202 - Boicombustibles - Academia de Ciencias de Morelos

Biocombustibles
Autores: Renán Chaves Ramírez, Gabriel Chaves Ramírez, Francisco Chaves Ramírez.
Profesoras asesoras: Cecilia Frías León, Guadalupe Pensado Lozano.
Escuela: Colegio Morelos de Cuernavaca.
Área: Ciencias biológicas, químicas y de salud.
Categoría: Proyecto escolar.
Antecedentes
Desde la Revolución Industrial y hasta la actualidad, los combustibles fósiles han estado
en auge. Es debido a esto que la contaminación atmosférica se ha visto incrementada,
provocando daños en diferentes sectores.
Los biocombustibles existen desde la invención de los automóviles. A principios del siglo
XX, Henry Ford los usó para mover sus famosos Modelos T con etanol, e incluso los
primeros motores diesel llegaron a funcionar con aceite de cacahuate. Pero el
descubrimiento de inmensos depósitos de petróleo mantuvo la gasolina y el diesel muy
baratos durante décadas, lo que relegó a los biocombustibles al olvido.
Es por esto que ante el incremento de precio del combustible y la creciente
contaminación vuelven a salir a la luz los biocombustibles.
Objetivo
Investigar acerca de esta fuente de energía para contar con datos que permitan afirmar el
hecho de tener a los biocombustibles como una opción, para sustituir a los combustibles
fósiles, que sea igual de efectiva y además reduzca la contaminación.
Además, crear una muestra de biodiesel para apreciar el grado de dificultad de su síntesis
con el propósito de determinar si es de elaboración tan larga y compleja como la de los
combustibles fósiles o de lo contrario, cuenta con pasos más sencillos y viables
ambientalmente.
Marco Teórico
Los biocombustibles son combustibles de origen biológico obtenido de manera
renovable a partir de restos orgánicos. Estos restos orgánicos proceden
habitualmente del azúcar, trigo, maíz o semillas oleaginosas. Existen varios tipos
de biocombustibles, a los cuales se les clasifica de acuerdo al insumo o materia
prima y a la tecnología empleada para producirlos. Debido a los avances en la
tecnología, esta clasificación se realiza por generaciones.
 Primera Generación
 Segunda Generación
 Tercera Generación
 Cuarta Generación
Biodiesel de Primera Generación
El biodiesel es un biocarburante líquido producido a partir de aceites vegetales. Una
ventaja es que evita las emisiones de óxido de azufre (causante de la lluvia ácida),
sulfatos y macropartículas, al tiempo que resulta menos tóxico para el ser humano
(ausencia del cancerígeno benceno) y el entorno (en caso de derrame, se biodegrada en
120 días). Además es más seguro de almacenar, ya que su punto de inflamación es de
120º centígrados, en lugar de los 55º del gasóleo. También tiene mayor efecto lubrificador
sobre el motor.
Metodología
Se crea una muestra de 500 ml de biodiesel a partir del siguiente procedimiento:
Reactivos
 Aceite vegetal (nuevo en este experimento)
 Metanol
 Hidróxido de sodio
1. Preparación del metóxido de sodio
Se debe preparar una mezcla a partir de alcohol metílico (metanol) e hidróxido de sodio
(sosa cáustica).
2. Transesterificación
El metóxido de sodio se mezcla con el aceite previamente calentado a 48°C. Durante la
transesterificación los ácidos grasos se separan de la glicerina, y el metanol se une a ellos
formando metilésteres. El hidróxido de sodio estabiliza la glicerina.
3. Decantación
Se separa el biodiesel formado de la capa de glicerina que precipitó.
4. Lavado y secado
Se lava el biodiesel a base de ácido acético (vinagre) y agua. Luego debe decantarse de
nuevo. Para eliminar restos de agua, puede calentarse la muestra.
Desarrollo
1. Se preparan los reactivos. En este experimento, se usaron 500 ml de aceite vegetal,
1.8 g de hidróxido de sodio y 100 ml de metanol. Se mezclaron entonces el metanol con el
hidróxido de sodio para formar el metóxido de sodio.
2. Una vez creado el metóxido de sodio, se calentó el aceite vegetal a 48°C. Cuando se
alcanzó la temperatura, se agregó el metóxido de sodio poco a poco mientras se agitaba
el aceite.
3. La muestra se dejó descansar durante aproximadamente 20 horas. Al examinarla luego
de este periodo se observó una capa de glicerina (de color y densidad diferentes) por lo
que se procedió a decantar.
4. Una vez que se obtuvo la muestra total de biodiesel (500 ml), se tomó una parte (50 ml)
y se procedió con el lavado. Para esto, se agrega una mezcla de agua y ácido acético, en
total 16.4 ml (de los cuales 2.4 ml son de ácido acético). Luego del lavado, se procede a
decantar en un matraz de destilación y se calienta el biodiesel para eliminar restos de
agua.
Resultados
Se obtuvo una muestra de biodiesel de 500 ml, de color ligeramente amarillo y con un pH
entre 6.5 y 7. Se tomó además 50 ml de la muestra para el lavado y secado por lo que se
obtuvo una segunda muestra, en la que el biodiesel se encuentra libre de partículas y
turbiedad.
Conclusiones
Con base en lo investigado los biocombustibles son una alternativa inmediata al problema
que causará la carencia de combustibles fósiles, debido a la ausencia que habrá de estos
en un futuro; sin embargo no son una solución definitiva a los conflictos que también
conlleva su producción, tanto económicos como ecológicos.
Respecto a la producción de la muestra de Biodiesel, se obtuvo que su proceso es muy
rápido en comparación con la fabricación del petróleo. El tiempo utilizado en su
elaboración fue de 5 horas, para un total de 7 días que se utilizaron para su reposo luego
de la trasesterificación y el lavado. No obstante, no podemos asegurar que esta muestra
en específico sea viable ambientalmente, ya que para comprobarlo necesitaríamos
estudios más complejos y no contábamos con las herramientas necesarias para tal fin.
Como podemos apreciar, existen muchas alternativas para sustituir el uso de
combustibles fósiles, lo único que falta es la voluntad de las personas para utilizarlos, o si
es posible, perfeccionarlos y crear soluciones que beneficien tanto a la población mundial
como al medio ambiente.
Referencias
Maciel, C. (2009). Biocombustible: desarrollo histórico-tecnológico, mercados actuales y
comercio internacional. Recuperado en http://www.economia.unam.mx/publicaciones/
econinforma/pdfs/359/04carlosalvarez.pdf .
Gandulia, F. (2009). Manual de Biocombustibles. ARPEL, Primera Edición; 2009.