Obtención de biodiesel a partir de aceites comestibles vegetales usados (ACVUS), como una alternativa para el reciclaje de material de desecho altamente contaminante para el medioambiente.

Abstract

El presente trabajo se basa en la obtención y análisis de biodiesel empleando aceites comestibles vegetales usados (ACVUs). La reacción de transesterificación es crucial para la obtención de biodiesel a partir de aceites y en ella se precisan temperaturas aproximadas de 60°C. De los diferentes procesos existentes (base-base, supercrítico, enzimático, equipo ultrasónico, etc.) en el presente trabajo se hace un estudio comparativo entre dos metodologías: metodología A que usa calor por convección y metodología B en la que se emplea microondas y se comparó el rendimiento con dos tipos de catalizadores, hidróxido de sodio y sodio metálico. Las condiciones óptimas de transesterificación para cada metodología se establecieron de acuerdo a un diseño experimental multifactorial 2 y un análisis estadístico en StatGraphics Centurion XV.II, las variables que se estudiaron para la obtención de biodiesel con la metodología A fueron la relación molar metanol: aceite, tiempo de reacción, concentración de catalizador y el tipo de catalizador usado; en el caso de la metodología B se mantuvieron los mismos factores, excepto el tiempo de reacción, el cual fue reemplazado por la potencia de salida del microondas, las respuestas experimentales medidas fueron la densidad, viscosidad y rendimiento porcentual en base a la cantidad inicial de aceite; adicionalmente se realizó un análisis comparativo entre el rendimiento de biodiesel con cada una de las metodologías y una análisis de costos de producción a escala de laboratorio y a escala semi-industrial. Para la metodología A, las condiciones de transesterificación con que se obtuvo un mayor rendimiento fueron una relación molar metanol aceite 7.5:1, 0.5% de sodio metálico como catalizador y 60 minutos de reacción; para la metodología B las condiciones fueron: relación molar metanol:aceite 6:1, 0.5% de sodio metálico y una potencia de 200W de salida. Una vez determinadas las condiciones óptimas de transesterificación, se procedió a elaborar un litro de biodiesel con cada metodología, el biodiesel obtenido fue sometido a pruebas de punto de ignición, índice de yodo, densidad, viscosidad y cuantificación de glicerina libre y total en la fase glicérica. Los resultados obtenidos se compararon con los parámetros planteados por la norma NTE INEN 2 482:2009 de requisitos para el biodiesel y todos mostraron valores dentro del rango establecido por dicha norma. Tras la obtención del biodiesel con las condiciones establecidas anteriormente, se realizó una prueba de funcionamiento en un tractor de la Facultad de Agronomía de la Universidad Técnica de Ambato, la cual consistió en cargar el tractor con una mezcla de 50% de diesel de petróleo y 50% de biodiesel directamente en el tanque de combustible. El tractor realizó un recorrido de aproximadamente treinta minutos por el campus de la facultad con lo cual se demostró que el desempeño del motor fue satisfactorio y no se altero su potencia ni ruido. Se observó que la combustión del biodiesel reduce notablemente la cantidad de humo que emana el tractor, generalmente éste todo el tiempo emite humo negro al ambiente.