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Biodiesel ¿Qué es? El biodiesel es por definición un biocarburante o biocombustible líquido producido a partir de los aceites vegetales y grasas animales, siendo la soja, la colza, y el girasol, las materias primas más utilizadas mundialmente para este fin. (Figura 1.) La ASTM (American Society for Testing and Material Standard) describe al biodiesel como ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga, derivados de lípidos tales como aceites vegetales o grasas de animales, y que se pueden emplear en motores de ignición de compresión o sea los motores del tipo “Diesel”.

¿Cómo generar Biodiesel?

Figura 1. Biodiesel en laboratorio

Se basa principalmente en la unión de algún tipo de aceite o grasa con un metóxido o etóxido, proceso que, como ya se ha nombrado con anterioridad, es “transesterificación”. En ella existirá un catalizador, que se tratará de un hidróxido; tendrá también un alcohol de cadena corta, que junto con el hidróxido anteriormente mencionado formará el metóxido o etóxido. El catalizador provocará un rompimiento en los enlaces lípidos de la molécula del aceite o grasa en cuestión, las cuales están compuestas por la unión de un éster a un alcohol. El rompimiento de estas uniones dará como productos ácidos grasos y glicerina, los cuales a su vez se unirán con el alcohol de cadena corta antes mencionado formando el biodiesel. Los principales alcoholes utilizados en este proceso son el alcohol etílico y el alcohol metílico, que formaran finalmente etiléster y metiléster, respectivamente.

Procesos para generar Biodiesel Como se ha mencionado anteriormente, la transesterificación se utiliza un catalizador para mejor la velocidad de reacción y rendimiento final, siendo así que sería imposible esta reacción sin él. (Figura 2.) Debido a esto se ha comprendido una serie de catalizadores que realizan la acción Figura 2. Acción de catalizadores deseada:

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Catalizadores ácidos homogéneas. Ác. sulfúrico, ác. clorhídrico, ác. fosfórico o algún sulfonato. Catalizadores ácidos heterogéneos. Zeolitas, resinas sulfónicas, sulfatos, oxido de zirconio o trióxido de tungsteno. Catalizadores básicos heterogéneos. Oxido de magnesio, oxido de calcio, sodio, hidróxido de sodio u oxido de aluminio. Catalizadores básicos homogéneos. Hidróxido de potasio o hidróxido de sodio. Catalizadores enzimáticos. Del tipo de lipasas como candida, penicillium o pseudomonas.

Proceso más rentable Los catalizadores más utilizados dentro de la industria en la escala comercial del biodiesel son los catalizadores homogéneos básicos, esto debido a que actúan con mucha mayor velocidad y además permiten operar en condiciones moderadas. A diferencia de estos, los catalizadores ácidos requieren de condiciones más complejas, llegando a exigir niveles de temperaturas y lapsos de tiempo excesivos. Además, la formación final de glicerol con un catalizador básico será menos peligrosa para los diversos usos que se le puedan dar, como por ejemplo para las industrias de la cosmética, la alimenticia, la farmacéutica, etc. Dentro del proceso, se prefiere el uso del hidróxido de potasio o potasa, ya que la glicerina que resulta como producto será menos tóxica que si se obtiene con el hidróxido de sodio o sosa cáustica, la cual normalmente se procesa para la obtención de un fertilizante artificial. Además, el hidróxido de potasio tiene como ventaja principal que se disuelve mejor con el alcohol metílico. Figura 3. Biodiesel bruto

Hablando de los alcoholes que se unirán con los compuestos lipídicos, anteriormente se había mencionado que se prefiere que estos sean de cadena corta por lo tanto deberán ser de un peso molecular bajo. Los más utilizados son el metanol, el etanol, el propanol y el butanol. Preferentemente se desea el uso del alcohol metílico, ya que se disuelve fácilmente con los catalizadores básicos y su uso radica en la unión con aceites o grasas reutilizadas en las cuales produce resultados más satisfactorios, además de que se convierte en un proceso sustentable. Para un resultado óptimo, se desea que las aceites/grasas y los alcoholes que se utilicen sean esencialmente anhidros, ya que el agua favorece el fenómeno de la saponificación y de esta manera evitar la formación de jabones. De igual manera, el producto casi terminado debe pasar por un proceso de lavado y secado, para así garantizar su eficacia y funcionabilidad. (Figura 3.)

Proceso Químico para la Generación de Biodiésel La reacción química como proceso industrial utilizado en la producción de biodiesel, es la transesterificación, que consiste en tres reacciones reversibles y consecutivas. (figura 4.) El triglicérido es convertido consecutivamente en diglicéridos, monoglicéridos y glicerina. En cada reacción una mol de éster metílico es liberado. Todo este proceso se lleva a cabo en un reactor donde se producen las reacciones y en posteriores fases de separación, purificación y estabilización.

Figura 4. Transesterificación

Conclusión Referencias López Ramírez, N. E., & De los santos Reyes, I. (23 de marzo de 2009). UniCach. Obtenido de https://www.unicach.mx/_/ambiental/descargar/Gaceta4/Biodiesel.pdf Luévano, M. (20 de noviembre de 2008). Palermo. Obtenido de http://www.palermo.edu/economicas/pdf_economicas/Presentacion_biocom_Steinberg. pdf Medina Ramírez, I. E., Chávez, V. N., & Jáuregui, R. J. (2 de octubre de 2012). UAA. Recuperado el 11 de abril de 2018, de http://www.uaa.mx/investigacion/revista/archivo/revista55/Articulo%208.pdf