El aceite vegetal se puede utilizar como combustible alternativo en motores diesel y en quemadores de aceite de calefacción . Cuando el aceite vegetal se usa directamente como combustible, ya sea en equipos modificados o sin modificar, se denomina aceite vegetal puro ( SVO ) o aceite vegetal puro ( PPO ). Los motores diesel convencionales pueden modificarse para ayudar a garantizar que la viscosidad del aceite vegetal sea lo suficientemente baja como para permitir la atomización adecuada del combustible. Esto evita una combustión incompleta, que dañaría el motor al causar una acumulación de carbono.. El aceite vegetal puro también puede mezclarse con diésel convencional o procesarse en biodiésel , HVO o biolíquidos para su uso en una gama más amplia de condiciones.
Historia
Rudolf Diesel fue el padre del motor que lleva su nombre. Sus primeros intentos fueron diseñar un motor para que funcionara con polvo de carbón, pero luego diseñó su motor para que funcionara con aceite vegetal. La idea, esperaba, haría que sus motores fueran más atractivos para los agricultores que tenían una fuente de combustible disponible. En una presentación de 1912 al Instituto Británico de Ingenieros Mecánicos , citó una serie de esfuerzos en esta área y comentó: "El hecho de que los aceites grasos de origen vegetal se puedan usar hoy puede parecer insignificante, pero tales aceites tal vez se conviertan en tiempo de la misma importancia que algunos aceites minerales naturales y los productos de alquitrán son ahora ". [1]
La escasez periódica de petróleo estimuló la investigación del aceite vegetal como sustituto del diésel durante los años treinta y cuarenta, y nuevamente en los setenta y principios de los ochenta, cuando el aceite vegetal puro disfrutó de su más alto nivel de interés científico. La década de 1970 también vio la formación de la primera empresa comercial que permitió a los consumidores utilizar aceite vegetal puro en sus automóviles, Elsbett de Alemania Occidental . En el conflicto de Bougainville de la década de 1990 , los isleños cortaron el suministro de petróleo debido a un bloqueo para alimentar sus vehículos con aceite de coco . [2]
Aplicación y usabilidad
Sistemas de combustible modificados
La mayoría de los motores de automóviles diésel son adecuados para el uso de aceite vegetal puro (SVO), también llamado comúnmente aceite vegetal puro (PPO), con ciertas modificaciones. Principalmente, la viscosidad y la tensión superficial del SVO / PPO deben reducirse precalentando, típicamente usando calor residual del motor o electricidad, de lo contrario puede resultar una atomización pobre, combustión incompleta y carbonización . Una solución común es agregar un intercambiador de calor y un tanque de combustible adicional para la mezcla de petrodiesel o biodiesel y cambiar entre este tanque adicional y el tanque principal de SVO / PPO. El motor se arranca con diésel, se cambia a aceite vegetal tan pronto como se calienta y se vuelve a cambiar a diésel poco antes de apagarlo para garantizar que no quede aceite vegetal en el motor o en las líneas de combustible cuando se vuelva a arrancar desde frío. . En climas más fríos, a menudo es necesario calentar las líneas de combustible de aceite vegetal y el tanque, ya que puede volverse muy viscoso e incluso solidificarse.
Se han desarrollado conversiones de un solo tanque, principalmente en Alemania, que se han utilizado en toda Europa. Estas conversiones están diseñadas para proporcionar un funcionamiento confiable con aceite de colza que cumple con la norma alemana de combustible de aceite de colza DIN 51605. Las modificaciones al régimen de arranque en frío del motor ayudan a la combustión en el arranque y durante la fase de calentamiento del motor. Se ha demostrado que los motores de inyección indirecta (IDI) adecuadamente modificados funcionan con un 100% de PPO hasta temperaturas de -10 ° C (14 ° F). Los motores de inyección directa (DI) generalmente deben precalentarse con un calentador de bloque o un calentador de diesel. La excepción es el motor VW TDI ( Turbocharged Direct Injection ) para el que varias empresas alemanas ofrecen conversiones de un solo tanque. Para una durabilidad a largo plazo, se ha considerado necesario reducir el intervalo de cambio de aceite y prestar mayor atención al mantenimiento del motor.
Motores de inyección indirecta sin modificar
Muchos automóviles impulsados por motores de inyección indirecta alimentados por bombas de inyección en línea o bombas de inyección mecánicas de Bosch son capaces de funcionar con SVO / PPO puro en todas las temperaturas excepto en invierno. Los más populares son los motores OM616 y OM617 que se encuentran en los vehículos Mercedes-Benz W123 y W124 fabricados entre 1980 y 1985. Los vehículos Mercedes-Benz de inyección indirecta con bombas de inyección en línea y los automóviles con motor PSA XUD tienden a funcionar razonablemente , especialmente porque este último normalmente está equipado con un filtro de combustible calentado por refrigerante . La confiabilidad del motor dependería del estado del motor. La atención al mantenimiento del motor, particularmente de los inyectores de combustible, el sistema de enfriamiento y las bujías incandescentes, ayudará a proporcionar longevidad. Idealmente, el motor se convertiría. [3]
Mezcla de aceite vegetal
La viscosidad cinemática relativamente alta de los aceites vegetales debe reducirse para hacerlos compatibles con los motores de encendido por compresión y los sistemas de combustible convencionales. La mezcla de codisolventes es una tecnología de bajo costo y fácil de adaptar que reduce la viscosidad al diluir el aceite vegetal con un solvente de bajo peso molecular . [4] Esta mezcla, o "corte", se ha realizado con combustible diesel, queroseno y gasolina, entre otros; sin embargo, las opiniones varían en cuanto a la eficacia de esto. Los problemas notados incluyen tasas más altas de desgaste y fallas en las bombas de combustible y los anillos de pistón cuando se usan mezclas. [3]
Calefacción de hogar
Cuando los combustibles líquidos elaborados a partir de biomasa se utilizan con fines energéticos distintos del transporte, se denominan biolíquidos o biocombustibles. [5]
Con una modificación a menudo mínima, la mayoría de los hornos y calderas residenciales que están diseñados para quemar aceite de calefacción No. 2 se pueden hacer para quemar biodiesel o aceite vegetal de desecho precalentado filtrado (WVO). Los nuevos quemadores de aceite estándar están certificados para funcionar con un 20% de biodiésel (B-20). Las mezclas más altas son posibles con cuidado, ya que el biodiesel tiende a liberar depósitos de alquitrán existentes en el tanque de combustible, que pueden tender a obstruir uno o más filtros. Los quemadores de aceite convencionales tienden a obstruirse y carbonizarse si se mezcla más de una fracción más pequeña de aceite vegetal con combustible de aceite convencional. Si el consumidor limpia el aceite vegetal en casa, WVO puede resultar en ahorros considerables. Muchos restaurantes recibirán una cantidad mínima por su aceite de cocina usado, y el procesamiento a biocombustible es bastante simple y económico. Convertir el aceite en biodiesel implica algunas transformaciones químicas tóxicas y peligrosas. Quemar WVO filtrado directamente es algo más problemático, ya que es más viscoso y tiene una temperatura de ignición más alta; sin embargo, su combustión se puede lograr con un precalentamiento adecuado o quemadores diseñados para operar en él. Por lo tanto, WVO puede ser una opción de calefacción económica para aquellos con la aptitud mecánica y experimental necesaria.
Calor y potencia combinados
Varias empresas ofrecen generadores de motor de encendido comprimido optimizados para funcionar con aceites vegetales en los que el calor residual del motor se recupera para calefacción.
Propiedades
La forma principal de SVO / PPO utilizada en el Reino Unido es el aceite de colza (también conocido como aceite de canola , principalmente en los Estados Unidos y Canadá) que tiene un punto de congelación de -10 ° C (14 ° F). [ cita requerida ] Sin embargo, el uso de aceite de girasol, que se gelifica a alrededor de -12 ° C (10 ° F), [6] se está investigando actualmente como un medio para mejorar el arranque en climas fríos. Sin embargo, los aceites con puntos de gelificación más bajos tienden a estar menos saturados (lo que conduce a un índice de yodo más alto ) y se polimerizan más fácilmente en presencia de oxígeno atmosférico.
Compatibilidad de materiales
La polimerización también se ha relacionado consecuentemente con fallas catastróficas de componentes tales como agarrotamiento y rotura del eje de la bomba de inyección, falla de la punta del inyector que conduce a varios componentes y / o componentes de la cámara de combustión dañados. La mayoría de los problemas metalúrgicos, como la corrosión y la electrólisis, están relacionados con la contaminación a base de agua o la mala elección de las tuberías (como el cobre o el zinc) que pueden causar gelificación, incluso con combustibles a base de petróleo.
Efectos de la temperatura
Algunas naciones insulares del Pacífico están utilizando aceite de coco como combustible para reducir sus gastos y su dependencia de los combustibles importados mientras ayudan a estabilizar el mercado del aceite de coco. El aceite de coco solo se puede utilizar donde las temperaturas no desciendan por debajo de los 17 grados Celsius (63 grados Fahrenheit), a menos que se utilicen kits SVO / PPO de dos tanques u otros accesorios de calentamiento de tanques, etc. Las mismas técnicas desarrolladas para usar, por ejemplo, canola y otros aceites en climas fríos se pueden implementar para hacer que el aceite de coco se pueda usar en temperaturas inferiores a 17 grados Celsius (63 grados Fahrenheit).
Disponibilidad
Aceite vegetal reciclado
El aceite vegetal reciclado, también denominado aceite vegetal usado (UVO), aceite vegetal de desecho (WVO), aceite de cocina usado (UCO), [7] o grasa amarilla (en bolsa de productos básicos ), se recupera de las empresas y la industria que utilizan el aceite para Cocinando.
A partir de 2000[actualizar], Estados Unidos producía más de 11 mil millones de litros (2,9 mil millones de galones estadounidenses) de aceite vegetal reciclado anualmente, principalmente de freidoras industriales en plantas procesadoras de papa , fábricas de bocadillos y restaurantes de comida rápida . Si todos esos 11 mil millones de litros pudieran reciclarse y usarse para reemplazar la cantidad de petróleo equivalente en energía (un caso ideal), casi el 1% del consumo de petróleo de EE. UU. Podría compensarse. [8] La utilización de aceite vegetal reciclado como reemplazo de combustibles derivados del petróleo estándar como la gasolina reduciría el precio de la gasolina al preservar el suministro de petróleo.
Aceite vegetal virgen
El aceite vegetal virgen, también denominado aceite vegetal puro o aceite vegetal puro, se extrae de las plantas únicamente para su uso como combustible. A diferencia del aceite vegetal usado, no es un subproducto de otras industrias y, por lo tanto, sus perspectivas de uso como combustible no están limitadas por las capacidades de otras industrias. [ cita requerida ] La producción de aceites vegetales para su uso como combustibles está teóricamente limitada sólo por la capacidad agrícola de una economía determinada. Sin embargo, hacerlo resta valor al suministro de otros usos del aceite vegetal puro.
Implicaciones legales
Fiscalidad del combustible
Los impuestos sobre SVO / PPO como combustible para carreteras varían de un país a otro. Es posible que los departamentos de ingresos de muchos países desconozcan su uso o lo consideren demasiado insignificante para legislar. Alemania solía tener impuestos del 0%, lo que la convierte en líder en la mayoría de los desarrollos del uso de combustible.
Ver también
- Biodiesel por región
- Biolíquidos
- Sitio de recreación cívica ; punto de recogida de residuos de aceite vegetal
- Aceite de cocina
- Éter dimetílico : otra alternativa al combustible diesel
- Alimentos contra combustible
- Grasa
- Aceite de canalón (drenaje de aceite o grasa marrón)
- El gran autobús verde
- Reciclaje de aceite vegetal
- Refino de aceite vegetal
- Aceites vegetales como energía alternativa
- Grasa amarilla
Referencias
- ^ Knothe, Gerhard (2001). "Perspectivas históricas sobre los combustibles diesel a base de aceite vegetal" (PDF) . Informar . Sociedad Estadounidense de Químicos del Aceite . 12 (11): 1103–1107 . Consultado el 20 de abril de 2021 .
- ^ La revolución del coco en IMDb (2000) una película documental
- ^ a b Comisión de Geociencias Aplicadas de las Islas del Pacífico: "Investigación de combustible de aceite de coco en la República de las Islas Marshall"
- ^ Dunn, RO (2008). "Propiedades de flujo a baja temperatura de combustibles diesel mezcla de aceite vegetal / codisolvente" (PDF) . ddr.nal.usda.gov . Archivado desde el original (PDF) el 14 de agosto de 2011 . Consultado el 23 de abril de 2011 .
- ^ "Anuario de la Asociación de Energías Renovables 2009" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 24 de julio de 2011.
- ^ Gregg, bosque. "Propiedades del combustible de diversos aceites y grasas" . Consultado el 4 de diciembre de 2009 .
- ^ Kotrba, Ron (23 de septiembre de 2014). "IncBio contrató el suministro de una planta de biodiésel de 2,4 MMgy a Grecia" . Revista Biodiesel . Consultado el 11 de octubre de 2014 .
- ^ Ver Emisiones de gases de efecto invernadero de los Estados Unidos