manual biocombustibles arpel iica

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  • 5/27/2018 Manual Biocombustibles ARPEL IICA

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    MANUAL DE

    BIOCOMBUSTIBLES

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    MANUAL DE

    BIOCOMBUSTIBLES

    AUTORES

    Federico Ganduglia IICAEquipo de Proyectos de Biocombustibles de ARPEL: Jos Guillermo Len (ECOPETROL); Ral Gasparini

    y Mara Elena Rodrguez (YPF (Grupo RepsolYPF)); Guillermo Jos Huarte (ExxonMobil); Jos Estrada

    (PETROPERU); Ernani Filgueiras (IBP)

    Octubre de 2009

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    Manual de Biocombustibles

    Manual de BiocombustiblesARPEL ICA#6-2009

    Instituto Interamericano de Cooperacin Asociacin Regional de Empresas de Petrleo y

    para la Agricultura (IICA) Gas Natural de Amrica Latina y el Caribe (ARPEL)Vzquez de Coronado, San Isidro Apdo. 55-2000 Javier de Viana 234511101 San Jos, COSTA RICA CP 11200 Montevideo, URUGUAYTel.: (506) 216-0222 Tel.: (598-2) 410-6993Fax: (506) 216-0296 Fax: (598-2) 410-9207Correo electrnico: [email protected] Correo electrnico:[email protected] web:www.iica.int Sitio web:www.arpel.org

    Autores El presente manual fue elaborado a solicitud del Comit de Refinacin de ARPEL, por:

    Seccin 1: DOWNSTREAM:

    Jos Guillermo LenECOPETROLLder del EPBRal Gasparini y Mara Elena RodrguezYPF (Grupo RepsolYPF)Guillermo Jos HuarteExxonMobilJos EstradaPETROPERUErnani FilgueirasIBPCon la colaboracin de:Carolina ChiozzaYPF (Grupo RepsolYPF)Maura Moreira, Mauro SilvaPETROBRASIrene Alfaro - ARPEL

    Seccin 2: UPSTREAM:Elaborada en base a un acuerdo de cooperacin tcnica entreARPEL e IICA, por:Federico GandugliaIICACon la colaboracin de:Paula Nieto AlemnIICA

    Agradecimientos Frederico Kremer, Sergio Fontes, Geraldo Diniz - PETROBRASCeclia CascardoYPF (Grupo RepsolYPF)Marcos Benzecry y Luiz Filipe Veiga - ILOSEmilio Ruz Especialista Regional en Tecnologa e Innovacin IICA y Secretario EjecutivoPROCISURFrederique Rosa e Abreu (IICA)Oficinas del IICA en Argentina, Brasil, Chile, Colombia, Paraguay, Per y Uruguay

    Derechos de Autor Los derechos de autor del presente documento, ya sea en su versin impresa, electrnica (CDo disquete) o de otra ndole, pertenecen al Instituto Interamericano de Cooperacin para laAgricultura (IICA) y a la Asociacin Regional de Empresas de Petrleo y Gas Natural enLatinoamrica y el Caribe (ARPEL). Toda copia de este documento debe incluir este avisosobre los derechos de autor. Al utilizar este documento en el futuro, el usuario le dar a IICA yARPEL todos los crditos como fuente de informacin.

    Exoneracin de Aunque se ha realizado todo el esfuerzo para asegurar la exactitud de la informacinresponsabilidad contenida en esta publicacin, ni IICA, ni ARPEL, ni ninguno de sus miembros, asumen

    responsabilidad por cualquier uso que se haga de la misma.

    RegistroInternacional ISBN13: 978-92-9248-121-6

    mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]://www.iica.int/http://www.iica.int/http://www.arpel.org/http://www.arpel.org/http://www.arpel.org/http://www.arpel.org/http://www.iica.int/mailto:[email protected]
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    Manual de Biocombustibles

    Indice

    Resumen Ejecutivo ................................................................................................................................... i1 Razones para impulsar o no a los biocombustibles .................................................................................. ii

    Seccin 1: Downstream

    2 Aspectos tcnicos del biodiesel ................................................................................................................ 12.1 Aspectos Generales .......................................................................................................................... 1

    2.1.1 Proceso para la obtencin de biodiesel ................................................................................ 12.1.2 Materias primas para la produccin de biodiesel .................................................................. 2

    2.1.2.1 Conversin de la materia prima en aceite vegetal ................................................ 32.1.2.2 Transformacin qumica de los aceites en steres ............................................... 4

    2.1.3 Factores que influyen en el proceso de produccin .............................................................. 52.1.4 Especificacin de biodiesel .................................................................................................. 82.1.5 Aseguramiento de la calidad por parte de los proveedores ................................................ 112.1.6 Mezclas posibles garantizadas por fabricantes de motores y automviles ......................... 112.1.7 Desempeo del biodiesel (B100 y otras mezclas) .............................................................. 12

    2.1.7.1 Contenido energtico del B100 .......................................................................... 132.1.7.2 Propiedades fras del B100 ................................................................................ 142.1.7.3 Nmero de Cetano del B100 .............................................................................. 152.1.7.4 Estabilidad del B100 .......................................................................................... 152.1.7.5 ndice de Yodo ................................................................................................... 172.1.7.6 Efectos sobre las propiedades del diesel en las mezclas de biodiesel (Bx)

    de soja ............................................................................................................... 17

    2.1.8 Desempeo en motores del biodiesel puro y sus mezclas con diesel................................. 222.1.9 Aditivos .............................................................................................................................. 222.1.9.1 Antioxidantes ..................................................................................................... 222.1.9.2 Mejoradores de flujo .......................................................................................... 23

    2.1.10 Anlisis energtico y de impacto ambiental del ciclo de vida del biodiesel ......................... 232.1.10.1 Balance de energa del ciclo de vida. ................................................................. 242.1.10.2 Emisiones de CO2.............................................................................................. 252.1.10.3 Emisiones de material particulado y CO ............................................................. 262.1.10.4 Emisiones de NOx. ............................................................................................ 262.1.10.5 Aguas y slidos residuales. ................................................................................ 262.1.10.6 Consumo de agua. ............................................................................................. 26

    2.2 Aspectos Especficos ...................................................................................................................... 262.2.1 Disposicin de la glicerinausos alternativos ................................................................... 262.2.2 Bio-Refinacin: co-procesamiento de aceite vegetal o grasas en unidades de refinacin

    existentes........................................................................................................................... 292.2.2.1 HBIO en Brasil ................................................................................................... 292.2.2.2 Biocetano en Colombia ...................................................................................... 31

    2.2.3 Biocombustibles de segunda generacin ........................................................................... 312.2.4 Biomasa ............................................................................................................................. 332.2.5 Biogs, BTL, GTL .............................................................................................................. 34

    3 Aspectos logsticos de la cadena de produccin del biodiesel ................................................................ 433.1 Introduccin .................................................................................................................................... 43

    3.2 Recepcin ....................................................................................................................................... 443.3 Almacenamiento ............................................................................................................................. 45

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    Manual de Biocombustibles

    3.4 Transporte ...................................................................................................................................... 473.4.1 Inconvenientes en el transporte ......................................................................................... 48

    3.5 Mezcla de B100 y diesel ................................................................................................................. 483.5.1 Mezcla en refineras o terminales ....................................................................................... 49

    3.6 Instalaciones necesarias ................................................................................................................. 504 Aspectos de ambiente, salud y seguridad del manejo de biodiesel ........................................................ 515 Aspectos econmicos del biodiesel ........................................................................................................ 526 Aspectos reglamentarios de los biocombustibles ................................................................................... 54

    6.1 Argentina ........................................................................................................................................ 546.2 Brasil .............................................................................................................................................. 546.3 Colombia ........................................................................................................................................ 566.4 Per ................................................................................................................................................ 57

    7 Experiencias con biocombustibles en la regin ...................................................................................... 587.1 Proyecto AGROPALMA .................................................................................................................. 587.2 Pruebas de larga duracin de mezclas diesel-biodiesel .................................................................. 59

    7.2.1 Funcionamiento de la estacin de almacenamiento y mezcla de combustibles .................. 597.2.1.1 Diseo y construccin ........................................................................................ 597.2.1.2 Optimizacin de la operacin del blender ........................................................... 617.2.1.3 Plan para el aseguramiento de la calidad de los combustibles ........................... 62

    7.2.2 Conclusiones ..................................................................................................................... 637.2.2.1 Diseo y operacin de la planta piloto de almacenamiento y mezcla de

    combustibles ...................................................................................................... 637.2.2.2 Control de calidad de materias primas y mezclas............................................... 637.2.2.3 Seguimiento al funcionamiento de los buses con las mezclas dieselbiodiesel

    de palma ............................................................................................................ 63

    7.2.2.4 Revisin al sistema de inyeccin de los buses que utilizan mezclas dieselbiodiesel de palma ............................................................................................. 637.2.2.5 Resultados generales de los anlisis de tribologa de aceites ............................ 64

    8 Referencias bibliogrficas ...................................................................................................................... 65

    Seccin 2: Upstream

    9 Actividad agrcola ................................................................................................................................... 679.1 Panorama general .......................................................................................................................... 67

    9.1.1 Una breve mirada hacia los conceptos de bioenerga y los biocombustibles ...................... 679.1.2 El proceso de configuracin de la cadena mundial de biocombustibles y la agricultura ..... 68

    9.1.3 Tendencias mundiales en el uso de materias primas agrcolas para biocombustibles ........ 699.1.3.1 Utilizacin de materias primas de disponibilidad inmediata ................................ 699.1.3.2 Las prximas generaciones de biocombustibles y sus materias primas ............. 74

    9.2 Caracterizacin y potencial de la agroindustria sudamericana para el desarrollo de losbiocombustibles .............................................................................................................................. 769.2.1 El sector agroalimentario en Sudamrica ........................................................................... 769.2.2 Materias primas para la produccin de bioetanol ............................................................... 79

    9.2.2.1 Materias primas de disponibilidad inmediata ...................................................... 809.2.2.2 Materias primas alternativas .............................................................................. 979.2.2.3 Materias primas lignocelulsicas ...................................................................... 109

    9.2.3 Materias primas para la produccin de biodiesel .............................................................. 116

    9.2.3.1 Materias primas de disponibilidad inmediata .................................................... 1199.2.3.2 Materias primas alternativas ............................................................................ 134

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    Manual de Biocombustibles

    9.2.3.3 Otros cultivos y materias primas para la produccin de biodiesel ..................... 1539.2.4 Consideraciones generales .............................................................................................. 159

    9.3 Aspectos econmicos, ambientales y sociales del desarrollo de los biocombustibles ................... 1619.3.1 El dilema biocombustibles vs. alimentos .......................................................................... 1619.3.2 Biocombustibles y sustentabilidad ambiental ................................................................... 167

    9.3.2.1 Agricultura y medioambiente ............................................................................ 1679.3.2.2 Balances energticos y de emisiones de los biocombustibles .......................... 1809.3.2.3 Criterios, certificacin e iniciativas de sustentabilidad en la produccin de

    materias primas para biocombustibles ............................................................. 1879.3.3 Biocombustibles e inclusin social ................................................................................... 193

    9.4 Referencias Bibliogrficas ............................................................................................................. 197

    Lista deFiguras

    Figura 2.1.1.1: Esquema de la reaccin de transesterificacin con metanol ............................................... 1Figura 2.1.2.2: Esquema del proceso productivo del aceite refinado ........................................................... 3Figura 2.1.2.3: Balance de masa de la reaccin de transesterificacin ....................................................... 4Figura 2.1.2.4: Esquema del proceso de transesterificacin. Reactivos y productos ................................... 4Figura 2.1.2.5: Esquema de los procesos de separacin y purificacin del biodiesel .................................. 5Figura 2.1.2.6: Esquema del proceso de acondicionamiento de la fase glicerina ........................................ 5Figura 2.1.3.1: Proceso de produccin de biodiesel .................................................................................... 6Figura 2.1.7.5: Esquema del Test de Rancimat ........................................................................................ 17Figura 2.2.1.2: Aplicaciones actuales de la glicerina y propuestas futuras ................................................ 28Figura 2.2.2.1: Co-procesamiento de aceites vegetales o grasas y diesel de petrleo en unidades de

    hidrotratamiento: esquema de proceso ............................................................................. 29Figura 2.2.2.2: Esquema del proceso HBIO .............................................................................................. 30Figura 2.2.2.3: Esquema del proceso FCCU .............................................................................................. 31Figura 2.2.3.1: Ciclo de produccin del biodiesel de segunda generacin ................................................ 32Figura 2.2.3.2: Biodiesel de segunda generacin a partir de algas ........................................................... 33Figura 3.1.1.1: Etapas del estudio sobre biodiesel en Brasil (IBP/UFRJ) .................................................. 43Figura 3.1.2.1: Cadena de produccin de biodiesel .................................................................................. 44Figura 3.2.1.1: Esquema para la recepcin de B100 ................................................................................. 45Figura 4.1.1.1: Seales de advertencia para el transporte de B100 .......................................................... 51Figura 7.2.1.1: Vista externa e interna de los tanques de almacenamiento de combustibles y sus

    contenedores. ................................................................................................................... 60

    Figura 9.2.3.24: Zona potencial de cultivo de Jatropha curcas .................................................................. 151Figura 9.3.2.8: Extraccin de agua con fines agrcolas como % de los recursos de agua renovables

    totales (1998) .................................................................................................................. 179Figura 9.3.2.9: rea con infraestructura de riego como un % del rea total cultivada (1998) .................. 180Figura 9.3.3.1: Vnculos conceptuales entre la expansin de los biocombustibles y el acceso

    a la tierra ......................................................................................................................... 194

    Lista de Tablas

    Tabla 2.1.2.1: Pronstico de los principales aceites usados para produccin de biodiesel ........................ 3Tabla 2.1.3.2: Ventajas y desventajas de las principales vas de transesterificacin de biodiesel .............. 6

    Tabla 2.1.4.1: Lmites de especificacin en el biodiesel: propsito, importancia y efectos de sudesviacin ........................................................................................................................... 9

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    Manual de Biocombustibles

    Tabla 2.1.6.1: Recomendaciones de uso de biodiesel de los fabricantes de automviles y motores ....... 12Tabla 2.1.7.3: Datos de flujo en fro para distintos biodiesel .................................................................... 15Tabla 2.1.8.1: Comparacin de los niveles de emisin entre el biodiesel (B100) y el diesel ..................... 22Tabla 2.1.10.1: Requerimiento de energa fsil para el ciclo de vida del diesel de petrleo ....................... 24Tabla 2.1.10.3: Requerimiento de energa fsil para el ciclo de vida del biodiesel de soja ......................... 25Tabla A1.1: Especificaciones de biodiesel - valores lmites .................................................................. 37Tabla A1.2: Especificaciones de biodieselmtodos de ensayo ......................................................... 38Tabla A2.1: Calidad del diesel 1, mezclas, y biodiesel 1 ...................................................................... 40Tabla A2.2: Nmero de cetano ............................................................................................................. 41Tabla A2.3: Flujo en fro ....................................................................................................................... 41Tabla A2.4: Calidad del diesel utilizado ................................................................................................ 41Tabla A2.5: Calidad del biodiesel utilizado ........................................................................................... 41Tabla 3.3.1: Compatibilidad de elastmeros con biodiesel .................................................................... 46Tabla 9.1.1.1: Criterios para clasificar los biocombustibles ...................................................................... 68Tabla 9.1.3.1: Consumo global de materias primas para biocombustibles en 2007

    (Miles de toneladas) .......................................................................................................... 70Tabla 9.2.1.1: ndice de Produccin Agrcola ........................................................................................... 77Tabla 9.2.1.2: Disponibilidad y distribucin del recurso tierra en Amrica del Sur .................................... 78Tabla 9.2.1.3: Tierra con potencial cultivable en Amrica del SurTodos los cultivos ............................ 78Tabla 9.2.2.1: Materias primas para la produccin de bioetanol. 2007 ..................................................... 79Tabla 9.2.2.4: Caa de azcar en Amrica del Surestadsticas productivas y comerciales .................. 82Tabla 9.2.2.7: Potencial de expansin de caa de azcar en la regin .................................................... 84Tabla 9.2.2.8: Produccin total de cereales en Sudamrica. 2007. (Cifras en toneladas) ........................ 88Tabla 9.2.2.11: Maz en Amrica del Surestadsticas productivas y comerciales ................................... 90Tabla 9.2.2.13: Sorgo granfero en Amrica del Surestadsticas productivas y comerciales .................. 95

    Tabla 9.2.2.15: Mandioca en Amrica del SurEstadsticas productivas y comerciales ........................... 98Tabla 9.2.2.17: Composicin de algunas materias primas lignocelulsicas ............................................. 110Tabla 9.2.2.18: Cubierta forestal en Amrica del Sur ............................................................................... 112Tabla 9.2.3.1: Clasificacin de la produccin de biodiesel ..................................................................... 116Tabla 9.2.3.2: Produccin de semillas y frutos oleaginosos en Sudamrica. 2007

    (cifras en toneladas) ........................................................................................................ 117Tabla 9.2.3.4: Produccin de aceites vegetales en Sudamrica. 2007 (cifras en toneladas) .................. 118Tabla 9.2.3.8: Soja en Amrica del Surestadsticas productivas y comerciales .................................. 120Tabla 9.2.3.12: Composicin y productos de los racimos de Palma Africana ........................................... 127Tabla 9.2.3.13: Palma aceitera en Amrica del Surestadsticas productivas y comerciales ................. 127Tabla 9.2.3.16: Evolucin de la produccin de Palma Africana en la Regin Andina ............................... 129

    Tabla 9.2.3.17: Colza en Amrica del Surestadsticas productivas y comerciales ................................ 135Tabla 9.2.3.20: Ricino en Amrica del Surestadsticas productivas y comerciales ............................... 141Tabla 9.2.3.22: Composicin en materia seca de los componentes de Jatropha curcas .......................... 147Tabla 9.2.3.23: Explotacin de los componentes de Jatropha curcas L. .................................................. 149Tabla 9.2.3.27: Oleaginosas tropicales .................................................................................................... 156Tabla 9.3.2.1: Prcticas comunes en la agricultura convencional y sus consecuencias ......................... 168Tabla 9.3.2.3: Conceptos y principios bsicos de la Agricultura de Conservacin ................................. 173Tabla 9.3.2.4: Agricultura de conservacin en el mundo ........................................................................ 175Tabla 9.3.2.5: Disponibilidad y utilizacin mundial de recursos hdricos renovables .............................. 178Tabla 9.3.2.6: Recursos hdricos renovables y agricultura en Amrica del Sur ...................................... 178Tabla 9.3.2.10: Balance de energa fsil de combustibles seleccionados ................................................ 181

    Tabla 9.3.2.11: Balance energtico de la produccin de biodiesel segn diferentes estudios .................. 182

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    Manual de Biocombustibles

    Tabla 9.3.2.12: Balances de emisiones de GEI de los biocombustibles (sin cambio en el uso de latierra) .............................................................................................................................. 185

    Tabla 9.3.2.13: Valores tpicos y valores por defecto estimados para los futuros biocombustibles que nose encuentran en cantidades insignificantes en el mercado en enero de 2008,producidos sin emisiones netas de carbono debidas a cambios en el uso del suelo ....... 186

    Tabla 9.3.2.14: RSB, principios y criterios globales para la produccin sustentable de biocombustiblesversin cero .................................................................................................................... 189

    Lista de Grficos

    Grfico 2.1.7.1: Composicin de materias primas para biodiesel ............................................................... 13Grfico 2.1.7.2: Contenido energtico del diesel y distintos biodiesel ......................................................... 14Grfico 2.1.7.4: Nmero de Cetano del FAME de distintos cidos grasos .................................................. 15Grfico 2.1.7.6: Curva de destilacin de las diferentes mezclas ................................................................. 18Grfico 2.1.7.7: Densidad (ASTM D 4052) de las diferentes mezclas ......................................................... 18Grfico 2.1.7.8: ndice y nmero de Cetano ............................................................................................... 19Grfico 2.1.7.9: Nmero de Cetano ............................................................................................................ 20Grfico 2.1.7.10: Nmero de Cetano ............................................................................................................ 20Grfico 2.1.7.11: Flujo en fro (POFF) .......................................................................................................... 21Grfico 2.1.7.12: Flujo en fro (POFF) .......................................................................................................... 21Grfico 2.1.9.1: Estabilidad a la oxidacin versus concentracin de aditivo ................................................ 23Grfico 2.1.10.2: Ranking de demanda de energa fsil para las etapas de produccin del diesel de

    petrleo ............................................................................................................................. 24Grfico 2.1.10.4: Requerimiento de energa fsil versus energa en el producto para el ciclo de vida del

    biodiesel de soja ............................................................................................................... 25

    Grfico 2.2.1.1: Evolucin del precio de la glicerina ................................................................................... 27Grfico 7.2.1.2: Seguimiento de las temperaturas del diesel y del biodiesel de palma al momento deabastecimiento de combustible a los buses. ..................................................................... 62

    Grfico 9.1.3.2: Consumo de materias primas para la produccin de bioetanol segn bloquesregionales. 2007 ............................................................................................................... 71

    Grfico 9.1.3.3: Participacin de los bloques regionales en el consumo de materias primas para laproduccin de bioetanol. 2007 .......................................................................................... 71

    Grfico 9.1.3.4: Participacin de materias primas en la produccin mundial de bioetanol. 2007 ................ 72Grfico 9.1.3.5: Consumo por bloques regionales de materias primas para la produccin de biodiesel ..... 72Grfico 9.2.2.2: Composicin de la produccin sudamericana de materias primas utilizables para

    producir bioetanol .............................................................................................................. 80

    Grfico 9.2.2.3: Participacin de los pases en la produccin de materias primas utilizables para laelaboracin de bioetanol .................................................................................................... 80

    Grfico 9.2.2.3: Participacin de los pases en la produccin de materias primas utilizables para laelaboracin de bioetanol ................................................................................................... 80

    Grfico 9.2.2.5: Caa de azcarparticipacin en la produccin por pases ............................................. 82Grfico 9.2.2.6: Evolucin del rea sembrada y la produccin de caa de azcar en Brasil ....................... 83Grfico 9.2.2.9: Composicin de la produccin Sudamrica de cereales. 2007. ......................................... 89Grfico 9.2.2.10: Cereales: participacin en la produccin por pases .......................................................... 89Grfico 9.2.2.12: Maz: participacin en la produccin por pases ................................................................ 90Grfico 9.2.2.14: Sorgoparticipacin en la produccin por pases ............................................................ 95Grfico 9.2.2.16: Mandiocaparticipacin en la produccin por pases ...................................................... 98

    Grfico 9.2.2.19: Superficie total de bosques plantados y tasa anual de plantacin en Amrica del Sur .... 112Grfico 9.2.3.3: Composicin de la produccin sudamericana de semillas y frutos oleaginosos .............. 117

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    Manual de Biocombustibles

    Grfico 9.2.3.5: Composicin de la produccin sudamericana de aceites vegetales ................................ 118Grfico 9.2.3.6: Participacin de los pases en la produccin de oleaginosas. 2007 ................................ 118Grfico 9.2.3.7: Participacin de los pases en la produccin de aceites vegetales. 2007 ........................ 119Grfico 9.2.3.9: Soja, participacin en la produccin por pases ............................................................... 121Grfico 9.2.3.10: Aceite de soja, participacin en la produccin por pases ................................................ 121Grfico 9.2.3.11: Soja, rea sembrada y produccin en Brasil y Argentina 1990-2007 ............................... 122Grfico 9.2.3.14: Palma, participacin en la produccin por pases ............................................................ 128Grfico 9.2.3.15: Aceite de palma, participacin en la produccin por pases ............................................ 128Grfico 9.2.3.18: Colza, participacin en la produccin por pases ............................................................. 135Grfico 9.2.3.19: Aceite de colza, participacin en la produccin por pases .............................................. 136Grfico 9.2.3.21: Ricino, participacin en la produccin por pases ............................................................ 142Grfico 9.2.3.25: Girasol-participacin en la produccin por pases. 2007 ................................................. 154Grfico 9.2.3.26: Aceite de girasol-participacin en la produccin por pases. 2007 ................................... 154Grfico 9.3.2.2: reas silvestres protegidas de pases de Amrica del Sur (Categoras I-VI segn

    clasificacin de UICN) en proporcin a las superficies nacionales. 2003 ......................... 169Grfico 9.3.2.7: Recursos hdricos renovables y extraccin de agua proyectada a 2030 .......................... 179

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    Manual de Biocombustibles

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    RESUMEN EJECUTIVO

    El presente manual fue elaborado conjuntamente por ARPEL e IICA con el objetivo de documentar lasmejores prcticas de implementacin de programas de produccin y uso de biocombustibles en base a laexperiencia, las dificultades, y los xitos alcanzados por los diferentes pases de la regin y otros. Contemplatodos los aspectos que hacen a una produccin sostenible de biodiesel, as como tambin muchos de losaspectos relacionados con el alcohol biocarburante, considerando toda la cadena productiva, desde la etapaagrcola hasta su distribucin al consumidor final inclusive. El manual est dividido en dos secciones: laseccin 1 elaborada por ARPEL - abarca toda la cadena productiva posterior a la etapa agrcola; y laseccin 2elaborada por IICA - comprende exclusivamente la etapa agrcola.

    En la seccin 1, en primer lugar se establecen desde los diferentes puntos de vista o enfoques de la industriapetrolera, de forma objetiva, los argumentos para que un pas o empresa tome la decisin de emprender

    proyectos de biocombustibles o decida entrar a este mercado.

    Seguidamente, se describen varios aspectos especficos de la produccin y el manejo del biodiesel. Conbase en sus especificaciones, las materias primas y tecnologas disponibles para su produccin, el estado delparque automotor y las condiciones climatolgicas propias de la regin, se analizan varios aspectos tcnicosde la produccin de biodiesel. Luego se describen las precauciones, infraestructura necesaria, y todos losaspectos logsticos involucrados en su manejo en forma pura o mezclado, y se brindan algunas pautasgenerales para el manejo limpio y seguro del biodiesel y sus materias primas y subproductos. Tambin seconsideran los aspectos econmicos de la produccin del biodiesel ya que, si bien los costos y las inversionesnecesarias tienen una fuerte dependencia del entorno local y el nivel especfico de participacin de laindustria en el negocio del biodiesel, es posible indicar de forma estimada los ordenes de magnitud de dichos

    costos e inversiones, y existen ciertos lineamientos conceptuales generales que se deben tener en cuenta almomento de ingresar en dicho negocio. Estos mismos aspectos desarrollados especficamente parabiodiesel, se desarrollarn tambin especficamente para etanol en una etapa posterior y se adjuntarn comoanexos a este manual.

    A continuacin se refieren y analizan las legislaciones vigentes sobre biocombustibles en Amrica Latina y elCaribe, pretendiendo que sirvan de gua para aquellos pases y empresas que quieren ingresar a estemercado. Finalizando la seccin 1, el manual tambin presenta 2 experiencias especficas relacionadas conlos biocombustibles, y pretende ser el puntapi inicial para un futuro intercambio virtual a travs del Portal deARPEL sobre lecciones aprendidas, casos de estudio, pruebas de campo de desempeo de vehculos,eventos no exitosos y razones de los mismos.

    La seccin 2 Upstream, se concentra en el eslabn agrcola de la cadena de biocombustibles, desde un aperspectiva global y regional, comprendiendo esta ltima a los pases del Cono Sur (Argentina, Bolivia, Brasil,Chile, Paraguay y Uruguay) y de la Regin Andina (Colombia, Ecuador, Per y Venezuela). Esta seccinpresenta un panorama general del proceso de configuracin de la cadena mundial de biocombustibles y undetallado anlisis de un grupo seleccionado de materias primas, considerando las particularidades ypotencialidades de sus producciones en los diferentes pases de la regin, como as tambin las ventajas,oportunidades y limitantes de su utilizacin en la produccin de biodiesel y bioetanol. Esta seccin tambinaborda tres temas crticos relacionados con el desarrollo sostenible de los biocombustibles y susparticularidades en la regin: la disyuntiva entre produccin de alimentos y produccin de biocombustibles; lasustentabilidad ambiental de la agricultura y los biocombustibles; y la consideracin de los biocombustiblesdesde una perspectiva social.

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    1 Razones para impulsar o no a los biocombustiblesEn los ltimos aos, ms que en ningn otro momento de la Historia, el mundo se est enfrentando asituaciones que requieren decisiones globales y que de alguna manera marcarn el futuro. Por laglobalizacin, cualquier decisin en una regin del globo afectar a todo el mundo. Una serie de problemascomo: la pobreza no resuelta, la alimentacin, la agricultura y la seguridad alimentaria, el cambio climtico,etc. con la actual crisis financiera en Estados Unidos y sus repercusiones globales seguramente tendrnsoluciones demoradas.

    El biocombustible apareci como una solucin para varios de estos problemas, especialmente para lareduccin de gases de efecto invernadero, para el desarrollo de las economas agrcolas regionales y para laindependencia de la economa en base a combustibles fsiles. Los pases y organismos comenzaron aregular el uso obligatorio de los mismos en ciertos porcentajes y otorgando subsidios para su produccin, sin

    embargo, estn apareciendo a nivel mundial varias preocupaciones sobre la real sustentabilidad de suproduccin cuando se analiza su ciclo de vida completo, especialmente cuando se considera el cambio deluso de la tierra. Se estn desarrollando en el mundo cientfico una serie de estudios que estn arrojandodiferentes resultados en base a que se estn usando distintas bases y procedimientos de clculo y ademsse est regulando que los biocombustibles sean sustentables. En consecuencia, muchos organismos estntratando de estandarizar los criterios y mecanismos para los clculos de emisiones correspondientes queconfirmaran o no estas presunciones y definiran un requerimiento de produccin sostenible que ya se estgestando en pases europeos. Desde ARPEL apoyamos estos esfuerzos de estandarizacin.

    En este marco, a pesar de que la produccin de biocombustibles sigue siendo reducida en el contexto de lademanda total de energa, deben reconocerse las posibles implicaciones medioambientales y sociales de su

    continuo crecimiento. La produccin agrcola provoca en general ciertos efectos negativos inesperados en latierra, el agua y la biodiversidad que resultan especialmente preocupantes en relacin con losbiocombustibles. El aumento de la produccin agrcola, en caso de apoyarse en procesos no sustentables deexpansin de la frontera agropecuaria - basados en la deforestacin y/o el avance de los monocultivos a granescala o en procesos de intensificacin utilizando prcticas de la denominada agricultura convencional,provocara en general efectos negativos en la tierra, el aire, el agua y la biodiversidad. Todo ello realza laimportancia y la necesidad del desarrollo y perfeccionamiento de instrumentos como el ordenamientoterritorial o la zonificacin econmica-ecolgica, como as tambin de la implementacin de buenas prcticasagrcolas (agricultura de conservacin), elementos fundamentales para atenuar las externalidades negativasde la produccin de biocombustibles. En captulos subsiguientes del presente manual se examinan lasrepercusiones de los biocombustibles sobre el medio ambiente.

    Con base en la informacin disponible en la literatura no se infiere que los biocombustibles por s mismospuedan ser alternativa total a la crisis energtica que afrontar el mundo con el descenso previsible delpetrleo, pero s que la humanidad ha redescubierto una alternativa energtica renovable que puederesponder parcialmente por parte de los requerimientos de energa que deben ser paulatinamente sustituidos.

    Tampoco la informacin cientfica disponible nos dice de manera inequvoca que el balance energtico de losbiocombustibles sea neutro o positivo, pero si muestra las mayores o menores bondades que a este respectotiene los diferentes cultivos energticos y las mejores tcnicas productivas para elevar tal balance energtico.

    En el campo de la seguridad alimentaria, y no obstante las reiteradas manifestaciones que asocian losbiocombustibles con la actual escasez relativa y la caresta de ciertos bienes agrcolas bsicos, no es del todoconcluyente que la misma se deba como causa primordial al surgimiento comercial reciente de los

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    biocombustibles, o que la tendencia inevitable sea la de contraponer biocombustibles a seguridad alimentariamundial. Adicionalmente, la previsible produccin de biocombustibles de segunda generacin a base decelulosa, terminara as fuera de manera parcial en sus comienzos, con el riesgo de competencia entrealimentos y biocombustibles.

    Lo que resulta evidente es que en todos los anteriores campos, y en otros asociados, la ciencia, la academia,la industria, y los responsables de las polticas pblicas deben seguir avanzando en sus indagaciones yestudios, preferiblemente de manera mancomunada, interinstitucional e interdisciplinaria, porque an no se hadicho la ltima palabra tanto en los temas tcnicos como econmicos y de sostenibilidad ambiental.

    Ante esta situacin ser necesario que la industria petrolera en Amrica Latina y el Caribe se mantengaatenta a todos estos cambios durante las planificaciones en el negocio de los biocombustibles.

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    SECCIN 1: DOWNSTREAM

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    2 Aspectos tcnicos del biodiesel2.1 Aspectos Generales2.1.1 Proceso para la obtencin de biodieselLa materia prima utilizada para el proceso de fabricacin del biodiesel es muy variada (distintos tipos deaceites vegetales y grasas animales, aceites reciclados, etc.), haciendo que el resultado de la reaccinqumica correspondiente sea una multiplicidad de steres de cidos grasos distintos, en proporciones muyvariables, todos ellos denominados biodiesel.

    La reaccin qumica que mejores resultados ha demostrado tener para obtener biodiesel es latransesterificacin. Esta consiste en la reaccin entre un triglicrido (compuesto por una molcula de glicerolesterificada por tres molculas de cidos grasos), contenido en el aceite vegetal o grasa animal y un alcoholligero (metanol o etanol), obtenindose como productos glicerina y steres derivados de los tres cidosgrasos de partida, es decir, biodiesel. En general se suele usar metanol como alcohol de sustitucin, en cuyocaso el biodiesel estar compuesto por steres metlicos.

    Figura 2.1.1.1: Esquema de la reaccin de transesterificacin con metanol

    Fuente: Informes ISF 2. Produccin de Biodiesel. Aplicacin a pases en desarrollo. 2007

    Aunque el metanol tiene, respecto del etanol, mayores restricciones ambientales y de manipuleo, existe unamayor tendencia a su uso, por las siguientes razones:

    1. Su menor precio2. Tecnologa disponible y madura3. Menor complejidad en el proceso4. Separacin menos dificultosa de la mezcla alcohol/agua5. Menor volumen de alcohol que recircula

    Aunque el etanol tiene la ventaja de ser materia prima de fuente renovable, su posible utilizacin, en unfuturo, en reemplazo del metanol, requerir necesariamente del desarrollo de tecnologa para obtener un

    proceso eficiente y competitivo en costos.

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    2.1.2 Materias primas para la produccin de biodieselSi bien se puede obtener biodiesel a partir de grasa animal y aceite de fritura usado, la materia prima ms

    abundante son los aceites vegetales. Las dos etapas necesarias para la obtencin de biodiesel a partir deaceites vegetales, son:

    1. La conversin de la materia prima en aceite vegetal2. Su transformacin qumica en ster.

    Entre los principales aceites vegetales usados se encuentran los de colza, palma, soya, girasol, jatropha,semilla de algodn, canola, grasas animales y aceites usados.

    La investigacin en materias primas es liderada principalmente por Estados Unidos, China, Japn, India,Alemania y Turqua, que trabajan primordialmente en soya, colza, girasol y palma. Se observa una estrecha

    relacin entre la disponibilidad de materia prima y la publicacin de artculos cientficos ya que cada pasinvestiga principalmente sobre la materia prima que tiene disponible. Tambin se consideran materias primasde importancia a las grasas animales, los aceite de cocina y, tal vez el ms promisorio sea, el jatrophaCurcas.

    Por cuanto los aceites vegetales representan del 60 al 75% del costo final del biodiesel, se investigapermanentemente en busca de materias primas de menor costo, tales como las grasas animales y aceite decocina usado. El otro factor importante es el requerimiento de tierras de cultivo, que es la fuente de cada tipode materia prima. En este sentido tendra cierta ventaja la jatropha Curcas, que es adaptable a terrenosmarginales improductivos, por lo que no desplazara a los cultivos alimenticios.

    La Asociacin Mundial de Soya (United Soybean Board, 2005) realiz un estudio donde evaluaba los precios,los incentivos, las demandas y las regulaciones en torno a los principales aceites usados para producirbiodiesel, tomando como referencia cuatro principales regiones: Estados Unidos, Unin Europea, Brasil yOtros, este ltimo compuesto por Malasia, India, Taiwn, Colombia, Filipinas, Ecuador e investigacionescontempladas en Indonesia, Australia y Sudfrica. Como consecuencia de este estudio, el cuadro acontinuacin muestra el pronstico de produccin de las tres principales materias primas (soya, palma ycolza).

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    Tabla 2.1.2.1: Pronstico de los principales aceites usados para produccin de biodiesel(en 1.000 toneladas mtricas)

    2.1.2.1 Conversin de la materia prima en aceite vegetalEl aceite utilizado para la fabricacin del biodiesel por transesterificacin debe presentar unas caractersticasdeterminadas para que el biocombustible final cumpla con las especificaciones deseadas. As, el aceite brutoes sometido generalmente a desgomado, filtracin, neutralizacin y secado, cuyos procedimientos dependende la naturaleza del aceite bruto, obtenindose un aceite refinado sin slidos en suspensin y con un mnimode acidez (

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    2.1.2.2 Transformacin qumica de los aceites en steresUna vez obtenido el aceite refinado generalmente se lo hace reaccionar con un alcohol monovalente como elmetanol, en presencia de un catalizador bsico (condiciones de presin y temperatura menos exigentes).

    Estequiomtricamente, el rendimiento msico de la reaccin es aproximadamente igual a uno, por lo que seobtiene la misma masa de biodiesel que de aceite vegetal inicial. Adems la estequiometra entre el alcohol yla glicerina es similar en trminos msicos, requirindose en principio una cantidad de alcohol igual al 10% delaceite (en masa).

    Figura 2.1.2.3: Balance de masa de la reaccin de transesterificacin

    Fuente: Informes ISF 2. Produccin de Biodiesel. Aplicacin a pases en desarrollo. 2007

    Las etapas necesarias para la produccin de biodiesel a partir de aceites vegetales ya refinados, son lassiguientes: reaccin de transesterificacin propiamente dicha; y separacin y purificacin de los steresobtenidos.

    La reaccin de transesterificacin se efecta entre los triglicridos del aceite y un exceso de metanol,

    generalmente en presencia de un catalizador bsico (ms comnmente hidrxido de sodio o metilato desodio) a una temperatura que suele variar entre 40 C y 110 C. Durante la reaccin de transesterificacin sepresentan reacciones secundarias que dan lugar a productos indeseables que contaminan los steres. Estosproductos no deseados, los jabones, disminuyen la conversin y el rendimiento de la reaccin, y harnnecesarias etapas posteriores de purificacin.

    Figura 2.1.2.4: Esquema del proceso de transesterificacin. Reactivos y productos

    Fuente: Informes ISF 2. Produccin de Biodiesel. Aplicacin a pases en desarrollo. 2007

    La siguiente etapa fundamental en el proceso de fabricacin de biodiesel es la separacin de las fases ster yglicerina y la posterior purificacin de las mismas.

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    Al trmino de la reaccin de transesterificacin son varios los subproductos que se encuentran en el reactor, yque habr que separar de los steres metlicos o biodiesel. Adems de los compuestos del aceite que no hanllegado a reaccionar (tri, di, monoglicridos y cidos grasos libres) se encuentra en el medio el metanol quese adicion en exceso, los restos del catalizador bsico y los productos de las reacciones secundarias (jabny agua).

    Figura 2.1.2.5: Esquema de los procesos de separacin y purificacin del biodiesel

    Fuente: Informes ISF 2. Produccin de Biodiesel. Aplicacin a pases en desarrollo. 2007

    El ltimo proceso para la obtencin del biodiesel es la purificacin de los steres. Aqu se separa y recuperael exceso de alcohol introducido para mejorar el rendimiento, y se lavan los cidos grasos libres y los mono, diy triglicridos que no se han esterificado. La fase glicerina tambin deber ser purificada para obtener unproducto que se pueda comercializar.

    Figura 2.1.2.6: Esquema del proceso de acondicionamiento de la fase glicerina

    Fuente: Informes ISF 2. Produccin de Biodiesel. Aplicacin a pases en desarrollo. 2007

    2.1.3 Factores que influyen en el proceso de produccinEn la seccin anterior nicamente se hace referencia a la obtencin del biodiesel por transesterificacin concatlisis bsica, que es la forma ms comn de obtenerlo. Sin embargo, el proceso de produccin del

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    biodiesel se puede enmarcar dentro de la secuencia general de tratamiento de la biomasa, que se efectamediante el empleo de dos tipos de procesos de conversin genricos que son el termoqumico y elbioqumico, los que se representan simplificadamente en el siguiente diagrama.

    Figura 2.1.3.1: Proceso de produccin de biodiesel

    Fuente: Informe de Vigilancia Tecnolgica COLCIENCIAS Colombia.

    Como ya se indic, el biodiesel se produce principalmente mediante el proceso de transesterificacin, queest considerado como un proceso de conversin bioqumica, y su materia prima est constituidamayormente por aceites vegetales, representados como biomasa en el diagrama anterior.

    La transesterificacin se puede dar por catlisis alcalina, catlisis cida, catlisis de lipasas y alcoholes encondiciones supercrticas. Las vas ms utilizadas son la catlisis alcalina y la catlisis cida. En el cuadro acontinuacin se resumen las ventajas y desventajas de los principales procesos de produccin de biodieselpor transesterificacin.

    Tabla 2.1.3.2: Ventajas y desventajas de las principales vas de transesterificacin de biodiesel

    Ventajas DesventajasCaractersticas de latransesterificacin

    Catlisisalcalina

    Es la tecnologa ms utilizada

    comercialmenteCondiciones moderadas de presin ytemperaturaSe obtienen conversiones en tiemposde reaccin de 60 min. aprox.

    Requiere que el aceite y

    el alcohol sean anhidro ylimitar el contenido decidos grasos libres en laalimentacin para evitar laformacin de jabones.

    Cantidad apreciable de

    operaciones unitarias para laseparacin de los productos.Reaccin en condicionesatmosfricasRequiere catalizador alcalino.

    C

    atlisiscida

    Se utiliza en la adecuacin del aceite(esterificacin de los cidos grasoslibres con metanol).Puede procesar materias primas conaltos niveles de cidos grasos libres

    (grasas animales y aceites usados).

    Los tiempos de reaccinson mucho ms lentos encomparacin con lacatlisis alcalina.

    Se utiliza como un proceso depre-esterificacin antes derealizar dicho proceso va lacatlisis alcalina.Requiere uso de catalizador

    cido.

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    Ventajas DesventajasCaractersticas de latransesterificacin

    Catlisisde

    lipasas

    La reaccin no es afectada por lapresencia de agua en las materiasprimas ni por contenidos de cidoslibres.

    Los tiempos de reaccinson elevados, por lo queno pueden ser procesoscontinuos.

    Se usan solventes orgnicoscomo medio de reaccin,

    porque mejoran la reactividad ybrindan la posibilidad dereutilizacin. El alcohol seadiciona por etapas, para evitarla inhibicin.

    Alcoholes

    supercrticos

    Bajos tiempos de reaccinSe pueden procesar materias primascon altos contenidos de cidos grasoslibres y aguaNo es necesaria la utilizacin de uncatalizador.

    Altos costos debidos a lascondiciones de lareaccin a altastemperaturas y presiones.

    Se emplean temperaturas ypresiones elevadas.

    Fuente: Informe de Vigilancia Tecnolgica- COLCIENCIAS- Colombia

    Adicionalmente, cabe destacar que ya hay en el mercado procesos que utilizan la catlisis heterognea. Apesar de que estos catalizadores requieren unas condiciones de presin y temperatura ms severas respectode la catlisis homognea, ofrecen otras ventajas, fundamentalmente: mayor conversin, glicerina de mejorcalidad, etapas de separacin y purificacin simples, sin consumo de productos qumicos y sin produccin deotras fases. Recientemente se encuentra en desarrollo la pirlisis como una alternativa interesante y su usomasivo estar en funcin de los menores costos de procesamiento.

    Del cuadro se puede deducir que existe cierta relacin entre la materia prima disponible y la va a emplearpara el proceso de transesterificacin, tal es as que los autores Marchettiy Demirbasindican que si bien lasgrasas animales y los aceites de cocina usados son materias primas de menor costo, presentan el problemade un alto contenido de cidos grasos que no pueden ser convertidos a biodiesel a travs de un catalizadoralcalino. Segn estos mismos autores, para el empleo de la va de catlisis alcalina, los aceites usadospodran provenir de cualquier vegetal, tal como el maz, canola, cacahuete, girasol, aceituna, o palma. Para lacatlisis cida, el tipo de alcohol y los aceites son los mismos que para la catlisis alcalina; la catlisis delipasaes aplicable para aceites vegetales y animales; mientras que para la va del alcohol supercrticonodefinen materia prima especfica.

    Hay dos factores importantes que influyen en el proceso de produccin del biodiesel: el tipo de catalizador y eltipo de proceso (discontinuo, semi-continuo, y continuo). Los tipos de catalizadores ya se mostraron en el

    cuadro anterior. Respecto al tipo de proceso, se distinguen el proceso discontinuo, el semi-continuo y elcontinuo. Evidentemente para pequeas producciones el proceso discontinuo (por lotes) es el ms indicado,adems es ms flexible para el procesamiento de materia prima multi-oleaginosa. Por el contrario, paragrandes producciones (>50.000 tm/ao) se suele utilizar el proceso continuo porque es ms econmico,aunque acarrea mayores dificultades tcnicas de operacin y puesta en marcha. Otro factor determinante,adems del tamao de la produccin, es la disponibilidad y calidad de la materia prima, de tal manera que laoperacin continua es ms conveniente para alimentaciones de materia prima con una determinada calidadasegurada.

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    2.1.4 Especificacin de biodieselEspecificaciones para biodiesel han sido implementadas en varios pases alrededor del mundo, en EE.UU. seha adoptado la norma ASTM D 6751, en Europa la EN 14214, y en Brasil la ANP N 7/08. Estos estndareshan surgido del consenso de grupos relevantes que han participado en su elaboracin, como ser: fabricantesde vehculos, motores y equipos de inyeccin, compaas refinadoras, productores de biocombustibles,representantes de los gobiernos y de los usuarios de biocombustibles.

    No todas las normas especifican valores para las mismas propiedades. El Anexo 1 muestra lasespecificaciones del biodiesel segn las normas anteriormente mencionadas, y otras normas referentes anivel regional.

    La especificacin ASTM define al biodiesel como un combustible compuesto de steres mono-alqulicos decidos grasos de cadena larga, derivado de aceites vegetales o grasas animales. Aceites vegetales y grasas

    animales que no han sido procesados no cumplen con las especificaciones para biodiesel. Adems, laespecificacin ASTM es para el biodiesel que ser utilizado para mezcla con diesel de origen fsil enproporcin de 20% o menos, y no se la debe considerar como especificacin de biodiesel puro (B100) quepueda ser comercializado como combustible en s mismo. En EE.UU. cualquier biodiesel utilizado paramezcla deber cumplir con la ASTM D 6751 previo a la mezcla.

    La norma europea EN 14214, establece la especificacin de los steres metlicos de cidos grasos (FAME)para motores diesel. En contraste con la ASTM D 6751, el B100 que cumple con este estndar podra serutilizado puro en un motor diesel (si el motor ha sido adaptado para operar con B100) o mezclado con eldiesel, para producir una mezcla que cumpla con la EN 590, que es la especificacin europea para el diesel.Mezclas de hasta un 5% de FAME (B5) son permitidas y la mezcla resultante se la considera como un diesel

    normal definido por la EN 590 sin requerir aclaraciones especiales en los surtidores de las estaciones deservicio. La EN 14214 es ms restrictiva y aplica solo al biodiesel que se produce con metanol. Tambin exigeun contenido mnimo de steres de 96,5% y no permite el agregado de otros componentes distintos a lossteres metlicos de cidos grasos, salvo los aditivos.

    La norma europea EN 14214, presenta un mayor nivel de exigencia en calidad del biodiesel que la normaestadounidense ASTM D 6751, lo cual se manifiesta principalmente en los niveles de control fijados para laacidez, estabilidad a la oxidacin, nmero de cetano, y contenido de ciertos subproductos de la reaccin detransesterificacin, tales como los metil-steres y glicridos. Asimismo, incluye el control del metanolremanente del proceso de produccin y un rango ms estrecho de viscosidad.

    Probablemente esta mayor exigencia de la norma europea est asociada principalmente a la concepcin deusar el Biodiesel B100 puro en ciertos motores acondicionados para tal fin, mientras que la normaestadounidense considera su empleo nicamente en mezcla con diesel de petrleo.

    En la tabla a continuacin se describen el propsito y la importancia de las propiedades del biodiesel, ascomo los efectos ocasionados por desviaciones respecto a los lmites especificados.

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    Tabla 2.1.4.1: Lmites de especificacin en el biodiesel: propsito, importancia y efectos de sudesviacin

    Propiedad Propsito / importancia / efectos posibles de la desviacin de especificacin

    Contenido de ster(min.)

    Valores inferiores a la especificacin indican reaccin incompleta/presencia de aceite.Provocar alta viscosidad, disminucin del efecto spray, aumento de carbonilla, combustindeficiente.

    Densidad (15C)Depende del aceite de partida y proceso de transesterificacin. Un valor bajo indica excesivoresto de alcohol.

    Viscosidad (40C)

    Satisfactoria combustin del combustible. El valor de la viscosidad debe ser del mismo niveldel diesel convencional. Se deben evitar valores mayores de viscosidad que el diesel, sinembargo, una viscosidad tendiendo al valor ms bajo del rango de la especificacin puederesultar ventajosa para motores que requieran menor potencia en la bomba de inyeccin y enla salida de los inyectores.Bajos valores indican exceso de metanol. Altos valores indican degradacin trmica y

    oxidativa, presencia de aceite sin reaccionar y pueden provocar problemas en los inyectoresy sistema de bombeo. Acorta la vida del motor.

    Punto deinflamacin (min.)

    Seguridad contra incendios. Se utiliza como mecanismo para limitar el nivel del alcohol sinreaccionar que permanece en el biodiesel terminado. Normalmente, el punto de inflamacindel biodiesel es mayor que el del diesel. Un bajo valor puede provocar problemas en elmanipuleo, transporte y almacenamiento

    Azufre

    Proteger el sistema cataltico del escape. El biodiesel generalmente contiene menos de 15ppm de azufre. Se recomienda utilizar el mtodo de ensayo ASTM D 5453 con el biodiesel. Eluso de otros mtodos de ensayo puede dar resultados errneos al analizar B100 con nivelesde azufre extremadamente bajos (menos de 5 mg/Kg.). Un valor alto indicara contaminacindel biodiesel y provocara mayores emisiones de SO2

    Nmero de Cetano(min.)

    Buen desempeo del motor, es una medida de la calidad de ignicin del combustible y delproceso de combustin. Los requerimientos de nmero de cetano dependen del tamao ydiseo del motor, de la naturaleza de las variaciones de velocidad y carga, y de lascondiciones atmosfricas. Depende de la materia prima y nivel de oxidacin del biodiesel. Unbajo valor indica poca tendencia a la auto-ignicin y provocara mayor cantidad de depsitosen el motor y mayor desgaste en los pistones.

    Contenido de aguaUn exceso de agua en el biodiesel puede ocasionar problemas de hidrlisis (aparicin decidos grasos libres).

    Agua y sedimentos

    Prevenir corrosin y proliferacin de organismos. Establecido al mismo nivel del dieselconvencional. Un exceso de agua puede causar corrosin y proveer un ambiente propiciopara la proliferacin de microorganismos. La oxidacin puede incrementar el nivel desedimentos: por lo tanto este anlisis debe ser usado con el de nmero cido y viscosidad

    para determinar que tanto se oxid el combustible durante su almacenamiento. Un exceso deagua puede ocasionar problemas de hidrlisis (aparicin de cidos grasos libres). Lapresencia de sedimentos/contaminacin depende de insaponificables en la materia prima yproceso de produccin. Un alto valor indica presencia de insaponificables, jabones eimpurezas mecnicas. Los primeros dejan residuos en el motor porque tienen mayor puntode evaporacin, los jabones dan lugar a cenizas sulfatadas, y las impurezas mecnicasobstruyen filtros.

    Corrosin a lalmina de cobre

    Indica dificultades con componentes de bronce, latn o cobre de los vehculos. La presenciade cidos o de compuestos con azufre puede deteriorar la lmina de cobre, indicando as laposibilidad de ataque corrosivo. Altos valores provocaran problemas de corrosin durante elalmacenamiento y en el motor.

    Metanol

    Depende exclusivamente del proceso de produccin. Restos de metanol provocan baja

    temperatura de inflamacin, viscosidad y densidad, y corrosin en piezas de aluminio y zinc.

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    Propiedad Propsito / importancia / efectos posibles de la desviacin de especificacin

    Glicerina libreBuen desempeo a bajas temperaturas. La glicerina total comprende la glicerina libre y laporcin de glicerina de aceite o de grasa sin reaccionar o que ha reaccionado parcialmente.

    Niveles bajos de glicerina total aseguran una alta conversin del aceite o de la grasa haciasus mono-alquil-steres. La cantidad de glicerina libre depende del proceso de produccin.Un valor alto indica una mala decantacin y lavado del biodiesel, y provoca incremento en lasemisiones de aldehdos y acrolena. Altos niveles de mono-, di-, y triglicridos y de glicerinalibre pueden causar depsitos en los inyectores y afectar adversamente la operacin enclimas fros causando taponamiento de filtros.

    Glicerina total

    ndice / n de iodoDepende exclusivamente de la materia prima y cuantifica el grado de insaturacin. Altosvalores indican gran presencia de dobles enlaces que favorecen los procesos depolimerizacin e hidrlisis.

    ndice de acidez

    Protege el motor. Se utiliza para determinar el nivel de cidos grasos libres o cidos deproceso que puedan estar presentes en el biodiesel. Un alto nmero cido puede ocasionaraumento en la degradacin del biodiesel, aumentar la formacin de depsitos en los sistemasde inyeccin y la probabilidad de corrosin.

    Metales alcalinos(Na+K) y del GrupoII (Ca+Mg)

    Su presencia depende del proceso de produccin. Los metales provocan depsitos ycatalizan reacciones de polimerizacin. Valores altos de (Na + K) indican restos decatalizador. Valores altos de (Ca + Mg) indican presencia de jabones insolubles.

    Cold soak filterability

    Determinar, mediante el tiempo de filtracin luego de un tratamiento a baja temperatura, laadecuada operabilidad en fro del B100 para ser mezclado con diesel, como mnimo en elpunto de nube. Algunas sustancias que son solubles o aparentemente solubles en biodiesela temperatura ambiente, bajo enfriamiento o estada prolongada a temperatura ambiente, seseparan de la solucin. Estas sustancias pueden causar taponamiento de filtros. Este mtodode ensayo proporciona un medio acelerado para medir la tendencia de estas sustancias ataponar los filtros. A elevados valores de tiempo de filtracin, mayor probabilidad de

    taponamiento de filtros y problemas de operabilidad a bajas temperaturas.Contaminacin total dem sedimentos en "Agua y Sedimentos"

    Residuo carbonoso

    Protege el motor. Mide la tendencia a la formacin de depsitos de carbn generado por undestilado de petrleo; aunque no tenga una estricta correlacin directa con los depsitos enel motor, esta propiedad se considera simplemente como una aproximacin al respecto.Depende exclusivamente del proceso de transesterificacin. Un valor elevado indica altocontenido de glicridos, presencia de metales (jabones, restos de catalizador) u otrasimpurezas.

    Cenizas sulfatadas

    Satisfactoria combustin del combustible. Los materiales que forman cenizas pueden estarpresentes en el biodiesel de 3 formas: (1) slidos abrasivos, (2) jabones metlicos solubles, y(3) catalizadores no removidos. Los slidos abrasivos y los catalizadores no removidospueden afectar los inyectores, filtros y bomba de inyeccin, generar desgaste en los pistonesy anillos, y depsitos en el motor. Los jabones metlicos solubles tienen poco efecto en eldesgaste pero pueden afectar los empaques, contribuir al taponamiento de filtros y generardepsitos en el motor.

    Estabilidad a laoxidacin (a 110C)

    Su valor depende de la materia prima y proceso de produccin. Se permite el uso de aditivospara mejorar este parmetro. Un bajo valor indica aceite de partida degradado, odegradacin del biodiesel en el proceso. Un tiempo inferior al especificado no asegurara laestabilidad del biodiesel durante su almacenaje y distribucin.

    ster metlico -cidolinolnico

    Depende de la materia prima (contenido de C18:3). Altos valores provocan bajo valor dePOFF, bajo n de cetano y alto ndice de iodo.

    Contenido demonoglicrido y

    diglicrido

    Depende del proceso. Indica reaccin incompleta ya que son restos de aceite que no haterminado de reaccionar. Altos valores provocan depsitos (inyectores, cilindros) y

    cristalizacin (tienen mayor punto de fusin y baja solubilidad en biodiesel)

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    Propiedad Propsito / importancia / efectos posibles de la desviacin de especificacin

    Contenido detriglicrido

    Depende del proceso. Un valor elevado indica presencia de aceite o grasa sin reaccionar.Ocasionar elevada viscosidad del biodiesel y depsito en cilindros y vlvulas

    Contenido de stermetlico poli-insaturado (4 o msdobles enlaces)

    Depende de la materia prima (contenido de metil-ster con 4 o ms dobles enlaces). Altosvalores favorecen los procesos de polimerizacin que provocan depsitos y deterioran elaceite lubricante

    Fsforo

    Prevenir daos en el convertidor cataltico. El fsforo puede deteriorar los sistemas de controlde emisiones y tratamiento de gases de escape, razn por la cual su contenido debe serbajo. Contenidos elevados indicaran un mal blanqueado del aceite de partida y presencia deinsaponificables.

    Temperatura atm.equivalente (90% R)

    Para asegurar que el biodiesel no ha sido contaminado con materiales de alto punto deebullicin, como aceites lubricantes gastados.

    Punto deenturbiamiento

    Buen desempeo a bajas temperaturas. Define la temperatura a la cual aparece una nube o

    nubosidad de cristales en el combustible, bajo condiciones de ensayo prescritas.Problemas de operacin en climas fros.Punto deobstruccin del filtroen fro (POFF)

    El valor de POFF es un indicador de los lmites de operabilidad. Este valor depende de lamateria prima y del proceso de produccin (impurezas mecnicas).

    2.1.5 Aseguramiento de la calidad por parte de los proveedoresPara asegurar el correcto funcionamiento del combustible en los vehculos, este debe cumplir con lasespecificaciones correspondientes que deben certificarse por parte de su proveedor. Cuando el combustible

    se obtiene a partir de la mezcla de dos combustibles diferentes, como es el caso de la mezcla diesel-biodiesel, existirn especificaciones de calidad para la mezcla y para los combustibles que lo componen porseparado. Las empresas petroleras que compren el biodiesel para mezclarlo con el diesel que ellasproduzcan debern exigir al productor de biodiesel que cumpla con las especificaciones de calidadcorrespondientes.

    Los grandes productores de biodiesel generalmente podrn acceder a una certificacin de calidad a travs dealguna entidad reconocida internacionalmente (por ej. ISO) y con un contrato de por medio puede asegurarsela calidad del biodiesel producido. Sin embargo, tambin puede suceder que el gobierno exija a las empresaspetroleras que compren el biodiesel a pequeos productores no certificados. En este caso, el compradordebera asegurar la calidad del biodiesel realizando el mismo los controles de calidad en planta y precintando

    el producto controlado que luego le ser entregado. Es recomendable que la empresa petrolera elabore unplan para el desarrollo de proveedores confiables, que apoye a la mejora continua de los mismos y asegure lacalidad del biodiesel de forma simple y sustentable en el largo plazo.

    2.1.6 Mezclas posibles garantizadas por fabricantes de motores y automvilesEn Europa algunos fabricantes permiten el uso, en ciertos vehculos, de combustibles B100 o B30 pero lamayora de los vehculos estn aprobados solo para usar diesel que cumpla con la EN 590, el cual pordefinicin puede contener hasta un mximo de 5% de FAME en la mezcla. Los fabricantes han expresado supreocupacin sobre la posibilidad de incrementar el porcentaje de mezcla de FAME hasta un 10% Vol.,debido a problemas de compatibilidad de este combustible con la flota de vehculos existente y el potencialincremento en las emisiones. En EE.UU. la posicin de la mayora de los fabricantes de automviles es que la

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    mezcla de biodiesel hasta un 5% (y en algunos casos hasta el 20%) es aceptable en tanto y en cuantocumplan con la D 6751. Adems, la American Trucking Association tambin ha aprobado el uso de B5.Muchas son las preocupaciones acerca de la calidad y la estabilidad de mezclas mayores que el 5%. La tabla2.1.6.1 resume la posicin de los fabricantes de motores y vehculos respecto del uso de biodiesel.

    Tabla 2.1.6.1: Recomendaciones de uso de biodiesel de los fabricantes de automviles y motores

    Fabricante PosicinAsociacin de Fabricantesde Motores (EMA)

    B5 aceptable si este cumple con la ASTM D 6751

    Caterpillar Muchos motores aprobados para B100; para otros solamente es aceptable B5.Este debe cumplir con ASTM D 6751

    Cummins Todos los motores aprobados para B5. Este debe cumplir con ASTM D 6751DaimlerChrysler B5 aceptable para todos los vehculos pero este debe cumplir con ASTM D

    6751

    Detroit Diesel B20 aprobado para todos los motores/vehculos pero este debe cumplir lasespecificaciones para diesel

    Ford B5 aceptable para todos los vehculos pero debe cumplir con ASTM D 6751 yEN 14214

    General Motors B5 aceptable para todos los vehculos pero debe cumplir con ASTM D 6751Internacional Truck andEngine

    B20 aceptable para todos los motores pero debe cumplir con ASTM D 6751

    John Deere B20 aceptable para todos los motores pero debe cumplir con ASTM D 6751Volkswagen B5 aceptable para todos los motores, pero el combustible debe tener un

    estndar de calidad (ASTM D 6751 o EN 14214)

    Fabricantes de equipos deinyeccin de combustible PosicinBosch B5 aceptable para todos los vehculos pero este debe cumplir la EN 14214Delphi B5 aceptable para todos los vehculos pero este debe cumplir la ASTM D 6751Stanadyne B20 aceptable para todos los vehculos pero este debe cumplir la ASTM D

    6751Fuente: IFQC Biofuels Center. Ver tambin NBB fact sheet Estndares y Garantas disponible en

    http:77biodiesel.org/resources/fuelfactsheet/standards_and_warranties.shtm

    2.1.7

    Desempeo del biodiesel (B100 y otras mezclas)El biodiesel puede ser producido comercialmente a partir de una amplia variedad de grasas y aceitesvegetales:

    Aceites vegetales: soja, girasol, palma, mamona, colza, jatropha curcas, maz, etc.Grasas animales: sebo de vaca, sebo de bfaloAceite de fritura reciclado.Aceites de microalgas

    Las grasas animales y los aceites vegetales arriba listados estn formados por los 10 tipos de cidos grasosms comunes los cuales tienen entre 12 y 22 tomos de carbono, con un 90% de ellos de entre 16 y 18carbonos. Algunas de estas cadenas de cidos grasos son saturadas, mientras otras son monoinsaturadas y

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    otras son poliinsaturadas. Dentro de los lmites de las especificaciones, los diferentes niveles de saturacinpueden afectar algunas de las propiedades del biodiesel.

    Lo que hace que cada una de las materias primas disponibles sea diferente de la otra, es que en sucomposicin ellas tienen diferentes proporciones de cidos grasos saturados, monoinsaturados ypolinsaturados (Grfico 2.1.7.1). Un biodiesel perfecto debera estar formado solo de cidos grasosmonoinsaturados.

    Grfico 2.1.7.1: Composicin de materias primas para biodiesel

    Fuente: Departamento de Energa de EE.UU. Eficiencia Energtica y Energa Renovable. BiodieselGua de manejo y uso.2004

    Aceites con mayor proporcin de cidos grasos insaturados en su composicin (girasol, soja, oliva) dan comoresultado biodiesel de menor nmero de cetano, menor estabilidad (mayor ndice de Yodo) y menortemperatura de congelacin (mejores propiedades fras). De la misma manera, aceites con mayor proporcinde cidos grasos saturados y monoinsaturados (palma, coco, grasa animal) dan como resultado un biodieselcon alto nmero de cetano, buena estabilidad y mayores temperaturas de congelacin (peores propiedadesfras).

    2.1.7.1 Contenido energtico del B100El contenido energtico del biodiesel o el B100 no vara significativamente respecto del diesel fsil (Grfico

    2.1.7.2). Esto se debe a que el contenido energtico de las grasas y aceites utilizados en la fabricacin delbiodiesel no vara sustancialmente respecto al de los componentes utilizados para producir el diesel de origenfsil. Por lo tanto el B100 obtenido a partir de la mayora de las materias primas disponibles tendr el mismoimpacto en la economa de combustible, la potencia y el torque que un diesel convencional.

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    Grfico 2.1.7.2: Contenido energtico del diesel y distintos biodiesel

    Fuente: Departamento de Energa de EE.UU. Eficiencia Energtica y Energa Renovable. BiodieselGua de manejo y uso.2004

    2.1.7.2 Propiedades fras del B100Las propiedades fras del biodiesel y del diesel convencional son extremadamente importantes. A diferenciade la gasolina, tanto el diesel fsil como el biodiesel pueden empezar a congelarse a medida que latemperatura del medio desciende. Si esto sucede, se pueden obstruir los filtros de combustible, pudindose

    llegar a la obstruccin total y al corte de suministro normal de combustible para el funcionamiento del motor.Hay tres ensayos que se utilizan para medir las propiedades fras de los combustibles para los motoresdiesel: Punto niebla (o de nube), punto de obstruccin del filtro en fro (POFF) y punto de escurrimiento (ofluidez).

    Punto de niebla: Temperatura a la cual se observan los primeros cristales pequeos de parafinas a medidaque el combustible es enfriado.

    Punto de obstruccin del filtro en fro (POFF): Temperatura a la cual se han aglomerado la suficiente cantidadde cristales como para producir un taponamiento en el filtro de combustible. Es un ensayo menosconservador que el de punto de niebla y para muchos es el mejor indicador de la operabilidad a bajas

    temperaturas.

    Punto de escurrimiento: Temperatura a la cual el combustible tiene tanta cristales aglomerados que ya no esposible el flujo normal del combustible.

    Las propiedades fras del biodiesel dependern del origen de la materia prima que se utiliz para producirlo.Cuanto mayor sea el grado de saturacin de los cidos grasos presentes en su composicin, peor ser sucomportamiento a bajas temperaturas (mayor insaturacin, mejor comportamiento).

    En la tabla 2.1.7.3 se muestran algunos ejemplos de puntos de niebla, puntos de escurrimiento y POFF deB100 obtenidos de diferentes materias primas.

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    Tabla 2.1.7.3: Datos de flujo en fro para distintos biodiesel

    Mtodo de ensayo Punto de nieblaASTM D 2500

    Punto deescurrimiento

    ASTM D 97

    Punto deobstruccin del

    filtro fro IP 309Combustible B100 F C F C F CMetil - ster de soja 38 3 25 -4 28 -2Metil - ster de canola 26 -3 25 -4 24 -4Metil - ster de tocino 56 13 55 13 52 11Metil - ster de sebo comestible 66 19 60 16 58 14Metil - ster de sebo no comestible 61 16 59 15 50 10Metil - ster de aceite de frituras 1 -- -- 48 9 52 11Metil - ster de aceite de frituras 2 46 8 43 6 34 1

    Fuente: Departamento de Energa de EE.UU. Eficiencia Energtica y Energa Renovable. BiodieselGua de manejo y uso.2004

    2.1.7.3 Nmero de Cetano del B100El biodiesel tiene mayor nmero de cetano que la mayora de los diesel de origen fsil. Biodiesel altamentesaturado, como el que proviene del procesamiento de grasa animal y aceite de fritura reciclado, pueden tenerun nmero de cetano de 70 o mayor. En el otro extremo, el biodiesel de base insaturada, que contiene altosniveles de cidos grasos de C18:2 y C18:3 y en el que se incluye el de soja, girasol y colza, tendr un nmerode cetano bastante menor - del orden de 47 o ligeramente mayor. El Grfico 2.1.7.4 muestra el N de Cetanode biodiesel de distintos tipos de cidos grasos.

    Grfico 2.1.7.4: Nmero de Cetano del FAME de distintos cidos grasos

    Fuente: Departamento de Energa de EE.UU. Eficiencia Energtica y Energa Renovable. BiodieselGua de manejo y uso. 2004

    2.1.7.4 Estabilidad del B100La estabilidad tiene que ver con dos temas muy importantes relacionados con el combustible: elenvejecimiento (o prdida de estabilidad) durante largos perodos de almacenamiento del mismo; y laestabilidad a altas temperaturas y/o presin durante su uso en el motor. Al primero normalmente se lodenomina estabilidad a la oxidacin y al segundo estabilidad trmica.

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    La estabilidad trmica es un indicador de la degradacin del combustible cuando el mismo est sujeto a altastemperaturas por un perodo corto de tiempo, como el que experimentara en un sistema de inyeccin decombustible de un motor diesel moderno. Los datos disponibles indican que el B100 tiene buena estabilidadtrmica. Datos de campo han mostrado que el biodiesel produce menos residuos de coque en los inyectoresde los motores que el biodiesel convencional.

    La Norma Estadounidense (ASTM D 6751) no especifica de forma directa la estabilidad, ni para el diesel deorigen fsil ni para el biodiesel. La Norma Europea (EN 14214) s la especifica como tal. Sin embargo, elenvejecimiento u oxidacin del biodiesel pueden conducir a altos nmeros de acidez, alta viscosidad yformacin de gomas y sedimentos que tapan los filtros. Si estas propiedades exceden los lmites permitidospor la ASTM D 6751, el B100 se considera fuera de especificacin y no debe ser usado como combustible.

    A continuacin se listan algunos puntos que pueden ayudar a identificar condiciones que pueden derivar enproblemas de estabilidad del combustible:

    1. Cuanto mayor es el nivel de insaturacin de la materia prima de origen, ms probable es la oxidacindel combustible. Como regla general, cidos grasos saturados (tales como 16:0 o 18:0) son estables.A medida que el nivel de instauracin crece (por ejemplo 18:1 a 18:2 y 18:3) la estabilidad delcombustible se reduce sensiblemente. El calor y la luz solar aceleran este proceso.

    2. Ciertos metales o aleaciones tales como el cobre, latn, bronce, plomo, estao y zinc, aceleran elproceso de degradacin y forman altos niveles de sedimentos. B100 no debera ser almacenado porlargo tiempo en recipientes construidos con estos metales.

    3. Mantener el biodiesel fuera del contacto con el oxgeno, reduce o elimina la oxidacin del combustiblee incrementa el perodo de almacenamiento. Esto se logra utilizando sellos de nitrgeno en tanquesde almacenamiento (Blanketing).

    4. El uso de aditivos puede ayudar a incrementar la estabilidad del B100.No hay mucha experiencia con el almacenaje de B100 por perodos superiores a seis meses, de manera quesi es necesario almacenarlo por perodos superiores a los seis meses, se debern usar antioxidantes paraevitar la prdida de calidad del producto. La aditivacin del antioxidante debe realizarse en el momento de lafabricacin dejando transcurrir el mnimo tiempo posible para optimizar su efecto.

    El test de Rancimat es el mtodo ms ampliamente utilizado para medir la estabilidad a la oxidacin delbiodiesel. Este test consiste en burbujear aire a travs de biodiesel calentado a 100 C (figura 2.1.7.5).

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    Figura 2.1.7.5: Esquema del Test de Rancimat

    2.1.7.5 ndice de YodoEl ndice de yodo es un indicador del nmero de dobles enlaces presentes en el biodiesel, pero sin distinguirsu localizacin (la estabilidad a la oxidacin del combustible depende no solo de la cantidad de doblesenlaces, sino tambin de su ubicacin). Si bien altos valores de IY, en general, muestran una mayortendencia del biodiesel a la oxidacin, este indicador es un pobre predictor de la estabilidad a la oxidacin delbiodiesel y no muestra con fidelidad la tendencia de este a formar depsitos en el motor. Se puede dar elcaso de distintos biodiesel con el mismo ndice de yodo, pero con comportamientos diferentes respecto de laestabilidad.

    2.1.7.6 Efectos sobre las propiedades del diesel en las mezclas de biodiesel (Bx) de sojaDe acuerdo a los resultados obtenidos en ensayos efectuados sobre distintas mezclas, se observan lassiguientes tendencias:

    Curva de Destilacin (ASTM D 86): en mezclas de hasta un 5% de biodiesel las diferencias son pocosignificativas; en cambio, en B20 o superiores se registran importantes variaciones de la curva tanto en lazona media como en el tramo final.

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    Grfico 2.1.7.6: Curva de destilacin de las diferentes mezclas

    Densidad (ASTM D 4052): dado que la densidad del biodiesel es considerablemente mayor que la de losdiesel evaluados, y en tanto esta propiedad es aditiva, se observan incrementos de densidad, a medidaque el porcentaje de biodiesel crece en la mezcla .

    Grfico 2.1.7.7: Densidad (ASTM D 4052) de las diferentes mezclas

    Punto de Inflamacin (ASTM D 93):debido al alto punto de inflamacin del biodiesel respecto al diesel, amayor proporcin de biodiesel en la mezcla, mayor punto de Inflamacin de los BX (ver Tabla A2.1, en

    Anexo 2).

    Destilacin

    150,0

    200,0

    250,0

    300,0

    350,0

    400,0

    PI 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 PF

    Volumen de recuperado, %

    Temperatura,C

    DIESEL1

    B5

    B20

    B50

    Densidad (ASTM D 4052)

    0,8 0,82 0,84 0,86 0,88 0,9

    Densidad@

    15CASTMD

    4052

    g/ml

    BIODIESEL 1

    B50

    B20

    B5

    DIESEL1

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    ndice de Cetano:

    -ndice de Cetano calculado (2 variables, ASTM D 976): este mtodo utiliza una frmula o ecuacin (o subaco o nomograma) para determinar el ndice de cetano calculado (IC), que es una manera directa de

    estimacin del Nmero de Cetano. El ndice se calcula a partir de los datos de densidad a 15C ytemperatura del 50% de la Curva de Destilacin (T50). A mayor densidad de las mezclas: menor IC, y amayor T50: mayor IC. En la Tabla A2.1 (Anexo 2) se observa un leve aumento del IC hasta la mezclaB20. En B50 se nota una disminucin importante (2 unidades respecto al diesel base) debido al aumentode la densidad. Ver Grfico 2.1.7.8, a continuacin.

    -ndice de Cetano calculado por ecuacin de cuatro variables (ASTM D 4737): en este clculo, intervienenadems de la densidad y T50, los puntos de la destilacin, T10 y T90. De acuerdo a resultados obtenidosen las mezclas, este parmetro no tiene significativa variacin hasta B20 (Tabla A2.1, Anexo 2). Como enel IC (2V), slo en B50 se nota el impacto del biodiesel (ver Grfico 2.1.7.8). Los valores obtenidos seaproximan ms al Nmero de Cetano determinado con motor (ASTM D 613).

    Grfico 2.1.7.8: ndice y nmero de Cetano

    Nmero de Cetano (ASTM D 613): el impacto del biodiesel en esta propiedad depende del nmero de

    cetano (NC) del diesel y biodiesel que se mezclan. En diesel de alto NC como los de la Tabla A2.1 (Anexo2) y valores de NC del biodiesel similares (diesel N 1 con NC 54 y biodiesel N 1 con NC 51,9) no seobserva un impacto significativo (ver Grfico 2.1.7.9 a continuacin). En casos de B5 con biodiesel debajo valor de NC se observa una leve disminucin en el valor del NC de la mezcla, segn se muestra enla Tabla A2.2 (Anexo 2) y en el Grfico 2.1.7.10 (a continuacin), del orden de 0,3 a 0,6 unidades endiesel con NC de 47,9 y 53,2.

    ndice y nmero de Cetano

    51,0 52,0 53,0 54,0 55,0 56,0

    IC(2

    V)

    IC

    (4

    V

    )

    NC

    B50

    B20

    B5

    DIESEL1

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    Grfico 2.1.7.9: Nmero de Cetano

    Grfico 2.1.7.10: Nmero de Cetano

    Propiedades de flujo en fro:en los estudios efectuados se ha observado un dispar comportamiento de losefectos de mayores concentraciones de biodiesel en la mezcla. Como