"as la co-bsti,n de los -is-os ade-.s de lasbida del )"ecio del ba""il de )et",leo @an lle%ado desde @ace al#nos aDos aldesa""ollo de los deno-inados bioco-bstibles' Los -.s tili8ados son lossstitti%os de la #asolina + el #asoil el bioetanol + el biodi!sel "es)ecti%a-ente' Seobtienen -ediante n )"oceso lla-ado t"anseste"i9icaci,n e consiste en con%e"ti"la"#as cadenas de .cidos #"asos )"o%enientes de aceites %e#etales en !ste"es' Kstosne%os co-bstibles e-iten -enos conta-inaci,n + -enos )eli#"osa "eacti%an elsecto" )"i-a"io dan t"abaFo libe"an a las econo-$as de la de)endencia ene"#!tica del

)et",leo se aFstan a las di"ect"ices del )"otocolo de *+oto en #"andes )"odcciones+ con las a+das #be"na-entales e se est.n i-)lantando )eden ent"a" en el-e"cado sin )"oble-as + se constit+en co-o la -ane"a -.s 9.cil de )one" al

alcance de la #ente el ca-bio al con9o"-a"se co-o sstitti%os )e"9ectos'

Sin e-ba"#o no todo son %entaFas' Eiste na #"an cont"o%e"sia sob"e el desa""ollode estos ne%os co-bstibles' Se "eie"en eno"-es ca-)os de clti%o )a"aabastece" na )eeDa )a"te del cons-o de ca"b"ante + esto si#ni9ica -.s

)esticidas + abonos -.s e"osi,n -enos sel%a + lo e es -.s )"eoc)ante -enosco-ida' Es n dile-a -o"al e-a" ali-entos cando @a+ #ente e se -e"e de@a-b"e'

Ade-.s inte"%ienen ot"os -c@os 9acto"es dete"-inantes co-o la #lobali8aci,ninte"eses de las -ltinacionales ace"dos co-e"ciales )"eeistentes "elaciones conlas anti#as colonias le#islaciones de a)licaci,n local o co-a"cal )lanes dedesa""ollo + necesidades ene"#!ticas + ali-enta"ias de cada naci,n'

Cabe destaca" sin e-ba"#o los es9e"8os "eali8ados en los Hlti-os cincenta aDos )o" al#nos de los )a$ses -.s desa""ollados e @an bscado ne%as solciones@acia n ne%o @o"i8onte -.s li-)io + sostenible' E"o)a tan lon#e%a +a @a )asadolo s9iciente co-o )a"a sabe" e el -a+o" "eto e tiene )o" delante es lc@a" )o" la

conse"%aci,n + la sostenibilidad' Naciones co-o Ale-ania + Ast"ia se llenan de )aneles sola"es los )a$ses escandina%os a)"o%ec@an el )otencial de la bio-asaEs)aDa )lanta eno"-es -olinos de %iento co-o #iada )o" s t"adici,n iFotesca'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel (



En ot"as )a"tes del -ndo ta-bi!n se )otencian las )osibilidades de las ne%asene"#$as co-o en Cali9o"nia o en 4"asil donde los bioco-bstibles con9o"-an la-a+o"$a del ca"b"ante tili8ado'

C"eo en esta "e%olci,n c"eo en el )ode" de nest"as -anos c"eo en n 9t"o -eFo"

c"eo en ot"a 9o"-a de contina" nest"o ca-ino c"eo en la Ene"#$a de la Vida'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel 1+



4. L, 0;9, 0O,#L

4.1 <=u$ son las enerías renovables>

La @e""a-ienta -.s )ode"osa )a"a lle%a" a cabo n %e"dade"o ca-bio en el )ano"a-a ene"#!tico -ndial es el desa""ollo a ni%el #lobal de las ene"#$as"eno%ables aellas e son )o" de9inici,n 9entes de ene"#$a basadas en "ec"sosin9initos o e se "e#ene"an ili-itada-ente' Kstas a)"o%ec@an la ene"#$a de9en,-enos nat"ales constantes o %a"iables co-o la "adiaci,n sola" la %elocidad del%iento los desni%eles en los caces de los "$os el ciclo de las -a"eas o la -asa%e#etal' Las 9a-ilias de ene"#$as "eno%ables las )ode-os "es-i" en:

Ene"#$a Sola" Ene"#$a E,lica Ene"#$a id"aHlica Ene"#$a Geot!"-ica Ene"#$a )"ocedente de la bio-asa

2ent"o de cada na se @allan di9e"entes -ane"as de obtenci,n de estas ene"#$as )o"eFe-)lo dent"o de la ene"#$a sola" la ene"#$a sola" 9oto%oltaica + la ene"#$a sola"t!"-ica + dent"o de la bio-asa el bio#.s los "esidos 9o"estales o los

bioca"b"antes de los e t"ata este estdio'

4.2 l 'rotocolo de ?@oto

El P"otocolo de *+oto de la con%enci,n -a"co de las Naciones Unidas sob"eel Ca-bio Cli-.tico 9i"-ado en (11B 5;M oto"#a na es)ecial "ele%ancia a laca)acidad de las ene"#$as "eno%ables )a"a 9"ena" el ca-bio cli-.tico )"o%ocado )o"

los #ases de ?e9ecto in%e"nade"o + 9entes de e-isi,n e se de9inen en el Aneo Idel -is-o )"otocolo' Se de9ini, la "edcci,n de las e-isiones en n (7J "es)ecto alni%el base to-ado en (113'

La i-)o"tancia del P"otocolo de *+oto es %ital )o" el consenso de tantos )a$ses -.se )o" la i-)lantaci,n de -edidas conc"etas' El co-)"o-iso e 9i"-a"on en s d$acon %istas al )e"iodo co-)"endido ent"e /33B + /3(/ se est. %iendo e s)e"abacon c"eces las ca)acidades de @asta los )a$ses -.s ecol,#icos )e"o aHn as$ si"%i,

)a"a tende" la8os @acia n obFeti%o co-Hn' Pa"ece e la Uni,n E"o)ea es la eest. "eto-ando este es)$"it + se est. in%olc"ando en ana" es9e"8os @acia n9t"o -.s sostenible con la )"o-l#aciones de le+es + -edidas conc"etas e senen a las "es)ecti%as le#islaciones nacionales'




4.3 La nión uropea contra el ca"bio cli"/tico

La Uni,n E"o)ea es el -a+o" desa9$o de inte#"aci,n )ol$tica econ,-ica +

clt"al s)"aestatal en todo el )laneta' 4aFo n es)$"it e"o)e$sta + na %isi,nco-Hn + solida"ia las acti%idades de la Uni,n E"o)ea sie-)"e @an ido enca-inadas@acia na ni9icaci,n de todos los )a$ses e @an con9o"-ado el .-bito #eo#".9ico e@ist,"ico de E"o)a' Actal-ente ade-.s de se" )ione"a en el desa""ollo b"oc".ticode ne%as institciones + -a"cos le#ales de ti)o econ,-ico + social se e"i#e co-oel estanda"te de la lc@a cont"a el ca-bio cli-.tico' Los )ila"es sob"e los e seasientan ss acciones )o" la sostenibilidad se )od"$an "es-i" en:

Una )ol$tica cli-.tica co-nita"ia

P"o#"a-a E"o)eo sob"e el Ca-bio Cli-.tico PECC Redcci,n de #ases de e9ecto in%e"nade"o co-o obFeti%o )"io"ita"io Lib"o Ve"de sob"e la ada)taci,n al ca-bio cli-.tico <a"8o /33; El )"otocolo de *+oto

Una ene"#$a -enos conta-inante + -.s e9iciente

Cent"a" el -e"cado de la ene"#$a en la se#"idad + sostenibilidad Lib"o Ve"de sob"e la e9iciencia ene"#!tica Conse#i" e las ene"#$as "eno%ables sean na alte"nati%a "eal + aseible

<edios de t"ans)o"te -.s li-)ios + eilib"ados

Lib"o 4lanco: La )ol$tica de t"ans)o"tes de ca"a a /3(3 Reconcilia" el t"ans)o"te )o" ca""ete"a + a!"eo con el -edio a-biente >o-enta" el t"ans)o"te 9e""o%ia"io -a"$ti-o e inte"-odal'

E-)"esas "es)onsabili8adas + co-)etiti%as

Res)onsabilidad <edioa-biental Inst"-entos de #esti,n -edioa-biental Li-itaci,n de las e-isiones at-os9!"icas a-bientales

La a#"iclt"a + la o"denaci,n te""ito"ial al se"%icio del -edio a-biente

Sil%iclt"a Gesti,n de los boses Est"ate#ia te-.tica )a"a la )"otecci,n del selo

Ve"tido de "esidos Plan de acci,n a 9a%o" de la A#"iclt"a Ecol,#ica




Un -a"co ada)tado )a"a la inno%aci,n

S!)ti-o P"o#"a-a <a"co de In%esti#aci,n + 2esa""ollo Tecnol,#ico/330/3(5

P"o#"a-a <a"co )a"a la Inno%aci,n + la Co-)etiti%idad

Plan de actaci,n a 9a%o" de las tecnolo#$as a-bientales Plan est"at!#ico E"o)eo de Tecnolo#$a Ene"#!tica Plan EETE

La sitaci,n ene"#!tica actal de la Uni,n E"o)ea + las est"ate#ias + )lanesco-nita"ios sob"e ene"#$as "eno%ables se )"esenta"on en el Lib"o 4lanco sob"eEne"#$a Reno%ables "esltado de los debates sscitados )o" el Lib"o Ve"de en (11;+ c+a Hlti-a -odi9icaci,n se "eali8, en el aDo /33(' A continaci,n se )"esentanlas ca"acte"$sticas 9nda-entales del -is-o Fnto a na "e%isi,n del estadoene"#!tico con datos obtenidos del EUROSTAT'

ObFeti%o Gene"al: Alcan8a" en /3(3 na )enet"aci,n -$ni-a del (/J de las9entes de ene"#$a "eno%ables en la Uni,n E"o)ea

ObFeti%os Es)ec$9icos:

Redcci,n de las e-isiones de CO/ 63/ -illones de toneladas anales en/3(3

Una "edcci,n de la de)endencia ene"#!tica Redcci,n de lasi-)o"taciones de co-bstible en n (06J

El desa""ollo de las indst"ias nacionales A@o""o anal de #astos deco-bstible de 5 -illones de E"os a )a"ti" de /3(3

La c"eaci,n de @asta n -ill,n de ne%os )estos de t"abaFo

Re%isi,n del Estado Ene"#!tico de la Uni,n E"o)ea:

Al"ededo" del B3J de la ene"#$a e se cons-e en la E"o)a de los /7 )"ocede deco-bstibles 9,siles' En /336 la -a+o" )a"te e"a )et",leo 6/BJ se#ido del #as/65J + la elect"icidad /3J' La de)endencia del )et",leo + del #as i-)o"tado

e en la actalidad se sitHa en to"no al 73 J + )od"$a ele%a"se al 03 J en /353ade-.s de inc"e-enta" la %lne"abilidad de la UE ante los co"tes de abasteci-iento +el enca"eci-iento de los )"ecios debidos a las c"isis inte"nacionales e%ita e la UEconiste las -etas e se @a i-)esto "es)ecto a la "edcci,n de las e-isiones' Enla 9i#"a ( se )eden obse"%a" los )a$ses -ie-b"os e e-iten -.s di,ido deca"bono:




&i'ura () *misiones de C+ en la -ni#n *uroea en //0 1en mill. de ton2

*-"+3T$T

Es l,#ico e sean los )a$ses -.s indst"iali8ados los e -.s CO / e-itan )e"oent"e ellos ta-bi!n se encent"an los e -a+o" es9e"8o @acen )o" "edci" sse-isiones )o" -edio de las ene"#$as "eno%ables' Kstas e actal-ente s,lo tienenna cota del ;J en el cons-o inte"io" b"to de ene"#$a de la Uni,n se )e"9ilanco-o las dina-i8ado"as del ca-bio en s est"ct"a ene"#!tica' a+ dos ca-inosabie"tos )a"a lo#"a" ese obFeti%o del (/J de ene"#$a "eno%able sob"e el total: laelect"icidad ?%e"de + los bioca"b"antes' En este a)a"tado t"ata"e-os de laelect"icidad )o" obtenida )o" ene"#$as "eno%ables + -.s adelante la "elaci,n ent"e elt"ans)o"te + los bioco-bstibles'




En /337 el )o"centaFe de elect"icidad "eno%able en el cons-o total de elect"icidaden la Uni,n E"o)ea 9e del (7 J' Con las )ol$ticas + los es9e"8os e actal-entese lle%an a cabo la Co-isi,n calcla e )a"a /3(3 se alcan8a". n )o"centaFe del(1J es deci" n %alo" )",i-o a s obFeti%o el /( J )a"a la UE/7' No obstantelos a%ances son desi#ales co-o se obse"%a". en la 9i#"a /' <ient"as e )a$ses

co-o Ale-ania 2ina-a"ca est.n a )nto de "eali8a" s obFeti%o de /3(3 ot"ostienen aHn -c@o ca-ino )o" delante )o" eFe-)lo >"ancia Italia o Po"t#al' EnEs)aDa los )o"centaFes dados )o" Ibe"d"ola sob"e el o"i#en de la elect"icidad econs-i-os dan a las ene"#$as "eno%ables n /3;J del total )a"a /330'

&i'ura ) 4orcentaje de electricidad renovable en la -* en //0 % los objetivos

acordados ara cada a5s miembro en /(/. *-"+3T$T.

En canto a la dist"ibci,n de la ene"#$a la @id"oel!ct"ica si#e siendo la )"inci)al9ente de elect"icidad de o"i#en "eno%able en /337 s)on$a /5 del total ane s

)osible c"eci-iento es -+ li-itado' La ene"#$a e,lica )o" s )a"te es n !ito +"e#ist"a n 9e"te a-ento en E"o)a el 55 J de las ne%as instalaciones de

)"odcci,n de elect"icidad' Po" s )a"te las cent"ales el!ct"icas e e-)ie8an atili8a" bio-asa @an acele"ado s c"eci-iento en los Hlti-os aDos + +a s)e"an el(;J de la elect"icidad #ene"ada dent"o de las ene"#$as "eno%ables' Pa"a %e"lo#".9ica-ente conta-os con la 9i#"a 5:

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel 1!



&i'ura 6) 4orcentaje de cada tio de ener'5a renovable en la electricidad renovabletotal a nivel euroeo ara el a7o //0. *-"+3T$T

<edida Co-nita"ia: *ner'5a ara el futuro) las fuentes de ener'5arenovables8. Lib"o 4lanco )o" el e se establece na est"ate#ia + n )lan deacci,n co-nita"ios'

<edidas del Plan de Acci,n:

El acceso no disc"i-inato"io al -e"cado de la elect"icidad <edidas 9iscales + 9inancie"as Ne%as iniciati%as en el ca-)o de la bioene"#$a )a"a el t"ans)o"te la

)"odcci,n de calo" + de elect"icidad + sob"e todo -edidas es)ec$9icas )a"a a-enta" la cota de -e"cado de los bioca"b"antes )a"a 9o-enta" el bio#.s + desa""olla" los -e"cados de la bio-asa s,lida

El 9o-ento de las 9entes de ene"#$a "eno%ables co-o la ene"#$a sola" enel secto" de la const"cci,n tanto )a"a "eno%a" co-o )a"a ei)a" ne%osedi9icios'

Ca-)aDa )a"a el des)e#e de las 9entes de ene"#$a "eno%ables esostiene la c"eaci,n de n -ill,n de siste-as 9oto%oltaicos (3'333 <#ene"ados )o" #"andes )a"es e,licos + (3'333 < )o" instalaciones de

bio-asa'

Todo ello dent"o de n -a"co de intensa coo)e"aci,n ent"e todos los )a$ses-ie-b"os )o" -edio de la asi-ilaci,n de )ol$ticas enca-inadas al -edio a-bienteel e-)leo la co-)etencia las a+das estatales la in%esti#aci,n + el desa""ollotecnol,#ico + -+ es)ecial-ente al desa""ollo del ento"no ""al'




!. L, #IO),,

!.1 <=u$ es la bio"asa>

a @e-os @ablado ante"io"-ente de la bio-asa en este estdio )e"o antes decontina" con as)ectos -.s a%an8ados nos )"e#nta-os ?¿Q! es la bio-asa&4ien la bio-asa ab"e%iat"a de -asa biol,#ica es el no-b"e dado a calie"-ate"ia o"#.nica de o"i#en "eciente es deci" no 9,sil e @a+a de"i%ado deani-ales %e#etales @on#os + bacte"ias co-o "esltado del )"oceso de con%e"si,n9otosint!tico' La ene"#$a de la bio-asa de"i%a del -ate"ial de %e#etal + ani-al talco-o -ade"a de boses "esidos de )"ocesos a#"$colas + 9o"estales + de la bas"aindst"ial @-ana o ani-ales'

S constitci,n "es)onde al )"oceso de ca)taci,n de la ene"#$a sola" + sac-laci,n en las )lantas + ."boles co-o ene"#$a $-ica' Los ca"bo@id"atos ent"elos e se encent"a la cellosa constit+en los )"odctos $-icos )"i-a"ios en el

)"oceso de biocon%e"si,n de la ene"#$a sola"' La bio-asa )ede tili8a"sedi"ecta-ente )o" eFe-)lo co-bsti,n de -ade"a )a"a la cale9acci,n + cocina" oindi"ecta-ente con%i"ti!ndola en n co-bstible l$ido o #aseoso )o" eFe-)loetanol a )a"ti" de cosec@as del a8Hca" o bio#.s de la bas"a ani-al' 2"ante laco-bsti,n la bio-asa o los co-bstibles obtenidos a )a"ti" de ella libe"an s

ene"#$a a -endo en la 9o"-a de calo" + el ca"b,n se oida ne%a-ente a di,idode ca"bono )a"a "estiti" el e 9e abso"bido d"ante el c"eci-iento de la )lanta'Este ciclo se )ede %e" de -ane"a #ene"al en la 9i#"a 6'

La ene"#$a neta dis)onible en este )"oceso de co-bsti,n es de al"ededo" de B<# )a"a la -ade"a %e"de /3<# )a"a la -ate"ia %e#etal seca en @o"no + 77<# )a"ael -etano' Co-o co-)a"aci,n )ode-os co-enta" e el ca"b,n tiene ent"e /5<#+ 53<#' Ade-.s ( ilo#"a-o de bio-asa )"o)o"ciona 5'733 ilocalo"$as-ient"as e ( lit"o de #asolina )"o)o"ciona (3'333 ilocalo"$as' Esto si#ni9ica ese necesitan 5 # de bio-asa )a"a obtene" la -is-a cantidad de ene"#$a e nos

)"o)o"ciona n lit"o de #asolina o lo e es lo -is-o cando des)e"dicia-os 5 #de bio-asa esta-os desa)"o%ec@ando el ei%alente a n lit"o de #asolina' Esnecesa"ia na -a+o" cantidad de bioco-bstible e de co-bstible 9,sil )a"aconse#i" la -is-a cantidad de ene"#$a lo e @ace necesa"io -a+o" es)acio )a"a sal-acena-iento' Ade-.s los "endi-ientos de las calde"as de bio-asa son al#oin9e"io"es a los "endi-ientos de las calde"as e tili8an co-bstibles 9,siles + sssiste-as de ali-entaci,n + eli-inaci,n de ceni8as son -.s co-)leFos'




VentaFas en el so la bio-asa:

La bio-asa es na 9ente "eno%able de ene"#$a S so no cont"ib+e al calenta-iento #lobal + actHa de s-ide"o nat"al

de di,ido de ca"bono'

La con%e"si,n de "esidos a#"$colas de la sil%iclt"a + la bas"a s,lida-nici)al )a"a la )"odcci,n ene"#!tica es n so e9ica8 de los "esidose a s %e8 "edce si#ni9icati%a-ente el )"oble-a de la dis)osici,n de

bas"a )a"ticla"-ente #"a%e en 8onas "banas densa-ente )obladas 2is-inci,n de la de)endencia ene"#!tica del ete"io" E-)leo en 8onas ""ales + )a$ses -enos desa""ollados

Rest"icciones al so de la bio-asa:

2ensidad ene"#!tica baFa lo e a-enta costes de t"ans)o"te +al-acena-iento La co-bsti,n inco-)leta #ene"a -on,ido de ca"bono + ot"os #ases

ino"#.nicos' A altas te-)e"at"as de co-bsti,n ,idos de nit",#eno' Tala de ."boles )a"a la con%e"si,n en 8onas a#"$colas o de e)lotaci,n' Con9licto )o" la dist"ibci,n del a#a E9iciencia

SECTOR PRI<ARIO

O4TENCIÓN

SECTOR AGRÍCOLA

SECTOR SECUN2 ARIO

TRANS>OR<ACIÓN

SECTOR IN2USTRIAL

SECTOR TERCIAR IO

SERVICIOS

TRANSPORTE2ISTRI4UCIÓN

Obtención y uso de los recursos energéticos procedente de la biomasa por

parte del hombre

Agua, abonos y

fertilizantes, mano de obra,

equipos …

B i o m a s a

Energía

solar

Energía procedente de

combustibles fósiles

Mano de obra, lubricantes,

mquinas,

construcciones !"ías de

comunicación, oficinas, …#

Mano de obra,

equipamiento, productos

químicos, …

USOS

APLICACIONES

CONTA<INACIÓN

4ASURA S E<ISIONES

&i'ura 9) Ciclo de la biomasa en su e:lotaci#n or arte del hombre




!.2 ipos de bio"asa

#io"asa natural. Se )"odce de 9o"-a es)ont.nea en la nat"ale8a sininte"%enci,n @-ana' Po" eFe-)lo las )odas nat"ales de los boses'

#io"asa AresidualB seca' P"ocede de "ec"sos #ene"ados en las acti%idades

a#"$colas 9o"estales' Ta-bi!n se )"odce este ti)o de bio-asa en )"ocesos dela indst"ia a#"oali-enta"ia + de la indst"ia de t"ans9o"-aci,n de la -ade"a'2ent"o de este ti)o de bio-asa se )ede di9e"encia" la de o"i#en 9o"estal + lade o"i#en a#"$cola'

#io"asa AresidualB CD"eda' P"ocede de %e"tidos biode#"adables 9o"-ados )o" a#as "esidales "banas e indst"iales + ta-bi!n de los "esidos#anade"os'

-ultivos ener$ticos tanto forestales co"o arícolas' Son aellos clti%os"eali8ados tanto en te""enos a#"$colas co-o 9o"estales + e est.n dedicados ala )"odcci,n de bio-asa con 9ines no ali-enta"ios' 2ent"o de !stos nosencont"a-os a los bioco-bstibles'

La 9i#"a 7 de "eali8aci,n )"o)ia se basa en las obse"%aciones de <c*end"+ /6Msob"e )"ocesos de con%e"si,n de la bio-asa' Po" n lado la bio-asa s,lida en#lobala nat"al + la seca es la -.s )oli%ante siendo ss sos )"i-o"diales la #ene"aci,nde calo" + elect"icidad' 2e la bio-asa @H-eda -ediante di#esti,n anae",bica seobteniene bio#.s + de los clti%os ene"#!ticos t"anseste"i9icando las olea#inosas odestilando las a8ca"e"as bioco-bstibles l$idos'

PLANTASOLEAGINOSAS

ACEITEVEGETAL

ESTER <ETÍLICO4IO2IESEL

AL<I2ÓN OCELULOSA

A=UCAR

ETANOL

CULTIVOS

A=UCAREROS

ET4E

4IO<ASASÓLI2A

4IO<ASA<E2A

ACEITESPIROLÍTICOS

GASCO<4USTI4LE 4IOGAS

prensado

refinado

transesterificación

e.tracción Cidrólisis

fer"entación

co"bustiónpirólisis

licuefacciónasificación

diestión

anaeróbica

CALOR

CAR4ÓNVEGETAL

4IOCO<4USTI4LES LÍQUI2OS

destilación

CO<4USTI4LES ELECTRICI2A2

producción de

vaporVAPOR

ciclo de

vapor

pila de

co"bustibleturbina

de as"otor

t$r"ico

&i'ura 0) Tios de biomasa % rocesos hasta su conversi#n en diferentes tios deener'5a ;til or arte del hombre. "eali<aci#n roia

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel 1(



!.3 %irectrices de la nión uropea para la bio"asa

Las )"inci)ales decisiones to-adas )o" la Uni,n E"o)ea en to"no aldesa""ollo ene"#!tico de la bio-asa se @allan en el Plan de acci,n sob"e la

bio-asaW c"eado )o" la Co-isi,n el 0 de 2icie-b"e de /337 + c+a Hlti-a-odi9icaci,n data del (3 de <a+o de /330' Se constit+e co-o na "a-i9icaci,n dela )ol$tica ene"#!tica e"o)ea sob"e ene"#$as "eno%ables e +a @e-os desc"ito + ss

)"inci)ales )ntos son:

ObFeti%os #ene"ales:

Uso de la bio-asa co-o a#ente ca)a8 de 9"ena" la c"eciente de)endenciaene"#!tica de E"o)a con "es)ecto a los co-bstibles 9,siles

Ga"anti8a" la se#"idad de abasteci-iento

Sostenibilidad

ObFeti%os es)ec$9icos: (61 <toe de ene"#$a )"ocedente de la bio-asa )a"a /3(3 )a"a los secto"es )"io"ita"ios

77 <toe en la )"odcci,n el!ct"ica

07 <toe en la )"odcci,n de calo" cale9acci,n (1 <toe en el t"ans)o"te bioca"b"antes

Estado ene"#!tico de la UE "es)ecto a la bio-asa E"Obse"%XER /33;

Ent"e /336 + /337 la )"odcci,n de bio-asa s,lida en E"o)a a-ent, en n 70J+ continHa siendo la )"inci)al 9ente de ene"#$a "eno%able co-o se obse"%a en la9i#"a 0 con datos co-o ante"io-ente obtenidos del EUROSTAT'

&i'ura =) &uentes de ener'5a renovable sobre total de ener'5a renovable de la -*




AHn as$ toda%$a la ene"#$a )"ocedente de la bio-asa se sitHa sob"e los 03 -illonesde toneladas de ei%alente )et",leo lo e constit+e -enos del 7J del cons-oene"#!tico total de la Uni,n E"o)ea UE(7 )e"o en al#nos de los ne%os Estados-ie-b"os Ast"ia >inlandia + Secia esta 9ente "eno%able de ene"#$a +a"e)"esenta el (/J el /5J + el (BJ "es)ecti%a-ente del s-inist"o )"inci)al de

ene"#$a' Las )"e%isiones e9ectadas con9i"-an n 9e"te inc"e-ento de la )"odcci,nde bio-asa sob"e todo en canto a bioco-bstibles )e"o ins9iciente )a"a lo#"a" losobFeti%os -a"cados )a"a /3(3 co-o se detalla en la 9i#"a B'

&i'ura >) 4roducci#n de los diferentes tios de biomasa en la -* % comaraci#ncon los objetivos del 4lan de acci#n sobre la biomasa8 1en @toe2. *-"+3T$T

<edidas:

A-enta" la de-anda de bio-asa

2esa""olla" la in%esti#aci,n Eli-ina" obst.clos t!cnicos

Planes de acci,n a ni%el "e#ional + nacional:

Pol$tica a#"a"ia co-Hn PAC incenti%a clti%os ene"#!ticos 57J de c"eci-iento anal de los boses e la UE -antiene sin e)lota" E)lotaci,n de los "esidos + sb)"odctos ani-ales >inanciaci,n de la bio-asa >ondos est"ct"ales + de co@esi,n

A+das estatales 4io-asa e In%esti#aci,n




!.4 #iodi$sel @ #ioetanol

El biodi!sel o bio#as,leo se obtiene a )a"ti" del )"ocesa-iento de aceitesani-ales + %e#etales tanto sados + "eciclados co-o aceites obtenidos de se-illas

olea#inosas de clti%os ene"#!ticos co-o #i"asol col8a soFaY El )"oceso $-icode obtenci,n consiste en sstiti" la #lice"ina de las #"asas )o" -etanol en )"esenciade n catali8ado" alcalino )a"a lo#"a" )o" se)a"ado dic@a #lice"ina se "ecicla )a"aali-entaci,n cos-!tica $-ica + !ste"es -et$licos' El 4iodiesel -e8clado con2i!sel no"-al #ene"a nas -e8clas e se )eden tili8a" en todos los -oto"esdi!sel sin nin#na -odi9icaci,n de los -oto"es obteniendo "endi-ientos -+si-ila"es con na -eno" conta-inaci,n' Kstas -e8clas son )"inci)al-ente el 4/3/3J de 4iodiesel + el B3J de di!sel no"-al -.s tili8ado en EEUU + 4(33biodi!sel al (33J sin -e8cla al#na con di!sel no"-al' Es n )"odcto (33J

ecol,#ico con altas "edcciones de e-isiones noci%as a la at-,s9e"a' S,lo )a"a%e@$clos a )a"ti" de (116 )es el biodi!sel ataca a la #o-a del ci"cito deco-bstible' Una "eciente clasi9icaci,n del biodi!sel )"o distin#e el biodi!selobtenido de aceites %e#etales ne%os 42(33A( + de aceites %e#etales sado42(33A/'

El bioetanol es n alco@ol )"odcido a )a"ti" de la 9e"-entaci,n de los a8Hca"es )"esentes en %e#etales e contienen saca"osa "e-olac@a caDa de a8Hca" ''' oal-id,n t"i#o -a$8 '''' <e8clado con la #asolina )"odce n bioco-bstible dealto )ode" ene"#!tico con ca"acte"$sticas -+ si-ila"es a !sta Hlti-a )e"o con na

i-)o"tante "edcci,n de las e-isiones conta-inantes en los -oto"es t"adicionales deco-bsti,n' Las )"inci)ales clases de bioetanol e encont"a-os son E7 7J de4ioetanol + el 17J de Gasolina no"-al E(3 (3J de 4ioetanol + el 13J deGasolina no"-alZ Esta -e8cla es la -.s tili8ada en EEUU + E"o)a %a a -odi9ica"s le#islaci,n )a"a )asa" de E7 a E(3 +a e e los %e@$clos actales tole"an sinnecesidad de -odi9icaci,n -e8clas @asta el (3J de 4ioetanol obteniendo nanotable "edcci,n en la e-isi,n de #ases conta-inantes EB7 <e8cla de B7J de4ioetanol + (7 J de #asolinaZ Utili8ada en %e@$clos con -oto"es >lei9el -+co-nes en 4"asil E17 + E(33 <e8clas @asta el 17J + (33J de 4ioetanol'

Ot"os bioca"b"antes ane de -eno" "ele%ancia ta-bi!n son el ET4E bioetanoleste"i9icado el bio#.s co-bstible #aseoso )"odcido -ediante 9e"-entaci,nanae"obia )o" bacte"ias de -ate"ias o"#.nicas el bio-etanol -etanol )"odcido a

)a"ti" de la bio-asa + el bioaceite aceite co-bstible )"odcido )o" )i",lisisdesco-)osici,n -olecla" anae"obia de la bio-asa )o" a)licaci,n de calo"'




!.! %irectrices de la nión uropea para los biocarburantes

<ient"as e las e-isiones )"ocedentes de la -a+o"$a de los ot"os secto"ess-inist"o ene"#!tico indst"ia a#"iclt"a ''' se "edFe"on ent"e (113 + /336 las

e-isiones )"ocedentes del t"ans)o"te a-enta"on de -ane"a si#ni9icati%a debido alcitado c"eci-iento de la de-anda a)"oi-ada-ente n /J anal se#Hn con9i"-ael in9o"-e de la AE<A A#encia E"o)ea del <edio A-biente AATransort and

*nvironmet) on the Ba% to a neB common transort olic%. El t"ans)o"te sob"etodo )o" ca""ete"a +a es secto" e -.s #ases de e9ecto in%e"nade"o e-ite + )a"acont"a""esta" este a%ance el secto" del t"ans)o"te est. cbie"to )o" na no"-ati%aco-nita"ia' Se t"ata de la Est"ate#ia de la UE )a"a los bioca"b"antes W del B de9eb"e"o de /33; e 9iFa los eFes est"at!#icos )a"a el desa""ollo de la )"odcci,n +so de los bioca"b"antes )o" los Estados -ie-b"os'

ObFeti%os:

P"o-o%e" na -a+o" tili8aci,n de los bioca"b"antes en la UE 707J deca"a al /3(3 ane se )lantea a-enta" esta ci9"a al (3J

P"e)a"a" la tili8aci,n a #"an escala de bioca"b"antes /3J )a"a /3/3 2esa""olla" la coo)e"aci,n con los )a$ses en desa""ollo )a"a la )"odcci,n

sostenible de bioca"b"antes'

<edidas:

P"o-oci,n de %e@$clos li-)ios )a"a el t"ans)o"te )o" ca""ete"a 2i"ecti%a sob"e bioca"b"antes

La 2i"ecti%a establece n )o"centaFe -$ni-o de bioca"b"antes e debe".n sstiti"al #as,leo o a la #asolina a e9ectos de t"ans)o"te en cada Estado -ie-b"o e )o" s

)a"te deben in9o"-a" a la Co-isi,n -ediante in9o"-es "e#lados' En /337 se )"odFe"on 5'1 -illones de toneladas de bioco-bstible en la UE lo e constit+e

n ;70J de inc"e-ento con "es)ecto al aDo ante"io"' El biodi!sel "e)"esenta elB(7J de !sta )"odcci,n )e"o sin e-ba"#o s,lo alcan8a a se" n (;J del -e"cadodel #as,leo + con na dist"ibci,n -+ desi#al de n estado a ot"o de la UE' EnEs)aDa en conc"eto se#Hn datos del I2AE la )"odcci,n en ese aDo a-ent, -.sde n 633J con "es)ecto al c"so ante"io"' 2e todas -ane"as la a)esta de la Uni,nE"o)ea es cla"a "es)ecto a los bioco-bstibles + el es9e"8o e @a+ e "eali8a"acaba de e-)e8a" )a"a )ode" ace"ca"nos a los obFeti%os 9iFados'




6. #IO),, ',, #IO%IL

6.1 ipos de bio"asa para biodi$sel

Las -ate"ias )"i-as e )ode-os tili8a" )a"a la obtenci,n de biodi!sel son-+ %a"iadas )o" lo e s )"odcci,n se ada)ta 9.cil-ente a di9e"entes ti)os declti%os + .-bitos #eo#".9icos' A continaci,n se e)onen al#nos de las -ate"ias

)"i-as -.s tili8adas )a"a la )"odcci,n de biodi!sel'

Aceites %e#etales co-estibles ne%os

Aceite de #i"asol

Aceite de )al-a Aceite de Fat"o)@a Aceite de caca@ete Aceite de al#od,n Aceite de canola Aceite de co)"a Aceite de soFa Aceite de col8a Ot"os aceites de si-ila"es ca"acte"$sticas

Aceites %e#etales co-estibles sados

Aceites sados )"ocedentes de 9"eid"$a

Aceites %e#etales no co-estibles

Obtenidos de los tallos @oFas o se""$n de los clti%os

G"asas ani-ales Ot"os

Al#as Alco@oles de cadena co"ta




6.2 'ropiedades

Las olea#inosas son se-illas e se co-en o tili8an )a"a la et"acci,n deaceite eisten -.s de /333 ti)os en el -ndo' T"as s clti%o + "ecolecci,n na de

ss )osibles salidas co-o @e-os co-entado es la )"odcci,n de aceite' Un eFe-)locla"o son las oli%as e se tili8an di"ecta-ente )a"a el cons-o o se )"ocesan )a"aobtene" el aceite de oli%a' Sin e-ba"#o las se-illas de ot"os clti%os %andi"ecta-ente )a"a la )"odcci,n de aceite + al#nos de ellos se est.n e-)e8ando atili8a" )a"a la )"odcci,n de biodi!sel' A$ nos encont"a-os t"es )"oble-asi-)o"tantes de ca"a a la e)ansi,n de este ti)o de clti%os con ca".cte"

bioene"#!tico' El )"i-e"o es si )a"te de la )"odcci,n de se-illas )a"a el secto"ali-enta"io se de"i%a @acia la )"odcci,n de bioco-bstibles la se#nda es si !stasse-illas no son co-estibles la etensi,n de te""eno e se dedica a clti%os

ene"#!ticos en %e8 de a clti%os ali-enta"ios' El te"ce" )"oble-a nos lle%a acestiones -ac"oecon,-icas a ni%el del eilib"io ent"e la o9e"ta + la de-anda deaceite + el inc"e-ento del )"ecio de !ste Hlti-o'

2ent"o +a de n an.lisis -.s t!cnico @e-os de conside"a" los si#ientes as)ectos )a"a la %alo"aci,n de n aceite:

Co-)osici,n + %alo" nt"icional

Co-)osici,n + "ie8a en .cidos #"asos esenciales Po"centaFe de t"i#lic!"idos %s .cidos #"asos lib"es Contenido en ene"#$a b"ta

Calidad $-ica int"$nseca

G"ado de @-edad I-)"e8as Insa)oni9icables Pe",idos

En el Aneo I se )eden encont"a" al#nas de !stas ca"acte"$sticas de los aceites deal#od,n soFa #i"asol col8a -a$8 + oli%a' En a-a"illo est.n -a"cadas la soFa + el#i"asol e son dos de los clti%os -.s i-)o"tantes )a"a la )"odcci,n de biodi!sel +en %e"de la col8a e se". el clti%o "e9e"encia de nest"o estdio de a@o"a enadelante' Co-o se obse"%a". la soFa + el #i"asol tienen na co-)osici,n +

)"o)iedades -+ si-ila"es sin e-ba"#o la col8a se distin#e )o" tene" n -a+o"contenido en #"asas ti)o oleico ade-.s de -eno" Índice de odo de sa)oni9icaci,n+ coe9iciente ent"e sat"ados e insat"ados lo cal es beno )a"a la )"odcci,n de

biodi!sel +a e el +odo est. li-itado )o" las no"-ati%as + la sa)oni9icaci,n o9o"-aci,n de Fabones inte""-)e los )"ocesos de con%e"si,n'




As)ectos econ,-icos

Cli-a necesa"io Etensi,n de clti%o

P"ecio P"odcti%idad 4alance ene"#!tico

En el Aneo II se )eden obse"%a" ca"acte"$sticas de los aceites con "es)ecto a la )"odcci,n de biodi!sel se dan )o" eFe-)lo los ilo#"a-os de aceite )o" @ect."eade clti%o la densidad la %iscosidad a di9e"entes te-)e"at"as el nH-e"o de cetanoo el )ode" calo"$9ico' Se %el%en a co-)a"a" la soFa + el #i"asol con la col8a +obse"%a-os e t"es ca"acte"$sticas -+ i-)o"tantes en el aceite de col8a la -eno"

te-)e"at"a de 9si,n el alto nH-e"o de cetano + los -$ni-os "esidos'En el Aneo III se estdia el balance ene"#!tico )a"a distintos ti)os de aceites )a"a la

)"odcci,n de biodi!sel' El balance ene"#!tico #lobal se estdia". en el a)a"tado deI-)acto A-biental bicado en la te"ce"a )a"te del )"oFecto'

Po" tanto el aceite de col8a se". nest"o obFeto de estdio a )a"ti" de a@o"a )o" lo )"onto de9ina-os el clti%o + "eco)ile-os ss ca"acte"$sticas de 9o"-a o"denada )a"a )ode" @ace" so de ellas de ca"a a la se#nda 9ase del )"o+ecto'




6.3 l aceite de col*a.

El aceite de col8a o de canola es n aceite obtenido de al#na de%a"iedades ole$9e"as de “Drassica camestris !. % D. naus !”' Es na c"c$9e"a

de "a$8 )i%otante + )"o9ndi8ante' El tallo tiene n ta-aDo de (7 -' Las @oFasin9e"io"es son )ecioladas )e"o las s)e"io"es lanceoladas + las 9lo"es son )eeDas de n a-a"illo ca"acte"$stico + a#")adas en "aci-os' Las se-illas )o" s )a"te son es9!"icas de ent"e / + /7 -- e al -ad"a" adie"en ncolo" castaDo "oFi8o o ne#"o co-o se obse"%a en la 9i#"a 1'

&i'ura E) 4lanta % semillas de la col<a

Un "es-en de las ca"acte"$sticas 9isico$-icas del aceite "e9inado de col8a las )ode-os encont"a" en el Aneo IV'




To-ando co-o "e9e"encia el estdio sob"e el clti%o de la col8a del Institto T!cnico+ de Gesti,n A#"$cola de Na%a""a (7M antes de contina" con las cestiones"elati%as al cidado + t"ata-ientos e necesita la col8a )"ocede-os a )"esenta" elciclo de la %ida de la )lanta )o" -edio de ss estados 9enol,#icos estados )e"i,dicosco-o la 9lo"aci,n o la #e"-inaci,n en la 9i#"a (3'

&i'ura (/) *stados fenol#'icos de la lanta de la col<a. F(0G

En canto a s sie-b"a + "ecolecci,n )ode-os co-enta" e el clti%o noso)o"ta te-)e"at"as in9e"io"es a los / , 5[C baFo ce"o desde la #e"-inaci,n@asta el estado de "osetaZ en este estado )ede a#anta" @asta los (7 [C baFoce"o inclso el 9"$o le 9a%o"ece )es desa""olla -.s la "a$8' Las )"eci)itacionesnecesa"ias son de 633 --aDo bien dist"ibidas + ane "esiste la se$ain%e"nal s9"e con los estanca-ientos de a#a' Las te-)e"at"as -+ altasta-)oco con%ienen en el estado de 9lo"aci,n + )o" Hlti-o el ) deseable est.

en el inte"%alo 770 ane )ede clti%a"se en calie" ti)o de seloso)o"tando inclso cie"ta acide8'




En canto a la e)lotaci,n la 9i#"a (( 9e to-ada del estdio del CIE<AT 0M+ acla"a -ediante n dia#"a-a los )"ocesos de et"acci,n + de con%e"si,n de lase-illa de la col8a en aceite de col8a'

&i'ura (() Dalance de masa del roceso de e:tracci#n del aceite de col<a

Po" Hlti-o nos cent"a-os en n estdio -.s econ,-ico )a"a conoce" el coste"eal del lit"o de col8a + nos basa-os en los datos o9"ecidos )o" el estdio deCa-)o e"ede"o del ICAI (3M'

-ostos de producción para una Cect/rea Colza

S)e"9icie necesa"ia @atn )a"a Es)aDa 3';;

Coste -ate"ia )"i-a Gastos de sie-b"e cosec@alabo"eo + et"acci,n \@a

76/1;

Coste total >e"tili8antes @e"bicidas''' \ 77B50

Coste total lit"o col8a \l 36(5

Coste t"ans)o"te \ ((60

Coste )"odcci,n biodi!sel \l 3(6 (333

Costo del biodi!sel \l 37;6

Sb%enci,n UE \@a 67Coste total biodi!sel \l 37/




Pode-os concli" e el )"ecio del biodi!sel de)ende en #"an -edida de la )"odcti%idad anal "atio e se inc"e-enta #"adal-ente )asando de ;77#@a en(11; @asta (733#@a en /336 )a"a Es)aDa alcan8ando la -edia e"o)ea el %alo" de/;03 #@a' Ade-.s las a+das de la UE a la )"odcci,n + la eenci,n de al#nas

tasas e i-)estos sob"e ca"b"antes ta-bi!n se @an de tene" en centa al se" nnotable incenti%o )a"a el desa""ollo de este secto"' En /337 Es)aDa +a contaba conoc@o )lantas )a"a el )"ocesa-iento de la col8a )a"a biodi!sel'

Pa"a te"-ina" el an.lisis econ,-ico + a-)liando nest"as -i"as al -e"cado-ndial el clti%o de la col8a s)one ent"e el (3 + el (7J de clti%os olea#inososen el -ndo se#Hn las esti-aciones de A#"oRA2AR /5M + s )"odcci,n se "e)a"teent"e )a$ses e"o)os + asi.ticos co-o -ost"a-os en el #".9ico de la 9i#"a (/'

&i' () Histribuci#n or a5ses de la roducci#n mundial de col<a

Ade-.s ."ea se-b"ada + el "endi-iento de la col8a a ni%el -ndial se "e9leFan en la9i#"a (5 )o" -edio del si#iente #".9ico'

&i' (6) Irea sembrada % rendimiento de la col<a ara el eriodo (EE6//6. &$+




7. #IO%IEL

7.1 l ciclo del #iodi$sel

Pa"a entende" -eFo" el l#a" e oc)a la t"anseste"i9icaci,n e)lica-os edes)!s del clti%o de la olea#inosas + la et"acci,n del aceite de ss se-illas seobtiene n aceite %e#etal c"do e )oste"io-ente se "e9ina antes de saca"lo al-e"cado' En !ste las e-)"esas e s,lo se dedien a la con%e"si,n de los .cidos#"asos en biodi!sel adie"en el aceite + lo t"ans9o"-an -ediante di9e"entes )"ocesosen !ste"es de .cidos #"asos'

&i'ura (9) Ciclo del biodiésel

T"as la con%e"si,n los )"odctos e se obtienen son la #lice"ina e se tili8a en lasindst"ia ali-enta"ia + cos-!tica + el biodi!sel e t"as s)e"a" nos"ee"i-ientos es tili8ado )o" %e@$clos de co-bsti,n inte"na ada)tados' Kstos#ene"an -c@as -enos e-isiones las cales son "eabso"bidas )o" el )"o)io ciclo de%ida del ca"bono e ade-.s de la ene"#$a sola" 9ente de toda la %ida del )lanetacons-e di,ido de ca"bono )a"a s desa""ollo'




7.2 La transesterificación de los /cidos rasos de los aceites veetales

La t"anseste"i9icaci,n se de9ine co-o el )"oceso $-ico de inte"ca-bio det"ans9o"-aci,n de n !ste" a ot"o )o" -edio del inte"ca-bio del #")o alcoi de n

!ste" )o" n alco@ol' Es el )"oceso -.s di9ndido + tili8ado )a"a la )"odcci,n de biodi!sel' En !ste inte"%ienen ade-.s del -etanol alco@ol no"-al-ente ncatali8ado" )a"a con%e"ti" los .cidos #"asos se con%ie"ten en !ste"es -et$licos'

&i'ura (0) 4roceso de la transesterificaci#n ara el biodiésel. "eali<aci#n roia

Analice-os -ediante la 9i#"a (; la "eacci,n $-ica de t"ans9o"-aci,n de los

.cidos #"asos en !ste"es -et$licos'

&i'ura (J) "eacci#n qu5mica de la transesterificaci#n

En s$ es n )"oceso si-ila" a la @id",lisis ece)to en e es sado n alco@ol en %e8de a#a' En "ealidad el -ecanis-o de la t"anseste"i9icaci,n desde el )nto de %istade la "eacci,n $-ica se lle%a a cabo en t"es )asos:


$A%A&'(A)O*

A$E'%E "E+E%A& ME%AO& +&'$E*'A -'O)'E.E&



( Atae a la cadena de ca"bonos )o" )a"te del i,n -et,ido O]' Lasconstantes cin!ticas de la "eacci,n "e%e"sible son ( de los "eacti%os a los

)"odctos + / de los )"odctos a los "eacti%os'

/ El di#lic!"ido I,n tet"aed"o inte"-edio "eacciona con el <etanol en eceso"atio -ola" -a+o" de 5:( )a"a #ene"a" !ste"es + -ono#lic!"idos' Lasconstantes de esta "eacci,n inte"-edia son 5 + 6'

5 El "ea#")a-iento del <ono#lic!"ido da l#a" a la 9o"-aci,n de na cadena

de .cidos #"asos 4iodi!sel + n di#lic!"ido Glice"ol' Las Hlti-as constantescin!ticas son 7 )a"a 9o"-a" !ste"es + #lice"ina + ; )a"a 9o"-a"-ono#lic!"idos + alco@ol'

A )a"ti" de a@o"a )a"a @o-o#enei8a" nest"o estdio se tend". en centa lasi#iente notaci,n:

TG T"i#lic!"idos

2G 2i#lic!"idos

<G <ono#lic!"idos

GL Glice"ina42 4iodieselKste"es -et$licos




<T <etanol

Cat Catali8ado"

Po" tanto las "eacciones inte"-edias ante"io"-ente citadas eda"$an )a"a nest"ane%a notaci,n de la si#iente -ane"a:

TG ^ <T _ 42 ^ 2G Constantes cin!ticas ( + /2G ̂ <T _ 42 ^ <G ? 5 + 6<G ^ <T _ 42 ^ GL ? 7 + ;

Pa"a ent"a" -.s en detalle sob"e la $-ica de la "eacci,n nos basa-os en el estdiode Lee%iFit BM e es n estdio )o"-eno"i8ado de la -is-a' En !l la din.-ica de la"eacci,n del aceite de )al-a' El estdio al e @ace-os "e9e"encia s)one nacin!tica de se#ndo o"den )esto e en cada )aso nos encont"a-os dos "eacti%os'

El lib"o de Le%ens)iel 6M se adent"a co-)leta-ente en el estdio de la cin!tica delas "eacciones $-icas )o" ot"o lado las constantes de "eacci,n se obtienen de laa)licaci,n de la ecaci,n de A""@enis e conecta la Ene"#$a de Acti%aci,n Ea +Te-)e"at"a de )"oceso T)'

E)lica-os a continaci,n el desa""ollo de las ecaciones inte"-edias'

MM``MM``M

/(( DH HKL @T TKL dt

TKd v +−==

La )"i-e"a %elocidad "es)onde a la )"i-e"a ecaci,n la %elocidad de "eacci,nde)ende de la concent"aci,n de T"i#lic!"idos + <etanol co-o se obse"%a en la

)"i-e"a de las ecaciones inte"-edias'

MM``MM``MM``MM``M

65/(/ DH @KL @T HKL DH HKL @T TKL dt

HKd v +−−==

La se#nda %elocidad co-)"ende la con%e"si,n de di#lic!"idos de la )"i-e"a"eacci,n inte"-edia + el )aso de los 2i#lic!"idos a <ono#lic!"idos )o" -edio del

<etanol en el se#ndo )aso inte"-edio'

MM``MM``MM``MM``M

;7655 DHK!L @T @KL DH @KL @T HKL dt

@Kd v +−−==

La te"ce"a %elocidad "elaciona la 9o"-aci,n de <ono#lic!"idos )o" el se#ndo )asointe"-edio 5 + 6 con la #ene"aci,n de la Glice"ina en el Hlti-o )aso al"eacciona" los <ono#lic!"idos con el <etanol'

MM``MM``M

;76 DHK!L @T @KL dt

K!d

v −==




La ca"ta %elocidad de9ine la "a)ide8 con la e se 9o"-a la Glice"ina en 9nci,n dela concent"aci,n de <ono#lic!"idos + <etanol 7 cont"a la "econ%e"si,n de#lice"ina en )"esencia de !ste"es ;' Las dos Hlti-as %elocidades "elacionan la9o"-aci,n de 4iodiesel + de <etanol )"esentes en todos los )asos inte"-edios'

MM``MM``MM``MM``MM``MM``M ;765/(7 DHK!L @T @KL DH @KL @T HKL DH HKL @T TKL dt

DHd v −+−+−==

dt

DHd

dt

@T d v

MM; −==

La cantidad de -etanol en el )"oceso debe se" -a+o" )a"a de"i%a" la "eacci,n a lade"ec@a as$ el eceso de #lice"ina no inte"cede de 9o"-a c"$tica en la -is-a' Ot"a

)osibilidad es i" eli-inando la #lice"ina con9o"-e se %a libe"ando de los "adicalesal$licos + se encent"a -e8clada con el "esto de "eacti%os de !ste -odo no @a

l#a" a la "e#ene"aci,n de .cidos #"asos' As$ sie-)"e ase#"a-os e toda la #"asase @a este"i9icado + no tend"e-os el "ies#o de e !ste"es -et$licos e se @a+an9o"-ado %el%an ot"a %e8 a s estado inicial de "adical al$lico'

El desa""ollo de la cin!tica )o" -edio de -!todos n-!"icos di9e"encias 9initas nosda". la concent"aci,n de cada co-)esto d"ante el tie-)o de "eacci,n + )o" tantoco-o "esltado el tie-)o de con%e"si,n co-o se detalla". -.s adelante en el

)"o#"a-a in9o"-.tico'

Po" Hlti-o )a"a tene" na idea a)"oi-ada de las )"o)o"ciones necesa"ias en el )"oceso de t"anseste"i9iaci,n las cantidades esti-adas )o" tonelada de aceite%e#etal son las si#ientes:

ACEITE VEGETAL ^ <ETANOL CATALI=A2OR ESTERES 4IO2IESEL ^ GLICERINA ( TON ^ 3'(7 TON 3'3( TON ('37 TON ^ 3'( TON

Se @a de tene" en centa e en las #"andes )lantas de )"odcci,n ot"as -c@assstancias co-o .cido sl9H"ico antioidantes ''' son tili8adas as$ co-o %a)o" dea#a elect"icidad a#a de en9"ia-iento ''' En canto a los ei)os se "eie"e nco-)leFo siste-a el!ct"ico + elect",nico e incl+e bo-bas -edido"es elect",nicosde 9lFo + te-)e"at"a + tanes de al-acena-iento e c-)lan la no"-ati%a"eacto"es inte"-edios ei)os de destilaci,n '''

&i'ura (=) *jemlo de un equio electr#nico 3iemens ara un reactor detransesterificaci#n




7.3 'rocesos eistentes de transesterificación

Co-o @e-os co-entado eisten na eno"-e %a"iedad de )"ocesos det"anseste"i9icaci,n + de -ane"as de lle%a"los a cabo' Una s$ntesis de las

ca"acte"$sticas )"inci)ales de los -is-os + s a#")aci,n )o" cate#o"$as se )"esenta acontinaci,n:

Po" ta-aDo o %ol-en de )"odcci,n:

2iscontino o 4atc@

P"odcci,n en labo"ato"io )a"a in%esti#aci,n P"odcci,n a escala )iloto o ?4enc@ Scale P"odcciones )eeDas )a"a 8onas ""ales @aciendo so de -ate"iales

dis)onibles: Sel9-ade -ade"a ba""o ce".-ica bo-bas -analesest"ct"as de -etal "eciclado (/M

Se-icontino

In#enie"$a -edia elect"icidad + elect",nica No"-al-ente co-)aD$as "e#ionales S,lo t"ans9o"-aci,n Alta in%e"si,n + Coste ele%ado del )"odcto

Contino o G"an escala

CSTR Continos Sti""ed Tan Reacto" G"andes e-)"esas del secto" ene"#!tico )a"a )"odcci,n Ti)o Co--odities Tecnolo#$a a%an8ada alta in%e"si,n en tecnolo#$a in9o"-.tica e I^2^i P"odcci,n anal de -illones de lit"os En#loban toda la l$nea de )"odcci,n: Et"acci,n t"ans)o"te +

t"ans9o"-aci,n

4aFos costes de )"odcci,n In%olc"aci,n de las )ol$ticas nacionales




Po" el ti)o de catali8aci,n $-ica:

Cat.lisis o-o#!nea o ete"o#!nea Cat.lisis en8i-.tica

Cat.lisis en -edio b.sico o en -edio .cido:

En -edio b.sico el O ataca al ca"bono del .cido 9o"-ando na es)ecieinte"-edia -+ inestable' El #")o OR se se)a"a + se 9o"-a n .cidoca"bo$lico e es ".)ida-ente atacado )o" el #")o Kste"O 9o"-ando elne%o !ste"'

En -edio .cido el #")o RO del alco@ol actHa co-o ncle,9ilo + ataca alca"bono del !ste" des)"endi!ndose el #")o OR 9o"-ando n ne%o !ste"+ n ne%o alco@ol'

Po" la )"ocedencia del aceite:

Aceites %e#etales )"et"atados Aceites %e#etales o ani-ales sin )"et"ata" Aceites %e#etales o ani-ales con ele%ada acide8 Aceites sados )"ocedentes de 9"eid"$as

Po" las condiciones de )"oceso:

No"-ales S)e"c"$ticas Alta 9"acci,n <etanolAceite Alta te-)e"at"a +o Alta )"esi,n




-,'9LO IIF )O%LIG,-I0 % 0 ,-O% ,0I:I-,-I0

8. 'O-O

8.1 'roceso discontinuo para producción por lotes H#encC cale

Nest"o )"oceso es n )"oceso discontino ti)o 4atc@ o de baDo )o" lotes basado en la t"anseste"i9icaci,n de los .cidos #"asos de los aceites %e#etales en-edio b.sico )a"a )"odci" !ste"es -et$licos de .cidos #"asos o biodi!sel' Se @a

ele#ido este ti)o de )"oceso )o" %a"ias "a8ones conc"etas e de9ini-os acontinaci,n:

Vol-en de )"odcci,n "edcido Condiciones -ode"adas de P"esi,n + Te-)e"at"a Alto Rendi-iento asta 1BJ Tie-)o de "esidencia baFo Con%e"si,n di"ecta en na sola eta)a <ate"iales con%encionales Ace"o inoidable + Ace"o al Ca"bono

Un "!#i-en discontino )e"-ite tene" cont"olado el )"oceso en caso de 9allo

¿En ! consiste el )"oceso 4atc@&

Se t"ata de n )"oceso discontino )o" lotes cont"olados' Po" n lado tene-osel aceite e se )"ecalienta @asta la te-)e"at"a de )"oceso + )o" ot"o el -et,idoobtenido t"as disol%e" el catali8ado" en el alco@ol en nest"o caso <etanol' Una %e8e est.n en el "eacto" se -antiene la te-)e"at"a ade-.s de na a#itaci,n constante

)a"a 9a%o"ece" la -e8cla + la "eacci,n' a+ e tene" en centa e la te-)e"at"a

de "eacci,n no debe s)e"a" los ;7[C )es a )a"ti" de !sta te-)e"at"a se destila el-etanol lo e conlle%a e @a+a -enos "eacti%o + se 9"ene la con%e"si,n' Alte"-ina" el )"oceso de t"anseste"i9icaci,n se se)a"an #lice"ina + -etil!ste"es )o"di9e"encia de densidades -ediante decantaci,n o cent"i9#aci,n' Se destila el-etanol de a-bos co-)estos + se )"ocede a )ostt"ata-ientos e lle%en a la

)"e8a a la #lice"ina + al biodi!sel co-o la net"ali8aci,n o el la%ado con a#a tibia'Ent"e las )"inci)ales ca"acte"$sticas de !ste ti)o de )"oceso encont"a-os:

Te-)e"at"a de "eacci,n ;303[C

P"esencia de .c'#"asos lib"es >o"-aci,n de Fab,nP"esencia de a#a Inte"9e"encias en la "eacci,nCon%e"si,n a -etil!ste"es No"-al




Rec)e"aci,n del #lice"ol 2i9$cilP"i9icaci,n de -etil!ste"es <ediante la%ados scesi%osCoste del catali8ado" 4aFo

4alance de -asa

Pa"a conc"eta" -.s la in9o"-aci,n de nest"o )"oceso estdia-os el balance de-asa d"ante la t"anseste"i9icaci,n' Co-o se co-ent, en el a)a"tado 0'/ se "eie"en5 -oles de alco@ol )o" -ol de aceite' Siendo el )eso -olecla" del aceite de col8aB0B -oles# + el )eso -olecla" del -etanol 5/ -ol#' Pa"a nest"o caso + )a"aacele"a" el )"oceso tili8a-os n "atio ; -oles de -etanol )o" ( -ol de aceite loe 9inal-ente nos da na "elaci,n de )esos de 60( #aceite#-etanol' Esto de"i%aen n balance de -asa co-o el es)eci9icado en la 9i#"a (B' Las cantidades de

biodi!sel #lice"ina + -etanol "ec)e"ado se @an conse#ido de a)lica" los

)o"centaFes sacados del estdio de Ca-)s 7M )a"a na )lanta de -etil!ste"es a las9i#"as (1 + /3 de ca"a a n estdio co-)leto'

&i'ura (>) Dalance de masa ara la roducci#n de biodiésel

T"as la t"anseste"i9icaci,n la )"o)o"ci,n de -etanol en el biodi!sel es de n ;J +t"as la destilaci,n de !ste Hlti-o co-o se )ede co-)"oba" en la 9i#"a (0 el

biodi!sel eda con na )"e8a del 11J'




&i'ura (E) 4roorciones de comuestos en la l5nea de ésteres met5licos

El ot"o )"odcto se". #lice"ina b"ta con @asta n 5(7J de -etanol e se destila +%el%e a eda" #lice"ina con i-)"e8as' El -etanol se "ec)e"a )a"a ciclosscesi%os co-o %e-os en la 9i#"a (B' Pa"a )ode" saca"la di"ecta-ente al -e"cadose @a de tene" en centa e debe tene" na )"e8a del 11BJ'

&i'ura /) 4roorciones de comuestos en la l5nea 'licérica




8.2 -aracterísticas de eactivos @ 'roductos

a @e-os co-entado las ca"acte"$sticas del aceite de col8a )o" lo e en estea)a"tado nos cent"a"e-os en las de-.s sstancias e inte"%ienen en el )"oceso det"anseste"i9icaci,n e +a tene-os de9inido' Kstas sstancias son )o" el lado de los

"eacti%os el -etanol + el catali8ado" + )o" el lado de los )"odctos la #lice"ina + el-etil!ste" o biodi!sel bscado' Las ca"acte"$sticas de los "eacti%os son na s$ntesisde las @alladas en -edios enciclo)!dicos Fnto con las ad%e"tidas en los adFntosco-e"ciales (5M'

El -etanol C5O

El -etanol ta-bi!n lla-ado alco@ol -et$lico alco@ol de -ade"a ca"binol +alco@ol de e-a" es el )"i-e"o + -.s sencillo de los alco@oles' En condicionesno"-ales es n l$ido incolo"o de olo" + sabo" 9"tal )enet"ante detectable a )a"ti"de los / ))- de escasa %iscosidad %ol.til -iscible en a#a + con la -a+o"$a de lossol%entes o"#.nicos -+ t,ico )a"a nest"o o"#anis-o e in9la-able +a e es nco-bstible con n #"an )ode" calo"$9ico e a"de con lla-a incolo"a o t"ans)a"entecon n )nto de in9la-aci,n -+ baFo de (([C' Es conside"ado co-o n )"odcto

)et"o$-ico b.sico e se tili8a co-o anticon#elante disol%ente ca"b"ante +desnat"ali8ante del alco@ol et$lico'

Un as)ecto i-)o"tante a conside"a" es e es conside"ado co-o n )"odcto o

-ate"ial in9la-able de )"i-e"a cate#o"$a )o" lo e las condiciones deal-acena-iento + t"ans)o"te debe".n se" et"e-as' Est. )"o@ibido el t"ans)o"te dealco@ol -et$lico sin conta" con los "eci)ientes es)ecial-ente diseDados )a"a ello' Lacantidad -.i-a de al-acena-iento de -etanol en el l#a" de t"abaFo es de /33lit"os' Las ."eas donde se )"odce -ani)laci,n + al-acena-iento de -etanoldebe".n esta" co""ecta-ente %entiladas )a"a e%ita" la ac-laci,n de %a)o"es'Ade-.s los )isos se".n i-)e"-eables con la )endiente adecada + con canales deesc""i-iento' Si la il-inaci,n es a"ti9icial debe". se" antie)losi%a )"e9i"i!ndosela il-inaci,n nat"al' As$ -is-o los -ate"iales e co-)onen las estante"$as +

a"te9actos si-ila"es debe".n se" antic@is)a' Las distancias ent"e el al-ac!n + la %$a )Hblica se". de t"es -et"os )a"a (333 lit"os de -etanol a-entando n -et"o )o"cada (333 lit"os -.s de -etanol' La distancia ent"e dos al-acenes si-ila"es debe".se" el doble de la ante"io"'

Las )"o)iedades 9$sicas -.s "ele%antes del -etanol se listan en la si#iente tabla:

Peso <olecla" 5/ #-ol

2ensidad 3'01( #lPnto de 9si,n 10 C




Pnto de destilaci,n ;6'7 C

Pode" calo"$9ico (1'0 <#

Viscosidad a /7[C 371B -Pa's

El id",ido de Potasio *O

El @id",ido de Potasio ta-bi!n lla-ado @id",ido )ot.sico + )otasac.stica' En condiciones no"-ales es n s,lido blanco' Es n )"odcto -+

)eli#"oso +a e s in#esta o in@alaci,n )"odcen daDos )e"-anentes en elo"#anis-o + s contacto con la )iel + oFos )"odce e-ad"as de di%e"so #"ado'Res)ecto a la se#"idad el *O "eie"e condiciones es)eciales de

al-acena-iento + tili8aci,n' Cando se @a#a so de !l son necesa"ias -edidas de )"otecci,n e i-)idan el contacto di"ecto con la sstancia co-o #a9as de )"otecci,n batas + #antes es)eciales'

Las )"o)iedades 9$sicas -.s "ele%antes del id",ido de Potasio se listan en lasi#iente tabla:

Peso <olecla" 7;( #-ol

2ensidad /5 #l

Pnto de 9si,n 5(B6 CPnto de ebllici,n (513 C

Solbilidad en a#a a /3[C (/3#"(33#" a#a

La Glice"ina C5BO5 o (/5)"o)anot"iol

La #lice"ina ta-bi!n lla-ado #lice"ol est. co-)esta )o" t"es ca"bonos oc@o

@id",#enos + t"es o$#enos c+a e)"esi,n desa""ollada es C/OCOC/O' S est"ct"a tiene enlaces si-)les + es tet"a%alente' En condicionesno"-ales es n l$ido es)eso incolo"o e inodo"o con n sabo" dlce a alco@ol not,ico e insolble en !te" benceno + clo"o9o"-o )e"o solble en a#a en calie"

)"o)o"ci,n + se disel%e en alco@ol' La #lice"ina l$ida es "esistente a lacon#elaci,n )e"o )ede c"istali8a" a baFa te-)e"at"a' Los sos de la #lice"ina son-c@os + di%e"sos )e"o destacan la indst"ia 9a"-aceHtica + cos-!tica'




Las )"o)iedades 9$sicas -.s "ele%antes de la #lice"ina se listan en la si#iente tabla:

Peso <olecla" 1/31 #-ol

2ensidad (/; #l

Pnto de 9si,n (B C

Pnto de ebllici,n /13 C

Viscosidad a /3[C (61 Pa's

Kste" -et$lico de aceite de col8a R<E o biodi!sel

El biodi!sel o -etil!ste" de aceite de col8a es n bioco-bstible )"ocedente

de la t"anseste"i9icaci,n de los .cidos #"asos de di%e"so o"i#en %e#etalesani-ales ''' as$ de)endiendo de la 9ente obtend"e-os n co-)esto $-icodi9e"ente )e"o sie-)"e -+ )a"ecido + e debe c-)li" las no"-as %i#entes encanto a la calidad e debe tene" )a"a sali" al -e"cado' En nest"o caso la 9,"-lade los -etil!ste"es de aceite de col8a R<E es:

//05715(B + M C

Los si#ientes aneos e a continaci,n se citan "e9leFan las )"o)iedades del -etil!ste" de aceite de col8a'

El Aneo V es na co-)a"ati%a ent"e las )"o)iedades del !ste" -et$lico de aceite decol8a + el di!sel co-Hn'

El Aneo VI )o" s )a"te es na co-binaci,n de las -.s i-)o"tantes no"-as co-ola EN + la ISO e "i#en los l$-ites de calidad del biodi!sel' En Es)aDa el biodi!sela)a"ece "e#lado en el Real 2ec"eto ;(/33; 5BM )o" el e se dete"-inan lases)eci9icaciones + se "e#la el so de dete"-inados bioca"b"antes -ediante el

se#i-iento de las no"-as UNE AST< + EN (6/(6 donde se de9inen co-)osici,n+ )"o)iedades con ece)ci,n del $ndice +odo <. )e"-itido es (63'




8.3 ariables @ 'ar/"etros Jue intervienen

Pa"a estdia" el e9ecto de las %a"iables en nest"o )"oceso se @an tili8ado losestdios de Ras@id 1M <e@e" ((M e )"esentan "esltados e)e"i-entales

e@asti%os )a"a di9e"entes %alo"es de las %a"iables' A$ se "es-en c.les son las )"inci)ales %a"iables + s in9lencia en el )"oceso de t"anseste"i9icaci,n:

E9ecto de los .cidos lib"es #"asos )"esentes en el aceite

Los cidos #"asos lib"es o >>A ? &ree fatt% acids” eistentes en el aceiteinc"e-entan el #"ado de acide8 de !ste + "eaccionan as$ -.s 9.cil-ente con elcatali8ado" e es na base )a"a 9o"-a" Fab,n' Ksta asociaci,n se lla-asa)oni9icaci,n + es n )"oceso de @id",lisis en -edio b.sico )o" el cal set"ans9o"-a n !ste" .cido #"aso en n alco@ol + en la sal co""es)ondiente del .cidoca"bo$lico' Kste e9ecto se a#"a%a sstancial-ente con la )"esencia de a#a + es node los -a+o"es )"oble-as en el )"oceso de t"anseste"i9icaci,n' Po" tanto es -+i-)o"tante e el aceite se encent"e lib"e de a#a + la acide8 est! -+ cont"olada'Pa"a lle%a" a cabo na "eacci,n co-)leta el %alo" de los .cidos lib"es #"asos se tienee encont"a" )o" debaFo del 5J en -asa de aceite' En los aceites sados o de9"eid"$a este %alo" se sob"e)asa". )o" lo e se "eie"e n )"et"ata-iento de los-is-os -ediante 9ilt"aci,n cent"i9#aci,n t"ata-ientos con .cido sl9H"ico'''

Catali8ado" alcalino

G"acias a s )"esencia la "eacci,n se @ace @asta 6333 %eces -.s ".)ida e en n-edio .cido' La concent"aci,n debe encont"a"se ent"e el 3'6J + / J del total deaceite + se#Hn los estdios co-entados al inicio de este a)a"tado los -eFo"es"esltados se consi#en con na concent"aci,n de n (J' No"-al-ente se tili8an*O o NaO' Pa"a decidi"nos conslta-os n estdio "eali8ado )o" la Uni%e"sidadCo-)ltense de <ad"id e estdia n )"oceso de t"anseste"i9icaci,n a ;7[C con"elaci,n -ola" -etanolaceite #i"asol de ;:( + (J en )eso de catali8ado"'

-atali*ador endi"iento de la producción 'orcentaje de saponificación

NaO B7'/J 7';7J

*O 13'(J 5'6;J

C5ONa 1B';6J 3'36J

C5O* 10'/J 3'(5J




>inal-ente nest"a elecci,n es tili8a" n (J de *O debido a s -a+o""endi-iento + -eno" sa)oni9icaci,n +a e el "esto de los co-)esto son -.sdi9$ciles de encont"a" + -.s ca"os'

>"acci,n -ola" del alco@ol en aceite

El "atio esteio-!t"ico )a"a la t"anseste"i9icaci,n "eie"e 5 -oles de alco@ol + n-ol de t"i#lic!"ido )a"a da" t"es -oles de !ste" + no de #lice"inaZ sin e-ba"#o lat"anseste"i9icaci,n es na "eacci,n en eilib"io en la cal es necesa"io n eceso dealco@ol )a"a lle%a" la "eacci,n @acia el lado de los )"odctos )o" ellos la con%e"si,nsal se @ace de ;:( e es la )"i-e"a )a"a la e se consi#e na "eacci,nco-)leta' Sin e-ba"#o al#nos estdios co-o el de Lee%iFit BM s#ie"en e los-eFo"es "esltados se consi#en )a"a "an#os -a+o"es ent"e 1:( + (/:('

E9ecto de la te-)e"at"a + el tie-)o de "eacci,n

L,#ica-ente el tie-)o de "eacci,n inc"e-enta la con%e"si,n' Po" ot"a )a"te late-)e"at"a es ot"o 9acto" e dete"-ina la "a)ide8 de la con%e"si,n' Pa"a na

)eeDa -est"a de 733 #" )e"o en nas condiciones )a"ecidas a las nest"asZ estoes n "atio <etanolAceite de ;:( + n (J de catali8ado" NaO 2a"ono +C@e"+an (BM estdian di9e"entes te-)e"at"as de )"oceso + "e9ie"en los si#ientes"esltados:

e"peratura 1"in 6"in 6+"in

;3[C B3J 16J 1BJ

67[C B0J B0J

5/[C ;6J ;6J

A#itaci,n

Es necesa"ia )a"a 9a%o"ece" la -e8cla de los co-)onentes + la "eacci,n $-ica' Unaa#itaci,n -eno" de (B3 ")- no es "eco-endable debido a e la "eacci,n tiende a noco-)leta"se' Se#Hn 1M se alcan8an con%e"siones del 1;J )a"a ;33 ")- + se -eFo"anlos %alo"es de densidad nH-e"o de cetano e es el ei%alente al nH-e"o de octanoen #asolina + )ode" calo"$9ico'




>inal-ente )"esenta" los Pa".-et"os e "i#en nest"o )"oceso de t"anseste"i9icaci,n+ e se".n los e tili8a"e-os en el desa""ollo in9o"-.tico:

<asa de aceite Relaci,n en )eso o "elaci,n -ola" se#Hn con%en#a de <etanolAceite' >"acci,n catali8ado" *O<asa aceite total Te-)e"at"a de )"oceso Tie-)o de )"oceso




(. 'O-O

(.1 %ise&o del reactor

2"ante la "eali8aci,n del )"o+ecto se estdia"on di9e"entes )osibilidades )a"ala const"cci,n de nest"o "eacto" de )eeDa escala o ti)o 4atc@ )a"a lat"anseste"i9icaci,n discontina )o" lotes' En n )"inci)io se )ens, en n "eacto"co-)leFo de dos l$neas de acceso al -is-o la )"i-e"a )a"a la l$nea de los aceites +la ot"a l$nea )a"a el -et,ido' En la l$nea de aceite e se detalla en la 9i#"a (1 se@abilitaba n )"et"ata-iento en caso de e el aceite t%iese n alto #"ado de acide8o i-)"e8as' En la l$nea de -et,ido co-o se obse"%a". en la 9i#"a /3si-)le-ente se contaba con n tane de ace"o al ca"bono )a"a al-acena-iento del

-etanol se#Hn las no"-as de se#"idad )a"a los )"odctos in9la-ables de )"i-e"acate#o"$a'

&i'ura (E) !5nea de ácidos 'rasos % osibles retratamientos. "eali<aci#n 4roia




&i'ura /) !5nea de met#:ido. "eali<aci#n roia

Poste"io"-ente se estdiaba n siste-a de tbe"$as a)licando conoci-ientos de<ec.nica de >lidos en el e se calentaba el aceite )o" la tbe"$a e n$a eltane de al-acena-iento de aceite + el "eacto"' Se estdi, coloca" na "esistencia

)o" dent"o de la tbe"$a o na -anta cale9acto"a al"ededo" de ella' Ade-.s deco-)lica"se los c.lclos eno"-e-ente )o" las )!"didas de ca"#a el estdio decadales + de t"ans9e"encia de calo" con #ene"aci,n inte"na o ete"na los "esltados

e a""oFa"on los estdios )"eli-ina"es abo"dados con el )"o#"a-a in9o"-.tico<at@Cad no 9e"on -+ alentado"es'

La co-)leFidad de diseDo de estas alte"nati%as ade-.s de )"o%oca" n a-ento deldesa""ollo de la tecnolo#$a + del )"ecio @ac$an in%iable s const"cci,n en 8onasaisladas + li-itaba s so const"cci,n + -anteni-iento'

Po" las "a8ones desc"itas se decidi, -odela" n siste-a con n Hnico "eacto" elconce)to del -is-o se bas, en co-bina" las %entaFas de los "eacto"es co""ientes conla solci,n @allada )o" os! Calle en (/M )a"a 8onas ""ales en Pe"H' En !ste estdiose diseDa n "eacto" sencillo tili8ando el bid,n -et.lico de n ba""il de ce"%e8a%ac$o' As$ -is-o se le )"o%e$a de a#itaci,n -ediante n siste-a de en#"anaFes eto-aban la 9e"8a -ot"i8 de na si-)le -ani%ela + la lle%aban a las )alas en elinte"io" del tane'

Nest"o "eacto" se". si-ila" con na ca)acidad de )"odcci,n -eno" de 53 lit"os )o"ciclo' Se co-)one b.sica-ente de n cilind"o de ace"o inoidable de 57 c- dedi.-et"o sostenido )o" cat"o listones de -ade"a o colocado sob"e na -esa con na#Fe"o de 53 cent$-et"os )a"a e encaFe el "eacto"' Pa"a e el lecto" )eda

%isali8a" cla"a-ente c,-o es la 9isono-$a de nest"o "eacto" se lle%, a cabo na"e)"esentaci,n -ediante el )"o#"a-a in9o"-.tico Solid Ed#e'




&i'ura () "eactor de transesterificaci#n dise7ado mediante ro'rama informático3olid *d'e. "eali<aci#n roia

&i'ura ) $l<ado, lanta % erfil i<quierdo del reactor. "eali<aci#n roia

La )"i-e"a 9ase del )"oceso se "eali8a sin la ta)a + se "e9ie"e al calenta-iento delaceite %e#etal' Se tili8a". na "esistencia de in-e"si,n' Se cont"ola". la te-)e"at"acon n te"-o)a" o na te"-o"esistencia' Co-enta" e la "esistencia de in-e"si,n se

)ede aco)la" al "eacto" sie-)"e + cando se dis)on#a del s9iciente es)acio )a"aella + deFa"la d"ante el )"oceso de t"anseste"i9icaci,n esto )a"a %olH-enes -.s#"andes es ideal )a"a -antene" la te-)e"at"a dent"o del "eacto"'




Al lle#a" a ;3[C se detiene el calenta-iento del aceite + se )one la ta)a e lle%ainclida el a#itado" el!ct"ico' Se )"ocede al cie""e' Po" n a#Fe"o @abilitado en lata)a se %ac$a el -et,ido )"e%ia-ente )"e)a"ado -ediante n e-bdo' Se en"osca elta),n de este a#Fe"o'

2"ante el tie-)o de )"oceso se -antend". na a#itaci,n constante al"ededo" de /33"e%olciones )o" -into -ediante el a#itado el!ct"ico aco)lado a la ta)a' T"asc""idoeste tie-)o se deFa e el 9lido "e)ose + se ab"e la %.lcla in9e"io"' La )a"te -.s

baFa del "eacto" tiene n diseDo c,nico )a"a 9acilita" la e%acaci,n de los )"odctosal te"-ina" el ciclo' As$ se lle%an los )"odctos a n decantado" e )od"$a se"

)e"9ecta-ente n )eeDo containe" o n si-)le ba""eDo + d"ante n d$a se deFae la #lice"ina -.s densa se se)a"e co-)leta-ente del biodi!sel'

La #lice"ina + el biodi!sel obtenidos contienen aHn -etanol )o" lo e )a"a )ode"tili8a"los tene-os e destila"los )o" se)a"ado + et"ae" el -etanol e de ne%o se

)od". tili8a" en scesi%os ciclos del "eacto"' Ksta destilaci,n se )ede lle%a" a caboen el "eacto" sie-)"e + cando se diseDe na ta)a sin el a#itado" e @abilite laent"ada de la "esistencia de in-e"si,n + na salida adecada )a"a el -etanole%a)o"ado'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel !+



(.2 )odeli*ación "ate"/tica del reactor "ediante )atCcad

¿Q! es <at@cad& ¿Po" ! lo %a-os a tili8a"&

<at@cad es n so9tfa"e o"ientado al c.lclo en la in#enie"$a' 4asado en el c,di#o del )"o#"a-a al#eb"aico <a)le <at@Cad se encent"a o"#ani8ado co-o na @oFa det"abaFo en las e las ecaciones + e)"esiones se -est"an #".9ica-ente no co-osi-)le teto' P"ecisa-ente s eclsi%o 9o"-ato %isal lo @ace 9.cil de a)"ende" +sa" -eFo"a la %e"i9icaci,n + %alidaci,n + a-enta la )"odcti%idad' Ade-.s de

)ode" de9ini" %a"iables + 9nciones )ode-os c"ea" ecaciones e de)endan deante"io"es + e %a"$en ss "esltados si-)le-ente ca-biando las %a"iables' Esto lo@ace ca)a8 de "esol%e" )"oble-as de )".ctica-ente calie" .-bito' Po" ot"a )a"tela "e)"esentaci,n de los "esltados es sencilla + la 9acilidad de -aneFo del )"o#"a-a

lo @ace de #"an tilidad de ca"a a la in%esti#aci,n + al desa""ollo de )"o#"a-as de-+ di%e"sa $ndole'

A continaci,n se -ost"a". el )"o#"a-a in9o"-.tico desa""ollado + e consta de%a"ios sb)"o#"a-as ent"ela8ados ent"e s$' P"i-e"o n sb)"o#"a-a e de9ini". las%a"iables e co-o @e-os co-entado "i#en el )"oceso de t"anseste"i9icaci,n'Le#o n sb)"o#"a-a e contend". las )"o)iedades en 9nci,n de las condicionesde )"oceso b.sica-ente te-)e"at"a' El te"ce" sb)"o#"a-a as-i". los -odeloscin!ticos + se". la base del estdio' El ca"to sb)"o#"a-a se". n estdio sob"e la

t"ans9e"encia de calo" en nest"o "eacto" de ca"a a -eFo"a" las condiciones deconto"no + a-enta" el "endi-iento en caso de e !ste deca+ese debido a )!"didas

)o" t"ans9e"encia de calo" + )o" Hlti-o el into sb)"o#"a-a se"%i". )a"a conc"eta"las necesidades -ec.nicas + el!ct"icas de nest"o "eacto" de ca"a a la adisi,n deei)os'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel !1



VARIA4LES

Co-o co-enta-os en el a)a"tado ante"io" en )"o#"a-a est. "e#ido )o" cinco%a"iables 9nda-entales de las e de)ende el "esto' <at@Cad nos )e"-ite %a"iando

!stas conse#i" di9e"entes "esltados )a"a nest"o estdio )o" eFe-)lo c,-o%a"ia"$a la %elocidad de la "eacci,n )a"a los di9e"entes "atios -ola"es de -etanol +aceite o )a"a di9e"entes te-)e"at"as de )"oceso' Al inicio del )"o#"a-a entoncesse desa""ollan t"es %a"iables 9iFas asociadas a la cantidad de )"odcci,n:

<asa de aceite de col8a <aRelaci,n en )eso <etanolAceite R(>"acci,n catali8ado" *O<asa aceite total R/

le#o ot"as dos %a"iables e son los %ecto"es e de9inen el "an#o de te-)e"at"a+ tie-)o de )"oceso:

Te-)e"at"a de )"oceso T)Tie-)o de )"oceso t)

Nota" e en este sb)"o#"a-a R( s)one la "elaci,n en -asa no -ola" ent"e-etanol + aceite en el sb)"o#"a-a e co""es)onda a la cin!tica de la "eacci,n R(co""es)onde". a la "elaci,n -ola" ent"e los dos "eacti%os'


T)

/15'(7

535'(7

5(5'(7

5/5'(7555'(7

565'(7

* :=t)

3

;3

(/3

6B3

1;3

5;33

s:=

< a /3U#: =

R((

6'0(: =

R/ 3'3(:=



PROPIE2A2ES

Este sb)"o#"a-a )"esenta las )"o)iedades 9$sicas tanto de los a#entesete"nos e inte"%ienen ai"e ace"o inoidable -ade"a ''' co-o de los "eacti%os +

)"odctos + s %a"iaci,n con "es)ecto a %a"iables co-o la te-)e"at"a' Los datos9e"on obtenidos de Inc"o)e"a /M' Los sb$ndices ac -t cat bd + #l se "e9ie"en aaceite de col8a -etanol catali8ado" biodiesel + #lice"ina "es)ecti%a-ente'

/B3 533 5/3 563 5;33

3'3/

3'36

3'3;

3'3B

µ ac T)N O

T)

&i'ura 6) iscosidad del aceite de col<a frente a la temeratura de roceso


Madera .oft/oods li0e ine fir 111 ara listones o bancada

es eso" 3'336B-:=

P"ai"e ν ai"e

α ai"e:=

ρ -etal 0'1 #

l:=

Material tan ue acero ino2 A'.' 345

ν ai"e (;'/ (3 ;−⋅ -

/

s⋅:=

-etal 6(

- * ⋅:=C)-etal 600

* ⋅:=

β ai"e (

Ta-b:=

ρ -ade"a 7'( #

l:=

Aire cond1normales constantes

ρ ai"e ('(;(6 #

-5

:= ai"e 3'3/;7

- * ⋅:= C)ai"e (330

* ⋅:=

α ai"e ai"e

ρ ai"e C ai"e⋅:=

-ade"a 3'(/

- * ⋅:=C)-ade"a (5B3

* ⋅:=

Pat- (3(533Pa:=

es)eso"-ade"a 3'37-:=

µ ac T) µ ac/3 e:) //'(5 Ta-b

T) (− ⋅:=

ac 3'(7

- * ⋅:=

α ac ac

ρ ac C)ac⋅:= β ac

(

T):=

C) ac 603 cal

* ⋅:=

µ ac/3 03 (3 5−⋅( ) Pa s⋅ :=

ν ac T) µ ac T)

ρ ac:= P"ac T)

ν ac T)

α ac:=

Aceite de colza refinado

ρ ac 1(3 #

-5

:=



A@o"a e +a tene-os las )"o)iedades del aceite )ode-os conoce" el %ol-en del-is-o e necesita-os del -is-o + )o" tanto el ni%el de )"odcci,n al sabe" el"atio -.sico e no es el "atio -ola" ent"e aceite + -etanol'

Va <a

ρ ac /('10BL=:=

V) Va ( R(+ ⋅ /;';66L=:=

Ade-.s )o" lo co-entado +a se )ede conoce" el %ol-en de -etanol + as$conoce" la -e8cla de -et,ido - constitida )o" el -etanol + el catali8ado"'Le#o @ace-os el balance #lobal en el "eacto" Fnto con el aceite )a"a conoce" la

)"o)iedades iniciales de la -e8cla -8 al inicio del )"oceso de t"anseste"i9icaci,n'


-t 3'(;

- * ⋅:=

α -t -tρ -t C)-t⋅

:= -t/3 7'1B (3 5−⋅( ) Pa s⋅:=

µ -t T) µ -t/3 e:) 6';5 Ta-b

T) (−

⋅:=

ρ -t 01( #

-5

:=

$atalizador 6O7 .ólo consideramos el efecto de las dos ro iedades rinci ales

ν -t T) µ -t T)

ρ -t:=

ρ cat /533 #

-5

:=

P"-t T) ν -t T)

α -t:=

Methanol $7584

C)-t /603 cal

# * ⋅:=

C)cat ;0B

# * ⋅⋅:=

β -t (T)

:=

<-t V-t ρ -⋅: =V-t R( Va⋅:= "olumen masa de metanol

"olumen masa de catalizador <cat Vcat ρ ca⋅: =

V-: R( Va⋅ R/ V⋅+:= < -: <-t < cat+:= "olumen masa de metó2ido

Ti T) Ta-b V-:⋅ T) Va⋅+

V-: Va+

:=

&a proporción es tan peque9a de catalizadorque directamente tomamos estaspropiedades del metanol

Vcat R/ Va⋅:=

ν -: ν -t:= α -: α -t:=β -: β -t:=

α -8 α -: V-:⋅ α ac Va⋅+

V-: Va+

:=

β -8 β -: V-:⋅ β ac Va⋅+

V-: Va+:= ν -8 T)

ν -: T) V-:⋅ ν ac T) Va⋅+V-: Va+

:=

C)-: C)-t <-t⋅ C)cat <cat⋅+

<-t <cat+:=ρ-:

< -t < cat+

V-t Vc at+

B7B'B00 U#

-

5=:=

C)-8 C)-: V-:⋅ C)ac Va⋅+

V-: Va+ 5 '/01 (3

5× -

/

* s/⋅

=: =ρ-8

<-: <a+V-: Va+

133'03/ U#

-5

=: =

:ro iedades de la mezcla en el reactor



/B3 533 5/3 5633

/ (3 7−×

6 (3 7−×

; (3 7−

×

B (3 7−×

ν -8 T)

Ti T)

&i'ura 9) iscosidad de la me<cla en elreactor ara cada temeratura

/B3 533 5/3 563 5;3/13

533

5(3

5/3

553

563

Ti T)N O

T)

&i'ura 0) Temeratura de inicio de roceso ara cada temeratura final de

calentamiento del aceite de col<a

Co-o se )ede co-)"oba" la %iscosidad de la -e8cla b.sica-ente co-)esta )o"aceite %e#etal de col8a + -etanol dis-in+e con el inc"e-ento de te-)e"at"as' Po"ot"a )a"te la te-)e"at"a de la -e8cla es s,lo nos #"ados -.s baFa e late-)e"at"a a la e calenta-os el aceite esto nos da la -edida de e late-)e"at"a de calenta-iento del aceite se". la e )".ctica-ente nos encont"e-osen el "eacto" al co-en8a" la t"anseste"i9icaci,n'

Po" Hlti-o se )"esentan los )"odctos' La si#iente conside"aci,n e %a-os a @ace"es i-)o"tante' Nota" e cando los "eacti%os se -e8clan Hnen ss )"o)iedades )e"oa -edida e la t"anseste"i9icaci,n se lle%a a cabo + se 9o"-an los )"odctos la#lice"ina %a decantando )o" s -a+o" densidad + la -e8cla + el biodi!sel 9o"-adosi#en s c"so' Esto tiene na eno"-e "e)e"csi,n en la di9icltad del c.lclo

)esto e las )"o)iedades en cada )nto + a cada alt"a del "eacto" %a"$an' En )"inci)io al @abe" na -a+o" cantidad de aceite e de #lice"ina !sta Hlti-adecanta". @asta co-o -c@o n (7J de la alt"a del tane )o" tanto )a"anest"os c.lclos s,lo tend"e-os en centa las )"o)iedades del biodi!sel + s,lo lasde la #lice"ina en tanto e e"a-os establece" nos l$-ites -.i-os de9nciona-iento esto es en el caso en e @bie"a 9#as o al#na ano-al$a decalie" ti)o e deFa"a al siste-a acta" con n eceso de #lice"ina @ec@o !ste e

se debe e%ita" a toda costa )es ade-.s de "alenti8a" la "eacci,n + 9o"-a" Fab,ni-)lica na di9e"encia de es9e"8os -+ #"ande )a"a el a#itado" el!ct"ico debido a la-a+o" %iscosidad de la #lice"ina'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel !!

C)42 663 ca l

# * ⋅:=

P42

ν 42

α 42:=µ 42/3 0 (3

5−

⋅ Pa s⋅:=

ρ 42 BB3 #

-5

⋅:=

α 42 42

ρ 42 C 42⋅:= β 42

(

T

:=

-iodiesel

ν 42

µ 42/3

ρ 42:=

42 (73

- * ⋅:=



/B3 533 5/3 563 5;33

3'7

(

('7

µ #l T)N O

T)

&i'ura J) iscosidad de la 'licerina frente a la temeratura de roceso

a+ e tene" -+ en centa e la #lice"ina 9nde a (B[C + cando se calientaco-ien8a a dis-ini" s %iscosidad + lo @ace ".)ida-ente )e"o aHn as$ es [email protected] %iscosa e el "esto de los co-)estos'

2I<ENSIONA<IENTO

Se @an des)"eciado ot"as conside"aciones de ti)o #eo-!t"ico co-o )o" eFe-)lo lainclinaci,n de la )a"te in9e"io" )a"a 9acilita" los c.lclos -.s cando )o" la )a"tes)e"io" sie-)"e eda". na 8ona lib"e'


P#l T) ν #l T)

α #l T) :=

2i.-et"o + alt"a Htil del "eacto"

ν #l T) µ #l T)

ρ #l:=

@6

πV)N O

(

53'5/6-=:=

µ #l T) µ #l/3 e:) /B Ta-b

T) (− ⋅

⋅:=

β # l 3'336B (

* ⋅:=

ρ # l (/;3 #

-5

:= C)#l T) ;'6B;6T) 6B7'5B* + cal

* ⋅:=#l 3'/B;

- * ⋅:=

+licerina

α #l T)

#l

ρ #l C)#l T) ⋅:= µ #l/3 ('61

#

- s⋅:=



CINKTICA 2E LA REACCIÓN

Kste sb)"o#"a-a contiene la )a"te 9nda-ental del estdio de lat"anseste"i9icaci,n' 2esa""olla"e-os dos ti)os de siste-as e si-len el )"oceso$-ico no -.s co-)leFo basado en la con%e"si,n de los t"i#lic!"idos di#lic!"idos

+ -ono#lic!"idos co-o @e-os co-entado en la "e%isi,n tecnol,#ica + ot"o -.ssi-)le en el e s,lo se tienen en centa de los t"i#lic!"idos dent"o de na "eacci,ni""e%e"sible de se#ndo o"den' En a-bos la "eacci,n co-ien8a -+ ".)ida )e"o a-edida e las concent"aciones del "esto de co-)estos a-entan !sta dis-in+e

)"o#"esi%a-ente' Nnca se consi#e na "eacci,n co-)leta )e"o s$ se alcan8anni%eles -+ altos de con%e"si,n del o"den del 17J'

Un @ec@o si#ni9icati%o es e no se encont"a"on desa""ollos -ate-.ticos )a"anest"a -ate"ia )"i-a es deci" aceite %e#etal de col8a' Sin e-ba"#o de los

"esltados de -c@os de ellos se )ede concli" c,-o a9ectan los )a".-et"os de"eacci,n al )"oceso' Po" eFe-)lo la te-)e"at"a @asta ;3[C @ace a-enta" la%elocidad de "eacci,n )e"o a -.s de ;3[C no tiene n e9ecto conside"able 1M'

<odelo cin!tico co-)leto de t"anseste"i9icaci,n con cin!tica de se#ndo o"den

Pa"a este -odelo se estdia"on di%e"sas 9entes na de las -.s inte"esantes 9e elestdio de 2$a8 + Sotolon#o de la Uni%e"sidad de O"iente (6M e ane t"atan elaceite de soFa )lantean n desa""ollo cla"o + )".ctico sob"e c,-o desa""olla" n-odelo -ate-.tico' Ellos se a+dan del )"o#"a-a in9o"-.tico <ic"oso9t™ Ecel +-ediante @oFas de c.lclo )a"a )lantea" + "esol%e" n siste-a de ecacionesdi9e"enciales' Utili8a"on n -!todo n-!"ico basado en la sstitci,n de lasde"i%adas )o" ss ei%alentes en di9e"encias 9initas disc"eti8aci,n e)l$citatili8ando inc"e-entos de tie-)o lo s9iciente-ente )eeDos'

Nosot"os )"i-e"o )"etende-os e)one" )aso a )aso la nat"ale8a de la "eacci,n + )oste"io-ente diseDa" n )"o#"a-a in9o"-.tico e desa""olle )a"a todos losinstantes la din.-ica de la ecaci,n' Las %a"iables con las e conta"e-os se".n la-asa de aceite el "atio -ola" <etanolAceite la te-)e"at"a de )"oceso + la

constante de los #ases ideales' Ot"os datos e necesita-os son los )esos-olecla"es + las concent"aciones -ola"es iniciales en el "eacto"' Pa"a el )eso-olecla" de los t"i#lic!"idos se to-, di"ecta-ente el del aceite de col8a )es est.9o"-ado )o" n 10J de t"i#lic!"idos en estado no"-al' El )eso -olecla" del aceitede col8a es B0B#-ol + co-o est. 9o"-ado )o" n 10J t"i#lic!"idos se to-,di"ecta-ente !ste %alo" )a"a los t"i#lic!"idos c+os .cidos #"asos + "es)ecti%os )esos-olecla"es se encent"an en el Aneo IV' Pa"a este estdio )"eli-ina" seconside"a".n las concent"aciones iniciales de di#lic!"idos + -ono#lic!"idos i#al a 3-oles co-o @acen la -a+o"$a de los estdios' Los )esos -olecla"es de la #lice"ina

+ -etanol +a se "e%isa"on en el a)a"tado ante"io" -ient"as e el del biodi!sel-etil!ste"es de aceite de col8a se obt%o de la 9,"-la del a)a"tado B'/'




Las ecaciones son las -is-as e 9e"on )"esentadas en la "e%isi,n tecnol,#ica'Kstas ecaciones "e)"esentan la %elocidad de "eacci,n )a"a n -o-ento conc"eto

de)endiendo de las concent"aciones -ola"es' A$ se -est"an de ne%o )a"a9acilita" la co-)"esi,n del 9en,-eno:

MM``MM``M

/(( DH HKL @T TKL dt

TKd v +−==

MM``MM``MM``MM``M

65/(/ DH @KL @T HKL DH HKL @T TKL dt

HKd v +−−==

MM``MM``MM``MM``

M;7655 DHK!L @T @KL DH @KL @T HKL dt

@Kd

v +−−==

MM``MM``M

;76 DHK!L @T @KL dt

K!d v −==

MM``MM``MM``MM``MM``MM``M

;765/(7 DHK!L @T @KL DH @KL @T HKL DH HKL @T TKL dt

DHd v −+−+−==

dt

DHd

dt

@T d v

MM; −==


<Go 3-ol:=2Go 3-ol:=TGo <a

P<t# //'001-ol=:=

< a /3#:=

P<d# 7B7'55 (3 5−

⋅ #

-ol⋅:=

T) 553* :=R( ;:=

P<#l 1/'( (3

5−

⋅

#

-ol⋅:=

<- <To P<-t⋅ 6'/6/#=:=

P<t# B0B (3 5−

⋅ #

-ol⋅: =

P<bd /16'65 (3

5−

⋅

#

-ol⋅:=

Rcte B'5(6

-ol * ⋅:=

P<-# /1/';; (3 5−

⋅ #

-ol⋅:=

GLo 3-ol:= 42o 3-ol:=

P<-t 5/ (3

5−

⋅

#

-ol⋅:=

<To R( TGo⋅ (5/'706-ol=:=



Las constantes de la "eacci,n 9e"on to-adas del estdio (6M e )a"a nate-)e"at"a de )"oceso de 73[C )a"a aceite %e#etal de soFa )"esenta las si#ientesconstantes ii e se co""i#en )a"a ;3[C -ediante las ecaciones co""es)ondientes'

A continaci,n se si-lan los )"i-e"os instantes de la "eacci,n )a"a co-)"ende"-eFo" c,-o es "eal-ente el )"oceso de t"anseste"i9icaci,n:

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel !(

%i/ ( TGo⋅ <To⋅ / 2Go⋅ 42o⋅− 5 2Go⋅ <To⋅− 6 <Go⋅ 42o⋅+:=

%i( (− TGo⋅ <To⋅ / 2Go⋅ 42o⋅+:=

%i7 ( TGo⋅ <To⋅ / 2Go⋅ 42o⋅− 5 2Go⋅ 42o⋅+ 6 <Go⋅ <To⋅− 7 <Go⋅ <To⋅+ ; GLo⋅ 42o⋅−:=

%i5 5 2Go⋅ <To⋅ 6 <Go⋅ 42o⋅− 7 <Go⋅ <To⋅− ; 2Go⋅ 42o⋅+:=

%i; %i7−:=

.e define un inter;alo de tiem o ara estudiar las diferencias finitas

it (s:=

%i6 7 <Go⋅ <To⋅ ; GLo⋅ 42o⋅−:=

i( 3'37 (

-ol -in⋅⋅:=Ea( 7616;

-ol:= T73 5/5* :=

( i( e:) Ea(−Rcte

(T)

(T73

− ⋅ ('/B; (3 5−× (

-ol s⋅=:=

/ i/ e:) Ea/−Rcte

(

T)

(

T73−

⋅ /'767 (3 5−× (

-ol s⋅=:=

i/ 3'(( (

-ol -in⋅⋅:=Ea/ 6(7(7

-ol:=

5 i5 e:) Ea5−

Rcte

(

T)

(

T73

−

⋅ ;'135 (3

5−× (

-ol s⋅

=:=

Ea5 B53(6

-ol:= i5 3'/(7

(

-ol -in⋅⋅:=

; i( e:) Ea;−Rcte

(

T)

(

T73− ⋅ ('(66 (3

5−×

(

-ol s⋅=:=

i6 ('//B (

-ol -in⋅⋅:=Ea6 ;((1(

-ol:=

Ea7 /;B51

-ol:=

i; 3'330 (-ol -in⋅

⋅: =Ea; 63300 -ol

:=

6 i( e:) Ea6−Rcte

(

T)

(

T73−

⋅ ('57( (3 5−× (

-ol s⋅=:=

i7 3'/6/ (

-ol -in⋅⋅:=

7 i( e:) Ea7−Rcte

(

T)

(

T73−

⋅ ('35 (3 5−

× (

-ol s⋅=:=



Se )ede a)"ecia" e t"as n se#ndo de "eacci,n la concent"aci,n -ola" ca-bia-+ ".)ido sob"e todo debido al eceso de -etanol e @e-os )esto a "eacciona"'

Pa"a el si#iente inte"%alo de tie-)o de n se#ndo tene-os nas ne%as%elocidades de "eacci,n al ca-bia" las concent"aciones e se tili8an )a"a obtene"las ne%as concent"aciones en el se#ndo instante:

En este se#ndo inte"%alo de tie-)o los t"i#lic!"idos continHan s con%e"si,n a n"it-o -+ alto )e"o -eno" e )a"a el )"i-e" inte"%alo' Po" ot"a )a"te +a se @anco-en8ado a 9o"-a"se los -ono#lic!"idos' La concent"aci,n de biodi!sel si#ea-entando )"o#"esi%a-ente + el -etanol cons-i!ndose' Contina"e-os con este

)"ocedi-iento @asta n Hlti-o inte"%alo de la de-ost"aci,n )a"a co-)"oba" c,-oco-ien8a a 9o"-a"se la #lice"ina + c,-o continHan los )"ocesos de con%e"si,n"alenti8.ndose a cada instante'


%// ( TG(⋅ <T(⋅ / 2G(⋅ 42(⋅− 5 2G(⋅ <T(⋅− 6 <G(⋅ 42(⋅+:=

42/ 42( %7/ it⋅+ 0'/0B-ol=:=

%;/ %7/−:=

%(/ U(− TG(⋅ <T(⋅ U/ 2G(⋅ 42(⋅+:=

2G/ 2G( %// it⋅+ 5'7-ol=:=

%5/ 5 2G(⋅ <T(⋅ 6 <G(⋅ 42(⋅− 7 <G(⋅ <T(⋅− ; 2G(⋅ 42(⋅+:=

%7/ ( TG(⋅ <T(⋅ / 2G(⋅ 42(⋅− 5 2G(⋅ 42(⋅+ 6 <G(⋅ <T(⋅− 7 <G(⋅ <T(⋅+ ; GL(⋅ 42(⋅−:=

GL/ GL( %6/ it⋅+ 3=:=

<G/ <G( %5/ it⋅+ 5';B;-ol=:=

< T/ < T( %;/ it⋅+ (/1'51;-ol=:=

TG/ TG( %(/ it⋅+ (7';(/-ol=:=

%6/ 7 <G(⋅ <T(⋅ ; GL(⋅ 42(⋅−:=

< T( < To %i; it⋅+ (5/';0-ol=:=42( 42o %i7 it⋅+ 6'336-ol=:=

GL( GLo %i6 it⋅+ 3=:=<G( <Go %i5 it⋅+ 3=:=2G( 2Go %i/ it⋅+ 6'336-ol=:=TG( TGo %i( it⋅+ (B'007-ol=:=



En !ste Hlti-o instante t g 5s s,lo nos edan (5 de los // -oles de t"i#lic!"idos

)e"o casi la totalidad del conFnto de -oles de .cidos #"asos t"i#lic!"idosdi#lic!"idos + -ono#lic!"idos e ten$a-os inicial-ente + +a se @an 9o"-ado casi(3 -oles de !ste"es -et$licos + -edio -ol de #lice"ina' Po" tanto el -etanol esco-o +a @ab$a-os co-entado el %e"dade"o detonante de la "eacci,n $-ica )es aestas alt"as +a se @an cons-ido casi (3 -oles' A )a"ti" de a$ la "eacci,nco-en8a". a "elanti8a"se cada %e8 -.s sob"e todo cando s)e"e-os el B3J de lacon%e"si,n'

Co-o se )ede co-)"oba" tene-os na %a"iaci,n in9initesi-al de la %elocidad de

"eacci,n con el tie-)o debido a e las concent"aciones %a"$an a cada instante'A@o"a lo e e"e-os es e el )"o#"a-a conside"e estos ca-bios en lasconcent"aciones -ola"es a cada inte"%alo in9initesi-al de tie-)o + los ten#a encenta ato-.tica-ente )a"a cada c.lclo si#iente' Pa"a ello se "ec""i, a c"ea" na-at"i8 de na 9ila )o" ecaci,n es deci" ; 9ilas + tantas col-nas co-o instantesnecesit."a-os )a"a co-)leta" el )"oc"eso' Esta -at"i8 se "ellena -ediante n bcle9o" e to-a"a los %alo"es de las concent"aciones de cada 9ila )a"a la col-nasi#iente + as$ )ode" tene" las concent"aciones del instante ante"io"' Pa"a o)ti-i8a" elc.lclo se de9ini, el inte"%alo de tie-)o a 3'( se#ndos it + las concent"acionesiniciales en %e8 de da"les n %alo" nlo a di#lic!"idos + -ono#lic!"idos les di-os s%alo" co""es)ondiente conside"ando al no encont"a"se datos del tanto )o" ciento dedi#lic!"idos + -ono#lic!"idos en el aceite de col8a n /7J de di#lic!"idos + 37Jde -ono#lic!"idos'


42o 3-ol:=<To R( TGo⋅ (5/'706-ol=:= GLo 3-ol:=

TGo 3'10<a

P<t# //'31;-ol=:= 2Go

3'3/7<a

P<d# 3'B76-ol=:= <Go

3'337<a

P<-#3'56/-ol=:=

P<bd /16'65 (3 5−⋅ #

-ol⋅:=P<#l 1/'( (3

5−⋅ #

-ol⋅:=P<-t 5/ (3

5−⋅ #

-ol⋅:=

P<d# 7B7'55 (3 5−⋅ #

-ol⋅:= P<-# /1/';; (3

5−⋅ #

-ol⋅:=P<t# B0B (3

5−⋅ #

-ol⋅: =

< T5 < T/ % ;5 it⋅+ (/;'B6-ol=:=425 42/ %75 it⋅+ 1'B56-ol=:=

GL5 GL/ %65 it⋅+ 3'61(-ol=:=<G5 <G/ %55 it⋅+ ;'5(6-ol=:=

2G5 2G/ %/5 it⋅+ /'165-ol=:=

TG5 TG/ %(5 it⋅+ (5'30B-ol=:=

%(5 U(− TG/⋅ <T/⋅ U/ 2G/⋅ 42/⋅+:=

%75 ( TG/⋅ <T/⋅ / 2G/⋅ 42/⋅− 5 2G/⋅ 42/⋅+ 6 <G/⋅ <T/⋅− 7 <G/⋅ <T/⋅+ ; GL/⋅ 42/⋅−:=

%55 5 2G/⋅ <T/⋅ 6 <G/⋅ 42/⋅− 7 <G/⋅ <T/⋅− ; 2G/⋅ 42/⋅+:=

%;5 %75−:=

%65 7 <G/⋅ <T/⋅ ; GL/⋅ 42/⋅−:=

%/5 ( TG/⋅ <T/⋅ / 2G/⋅ 42/⋅− 5 2G/⋅ <T/⋅− 6 <G/⋅ 42/⋅+:=



El bcle for incl+e las concent"aciones iniciales + las ecaciones e "i#en la"eacci,n $-ica' Antes se de9ine n l$-ite de tole"ancia e se". el e @a#ate"-ina" el bcle' La condici,n es e la %a"iaci,n instant.nea de t"i#lic!"idos + de-etil!ste"es no sea -a+o" e el %alo" i-)esto'

La %a"iable n e cont"ola las col-nas se de9ini, )a"a ;333 inte"%alos lo eei%al$a a (3 -intos' 2es)!s del bcle for e cont"ola las ecaciones + "ellenala -at"i8 CC @e-os de9inido ot"o bcle for )a"a e sae co-o solci,n los datosdesde 3 @asta n )a"a cada na de las 9ilas )o" se)a"ados + le#o de9ini!ndo de esta-ane"a ; %ecto"es lla-ados TG 2G <G GL 42 <T e "e)"esentan lasconcent"aciones )a"a cada inte"%alos de t"i#lic!"ios di#lic!"idos -ono#lic!"idos#lice"ina biodi!sel + -etanol "es)ecti%a-ente to-ados de la -at"i8 CC'

CC TG3

3'10<aP<t#

←

2G3

3'3/7<a

P<d#←

<G3

3'337<a

P<-#←

GL3

3 -ol⋅←

423

3 -ol⋅←

<T3

; TG3

⋅←

TGn

TGn (− (− TG

n (−⋅ <Tn (−⋅ / 2G

n (−⋅ 42n (−⋅+( ) it⋅+←

2Gn

2Gn (− ( TG

n (−⋅ <Tn (−⋅ / 2G

n (−⋅ 42n (−⋅− 5 2G

n (−⋅ <Tn (−⋅− 6 <G

n (−⋅ 42n (−⋅+( ) it⋅+←

<Gn

<Gn (− 5 2G

n (−⋅ <Tn (−⋅ 6 <G

n (−⋅ 42n (−⋅− 7 <G

n (−⋅ <Tn (−⋅− ; GL

n (−⋅ 42n (−⋅+( ) it⋅+←

GLn

GLn (− 7 <G

n (−⋅ <Tn (−⋅ ; GL

n (−⋅ 42n (−⋅−( ) it⋅+←

42n

42n (− ( TG

n (−⋅ <Tn (−⋅ / 2G

n (−⋅ 42n (−⋅− 5 2G

n (−⋅ <Tn (−⋅+ 6 <G

n (−⋅ 42n (−⋅− 7 <G

n (−⋅ <Tn (−⋅+ ; GL

n (−⋅ 42n (−⋅−( ) it⋅+←

<Tn

<Tn (− ( TG

n (−⋅ <Tn (−⋅ / 2G

n (−⋅ 42n (−⋅− 5 2G

n (−⋅ <Tn (−⋅+ 6 <G

n (−⋅ 42n (−⋅− 7 <G

n (−⋅ <Tn (−⋅+ ; GL

n (−⋅ 42n (−⋅−( ) it⋅−←

b"ea TGn (− TG

n−( ) 42

n 42

n (−−( )∧ tol<i9

n ( ;333..∈9o"

solα 3, TG

α←

solα (, 2G

α←

solα /, <G

α←

solα 5, GL

α←

solα 6, 42

α←

solα 7, <T

α←

α 3 "ofs TG (−..∈9o"

sol

: =


2G CC (⟨ ⟩:= 42 CC 6⟨ ⟩

:=

<G CC /⟨ ⟩:= <T CC 7⟨ ⟩:=

GL CC 5⟨ ⟩:=TG CC 3⟨ ⟩

:=

tol (3 5−: =



2e ca"a a la "e)"esentaci,n tene-os e @ace" na )eeDa o)e"aci,n )a"at"ans9o"-a" los inte"%alos en la -edida de tie-)o + !sto se consi#e si-)le-enteto-ando el %ecto" e centa el nH-e"o de col-nas de la -at"i8 -enos ( )o" noconta" el Hlti-o e es el e "o-)e el bcle + -ediante la de9inici,n de n ne%o%ecto" ti e con%ie"ta !stos inte"%alos en se#ndos'

Pedi-os al )"o#"a-a el %ecto" acaba-os de de9ini" + obtene-os e la solci,ncon%e"#e en el estaciona"io )a"a 60(5 se#ndos casi B -intos de "eacci,n' Kste esel )"i-e" dato e e"$a-os obtene" c.nto ta"da en estabili8a"se el )"oceso +te"-ina la con%e"si,n de -etil!ste"es' A continaci,n -ost"a-os en la 9i#"a /0 na#".9ica e en9"enta los %ecto"es TG 2G + <G con el tie-)o de )"oceso )a"aconoce" el co-)o"ta-iento de los co-)onentes del aceite de col8a'

&i'ura =) *voluci#n de tri'licéridos, di'licéridos % mono'licéridos durante latransesterificaci#n del aceite de col<a ara un ratio molar @etanolO$ceite de J)( %

temeratura de roceso TPJ/QC

En la #".9ica se obse"%a el co-)o"ta-iento t$)ico de los .cidos #"asos d"ante lat"anseste"i9icaci,n n descenso -+ ".)ido de los t"i#lic!"idos a la %e8 ete-)o"al-ente a-entan los di#lic!"idos + )oste"io"-ente los -ono#lic!"idos )a"a9inal-ente todos con%e"#e" al %alo" l$-ite' Kste %alo" l$-ite )a"a los t"i#lic!"idos

alcan8a el %alo" de B1//(J de con%e"si,n de los -is-os lo e nos da na -edidade la e9icacia de la "eacci,n'


i 3 "ofs CC (−. .:=ti

i it⋅:=



Continando con los "eacti%os se obse"%a". en la 9i#"a /B el co-)o"ta-iento del-etanol'

3 / 6 ; B (3

;3

B3

(33

(/3

(63

Tie-)o N-inO

< e t a n o l N - o l O

&i'ura >) *voluci#n del metanol durante la transesterificaci#n del aceite de col<a ara un ratio molar @etanolO$ceite de J)( % temeratura de roceso TPJ/QC

La conclsi,n e se et"ae de esta #".9ica es ine$%oca + es e el -etanol no secons-e )o" co-)leto' Este @ec@o +a lo @ab$a-os adelantado en el a)a"tado B'(

)es )a"te de !l eda en el biodi!sel + la #lice"ina )o" lo e co-o antesco-ent.ba-os @ab"$a e )"ocede" a na destilaci,n )oste"io" con "ec)e"aci,n del-etanol' En canto a los )"odctos co-en8a-os en la 9i#"a oc).ndonos de la#lice"ina:

3 / 6 ; B (33

7

(3

(7

/3

Tie-)o -in

G l i c e " i n

a N - o l O

&i'ura E) *voluci#n de la 'licerina durante la transesterificaci#n del aceite decol<a ara un ratio molar @etanolO$ceite de J)( % temeratura de roceso TPJ/QC




La #lice"ina co-ien8a a #ene"a"se en canto se encent"an -ono#lic!"idos )"esentes co-o en este s)esto' 2esde el instante inicial co-ien8a a 9o"-a"sealcan8.ndo s estaciona"io al lle#a" a los dos -intos' En canto a los -etil!ste"es

)"ocedentes de aceite de col8a R<E o el biodi!sel )a"a el instante 9inal )"esentana con%e"si,n total de:

Ade-.s la 9i#"a 53 )"esenta la e%olci,n de este )o"centaFe d"ante el tie-)o de"eacci,n en la e se co-)"eba e )".ctica-ente en los dos )"i-e"os -intos de"eacci,n es cando se lle%a a cabo )".ctica-ente todo el )"oceso'

3 / 6 ; B (33

/3

63

;3

B3

(33

Tie-)o -in

J C o n % e " s i o n 4 2

&i'ura 6/) *voluci#n de la 'licerina durante la transesterificaci#n del aceite decol<a ara un ratio molar @etanolO$ceite de J)( % temeratura de roceso TPJ/QC

>inal-ente o9"ece-os los %alo"es en # de los co-)onentes )a"a el instante 9inal:

n balance de -asa ent"e el inicio + el 9inal del )"oceso


<9inal <TG <2G+ <<G+ <GL+ <42+ <<T+ /6'/5;#=:=< inicio < a < -+ /6'/6/ #=:=

< <T P<-t < T⋅ 60(5

/'637#=:=

< 42 P< bd 42⋅ 60(5

(;'137#=:=

<GL P<#l GL⋅ 60(5

('05#=:=

< <G P< -# < G⋅ 60(5

3'(6(#=:=

< 2G P< d# 2G⋅ 60(5

3'1;6#=:=< TG P< t# TG⋅ 60(5 /'31(#=:=

Con%e"si,n-etil!ste"J (33<42

<a B6'7/;=: =



La di9e"encia de ; #"a-os se at"ib+e a )!"didas de deci-ales en las scesi%asite"aciones' Ade-.s e"e-os co-)"oba" e el balance de -asa esti-ado en la9i#"a (B del a)a"tado B'( se co""es)onde con los "esltados obtenidos' Pa"a (33 #de aceite de col8a "e9inado obtene-os:

sti"ación de K! esultados obtenidos con )atCcad

1B'( # de biodiesel co-e"cial B6'7/7 # de biodiesel co-e"cial

(('B # de #lice"ina sin "e9ina" B';7 # de #lice"ina sin "e9ina"

(('0 # de -etanol )a"a "etili8a" (/'3/7 # de -etanol )a"a "etili8a"

La )"inci)al di9e"encia es la cantidad de biodi!sel obtenido + esto se debe a e"eacci,n no se co-)leta + edan t"i#lic!"idos di#lic!"idos + -ono#lic!"ios

)"esentes en la -e8cla' Kstos 9o"-a".n )a"te )"e%isible-ente del si#iente lote del"eacto" Fnto con el -etanol "ec)e"ado )o" destilaci,n' Co-o el -etanol necesa"io )o" lote son /('/( )a"tes de cada cien de aceite s,lo necesita"$a-os 1'(6 )a"tes de-etanol )o" lote' Po" ot"a )a"te se co-)"eba e se 9o"-a n (3J de #lice"ina"es)ecto al biodi!sel dato e se "e)ite en la -a+o"$a de balances )"eli-ina"es'

La i-)o"tancia de @abe" #ene"ado n )"o#"a-a basado en %a"iables es %e"satilidadde e dis)one-os )a"a -eFo"a" los "esltados' A continaci,n se )"ocede a "eali8a"n estdio de sensibilidad del )"oceso ante los )a".-et"os de ent"ada' Se %a"ia". laconcent"aci,n -ola" -etanolaceite la te-)e"at"a de )"oceso + las constantescin!ticas'

<odi9icaci,n del "atio -ola" de -etanolaceite

La "elaci,n esteio-!t"ica del -etanol + del aceite es 5 )e"o co-o +a @e-osco-entado e"e-os ?e-)Fa" de la "eacci,n @acia la de"ec@a @acia el lado de los

)"odctos )o" ello se tili8a "atios -ola"es -a+o"es' Una -a+o" tili8aci,n de-etanol s)one -.s %ol-en de -etanol + -.s -etanol e @ab". e "ec)e"a" +destila" -.s ta"de' Es na bena t.ctica )a"a )"ocesos continos o se-icontinos

donde se destila el -etanol di"ecta-ente t"as sali" del "eacto" )o" la l$nea de )"oceso'

'ar/"etrosesultados

atio "olar 6F1pM6+N-

atio "olar (F1pM6+N-


Tie-)o de "eacci,n s 60(5 /;;1 (;/(

Con%e"si,nT"i#lic!"idos J B1// 1;16 1B1/

Con%e"si,n de

<etil!ste"es J B67(/ 1537 100B




Esto si#ni9ica e teo"ica-ente n eceso de -etanol -eFo"a la "eacci,n la @ace-.s ".)ida + )".ctica-ente co-)leta' Las #".9icas )"esentan la -is-a 9o"-a )e"oli#e"a-ente -.s inclinadas + 9inal-ente con -eno"es "eacti%os + -.s )"odctos'Esta -etodolo#$a la de tili8a" n #"an eceso de -etanol +a se co-entaba en ela)a"tado 0'5 + actal-ente -c@os estdios anali8an la t"anseste"i9icaci,n en

condiciones c"$ticas + s)e"c"$ticas de -etanol'

&i'ura 6() Comaraci#n entre la evoluci#n de los tri'licéridos ara latransesterificaci#n del aceite de col<a con ratios molares @etanolO$ceite de J)( % de

E)( con T)J/QC

<odi9icaci,n de la te-)e"at"a de )"oceso

La %a"iaci,n de la te-)e"at"a de )"oceso es i8.s la -.s intiti%a + sencillade todas' <ati8a" e la te-)e"at"a est. li-itada )o" enci-a )o" la te-)e"at"a deebllici,n del -etanol ;67[C + )o" debaFo no es con%eniente baFa" de 63[C debidoa la %iscosidad de los co-)onentes sob"e todo de la #lice"ina' En canto al

)"ocedi-iento es necesa"io co-enta" e )a"a 63[C 9e necesa"io -odi9ica" el %alo"de n col-nas de la -at"i8 CC )es el estaciona"io ta"daba -.s de (3 -intos en

alcan8a"se en conc"eto /7 -intos' La %a"iaci,n se )"odce )o"e la te-)e"at"aa9ecta a las constantes de "eacci,n'

'ar/"etrosesultados


atio "olar 6F1pM64N-


Tie-)o de "eacci,n s 60(5 5B5B (730

Con%e"si,nT"i#lic!"idos J B1// B101 B7B7

Con%e"si,n de<etil!ste"es J B67(/ B730 B(56




Co-o se obse"%a en los "esltados n inc"e-ento de te-)e"at"a -eFo"a el"endi-iento del )"oceso al -odi9ica" las constantes cin!ticas' La -eFo"a del"endi-iento sin e-ba"#o es escasa ent"e ;3[C + ;6[C + es aconseFable no aFsta"setanto al l$-ite del -etanol )o"e s destilaci,n -e"-a"$a la concent"aci,n en los"eacti%os "alenti8ando el )"oceso' S$ e se obse"%a sin e-ba"#o na %a"iaci,n

si#ni9icati%a en el tie-)o de "eacci,n sob"e todo si la di9e"encia de te-)e"at"a esnotable co-o si o)e"a-os a 63[C' El )"oceso se @ace bastante -.s lento + lacon%e"si,n se "edce a n "it-o a)"oi-ado de n (J cada ;[C ane ta-bi!n @a+e -enciona" e la di9e"encia en el balance de -asa se @ace Hnica-ente n #"a-o'Co-o se @a co-entado con el eceso de -etanol n-e"osos estdios %elcan ss9e"8as en in%esti#a" la t"anseste"i9icaci,n en condiciones s)e"c"$ticas en este casode te-)e"at"a + )"esi,n'

<odi9icaci,n de las constantes cin!ticas

Po" Hlti-o se anali8an las di9e"encias al %a"ia" las constantes cin!ticas' Las de<a"c@etti /5M est.n to-adas del estdio de No"eddini et Al (110 + son -+

)a"ecidas )es ta-bi!n son )a"a la t"anseste"i9icaci,n del aceite de soFa a 73[C' Lasde Lee%iFit BM son en ca-bio )a"a el aceite de )al-a a ;3[C' Co-enta" e lasconstantes de "eacci,n de)enden tanto de la te-)e"at"a de )"oceso co-o se acabade estdia" co-o de ot"os 9acto"es co-o la Ene"#$a de acti%aci,n'

'ar/"etros

esultados

atio "olar 6F1

pM6+N-1...6 K14

atio "olar 6F1

pM6+N-1...6 K23

atio "olar 6F1

pM6+N-1...6 K8

Tie-)o de "eacci,n s 60(5 60(5 /760

Con%e"si,nT"i#lic!"idos J B1// B16 (33

Con%e"si,n de<etil!ste"es J B67(/ B67( 11(5

Lo -.s si#ni9icati%o es la di9e"encia ent"e las constantes cin!ticas de la soFa + la )al-a' El )"oceso )a"a BM se %el%e -c@o -.s lento )e"o se co-)leta' Esto sedebe a e as-en el %alo" de la constante cin!tica / i#al a 3' Esta s)osici,nsi#ni9ica e los t"i#lic!"idos no se "e#ene"an + e la )"i-e"a de las "eaccionesinte"-edias de la t"anseste"i9icaci,n e -ost".ba-os en el a)a"tado 0'/ esi""e%e"sible'




ESTU2IO SO4RE LA TRANS>ERENCIA 2E CALOR

Pa"a este sb)"o#"a-a se "eali8, n estdio de t"ans9e"encia de calo" en eltane' Pa"a ello @ici-os so de Inc"o)e"a /M tanto )a"a @alla" las "esistenciast!"-icas en 9lFo inte"no + ete"no co-o )a"a s "elaci,n en n estado t"ansito"io

co-o el nest"o' A continaci,n se @ace so de las )"o)iedades de la -e8cla -8e de9ini-os en el sb)"o#"a-a de )"o)iedades )a"a as$ )ode" saca" los )a".-et"osnecesa"ios de t"ans9e"encia de calo" co-o los nH-e"os adi-ensionales de Re+noldsRa+lei#@ Nsselt + P"andlt as$ co-o el coe9iciente de con%ecci,n @' El tie-)o de

)"oceso ed, de9inido @asta ( @o"a en el )"i-e" a)a"tado + ane @e-os %isto eantes de (3 -intos la "eacci,n se co-)leta ala"#a"e-os nest"o estdio de )!"didasde calo" @asta el caso de 9nciona-iento de "eacto" i#al a ( @o"a'


@ae:t5 T) N25 T) ai"e⋅

@:= N25 T) 3'/0 Ra@ T)

(

6⋅:=

@ae:t/ T) N2/ T) ai"e⋅

@:= N2/ T) C"a Ra@ T)

n"a⋅:=

n"a (

5:=

haceite para flu<o interno por una pared circular

Ra@ac T) # β -8⋅ T) Ta-b− ⋅ @

5

⋅ ν -8 T) α -8⋅

:=

N2( T) 3'; 3'5B0 Ra@ T)

(

;

( 3'771

P"ai"e

1

(;

+

B

/0

+

:=

N2ac T) 3'; 3'5B0 Ra@ac T)

(

;

( 3'771

P"ai"e

1

(;

+

B

/0

+

:=

Ra@ T) # β ai"e⋅ T) Ta-b− ⋅ @

5⋅ ν ai"e α ai"e⋅

: =

@ac T) N2ac T) ac⋅

@:=

$oef1con;ección del aire para flu<o e2terno sobre tapas aseme<ando a placa plana hae2t=

$oef1con;ección del aire para flu<o e2terno sobre cilindro hae2t>

@ae:t T) N2( T) ai"e⋅

@:=

C"a (

6:=



Resistencia t!"-ica de ta)as s)e"io" e in9e"io" + del ce")o as$ co-o Resistenciat!"-ica total

/B3 533 5/3 563 5;37

(3

(7

/3

/7

Rtt

T)

&i'ura 6) "esistencia térmica total ara cada temeratura de calentamiento delaceite de col<a

Pa"a @alla" el tie-)o ca"acte"$stico en los casos de t"ans9e"encia de calo" en "!#i-ent"ansito"io:

El tie-)o ca"acte"$stico es -c@$si-o -a+o" e el tie-)o de "eacci,n lo esi#ni9ica e la te-)e"at"a en el tane no %a a decae" conside"able-ente d"anteel )"oceso' Sob"e las )!"didas de calo" )o" t"ans9e"encia de calo" tene-os lasi#iente ecaci,n:


T9inal) T)/ 5;33sN O 55('/07 * =: =

T)/ t) Ta-b Ti Tli- Ta-b− e

t)−

τ

+:=

τ t ρ -8 V)⋅ C)-8⋅ Rtt⋅:=

τ #-ean τ tN O 0'B5B (37

× s=: =

Rtc (

@ac T) π⋅ @/⋅

ln

@

/ es)eso" +

@

/

-etal /⋅ π⋅ @⋅

+ (

@ae:t T) π⋅ @/⋅

+:=

Rtt Rtts Rtti+ Rtc+:=

Rtts es)eso"

-etal π⋅ @/

(

@ae:t/ T) π⋅ @/

⋅

+:=

Rtti (

@ac T) π⋅ @/⋅

es)eso"

-etal π⋅ @/⋅

+ es)eso"-ade"a

-ade"a π⋅ @/⋅

+ (

@ae:t5 T) π⋅ @/⋅

+:=



Q) ρ-8 V)⋅ C)-8⋅ Ti Tli- Ta-b− ( e:) t)−τ

−

3

/5(';/6

6;5'/5

( 'B7/ (35×

5 '036 (35×

( '5B0 (36×

=: =

La te-)e"at"a co-o @e-os co-entado decae". -+ )oco d"ante el tie-)o de )"oceso co-o se obse"%a". en la 9i#"a 55 debido )"inci)al-ente a e lacon%ecci,n con el ete"io" al esta" no"-al-ente en na sala aislada o en na na%econ condiciones de estabilidad de te-)e"at"a + co""ientes de ai"e es -+ baFa' Noes necesa"io )o" tanto ite"a" de ne%o )a"a -eFo"a" los "esltados ni )ensa" en tene"e aFsta" n aislante t!"-ico al "eacto" )es la te-)e"at"a no baFa lo s9icienteco-o )a"a @ace" )eli#"a" el )"oceso'

3 ( (35

× / (35

× 5 (35

×

55('/7

55('5

55('57

55('6

55('67

55('7

T)/ t)N O

t)

&i'ura 66) Temeratura de la reacci#ndurante el roceso de transesterificaci#n

3 ( (35× / (35× 5 (35×

3

7 (35×

( (36×

('7 (36×

Q)

t)

&i'ura 69) 4érdida de ener'5a ortransferencia de calor desde el reactor




AGITA2OR ELKCTRICO

Co-o +a @e-os co-entado no de los 9acto"es e ta-bi!n inte"%ienen en la"eacci,n es el ni%el de a#itaci,n en el tane' A continaci,n se "es-en las

necesidades "es)ecto a nest"o a#itado" el!ct"ico:A#itaci,n de al -enos (B3 "')'-/ )aletas )lanas con na inclinaci,n de 67[Ace"o InoidableTa-aDo ada)tado al es)acio del "eacto" 2i.-et"o de 53 c-

Pa"a conoce" la )otencia necesa"ia del a#itado" el!ct"ico se "ec""e a n an.lisisdi-ensional + los %alo"es de las "e9e"encia (7M' La )otencia necesa"ia de n a#itado"el!ct"ico en n siste-a de -e8clado de l$idos se dete"-ina )o" s %elocidad de"otaci,n la con9i#"aci,n del -e8clado" + las )"o)iedades 9$sicas de la -e8cla' Po"-edio de n an.lisis di-ensional se )eden "elaciona" estos )a".-et"os a la )otencia"ee"ida +a e el NH-e"o de Potencia es 9nci,n de los nH-e"os adi-ensionalesde Re+nols + de >"ode + de %a"iables 9$sicas + din.-icas'

N) g 9 N"eN9"

Se "elacionan )o" -edio de #".9icas e de)ende".n de las ca"acte"$sticas#eo-!t"icas del a#itado" + de si est.n )"esentes o no las )lacas de9ecto"as'

&i'ura 60) "eresentaci#n de las caracter5sticas 'eométricas de un a'itadoreléctrico de alas.

Ca"acte"$sticas del tane e i-)lso" Pa"a tablas de co""elaciones de )otencia:La lon#itd total de las )aletas 2a se". el B3J del di.-et"o del tane 2t

La anc@"a se". ((3 de la lon#itd del tane 2tSin )lacas de9lecto"as




(3 /3 53 63 73 ;3( (3

5×

( (36

×

( (37

×

( (3;

×

( (30

×

( (35

×

( (36

×

( (37

×

( (3;

×

( (30

×

N"e9 N"ed

n &i'ura 6J) N;meros de "e%nolds en el reactor ara condiciones favorables 1Nref2 %

desfavorables 1Nred2

Es i-)o"tante e el nH-e"o de Re+nolds inclso en las condiciones -.sdesa9o%a"bles sie-)"e se encent"e en el "an#o t"blento )es as$ se 9a%o"ece la-e8cla de los co-)onentes en el "eacto"' Ade-.s )a"a "!#i-en la-ina" la )otencianecesa"ia )a"a -o%e" el 9lido inc"e-enta"$a de -ane"a notable'


*eynols !$ondiciones fa;orables? mezcla, temperatura inicial, final pala#

N9" @ n

/⋅#

5';/

(6'6B

5/'7B

70'1/

13'7

=: =

L" 2a

/:=

n

(33

/33

533

633

733

")-:=

N"ed

2a L" − %)a"ed

@

2a L" −N O

⋅

ν #l T9inal) :=

ω / π⋅ n⋅:=

*eynols !$ondiciones desfa;orables? +licerina, inicio de la pala#

N"e9

2a %)a"ed

@

2aN O

⋅

ν -8 Tli- : =

2a 3'B @⋅:=

%)a"ed ω @⋅:=



Los 9acto"es obtenidos no son )a"a nest"o caso )o" lo e ;M establece n 9acto" deco""ecci,n al )e"de" la se-eFan8a #eo-!t"ica'

La ecaci,n e "elaciona la )otencia del siste-a con s se-eFante no se". -a+o" de(* lo cal es )e"9ecto )a"a n siste-a de nest"as ca"acte"$sticas' ade-.s se

)ede %e" la "elaci,n ent"e la )otencia + la %elocidad de a#itaci,n en la 9i#"a 50 )o"

si e"e-os %a"ia" el ni%el de a#itaci,n de ca"a a -eFo"a" nest"o )"oceso'

3 /3 633

733

( (35

×

Pc

n

&i'ura 6=) 4otencia requerida Fen RatiosG or nivel de a'itaci#n


Pot N) @7

⋅ n5

⋅ ρ-8⋅

(6'7//

((;'(00

51/'31B

1/1'6(0

('B(7 (35×

=: =

⋅

α (−:=

:armetros agitador comercial tomadoscomo e<emplo para un tanque genérico1

Ancho de los deflectores del tan ue

N) γ N"ed α⋅ N9" β⋅:=

γ 6(:=

Agitador seleccionado = paletas planas inclinadas 5@

f (

(3 2:=

β 3:=

Pc *) Pot⋅

B'5/(

;;'7;7

//6';7;

75/'7(1

('36 (35×

S=: =

*)

2a

L"

@

/

L" +

5 5'5⋅

(

/

3'705=:=



EQUIPO 2E CALENTA<IENTO

El calenta-iento del aceite en el "eacto" se "eali8a co-o @e-os co-entado-ediante na "esistencia de in-e"si,n' Pa"a de9ini" la )otencia e necesita-os

)"i-e"o tene-os e conoce" la cantidad de ene"#$a e se tienen e e-)lea" )a"aele%a" la te-)e"at"a del aceite @asta la te-)e"at"a de )"oceso + le#o conoce" enc.nto tie-)o e"e-os e esto se e9ectHe

Se necesita". entonces na "esistencia de in-e"si,n con na )otencia de 5'3B5 *'


tcalenta-iento ;33s: =

En la parte del estudio cinético se establecen >4 minutos de reacciónB por lo quetomaremos este tiempo también para calentar el aceite

Sn E#

tcalenta-iento5 '3B5 (3

5× S=: =

E# < a C )ac⋅ Tli- Ta-b−N O⋅ ( 'B7 ( 3;

× =: =



(.3 -oste econó"ico del proceso @ presupuesto del reactor

Po" Hlti-o se "eali8, n estdio econ,-ico del )"oceso atendiendo a lasnecesidades de -ate"ias )"i-as + elect"icidad )a"a el )"oceso se ob%ia la %enta de la#lice"ina )e"o ta-bi!n la destilaci,n del -etanol e se#Hn se lle%e a cabo

tili8ando o no el calo" "esidal t"ae consi#o di9e"entes necesidades ene"#!ticas'

)aterias pri"as por lote -antidad 'recio

Cantidad de aceite de col8a Va /(10 Llote 3;7 \L

<etanol <a"ca Alaba /7\/7lit"os 6;0 Llote ( \L

*O 5/\7lit"os 3// Llote ;6 \L

Elect"icidad * (* )o" (3 -in debido al a#itado"

el!ct"ico ^ 5'3B5 * )o" (3 -in de la "esistencia

3;B*@lote 3315\*@

Total /3'6/ \lote

Co-o estdia-os el lote da co-o )"odcto (;'B/ ilo#"a-os de biodiesel e sontili8ando la densidad de los -etil !ste"es (1'((lit"os de biodiesel' El )"ecio )o" lit"ode bioco-bstible con nest"o "eacto" sin conta" a-o"ti8aci,n del ei)o ni e-)leode -ano de ob"a )a"a n "atio -ola" de -etanol ;:( se".:

P"ecio biodi!sel: (3;B \lit"o biodi!sel




En canto a la adisi,n de los ei)os necesa"ios )"esenta-os el si#iente )"es)esto:

le"entos del reactor de transesterificación 'recio

4id,n ace"o la-inado en 9"$o de ([ Calidad 05;B \

Te"-,-et"o )"o9esional te"-o)a" de bolsillo *E<a"ca ANNA INSTRU<ENTSSonda I 1B7(0 )a"a l$idos ai"e + )enet"aci,n de se-is,lidos'Ace"o Ino AISI 5(; "esistente a e9ectos daDinos + sst'$-icasRan#o 63[C @asta 773[C

17(/ \

Resistencia de in-e"si,n<a"ca 4ASCANCale9acto" )a"a instalaciones de 9eloil con co)a @e"-!tica

Re9' /3(;36 Potencia 6733 *Alt"a: (53-- 2i.-et"o: (07--

(/(0(\

A#itado" el!ct"ico 6 )alas inclinadasVelocidad @asta (633 "')'-Ace"o Ino AISI 5(;

173B\

V.l%la de -a"i)osa<a"ca ITALSAN2i.-et"o no-inal 63--Ce")o de 9ndici,n + -a"i)osa de ace"o inoidable AISI 5(;

66;7 \

Total 653/6 \

Este )"es)esto no tiene en centa los costes de diseDo + -ontaFe del "eacto" ni bene9icio ni i-)estos e se incli"$an' En canto a los ele-entos ailia"es eltane de -et,ido es sencillo encont"a" n "eci)iente de ace"o inoidable de 7lit"os sie-)"e teniendo en centa la )eli#"osidad del co-)onente' Po" Hlti-o eltane de decantaci,n no es -.s e n #"an "eci)iente )o" debaFo del "eacto" donde

)ode" deFa" a los )"odctos e se se)a"en )o" densidad'




(.4 ,n/lisis de resultados

Los "esltados obtenidos son alta-ente satis9acto"ios + conce"dan a la )e"9ecci,n con los estdios "e%isados )o" eFe-)lo con (BM' Al -into de "eacci,n

la con%e"si,n de t"i#lic!"idos +a @a alcan8ado n B3J' La Hnica di9e"encia %isible laencont"a-os en e la concent"aci,n de t"i#lic!"idos di#lic!"idos + -ono#lic!"idosno lle#a a 3 + la "eacci,n se estabili8a antes del B7J cando los estdios e-)$"icosco-entan e la "eacci,n lle#a a nos ni%eles de con%e"si,n ent"e el 15J + el 1BJ'Estos %alo"es se consi#en inc"e-entando la "elaci,n -ola" )o" enci-a de ; co-o

)di-os co""obo"a"' 2e todas 9o"-as el -odelo cin!tico )o" -edio de lasconstantes no tiene en centa eacta-ente c.l es el ni%el de a#itaci,n econsi#e e los distintos ele-entos se %a+an encont"ando + se 9acilite la "eacci,n$-ica' La di9e"encia de tili8a" constantes cin!ticas "elati%as al aceite de so+a no

sabe-os @asta ! )nto )ede s)one" na di9e"encia ane sean aceites )a"ecidos )o" lo e se obse"%, co-)a"ando los "esltados )a"a constantes cin!ticasde soFa + de aceite de )al-a )o" lo e se "eco-ienda de ca"a a 9t"os estdios sein%esti#a"se estas constantes cin!ticas )a"a el aceite de col8a + obtene" "esltadosaHn -.s )"ecisos'

En canto al 9acto" econ,-ico el costo de )"odcci,n se sitHa en to"no a ( e"oane @ab"$a e aDadi"le costes de t"ans)o"te -ano de ob"a e i-)estos' Ade-.stend"$a-os e co-enta" e el costo es -+ %a"iable debido a los ca-bios en el

)"ecio de los "eacti%os sob"e todo el aceite de col8a + se#Hn los )"o%eedo"es de edis)on#a-os'

Po" ot"a )a"te esta-os bastante satis9ec@os con el aFstado )"ecio de nest"o "eacto"ane no incl+a los ele-entos ailia"es' e-os encont"ado "eacto"es deca"acte"$sticas si-ila"es a las nest"as + ss )"ecios se sitHan )o" enci-a de ;33e"os no"-al-ente ent"e (333 o (733 e"os'

Co-o diFi-os este "eacto" esta"$a destinado a 8onas ""ales' Reslta"$a ideal )a"a nacoo)e"ati%a dis)one" de na decena de !stos "eacto"es )a"a ali-enta" s -aina"ia

a#"$cola' Una )a"cela de clti%o ene"#!tico en ss tie""as -.s i-)"odcti%as les da"$as-inist"o s9iciente )a"a la acti%idad a#"$cola de los clti%os ali-enta"ios' As$ la8ona se atoabastece"$a de co-bstible' Si ade-.s se desa""olla n siste-a de"eco#ida + t"ata-iento de aceites sados )o" las casas + "esta"antes el costo de

)"odcci,n de biodiesel se "ebaFa"$a @asta la -itad' C"ee-os e nest"o "eacto" seaco)la )e"9ecta-ente a este siste-a' Las )"odcciones a #"an escala cont"anseste"i9icaci,n contina c"ee-os e ent"an en con9licto de -ane"a 9"ontal conlos inte"esas ali-enta"ios de la )oblaci,n' Qe"e-os co-bstibles )a"a )"odci"co-ida no co-ida )a"a )"odci" co-bsibles sentencia e desa""olla"e-os en el

a)a"tado (('6'




-,'9LO IIIF ,'LI-,-IO0 I)',-O,)#I0,L

1+. ,'LI-,-IO0

7.1 )otores de co"bustión interna

P"etende-os en este )"i-e" a)a"tado de la te"ce"a 9ase @ace na co-)a"ati%aent"e el biodiesel o los !ste"es -et$licos + el di!sel t"adicional a ni%el de )"estaciones+ "endi-iento -ec.nico' El obFeti%o es )ode" estdia" las si-ilitdes + di9e"encias

ent"e a-bos + le#o las %entaFas e incon%enientes del bioca"b"ante 9"ente alco-bstible de o"i#en 9,sil t"adicional'

El biodiesel se "ebela co-o el sstitti%o )e"9ecto del di!sel t"adicional + stili8aci,n ta-bi!n se lle%a a cabo en -oto"es de in+ecci,n ti)o 2iesel' 2e @ec@olos )"i-e"os ato-,%iles 9nciona"on con aceites %e#etales @asta e la lle#ada del?o"o ne#"o a )"inci)ios del si#lo )asado "ele#, a n se#ndo )lano a los )"i-e"os'A@o"a con el contino c"eci-iento del )"ecio del ba""il de )et",leo + sssb)"odctos "e9inados co-o los ca"b"antes se )iensa en %ol%e" a -odi9ica" el

co-bstible'

2atos co-)a"ati%os ent"e el biodiesel + el #as,leo )et"ol$9e"o:

%atos físicoPJuí"icos #iodiesel ;asoil

Co-)osici,n co-bstible Este" <et$lico de .c'#"asos id"oca"b"o C(3C/(

PCI *cal# 1'733 (3'B33

Viscosidad cine-.tica en

cPs a 63 [ C

57 a 7 5 a 67

Peso es)ec$9ico #"sc-5 3B07 3B73 3133

A89"e J 3 3/

Pnto de ebllici,n [ C (13563 (B3557

Pnto de in9la-aci,n [ C (/3(03 ;3B3

Pnto de esc""i-iento [ C (7 a ̂ (; 57 a (7

NH-e"o de cetanos 6B a ;3 6;

Ai"eco-b')) (5B (7




2"ante la "e%isi,n biblio#".9ica se encont"a"on en -edios di#itales inn-e"ables"e9e"encias a %entaFas e incon%enientes del so del biodiesel en -oto"es deco-bsti,n inte"na' Ante se-eFante %ol-en de in9o"-aci,n -c@a de ella sin"e9e"encia" nos cent"a-os en @ace" n an.lisis del estdio de A#delo (0M en la ese "e%isan los )"inci)ales estdios de los -.s i-)o"tantes in%esti#ado"es sob"e la

-ate"ia de -ane"a cla"a + concisa' Los "esltados de estos di%e"sos estdios se basanen )"ebas tanto estaciona"ias en banco de ensa+os de -oto" co-o en "ta o en banco de c@asis dina-o-!t"ico' A continaci,n se "es-en aellas ca"acte"$sticascont"astadas )o" (0M + la -a+o"$a de ato"es ent"e ellos Ca-)s + <a"cos en Los

bioco-bstibles 7M'

P"inci)ales %entaFas -ec.nicas

El biodiesel o !ste" -et$lico )o" s )"o)ia nat"ale8a tiene nas ecelentes

)"o)iedades lb"icantes )o" lo e no a-enta el des#aste del -oto" siendoel dese-)eDo de !ste -+ si-ila"' Ade-.s )"odce na co-bsti,n -.sco-)leta con -eno" co-)"esi,n lo e dis-in+e el "ido ca"acte"$stico delos -oto"es 2iesel

<eFo" ca)acidad sol%ente e el diesel )o" lo cal los "esidos eistentes sondiseltos + en%iados )o" la l$nea de co-bstible

No eiste "e#ist"o de e se )"od8can -a+o"es de),sitos de co-bsti,n nita-)oco de e se de#"ade el a""ane en 9"$o sal%o en in%ie"no )ese a la-a+o" %iscosidad de los -etil !ste"es'

<a+o" $ndice de cetano lo e co-)ensa en na )eeDa )a"te la -eno"ca)acidad ene"#!tica a)"oi-ada-ente n (3J -enos

A !stas se nen ot"o ti)o de %entaFas "elati%as al so del biodiesel ent"e ellas la9acilidad )a"a t"ans)o"ta"lo debido a la biode#"adabilidad de los -etil !ste"es +ae en caso de n accidente )o" de""a-e en /( d$as se de#"ada el 1B5 J de la -asa%e"tida 9"ente al #asoil e es alta-ente conta-inante' Ade-.s s )nto dein9la-aci,n es de (73 [ C 9"ente a los ;6[C del co-bstible #as,leo )o" lo tanto-c@o -.s se#"o'




P"inci)ales incon%enientes -ec.nicos

2ebido a e el biodiesel libe"a na -eno" cantidad de ene"#$a en laco-bsti,n a)"oi-ada-ente (3J el cons-o de ca"b"ante se %einc"e-entado + la )otencia del %e@$clo "edcida a)"oi-ada-ente n

7J' La calidad del a""ane en 9"$o se de#"ada )esto e la densidad + la

%iscosidad del biodiesel es -a+o"' P"ecisa-ente se" biode#"adable le a)o"ta na baFa estabilidad @id"ol$tica +

oidati%a di9icltad en al-acena-ientos )"olon#ados' Co""osi,n de los co-)onentes de #o-a + cac@o' I-)"e8as + t"a8as de #lice"ol .cidos #"asos lib"es etc' t"aen

consecencias ne#ati%as )a"a el -oto" en caso de e la calidad del biodiesel no c-)la con los "eisitos'

Ot"o de los )"oble-as no tanto -ec.nico co-o de la -is-a indst"ia del ato-,%iles e actal-ente co-o "econoce el Snstitute for 4rosective Technolo'ical 3tudiesde la Comisi#n *uroea este co-bstible no es "econocido co-o na alte"nati%a )o"la -a+o"$a de const"cto"es + )o" tanto los -oto"es no @an sido o)ti-i8ados )a" sso + no se )ede tili8a" biodiesel en ss -oto"es' Las -odi9icaciones cestana)"oi-ada-ente de ('733 a ;'333 e"os de)endiendo del ti)o de -oto" talle" etc'+ constit+en co-o tal n coste et"a i-)o"tante )a"a el )"o)ieta"io del %e@$cloal#nos talle"es o9"ecen n it )a"a ato-ontaFe + n c"so de instalaci,n a n

)"ecio sensible-ente in9e"io"' En la )"odcci,n indst"ial a #"an escala el costedebe"$a se" s,lo li#e"a-ente s)e"io" al de n -oto" diesel no"-al debido a lanecesidad de n ei)o de )"ecalenta-iento )a"a el co-bstible'




7.2 ;eneración el$ctrica

Uno de las a)licaciones sales de los co-bstibles 9,siles es s co-bsti,nen cent"ales t!"-icas )a"a la )"odcci,n de ene"#$a el!ct"ica' Las cent"ales t!"-icas

son i-)o"tantes )o"e son ca)aces de abastece" la de-anda ene"#!tica i-)"e%ista +de ada)ta"se ".)ida-ente a los ca-bios en la "ed' En ca-bio las ene"#$as "eno%ablesabastecen se#Hn los ciclos de la nat"ale8a -c@os de ellos s-a-ente %a"iablesco-o el %iento o el sol )o" lo e si#en siendo necesa"ias este ti)o de cent"ales deca"a a satis9ace" los )icos de de-anda + las %a"iables en la "ed ene"#!tica' 2e este-odo no "eslta"$a et"aDo )ensa" e los bioco-bstibles )die"an dese-)eDa" el

)a)el de los co-bstibles 9,siles "ee-)la8.ndolos en la #ene"aci,n el!ct"ica' Elsi#iente estdio @ace "e9e"encia al -odelo )"o)o"cionado )o" el 9ab"icanteASSIAS'L al )"o+ecto 55M )a"a la co#ene"aci,n )a"a n -es de elect"icidad con

biodiesel' Los datos @an sido ada)tados a las condiciones actales + a nest"o bioco-bstible'

Total @o"as al -es 0/3 @o"as

NH-e"o de @o"as al -es de -anteni-iento B

P"odcci,n e9ecti%a al -es 0(/ @o"as

A-o"ti8aci,n de la in%e"si,n /'073 \

<anteni-iento 0/3 \

Cons-o de biodiesel 5(5'/B3 lit"osP"ecio biodiesel contando a 37/\l (;/'137 \

I-)"e%istos 733 \

TOTAL GASTOS <ENSUALES (;;'B07 \-es

P"odcci,n el!ct"ica -ensal: 5(5'/B3lPCI -etil !ste"es de col8a g 55( <l

Rendi-iento sal de na cent"al t!"-ica g 53J

/BB3 <

Valo" b"to )o" %enta de la elect"icidad )"odcida:/BB3< 1/B5 \<' Ibe"d"ola Ab"il /33B

/;;'6B;6 \-es

<a"#en b"to -ensal: 11';((6 \

Esta ci9"a no tiene en centa ni los sala"ios + ot"os #astos ad-inist"ati%os"elacionados as$ -is-o ta-)oco %alo"a los )osibles costos de la co-)aD$a en

canto a t"ans)o"te de -e"canc$as )"estaci,n de se"%icios i-)estos + ot"os 9acto"esecon,-icos'




11. %IO % I)',-O ,)#I0,L

11.1 Introducción

Se de9ine I-)acto A-biental IA se#Hn la o"#ani8aci,n inte"nacionalUNESCO co-o la alte"aci,n -odi9icaci,n o ca-bio en el a-biente o en al#no dess co-)onentes de cie"ta -a#nitd + co-)leFidad o"i#inado o )"odcido )o" lose9ectos de la acci,n o acti%idad @-ana' Esta acci,n )ede se" n )"o+ecto dein#enie"$a n )"o#"a-a n )lan o na dis)osici,n ad-inist"ati%oF"$dica coni-)licaciones a-bientales' 2ebe eda" e)l$cito sin e-ba"#o e el t!"-inoi-)acto no i-)lica ne#ati%idad +a e !ste )ede se" tanto )ositi%o co-o ne#ati%o'

El I-)acto A-biental IA se -ide -ediante na E%alaci,n de I-)acto A-bientalEIA e tiene -.s n ca".cte" ad-inist"ati%o' En in#enie"$a sele lle%a"se a cabon Estdio T!cnico de I-)acto A-biental EsIA e es n estdio de ca".cte"inte"disci)lina" e inco")o"ado en el )"ocedi-iento del EIA est. destinado a

)"edeci" identi9ica" %alo"a" + co""e#i" las consecencias o e9ectos a-bientales edete"-inadas acciones )eden casa" sob"e la calidad de %ida del @o-b"e + sento"no' Se t"ata de )"esenta" la "ealidad obFeti%a )a"a conoce" en ! -edida"e)e"cti". sob"e el ento"no la )esta en -a"c@a de n )"o+ecto ob"a o acti%idad +con ello la -a#nitd de la )"esi,n e dic@o ento"no debe". so)o"ta"'

La et"a)olaci,n de !stas de9iniciones se lle%a".n a cabo sob"e el ciclo de %ida del biodiesel e se -est"a de 9o"-a #en!"ica en la 9i#"a 5B'

&i'ura 6>) Ciclo de vida del biodiesel desde el unto de vista medioambiental.




a @e-os )"esenta-os el ento"no' Los )"inci)ales a#entes in%olc"ados son el biodiesel )"o )"o%eniente de aceites %e#etales ne%os 42(33A( + el di!selt"adicional' La "eali8aci,n de !ste estdio se en9oca @acia t"es l$neas de t"abaFo:

Ciclo del ca"bono: Se estdia". de 9o"-a b"e%e + cla"a la %a"iaci,n de lase-isiones )"o%ocada )o" la sstitci,n del di!sel )o" el biodiesel'

4alance ene"#!tico #lobal: Se estdia". el balance ent"e la ene"#$a necesa"ia )a"a la obtenci,n del )"odcto incl+endo la ene"#$a 9,sil tili8ada + laene"#$a e se a)"o%ec@a del biodiesel'

P"oble-.tica del so de clti%os ali-enta"ios co-o bioca"b"antes: Al )e"tenece" los aceites %e#etales a los clti%os ali-enta"ios se )od"$a deci" es)one n dile-a !tico +a e s so )ede )"o%oca" n desabasteci-iento de

la de-anda ali-enta"ia -.s cando #"an )a"te del )laneta )asa @a-b"e en laactalidad' Se estdia". la "e)e"csi,n del inc"e-ento de los clti%osene"#!ticos en el )laneta + se debati". sob"e %entaFas incon%enientessolciones + )e"s)ecti%as'




11.2 -iclo del carbono

El ciclo del ca"bono se de9ine co-o la scesi,n de t"ans9o"-aciones e s9"eel ca"bono a lo la"#o del tie-)o + constit+e )"obable-ente el -.s i-)o"tante de

los ciclos bio#eo$-icos de la tie""a +a e a9ecta di"ecta-ente a la at-,s9e"a a la@id"os9e"a + a la bios9e"a ade-.s de se" el )"inci)al "e#lado" del cli-a' Se )ede%e" #".9ica-ente en la 9i#"a 51'

&i'ura 6E) Ciclo del carbono

En !l se )eden distin#i" dos ciclos:

Ciclo biol,#ico: La 9otos$ntesis +a sea a t"a%!s del 9ito)lancton o de la-asa %e#etal'

Ciclo bio#eo$-ico: Re#la la t"ans9e"encia de ca"bono ent"e laat-,s9e"a + la litos9e"a oc!anos + selo' La 9acilidad de disolci,n delca"bono en a#a da l#a" a la consi#iente #ene"aci,n de .cidoca"b,nico' Kste co-)esto es 9nda-ental )a"a la #ene"aci,n de teFidosde al#nos se"es %i%os la 9o"-aci,n de est"ct"as ca"bonadas co-o lasconc@as o los teFidos co".licos' La sedi-entaci,n de !stos en

co-)a"ti-entos estancos d"ante la"#os )e"iodos de tie-)o conlle%a lat"ans9o"-aci,n de los -is-os en de),sitos de ca"b,n )et",leo + #asnat"al'




Pa"a "eali8a" el ciclo del ca"bono del biodiesel co-)a"a"e-os la abso"ci,n de CO/ delos clti%os necesa"ios )a"a ( lit"o de biodiesel + la e-isi,n e se "eali8a no s,lo enla co-bsti,n del -is-o sino en todo el )"oceso )o" lit"o de bioco-bstible'Res-iendo los as)ectos en e %a-os a )"o9ndi8a" )a"a le#o co-)a"a" son los

si#ientes: Abso"ci,n de ca"bono en el ciclo de %ida de la )lanta

Se si#i, n estdio del ? Snstitut francais des huiles ve'etales ures”' En !l se )"esentan los c.lclos b.sicos "e9e"entes a la abso"ci,n de la col8a' Los %alo"esco-o el del "endi-iento de la col8a se @an ada)tado a nest"o estdio a t"a%!s de las"e9e"encias Ca-)s 7M + el CIE<AT 0M' Nota" e se @a s)esto e se obtiene n( lit"o de biodiesel )o" cada lit"o de aceite %e#etal )o" lo e no se @a a)licado n9acto" )a"a ei)a"a"los'

CO/ ca)tado )o" la col8a ;'/13 #CO/@a col8a

Rendi-iento de la col8a -edia e"o)ea /';03 #@a col8a

Rendi-iento de la con%e"si,n de aceite 5(7 # aceite@a col8a

CO/ ca)tado )o" # de col8a 0B0 #CO/# aceite

Estos "esltados son si#ni9icati%os )es ie"en deci" e ane nosot"os sie-)"ee"e-os a-enta" la )"odcti%idad el inc"e-ento de !sta conlle%a -eno" ."ea deca)taci,n de CO/ + !ste @ec@o es al#o e no se sele tene" en centa'




E-isiones

Continando con el estdio ante"io" )a"ti-os )a"a @alla" el ni%el de e-isiones de la

co-bsti,n del bioca"b"ante -etil !ste"es de aceite de col8a' La 9o"-la $-icade los -etil !ste"es )"ocedentes del aceite de col8a + s )"oceso de co-bsti,n se-est"an a continaci,n:

+ M C+++ M C /////05715(B ;6(015(B07/; +→+

A)licando conoci-iento b.sicos de in#enie"$a $-ica se obtiene e )a"a n -ol de-etil !ste" obtene-os (B15 -oles de CO/' Co-o el )eso -olecla" del -etil !ste"es /1665 -ol# + el del CO/ es 66-ol# )es tene-os e se #ene"an /B/0/#de CO/ )o" *# de -etil !ste"'

CO/ libe"ado en la co-bsti,n /B/0/ #CO/# 42

CO/ #ene"ado )o" los )"ocesos del clti%o de la col8a (70 #CO/# aceite

CO/ #ene"ado )o" el )"oceso de t"anseste"i9iaci,n 3(7 #CO/# aceite

CO/ #ene"ado )o" los )"ocesos de t"ans)o"te 33; #CO/# col8a

Total CO/ libe"ado )o" # de 42 6; #CO/# col8a

-O2 eneradoF P 3.26 -+2Q aceite

Esto si#ni9ica e inclso )a"a los altos "endi-ientos del clti%o de la col8a e seest.n "e#ist"ando @o+ en d$a el ciclo del biodiesel cont"ib+e a la eli-inaci,n deCO/ a la at-,s9e"a' 2e todas -ane"as ta-bi!n es i-)o"tante co-)a"a" el biodieselcon el di!sel + %e" c,-o es la "elaci,n ent"e las e-isiones del di!sel t"adicional + el

biodiesel )"ocedentes de aceites ne%os 42(33A(' ic-an ic-an (111

esti-a la e-isi,n del #as,leo en 5/ # CO/# oil )o" lo e la di9e"encia ene-isi,n de CO/ ent"e el so de biodiesel + di!sel )a"a la )"odcti%idad e"o)ea se".;6; # CO/ *# aceite'




S,lo "e9i"i!ndonos a la co-bsti,n de a-bos ca"b"antes en %e@$clos deco-bsti,n inte"na tene-os la si#iente co-)a"aci,n cont"astando los datos de laUni,n E"o)ea 5;M con los estdios de Ca-)s 7M + La"osa /6M'

E-isiones 42(33A(*#(33-

Gas,leo*#(33-

2i9e"encia ent"e42(33A( +Gas,leo

Ca-)s 7M/33/

La"osa /6M/33(

CO 350 36; (1'7; J 7;7MJ (373MJC 335 336 /7 J 53;BMJ (373MJ

NO /05 5;6 /7 J h 7MJ h 7(3MJPa"t$clas 3;/ (B7 7B'( J 63;3MJ 63;3MJCO/ 3B0 6;0 B3 J (33 J (33 JSO/ 3 (;/ (33 J (33J (33 J

Alde@$dos (5J (5J

Ca-)os + La"osa ade-.s seDalan e se "edcen las e-isiones de @id"oca"b"os )olic$clicos a"o-.ticos PAs + en )a"ticla" La"osa a)o"ta datos sob"e lossi#ientes de"i%ados de co-)"obada acci,n cance"$#ena: >enant"!n 10JZ4en8o9lHo"ant"en 7;JZ 4en8o)i"enos 0(J' La "edcci,n en la e-isi,n deco-)estos a"o-.ticos + alde@$dos es -+ i-)o"tante )o"e s)one e elcontacto con los -etil !ste"es no es tan daDino )a"a la sald de las )e"sonas )o"eFe-)lo cando lo in@ala-os +a no ent"an a 9o"-a" )a"te de nest"as "es)i"aci,n los9a-osos @id"oca"b"os a"o-.ticos ese a#"adable olo" a ca"b"ante 9,sil e es

)otencial-ente cance"$#eno' A@o"a nota-os n le%e olo" a aceite + a 9"it"a e no"eslta -olesto' Co-enta" ta-bi!n e ot"os estdios co-o /7M seDalan e el Nose inc"e-enta @asta n (3J )a"a biodiesel )"o "es)ecto a las e-isiones del di!selno"-al'




11.3 #alance ener$tico lobal

Un balance ene"#!tico es na co-)a"aci,n ent"e los 9lFos ene"#!ticos deent"ada + de salido de n )"oceso' Se )eden a)lica" balances ene"#!ticos a calie"

)"oceso eistente )o" eFe-)lo n balance ene"#!tico sob"e la ene"#$a e cons-e+ la e #asta el ce")o @-ano o sob"e la e "ecibe n )anel sola" )a"acalenta-iento de a#a caliente sanita"ia + la e se t"ans-ite al a#a de la dc@a'Si-)le-ente se t"ata de anali8a" los cadales de ene"#$a a lo la"#o del )"oceso +co-)a"a" la ene"#$a 9inal con la inicial )a"a as$ )ode" %e" el "endi-iento ene"#!ticodel )"oceso'

En nest"o caso el balance ene"#!tico del biodiesel se de9ine co-o la di9e"enciaent"e la ene"#$a e )"odce (#' de biodiesel + la ene"#$a necesa"ia )a"a la

)"odcci,n del -is-o desde la 9ase a#"$cola @asta la 9ase indst"ial )asando )o" elt"ans)o"te del aceite' El balance e )"esenta-os se "eali8, tili8ando co-o"e9e"encia a 0M estdio )"esentado )o" el Cent"o de In%esti#aciones Ene"#!ticas<edioa-bientales + Tecnol,#icas CIE<AT en /33; donde se inda#a de na9o"-a e@asti%a la cont"ibci,n de todos los a#entes e inte"%ienen en el ciclo de%ida del biodiesel desde el clti%o + et"acci,n de las se-illas @asta s co-bsti,n

)asando )o" n balance ene"#!tico del )"oceso de t"anseste"i9icaci,n s-a-enteinte"esante + no abo"dado en nest"o estdio de ca".cte" -.s #ene"alista' Co-o +a@e-os co-entado el t"abaFo del CIE<AT es n estdio consistente + s-a-entedetallado )o" lo e nos #ia-os )o" !l )a"a clasi9ica" las eta)as + los cons-osene"#!ticos en !stas d"ante el ciclo de %ida del biodiesel' S,lo se -odi9ica"onal#nas "e9e"encias sob"e las )"o)iedades de la col8a )a"a aFsta"la a los datos denest"o estdio'

-onsu"o en el proceso de cultivo

Ene"#$a en las -ate"ias )"i-as <# 150

Ene"#$a 9,sil tili8ada en la et"acci,n de los aceites <*#eano + ene"#$as de )"oceso Elect"icidad #as nat"al dieselY

00(

Uso de ene"#$a )"i-a"ia total en la et"acci,n <# (B0(

Ene"#$a 9,sil tili8ada en el t"ans)o"te de la col8a <# 377

-onsu"o en el proceso de conversión del aceite

Ene"#$a )"i-a"ia en las -ate"ias )"i-as <# 3//

de la cal 9,sil <# 3//

Ene"#$a )"i-a"ia de )"oceso <# (/B

Ene"#$a 9,sil Elect"icidad + Gas nat"al )"oc' 9,sil <# /50

-onsu"o en la transesterificación




Ene"#$a )"i-a"ia en las -ate"ias )"i-as <# 7(B

de la cal 9,sil <# 7(0

Ene"#$a )"i-a"ia neta de )"oceso <# 7/7

de la cal 9,sil <# 7(7

Ene"#$a )"i-a"ia en las -ate"ias )"i-as <# (3'55

Ene"#$a )"i-a"ia tili8ada )a"a la )"odcci,n de biodiesel deaceites %e#etales c"dos a )a"ti" de aceite de col8a nacional c"do<#

556;

Ene"#$a )"i-a"ia necesa"ia )a"a la )"odcci,n de diesel <# oil 66'5/

'roducción2ensidad #l 3BB

Ene"#$a en el biodi!sel <l 55(

Ene"#$a en el co-bstible <# 50(1(

#alance para #%1++,1

Ratio de ene"#$a 9,sil <co-bstible<ene"#$a9,sil (07

4alance Ene"#!tico <co-bstible<ene"#$a)"i-a"ia ((/

Los "esltados di9ie"en li#e"a-ente de los 9inales e )"esenta el CIE<AT )o" lasi-)le consecencia de e ellos asi#nan n %alo" base o coe9iciente e -odi9ica!stos %alo"es' Concli" e cada estdio da di9e"entes "atios de ene"#$a 9,sil +di9e"entes balances #lobales ene"#!ticos )e"o la -a+o"$a establecen el c"ite"io de n

balance )ositi%o de ent"e n 63J + n ;3J de todas -ane"as c"ee-os @abe"nosa)"oi-ado lo s9iciente to-ando co-o "e9e"encia a 0M e conside"a-os es el -.sdetallado e @e-os encont"ado en la "e%isi,n biblio#".9ica'

Co-o conclsi,n )ode-os dedci" e el balance ene"#!tico del ciclo de %ida del biodi!sel es )ositi%o sob"e todo se obse"%an #"andes di9e"encias si se co-)a"a conel ciclo de %ida del #as,leo' Po" lo tanto la sstitci,n del diesel t"adicional )o" el

biodi!sel es -c@o -.s e9iciente en t!"-inos ene"#!ticos' Sin e-ba"#o @a+ e"e-a"ca" e el @ec@o de e n )"oceso ten#o n balance ene"#!tico )ositi%o noie"e deci" e se bene9icioso )a"a el -edio a-biente !ste as)ecto es i-)o"tantesb"a+a"lo )esto e -c@$si-os -.s 9acto"es in9l+en' Po" eFe-)lo na cent"alnclea" )ede tene" n balance ene"#!tico cla"a-ente )ositi%o )e"o no se @abla delos "esidos #ene"ados en el )"oceso' En ca-bio )"ocesos con balances ene"#!ticosne#ati%os )od"$an se" %iables si la )"ocedencia de las ene"#$as e "eie"en ss

)"ocesos son "eno%ables de a@$ la i-)o"tancia de incli" en el an.lisis el "atio 9,sil'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel (+



11.4 -ultivos ener$ticos

Este a)a"tado no siendo no de los -.s "ele%antes de ca"a a nest"o estdioes sin e-ba"#o la )ied"a sob"e la e ie"a o no se a)o+an todos nest"oses9e"8os' Se )od". const"i" calie" -.ina o "eali8a" calie" estdio

cient$9ico )e"o esta".n des)"o%istos de sentido si no enla8an con las acti%idades@-anas' Pa"ticla"-ente c"eo en la c"iosidad co-o -oto" in-,%il )e"o c"eo aHn-.s en las necesidades @-anas' Actal-ente eiste n 9e"te debate sob"e lacon%eniencia del desa""ollo de los clti%os ene"#!ticos + e"e-os -ediante estea)a"tado a)o"ta" n )oco l8 sob"e las int"incadas i-)licaciones ent"e !stos + losteFidos socioecon,-icos'

El -ndo nest"o -ndo el e @e-os const"ido est. en c"isis' est. en c"isisno )o"e lo @a+a-os const"ido #"acias al )et",leo sino )o"e lo @e-os diseDadode tal -ane"a e !ste sea ta-bi!n s co-bstible' El )"o#"esi%o a#ota-iento de!ste se @a %isto acele"ado )o" la a)a"ici,n de econo-$as e-e"#entes co-o C@ina oLa India e @an dis)a"ado el cons-o con ss indst"ias al i#al e elasenta-iento de na cada %e8 -a+o" clase -edia en A-!"ica del S"' El ba""il de

)et",leo +a @a sob"e)asado el %alo" si#ni9icati%o de (33 d,la"es el ba""il' el#as +c"isis se sceden en todos los )a$ses del -ndo 9lotas )ese"as edan a-a""adas

)o" el coste de o)o"tnidad ieb"as + "ecesiones son noticias en los )e"i,dicoscolas eno"-es en las #asoline"as nos "ece"dan i-.#enes de (105' Inclso ec@andola %ista at".s desconoce-os c,-o %a-os a en9"enta"nos a este desa9$o' Si laest"ct"a e @e-os c"eado cede + no )ode-os "e)a"a"la con los -edios sales

in%ente-os ne%as @e""a-ientas const"+a-os el -ndo ot"a %e8 la i-a#inaci,ndel @o-b"e es in9inita' A$ ent"a en escena el biodiesel' E)ond"e-os las %entaFas +des%entaFas -.s si#ni9icati%as e se )"o)onen + son -.s a"#-entadas )o"de9enso"es + det"acto"es "es)ecti%a-ente'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel (1



¿Po" ! clti%os ene"#!ticos&

Po"e son "eno%ables + "edcen las e-isiones de CO/ NO SO + ot"os #asesde e9ecto in%e"nade"o GEI + as$ -iti#an el calenta-iento #lobal'

Po"e son la -ane"a -.s ".)ida de sstiti" el actal siste-a ene"#!tico )esson sstitti%os casi )e"9ectos de los co-bstibles de o"i#en 9,sil' Ade-.s-ient"as !stos se etin#en "ebaFan la )"esi,n sob"e los +aci-ientos de )et",leo#as nat"al + ca"b,n ala"#ando las "ese"%as + )e"-itiendo e !stas se tilicen

)a"a "eali8a" el ca-bio -.s )"o#"esi%a-ente' En canto a s %iabilidadecon,-ica en -edio de la actal c"isis ss )"ecios son -eno"es e el de losco-bstibles 9,siles'

<c@as de las ene"#$as "eno%ables no )eden )o" el -o-ento sstiti" al#nas

de las 9nciones e actal-ente aca)a"an los co-bstibles 9,siles' A di9e"enciade las "eno%ables los clti%os ene"#!ticos ?al-acenan ene"#$a + se )edentili8a" +a no s,lo )a"a los %e@$clos a -oto" sino )a"a abastece" la de-andael!ct"ica en )icos de sbida o )a"a lle%a" ene"#$a +calo" all. donde de ot"a 9o"-ano se"$a )osible'

Po"e s clti%o se )ede "eali8a" en calie" ."ea #eo#".9ica con calie"condici,n cli-.tica debido a la cantidad de ti)os de olea#inosas eistentes' Este@ec@o a)o"ta na #"an dis)onibilidad + s)e"9icie de clti%o'

Po"e s clti%o "e#ene"a el ento"no ""al + dan )osibilidades de t"abaFo a los )a$ses sbdesa""ollados o en %$as de desa""ollo a)o"t.ndoles ne%os in#"esos +9o"-as de sbsistencia ade-.s de dota"les de in9"aest"ct"as sanita"ias +sociales )a"a el dese-)eDo de s acti%idad'

Po"e -eFo"a la e9iciencia de los clti%os' La )"odcci,n de biodiesel s)onena alte"nati%a de so del selo e e%ita los 9en,-enos de e"osi,n +dese"ti9icaci,n a los e )eden eda" e)estas aellas tie""as a#"$colas e

)o" "a8ones de -e"cado est.n siendo abandonadas )o" los a#"iclto"es' Po"eade-.s se )ede tili8a" biodiesel )a"a ali-enta" la -aina"ia a#"$cola'

Retili8aci,n de aceites o #"asas de 9"eid"$as -ediante "eco#ida inclso en lascasas )a"ticla"es + de este -odo @ace" n 9a%o" al -edio a-biente al no i"aceites a "$os -a"es de)"ado"as )es las #"asas + aceites sie-)"e 9lotan en lasa#as + e%itan la oi#enaci,n de las -is-as ( lit"o de aceite conta-ina (333lit"os de a#aZ ade-.s el biodiesel tiene alta biode#"adabilidad + n e9ecto

)ositi%o en el Ciclo del ca"bono' En Es)aDa )lantas co-o la de Albabio en NiFa"Al-e"$a )"odce anal-ente ;'333 toneladas de biodiesel a )a"ti" de aceites

%e#etales sados'




Los #obie"nos de todo el -ndo c"een en este siste-a )a"a la "eest"ct"aci,n dess sociedades + )o" ello @an desa""ollado le+es + no"-ati%as )a"a e sec-)lan )lanes de desa""ollo de la bio-asa + en conc"eto de los clti%osene"#!ticos'

4ien @asta a$ las %entaFas )e"o c.l es la cont"a)"estaci,n c.l es el )"ecio e@ab". e )a#a" )o" ellas' Estas )"e#ntas %ienen aco-)aDadas "eco#idas en lasi#iente: ¿Po" ! no sa" clti%os ene"#!ticos&

Po"e los clti%os ene"#!ticos e cons-en aceites %e#etales co-estibles eson la -a+o"$a inc"e-entan el )"ecio de !ste + al des)la8a"se la )"odcci,n deot"as -ate"ias )"i-as b.sicas en 8onas de %ocaci,n a#"$cola se -e"-a la

cantidad de los de-.s ali-entos dis)onibles )a"a la )oblaci,n' Qe-a" co-ida odeFa" de )"odci"la )a"a dedica" el te""eno a clti%os ene"#!ticos cando la #"an-a+o"$a de la )oblaci,n del )laneta )asa @a-b"e s)one n dile-a !tico de #"ancalado a ni%el indi%idal + colecti%o'

Po"e si se conside"a el ciclo de %ida del )"odcto se cons-e ene"#$a 9,silade-.s de e la co-bsti,n del biodiesel ane en -eno" -edida si#esiendo conta-inante'

Po"e en bsca de ne%as ."eas de clti%o se a-enta de de9o"estaci,n en ."eas9".#iles co-o la sel%a a-a8,nica donde el clti%o de caDa de a8Hca" )a"a

)"odcci,n de etanol +a @a dest"ido n nH-e"o incalclable de @ect."eas' Estoconlle%a la dest"cci,n de siste-as nat"ales la )!"dida de biodi%e"sidad + na"edcci,n en la abso"ci,n de CO/ -c@o -a+o" e la e nos a@o""a-os con la

)"odcci,n de bioco-bstibles'

Po"e el ca-bio #lobal @acia n siste-a ene"#!tico sostenible @a de )asa" )o" n"edcci,n d".stica en el cons-o ene"#!tico @-ano no )o" la si-)le sstitci,ndel ca"b"ante' AHn as$ clti%ando n ."ea i-)o"tante del total de s)e"9icie

clti%able en el -ndo no conse#i"e-os abastece" el actal cons-o deca"b"ante a ni%el -ndial + la )"e%isi,n de c"eci-iento de !ste S,loconse#i"e-os e !ste en %e8 de 9"ena"se si#a a-entado al dis)one" delsstento de !stos clti%os ene"#!ticos'

Po"e el clti%o a #"an escala de clti%os ene"#!ticos "eie"e eno"-esetensiones de clti%os + )oca -ano de ob"a debido a la tili8aci,n de -.inas"ecolecto"as lo cal no "es)onde a la c"eaci,n de 8onas ""ales eilib"adas sinosi-)les ca-)os de clti%os ilo-!t"icos sin casi nada al"ededo"'

Po"e eisten eno"-es inte"eses de -ltinacionales as$ co-o de ot"aso"#ani8aciones co-o la OPEP c+as acciones tienen )ode" de decisi,n en los




#obie"nos + con9ede"aciones de naciones + c+a )"inci)al -oti%aci,n "es)onde acestiones econ,-icas'

Po"e la salida al -e"cado de la #lice"ina al se" !ste n -e"cado sat"ado esin%iable + "e)"esenta". na a-ena8a a-biental )a"a "$os a""o+os + ot"os ce")os

de a#a en caso de e se conside"e co-o "esido' Po"e el selo es n 9acto" e sal-ente no se tiene en centa )e"o cando

"eali8a-os a#"iclt"a intensi%a nos e)one-os a na "ot"aci,n intensi%a al-a+o" a)o"te de 9e"tili8antes )la#icidas + co-)ost en cantidad incont"olada'

Po" el i-)acto en los "ec"sos @$d"icos teniendo en centa e el a#a es i8.sel -.s i-)o"tante de los "ec"sos de la nat"ale8a + e de s -ala #esti,n odesabasteci-iento de)ende la sald + %ida de todos'

i),c"ita es -aldeci" el bioco-bstible cando la -a+o"$a de los det"acto"es tili8anco-bstibles 9,siles en s %ida dia"ia -c@as de las %eces di"ecta-ente + si esindi"ecta-ente se "e#ociFan de ss bene9icios sin )e"cata"se de donde )"ocedenZ si

bien ta-bi!n es cie"to e )o" ot"a )a"te es na 9alta total de "es)ecto a laco-nidad cient$9ica aellos estdios e a-)a"ados )o" inte"eses de co-)aD$asen bsca de a+das a la in%esti#aci,n o )o" si-)le ad@esi,n a na -oda "es)ondencon in9o"-aci,n ses#ada a la %e"dade"a "ealidad de los 9en,-enos' No deFe-os ela -enti"a se etienda lo cient$9ico sie-)"e @a de ace"ca"se a lo obFeti%o a lo eacto'La in#enie"$a s)one la @e""a-ienta de lle%a" lo eacto a lo )".ctico' Pense-os en lo

ideal e intent!-oslo' Po" eso a continaci,n nos cent"a"e-os en abo"da" las )osiblesli-itaciones del biodiesel + solciones )a"a e los clti%os ene"#!ticos s)on#anna %e"dade"a alte"nati%a econ,-ica ecol,#ica + sob"e todo social-entesostenible'

¿Q! "eisitos debe"$a-os ei#i" a los clti%os a#"$colas ene"#!ticos&

Utili8aci,n de bio-asa no co-estible )a"a clti%os ene"#!ticos es deci" notili8a" clti%os ali-enta"ios )a"a la )"odcci,n de biodiesel' Pa"a ello esnecesa"io cent"a" la in%esti#aci,n en ot"os -odos de e)lotaci,n + -ate"ias

)"i-as:

Utili8aci,n de clti%os no ali-enta"ios co-o el ca"do del e se @an%enido scediendo in%esti#aciones en los Hlti-os tie-)os 7M'

Utili8aci,n de las ot"as )a"tes no co-estibles del %e#etal co-o )aFa @oFas+ c.sca"as )a"a la )"odcci,n de los bioco-bstibles'

Ne%as ti)os de bio-asa co-o las al#as' Al#nos estdios a#"an n

)"o-etedo" 9t"o )a"a ellas' La )lanta de G"een9els en P@oeni /BMtili8a al#as de ".)ido c"eci-iento e abso"ben #"an cantidad de CO/ )a"a )"odci" en teo"$a @asta 67'333 lit"os de biodiesel )o" @ect."ea al aDo' No




en %ano esto es lo e sie-)"e @a scedido en el 9ondo del -a"si-)le-ente se"$a t"aslada"lo a s )"odcci,n te""est"e'

Utili8aci,n de la bio-asa )a"a -ediante incine"aci,n obtene" ene"#$ael!ct"ica co-o )o" eFe-)lo desa""ollan en los )a$ses escandina%os'

Selecci,n de ."eas de clti%o' Nnca dest"i" s)e"9icie de -asa %e#etal )es sedest"+en ecosiste-as nat"ales' Intenta" e)lota" tie""as -a"#inales + )ob"es conescasos "endi-ientos 8onas en )"oceso de dese"ti9icaci,n '''

Retili8aci,n de aceites %e#etales o ani-ales sados )"ocedentes de 9"eid"$asR'S'U Residos s,lidos "banos o )"ocesos indst"iales '''

<eFo"a de la a#"iclt"a intensi%a actal: e%ita" el so absi%o de selo ele-)leo -asi%o de )esticidas + 9e"tili8antes el des)il9a""o de a#a''' en estesentido debe"$a de eisti" n c"ite"io )a"a )"o-o%e" con )"i-as + a+das s,lo alos clti%os ene"#!ticos basados en la a#"iclt"a de conse"%aci,n o ecol,#ica'

2esa""olla" el t"ans)o"te ecol,#ico co-o e la 9lota de %e@$clos destinados alt"ans)o"te )Hblico sean ali-entados con bioco-bstibles en caso de e no

)die"an se"lo con @id",#eno ot"as 9o"-as de ene"#$a no conta-inantes' Ot"o )nto inte"esante se"$a tili8a" el biodiesel en %e@$clos destinados al t"ans)o"tede -e"canc$as'

Co-o conclsi,n #ene"al del a)a"tado se )eden co-enta" %a"ios as)ectos' P"i-e"oes necesa"ia na discsi,n sob"e la 9isono-$a de las est"ct"as ene"#!ticas +sociales e sstentan el -ndo en el e %i%i-os' La concienciaci,n 9o"-a )a"tedel )"oceso' La -e"a sstitci,n de los co-bstibles 9,siles )o" bioco-bstibles noes Htil si no se "edce el cons-o ene"#!tico actal + s "it-o de c"eci-iento'Ade-.s )a"a i#ala" la )"odcci,n de co-bstibles 9,siles el ."ea de clti%o

dedicada a clti%os ene"#!ticos se"$a in%iable )o" los te-as +a co-entados deenca"eci-iento + desabasteci-iento de ali-entos b.sicos )o" lo e las )"inci)alesalte"nati%as e se nos o9"ecen es na "edcci,n del cons-o + na -eFo"a de laobtenci,n de los bioco-bstibles +a sea tili8ando clti%os no ali-enta"ios en 8onasde baFo "endi-iento o aisladas in%esti#ando ne%as -ate"ias )"i-as co-o las al#as+ el ca"do tili8ando todos los aceites sados -ediante "edes de "eciclaFe '''

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel (!



-,'9LO IF -O0-LIO0

(/' CONCLUSIONES

12.1 esu"en del pro@ecto

Se @a "eali8ado n estdio sob"e la tecnolo#$a tili8ada )a"a la obtenci,n de biodiesel' El doc-ento 9inal )"etende co-bina" n en9oe di%l#ati%o con el "i#o"cient$9ico' A )a"ti" de na "e%isi,n del estado del a"te se @a e)esto la i-)o"tanciaactal de la bio-asa + en conc"eto del )a)el de los bioca"b"antes en el )"esente +el 9t"o + se @a e)licado el ciclo de %ida del biodiesel )"ocedente del aceite de lasse-illas de la col8a n clti%o co""iente en E"o)a' A )a"ti" de ese )nto el estdiose cent", en el )"oceso de t"anseste"i9icaci,n o de con%e"si,n de los .cidos #"asos en-etil!ste"es' Se de9inie"on la "eacci,n $-ica los "eacti%os + )"odctos las%a"iables + el )"oceso e lle%a"$a-os a cabo'

En na se#nda )a"te del t"abaFo se desa""oll, -ediante la @e""a-ienta in9o"-.tica<at@cad n )"o#"a-a en el e se estdia"on las )"o)iedades de la -e8cla en el"eacto" el )"oceso $-ico la t"ans9e"encia de calo" + los ei)os necesa"ios de

)"o%isi,n de calo" + a#itaci,n' Los "esltados obtenidos conce"dan con los estdios

"e%isados' La "eacci,n se detiene a los die8 -intos alcan8ando ni%eles decon%e"si,n en to"no al B3J' La %e"satilidad de desa""olla" n )"o#"a-a in9o"-.ticoes e )e"-iti, estdia" el co-)o"ta-iento del )"oceso )a"a di9e"entes s)estos

)o" lo e anali8a-os las %a"iaciones del siste-a al ca-bio de te-)e"at"a de"eacci,n de "atio -ola" de -etanol en la -e8cla + de constantes cin!ticas'

Po" Hlti-o se contin, con la "e%isi,n biblio#".9ica en cestiones co-o laco-)atibilidad desde el )nto de %ista -ec.nico del ne%o co-bstible "es)ecto alante"io" as$ co-o la di9e"encia de e-isiones ent"e a-bos' El biodiesel se co-)"ob,

es n co-bstible -c@o -.s li-)io e el diesel no"-al' As$ -is-o ta-bi!n se"eali8, n balance ene"#!tico de todo el )"oceso' Se 9inali8, abo"dando lascestiones -.s cont"o%e"tidas "es)ecto al desa""ollo de los clti%os ene"#!ticoscont"a)oniendo )"os + cont"as + a)o"tando las )osibles solciones )a"a satis9ace" atodos los a#entes in%olc"ados'




12.2 'osibles líneas de investiación futuras

Kste estdio es si-)le-ente n )"i-e" ace"ca-iento a la tecnolo#$a del biodi!sel )a"a la )"odcci,n a )eeDa escala' Sin dda deFa la )e"ta abie"ta a n-e"osas

acciones 9t"as e "es-i-os a continaci,n:

P"o9ndi8a" en los si#ientes a)a"tados del )"esente estdio

Re%isi,n de las )"o)iedades de la col8a )"odcti%idad + del aceite decol8a'

Obtenci,n de las constantes cin!ticas ,)ti-as )a"a la t"anseste"i9icaci,n delaceite de col8a'

2esa""ollo )"o)io de n balance ene"#!tico co-)leto )a"a el aceite de

col8a' Re%isiones tecnol,#icas )es es n te-a en constante e%olci,n con n-e"osos

estdios e salen a la l8 constante-ente

Estdios )a"a ot"as -ate"ias )"i-as sob"e todo aellas e no s)on#an naco-)etencia con clti%os ali-enta"ios co-o )o" eFe-)lo las al#as o el ca"do'

<ontaFe del "eacto" en el labo"ato"io:

Obtenci,n de "esltados e-)$"icos )a"a co-)a"a" con los te,"icos del )"oceso tie-)o de con%e"si,n )!"didas )o" t"ans9e"encia de calo" '''

An.lisis de las )"o)iedades del bioco-bstible obtenido An.lisis de e-isiones del bioco-bstible obtenido -ediante na )"eba

con n %e@$clo de co-bsti,n inte"na ti)o diesel' I-)lantaci,n de na )".ctica de labo"ato"io )a"a al-nos de c"sos

s)e"io"es o -.ste" )a"a e )edan elabo"a" + anali8a" ellos -is-os n bioca"b"ante'

El inte"!s de este te-a desde el )nto de %ista acad!-ico est"iba en e lat"anseste"i9icaci,n aba"ca "a-as de la ciencia "elacionadas con la $-ica la

bio-asa la co-bsti,n o los )"ocesos indst"iales' 2esde el )nto de %istaecon,-ico no sob"a co-enta" e la escase8 del )et",leo + los incenti%os 9iscales@acen de los bioco-bstibles n #"an -e"cado en el e ent"a" + desde el )nto de%ista social s)one na lc@a ent"e contina" con nest"as 9o"-as de %ida + eldile-a !tico de tili8a" clti%os )a"a #ene"a" co-bstible' Es)e"a-os since"a-entee el inte"!s )o" este -ate"ia si#a en a-ento en los )",i-os aDos )es sdesa""ollo )ede lle%a" a alte"nati%a inte"esantes en el ne%o @o"i8onte ene"#!tico'




12.3 ,radeci"ientos

A -i tto" Ul)iano Ri8Ri%as )o" c"ee" en la o"i#inalidad de los al-nos )o" s.ni-o + ecelente t"ato' S ei#encia s,lo @i8o a-enta" -is es9e"8os + conse#i"

e -eFo"ase -is "esltados'

Al )"o9eso" Antonio So"ia )o" s )aciencia + @abilidad' Sin s #"anito de a"ena estecastillo no se @ab"$a te"-inado'

A -i 9a-ilia )o" s incondicional a)o+o + con9ian8a en -is )osibilidades'

A la Uni%e"sidad Ca"los III de <ad"id )o" s conce)to de enseDan8a'

A todos los e @an @ec@o del )e"iodo de "eali8aci,n de este )"o+ecto el -eFo"tie-)o de -i %ida en es)ecial a -is a-i#os + a aellos e con ca"iDo -eaco#ie"on d"ante este aDo'




4I4LIOGRA>ÍA

Libros consultados

(M P"oFet de 9in d]!tdes: Ca"act!"isation !ne"#!tie des co-bstibles isss de la

bio-asse' La"a >eiF,o Ga"c$a' Uni%e"sidad Ca"los III de <ad"id e INSA de Roen>"ancia' lio /330'

/M >nda-entos de t"ans9e"encia de calo"' >"an P'Inc"o)e"a + 2a%id P'2eitt'Ca"ta Edici,n' P"entice all' (111'

5M <ec.nica de >lidos' >"an <'@ite' Qinta Edici,n' <c G"af ill' /336'

6M El -inilib"o de los "eacto"es $-icos' O'Le%ens)iel' Ene"o /33/'

7M Los bioco-bstibles' <' Ca-)s >' <a"cos' <ndi)"ensa' /33/'

ecursos electrónicos

;M 4iodiesel )"odction a "e%ief' <a and anna' Uni%e"sit+ o9 Neb"asa'4io"eso"ce tec@nolo#+' (11B

0M An.lisis de ciclo de Vida de Co-bstibles alte"nati%os )a"a el t"ans)o"te' >ase II:

An.lisis de ciclo de %ida co-)a"ati%o de 4iodi!sel + 2i!sel' CIE<AT' <iniste"io de<edio A-biente' Es)aDa' /33;'

BM A Second O"de" *inetics o9 Pal- Oil T"anseste"i9ication' Lee%iFit' Uni%e"sit+P"ince o9 s@o#@la T@ailand' oint Inte"national con9e"ence on SEE' /336'

1M P"odction biodiesel t@"o#@ o)ti-i8ed alalinecatal+8ed t"anseste"i9ication o9"a)eseed oil' Ras@id + Anfa"' Paistan' >el n[B0' /33B'

(3M E%alaci,n t!cnicoecon,-ica de la int"odcci,n de bioca"b"antes en Es)aDa a )a"ti" de clti%os ene"#!ticos' >eli)e <anel Ca-)o e"ede"o' ICAI' /33;'

((M Tec@nical as)ect o9 biodiesel )"odction b+ t"anseste"i9ication a "e%ief' <e@e"et al' Rene%able and Sstainable ene"#+ Re%iefs (3' /33;'

(/M O)ciones )a"a la )"odcci,n de biodi!sel en el Pe"H' os! Calle' Inte"-ediateTec@nolo#+ 2e%elo)-ent G"o) IT2G La <olina National A#"a"ian Uni%e"sit+UNAL<' <osaico cient$9ico /' /337'

(5M Co-e"cial God,' Aneos de )"o)iedades de id",ido de Potasio + <etanol'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel ((



(6M <odeli8aci,n -ate-.tica de la "eacci,n de t"anseste"i9icaci,n' 2$a8 +Sotolon#o' Uni%' O"iente' Tecnolo#$a Q$-ica Vol /0 N- 5 /330'

(7M Clti%o de la col8a en Na%a""a' Institto T!cnico + de Gesti,n A#"$cola de Na%a""a' /337

(;M 4io9els 9o" t"ans)o"tation' o"ldfatc@ Institte' nio /33;'

(0M 4iodiesel' Una "e%isi,n del dese-)eDo -ec.nico + a-biental' A#delo4enF-ea <eneses 4a+e"' Uni%e"sidad del No"te' In#enie"$a + 2esa""ollo N- (5

)a#s ((6 /335'

(BM *inetics o9 Pal- Oil T"anseste"i9ication in a 4atc@ Reacto"' 2a"noo andC@e"+an' Uni%e"sit+ o9 Illinois' AOCS Vol 00 N- (/ /333'

(1M P"o#"ess and "ecent t"ends in bio9els' 2e-i"bas' T"e+' P"o#"ess in Ene"#+and Co-bstion Science N- 55 )a#s ((B /330'

/3M Adecaci,n Tecnol,#ica a la )"odcci,n de biodiesel' <iniste"io de )lani9icaci,n + desa""ollo' Uni%e"sidad <a+o" de San And"!s' 4oli%ia /330'

/(M P"o)iedades + ca"acte"$sticas del diesel + biodiesel de ea"c@ec Ib!"ica'

//M <odellin# C@e-ical *inetics o9 So+bean Oil T"anseste"i9ication P"ocess 9o"

4iodiesel P"odction: An Anal+sis o9 <ola" Ratio betfeen Alco@ol and So+bean OilTe-)e"at"e C@an#es on t@e P"ocess Con%e"sion Rate' en8el Tait <,denes*"o-o%' 4"a8il' 4ioato-ation N- 7 )a#s (5// /33;'

/5M Possible -et@ods 9o" biodiesel )"odction' <a"c@etti' A"#entina /337'Renefable and Sstainable Ene"#+ Re%iefs N- (( Pa#s (533(5(( /330'

/6M Ene"#+ )"odction 9"o- bio-ass )a"t / con%e"sion tec@nolo#ies' <c*end"+'4io"eso"ce Tec@nolo#+ N- B5 Pa#s 6076 /33/

Otros recursos electrónicos

/7M A#"oRA2AR Red A#"oecon,-ica 2e Ad-inist"aci,n de Rec"sos' In#' A#"'Ca"los Co-a Nelson AleFand"o + 4eat"i8 Allan'

/;M P"oceso )a"a la )"odcci,n de biodiesel -etileste" o !ste"es -et$licos de .cidos#"asos' 2esc"i)ci,n -ate"ias )"i-as + se"%icios necesa"ios' La"osa' /33('

/0M U'S' EPA ? $ Comrehensive $nal%sis of Diodiesel Smacts on *:haust

*missions' 2"a9t Tec@nical Re)o"t Octobe" /33/'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel 1++



Otras fuentes

/BM National Geo#"a)@ic Es)aDa Vol /( N- 7 )a#s ((5(' No%ie-b"e /330'

/1M O)e"aciones b.sicas en la in#enie"$a $-ica' G"an#e" 4"ofn' La abana

Edici,n Re%olciona"ia' Cba (1;7'53M Unit o)e"ations o9 c@e-ical en#inee"in#' <cCabe' S-it@' Pa""iot' <acG"afill' Nef o"' (115'

5(M Liid <iin# and )"ocess in sti""ed tans' Rein@old Pblis@in# Co")' Nefo"' (1;;'

5/M <iin#' Na#ata' on@ ile+ j Sons' Nef o" (107

55M 2iseDo de na )lanta de bioco-bstibles' I8ie"do + Galla"do' P"o+ecto de laasi#nat"a O9icina t!cnica de In#' T!c' Indst"ial <ec.nica i-)a"tida )o" la

)"o9eso"a Ssana i-!ne8' Uni%e"sidad Ca"los III de <ad"id' /330'

56M So+a j Oilseed' 4leboo' So+atec@'/330

57M 4iodi!sel' El -anal co-)leto' <a"tin <ittelbac@ + Cladia Re-sc@-idt'/330'

0or"ativa @ le@es

5;M P"otocolo de *+oto

50M No"-ati%a E"o)ea

5BM Re)o"t EUR /3/01 EN de la Co-isi,n E"o)ea' <a+o /33/'

51M Est"ate#ia de la UE )a"a el biodiesel

63M Real 2ec"eto ;(/33;

itios de Internet

@tt):fff'e"o)a'eindekes'@t-

@tt):fff'biodiesels)ain'co-

@tt):fff'bioco-bstibles'es

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel 1+1

http://www.europa.eu/index_es.htm

http://www.biodieselspain.com/

http://www.biocombustibles.es/

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@tt):fff'a)bd'es

@tt):fff'#ota%e"de'o"#)o"tal

@tt):fff'ene"#$as"eno%ables'co-

@tt):fff'ida@o'edbaebiodiesel

@tt):fff'8oetecnoca-)o'co-2oc-entsbiodiekla"

@tt):fff'Fo"ne+to9o"e%e"'o"#esbioco-bstibles'@t-l


http://www.apbd.es/

http://www.gotaverde.org/portal/

http://www.energias-renovables.com/paginas/Combustible.asp

http://www.uidaho.edu/bae/biodiesel

http://www.zoetecnocampo.com/Documents/biodie_lar

http://www.journeytoforever.org/es/biocombustibles.html

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http://www.journeytoforever.org/es/biocombustibles.html



ANEOS

,0RO IF ,#L, % -O)'OI-I0 % ,-I S OL90, %OI;0 ;,L

,-I S OLI0, % OI;0 ;,L

Pe"9il Ac' G"asosJ G"asa %e"dade"a

ALGO2ÓN SOA GIRASOL COL=A <AI= OLIVA

C(6

<i"$stico C(6:3 (3 t"' t"' t"' t"'

Pal-$tico C(;:3 /5B (3( ;( 73 (30 (33Pal-itoleico C(;:( (3 t"' t"' t"' (3 t"'

Estea"ico C(B:3 /7 67 63 /3 /6 57

Oleico C(B:( (BB //6 //7 707 /0( 013

Linoleico C(B:/ 73/ 753 ;// /37 77B ;5

Linol!nico C(B:5 t"' 0B (3 B7 (3 t"'

Cmg/3 t"' (( (( 6; (3 t"'

Co-)' Q$-icaJ en -asaCO

00'0(('0(3'1

0B'5(('5(3'5

00'1(('0(3'6

Ca"acte"$sticas

Indice de odo (3; (53 (5/ 1B (/3 B7

T$tlo 57 /( (B (5 (B /5

Ind' Sa)oni9icaci,n (16 (1/ (1( (0/ (13 (13

Sat"ad'Insat"ad' 363 3(B 3(6 3(3 3(; 3(B

t"' g t"a8as

&uente) &*HN$




,0RO IIF 'O'I%,% % ,L;0O ,-I ;,L ',,L, 'O%--I0 % #IO%IEL 0 -O)',,-I0 -O0 L %IEL

,%I-IO0,L

Col8a Co)"a Al#od,n Pal-a SoFa Gi"asol Gas,leo

*#'oil@ecta"ea ;77 (713 (333 7333 507 B33

2ensidad 3'1(; 3'1(7 3'1(7 3'1(; 3'1/6 3'B57Viscosidad cSta t-)/3[C50B[C73[CB3[C

(33[C

00'B6/

/7'0(('3

/1'B

;'(

;1'157'1/6'B

B'6

/B';(/'7

B'5

/B'7

0';

;7'1

56'1

7'(

/';

Pnto de 9si,n[C

3/

/3/B

36

/5/0

(//1

; (/

NH-e"o decetano

667(

636/

5763

5B63

5;51

55 677/

PCI <# 50'/ 50'6 5;'B 50'6 51'6 56'( 6(67'/Residoca"bonoso J

A89"e J

3'/7

3'333( 3'35 3'3/

3'6/

3'3(

3'(7

3'7

&uente) Hatos obtenidos de la Comisi#n *uroea 1(EE92.

+bservaciones) F(/G estudia el rendimiento tnOha de col<a ara la -* en el a7o//9 % nos da unos valores mucho más elevados, de media, ,>= tnOha cultivada %

ara *sa7a (,0 tnOha.

Características del aceite de colza y girasol y de sus ésteres




,0RO IIIF #,L,0- 0;EI-O ',, %II0O I'O %,-I ',, L, 'O%--I0 % #IO%IEL

* co-bstible in)t* de bioco-bstible ot)t

Balance Energético

Aceite sado 7;

Aceite de Gi"asol 30; /7

Aceite de col8a (7 6 tili8ando la )aFa

Aceite de )al-a 1

Aceite de soFa /75

2i!sel 3B 31

&uente) Diofuels for transortation % National Keo'rahic 3ain

+bservaciones) Nuestro balance ener'ético de la col<a se desarrolla en el aartado((.6 del ro%ecto.

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel 1+!



,0RO IF )0 % L, 'O'I%,% :II-O=9)I-, %L,-I % -OLG, :I0,%O

Ca"acte"$sticas Unidades ACEITE 2E COL=A

Peso -olecla" -edio #-ol B0B

C(6 J 3

<i"$stico C(6:3 J 3 0/56 *#*-ol

Pal-$tico C(;:3 J 7 B30/1 *#*-ol

Pal-itoeico C(;:( J 37 0B0 *#*-ol

Estea"ico C(B:3 J / B1(67 *#*-ol

Oleico C(B:( J ;/3 BB76 *#*-ol

Linoleico C(B:/ J /3 BB/5; *#*-olLinol!nico C(B:5 J 07 BB/5/ *#*-ol

Cmg/3 J 3

2ensidad #l 3130 31/5

Viscosidad a /3[C cSt ;B 05

Viscosidad a 73[C cSt /7'0

Pnto de 9si,n [C 3

NH-e"o de cetano 667(

P"o)o"ci,n de aceite J 51

Índice de acide8 -# *O# 3/

Indice de odo (3; ((B

T$tlo 57

Ind' Sa)oni9icaci,n (B3 /33

Insa)oni9icable J ( <.Sat"ad'Insat"ad' 363

Indice de )e",ido -iliei%' de O$#eno# <.: (33

Rendi-iento J 5B 67

&uente) Traquisa Comercial. &icha técnica del aceite de col<a refinado.

+bservaciones) !as diferencias e:istentes entre éstos datos % los del $ne:o SS se

encuentran en que ésta es una tabla de aceite de col<a %a refinado % de calidadcomercial.




,0RO F -O)',,-I0 0 L E )9LI-O % ,-I% -OLG, S L %IL

'ropiedades ster "etílico de aceite de col*a %iesel AO0O) - 11+4B2ensidad#d-5

3B0 3B1 3B6 3B0

Te-)' dein9la-aci,n[C

(33 7;

Ene"#$a <l 55( 576 50/

Indice decetano 6B;/ h 73

Índice de odo 16 ((5

Viscosidad-Pa's a /3[C

; 1 6 B

Residoca"bonoso

3'3/ 3(7

Contenido dea89"e J 333/ 3/1

&uente) Diofuels Comisi#n *uroea 1(EE92 % Diodiésel 3ain




,0RO IF 'O'I%,% =I%, 'O L #IO%IEL ;T0U0%, I00,-IO0,L

Propiedades Unidades Valores Norma

2ensidad a (7[C #c-5 3'B;33'133 ISO (/(B7

Viscosidad cine-.tica a 63[C cSt ('1;'3 ISO 5(36Pnto de in9la-aci,n [C (53 ISO 5;01PO>> )nto de obst"cci,n de 9ilt"o9"$o

[C Usa"io

Pnto de nbe [C Usa"io A89"e ))- 3'37 -. ISO (671;Resido Ca"bonoso J 3'37 -. ISO (3503A#a + Sedi-entos J 3'37-. EstabilidadOidaci,n o"as ; -$n

2estilaci,n 13J [C 5;3 -. Conta-inaci,n total -#*# /6 -. EN (/;;/Co""osi,n al cob"e N[ 5 -. ISO /(;3Ceni8as Sat"adas J 3'3/ -. ISO 51B0TAN -# *O# 3'B3 -. EN (6((3<etanol J 3'/ -. EN (6(37<ono#lic!"idos J 3'B -. EN (6(372i#lic!"idos J 3'/ -. EN (6(37T"i#lic!"idos J 3'/ -. EN (6(37

Glice"ina Lib"e J 3'3/3 -. EN (6(37Glice"ol total J 3'/63 -. EN (6(37Contenido en Kste" J 1;'7 -in EN (6(35Kste" -et$lico del .c'linole$co J (/ -. EN (6(35Kste"es -et$licos )oliinsat"ados J ( -. Sin no"-aÍndice de odo (/3 -. EN (6(((>,s9o"o -#*# (3 -. EN (6(30Sodio ̂ Potasio -#*# 7 -. En (6(3BG"ado de cetano ca)acidadatoi#nici,n

60 -$n ISO 7(B7

!as normas marcadas corresonden con otro tio de normas ajenas a S3+ o *N,como $3T@ 1Norteamericana2 e S4 usadas también en la industria Tablas

+bservaciones ertinentes) *l biodiesel obtenido, ara cumliar las normas $3T@ %la euroea (9(9 no debe contener humedad suerior al /,/0U ni restos de metanol1en la tabla one /.U má:imo2. 4ara ello se arovecha el calor latente delbiodiesel alcan<ado en la transesterificaci#n % se recuera el metanol or

destilaci#n, %a que en caso de no reali<arlo nos dar5a un control anal5tico noconforme a las normas descritas




CONTENI2O 2EL SOPORTE IN>OR<TICOA2UNTO

El C2 adFnto contiene el )"o+ecto en 9o"-ato OR2 + P2> )a"a s -eFo"%isali8aci,n' As$ -is-o se adFntan la "e)"esentaci,n del "eacto" en n a"c@i%o deSolid Ed#e + los a"c@i%os de <at@cad 4iodiesel e en#loba los sb)"o#"a-asP"o)iedades 2i-ensiona-iento Estdio sob"e la t"ans9e"encia de calo" A#itado"el!ct"ico + Ei)o de calenta-iento T"anseste"i9icaci,n donde se desa""olla la"eacci,n $-ica + T"anseste"i9icaci,n )a"a an.lisis de sensibilidad donde se )edeco-)a"a" "esltados ent"e di9e"entes )a".-et"os' Ta-bi!n se incl+en loscatalo#ados en el a)a"tado biblio#"a9$a co-o "ecursos electr#nicos'

%ise&o de un reactor de transesterificación para la producción de biodi$sel 1+(

