Biodiésel y barreras que limitan su uso como biocombustible en México
MORELIA, Mich., 5 de julio de 2023.- En las últimas dos décadas, el uso de combustibles provenientes de fuentes orgánicas como la biomasa y residuos orgánicos, también llamados biocombustibles, se ha incrementado debido a las limitadas reservas de petróleo, la seguridad energética, la creciente preocupación medioambiental por el aumento del cambio climático y las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, la producción de biodiésel no es algo nuevo, ya que la idea de utilizar aceite vegetal como combustible comenzó en 1895 cuando Rudolf Diesel desarrolló el primer motor diésel que funcionaba con aceite vegetal (aceite de cacahuate).
Señala un artículo científico que, no obstante, el descubrimiento de nuevos yacimientos de petróleo y la subsecuente disminución del precio de la gasolina provocaron que este biocombustible se dejara en el abandono.
El auge del biodiésel a nivel mundial se explica por el hecho de que es un combustible renovable y respetuoso con el medio ambiente. Otras ventajas técnicas y medioambientales, en comparación con el diésel de petróleo, son su mayor eficacia de combustión, menor contenido de azufre e hidrocarburos, su mayor índice de cetanoa, mejor biodegradabilidad y su mayor punto de inflamación.
Por otro lado, sus propiedades de combustible son similares al diésel, por lo que puede ser usado en el motor de diésel convencional. Además, es posible realizar mezclas de diésel de petróleo y biodiesel en cualquier proporción de acuerdo a la normatividad de cada país. Las mezclas más comunes como combustible para vehículos son B20 y B5 (20 % y 5% de biodiésel, respectivamente).
Es necesario aclarar que el biodiesel se obtiene mediante una transformación química llamada transesterificación, en la cual un aceite o grasa (de origen vegetal o animal) reacciona con un alcohol de cadena corta (usualmente metanol o etanol) en presencia de un catalizador, el cual tiene la función de facilitar la reacción, y para este propósito puede usarse el hidróxido de sodio (NaOH) comúnmente llamado “sosa” o hidróxido de potasio (KOH) “potasa”.
Aunque las bondades del biodiésel son muchas, su uso aún tiene algunos inconvenientes. Por ejemplo, tiene emisiones de óxidos de nitrógeno más elevadas, mayor viscosidad, mayor densidad y menor volatilidad, en comparación con el diésel convencional, lo que resulta desfavorable en los motores de combustión debido a su bajo nivel de vaporización y combustión incompleta.
Una preocupación adicional en términos de mantenimiento de la calidad del combustible, es su propensión a descomponerse durante su almacenamiento a largo plazo, debido a que cuando se encuentra en contacto con el aire del ambiente, se favorece su degradación por oxidación. Otra limitante de su uso es que, cuando el biodiésel se enfría hasta determinado punto algunas moléculas interactúan entre sí formando cristales de parafina (ceras).
Cuanto más frío este el combustible, mayores serán los cristales y podrían causar obstrucción del filtro y del sistema de inyección. Por otra parte, su contenido energético es aproximadamente un 12 % menor comparado con el diésel de petróleo, lo cual origina una reducción en la potencia del motor. Muchos investigadores han comprobado que, sin modificar físicamente el motor, se pueden mejorar las propiedades de las mezclas diésel-biodiésel utilizando diferentes aditivos para combustible.
La selección de aditivos se basa principalmente en sus diferentes propiedades, como el punto de inflamación de la mezcla, el punto de combustión, la viscosidad, la densidad, poder calorífico y solubilidad, entre las más importantes. De hecho, los aditivos desempeñan un papel valioso y muy rentable a la hora de reducir los posibles problemas operativos y cumplir los requisitos de las especificaciones del combustible de cada país.
¿Cuál es la perspectiva del uso de biodiésel en México?
A nivel mundial se han modificado normativas para regularizar e incentivar el uso de combustibles alternativos. En México, se han impulsado diversas iniciativas entre ellas la Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos (LPDB) publicada en el Diario Oficial de la Federación (DOF) el 1 de febrero del 2008 y la ley de Transición Energética (LTE) publicada en el DOF el 24 de diciembre del 2015.
Sin embargo, se pueden encontrar algunas deficiencias importantes en su planeación, ya que no contempla una regulación nacional para estandarizar la calidad del biodiésel obtenido y su uso como mezcla con el diésel sin afectar el proceso de combustión en los motores. Además, sus objetivos están orientados a la obtención de bioenergéticos a partir del sector agrícola, dejando de lado la investigación y desarrollo de tecnologías más eficientes en la fabricación, extracción y purificación de biodiésel.
Los vehículos de transporte público y de carga son los principales consumidores de diésel y demandan entre 120 mil hasta 360 mil m3/año, por lo que otro problema importante para su producción es la obtención de materia prima.
De acuerdo con el reporte emitido por la Red Mexicana de Bioenergía, la principal materia prima para la producción de biodiesel son los aceites usados de cocina, sin embargo, existe un grave problema en la logística de recolección del aceite. Por otra parte, durante la administración del presidente Enrique Peña Nieto se modificó la ley 114 LEY del Impuesto Especial sobre Producción y servicios, otorgando a los combustibles no fósiles (todos aquellos obtenidos de recursos renovables, como el biodiésel) un impuesto igual al de la gasolina. En este 2023, el impuesto aumentó en un 7.8 % por lo que evidentemente la industria de biocombustibles resultó fuertemente afectada.
Cabe mencionar que otros países, como Estados Unidos, Brasil, y Alemania, han mantenido en vigor la exención del impuesto sobre hidrocarburos para los biocombustibles, lo que ha contribuido, sobre todo, al desarrollo de un mercado para el biodiésel.
En conclusión, para que México avance en el desarrollo y uso de bioenergéticos es necesario iniciar con una legislación adecuada, estandarizar la producción y la calidad de las mezclas y aditivos, crear una logística de recolección de materia prima, incentivar la inversión privada y crear programas de difusión sobre los beneficios de los biocombustibles al usuario.
Fuentes:
- Cabrera-Munguía A., Romero A., López R., Ríos L., Leyva Z. (2022), Producción de Biodiésel en México: Estado Actual y perspectivas. CienciAcierta, 72, 334-383. http://www.cienciacierta.uadec.mx/2022/10/10/produccion-de-biodiesel-en-mexico-estado-actual-y-perspectivas/
- Tonatiuh Rubín (5 de junio 2023). Lo que debes saber sobre el biodiésel en México. REFORMA. https://www.reforma.com
- Cabrera-Munguía, D. A., Romero-Galarza, A., González, H.*, Farías-Cepeda, L., Reyes-Acosta K., and Serrato-Villegas, L.E. Tailoring the suitable solid catalyst for biodiesel production using second generation feedstocks. En L.J Ríos Gonzalez, et al. (Editors), Handbook of Research on Bioenergy and Biomaterials: Consolidated and Green Processes (First Edition, pp. 127-163). Apple Academic Press, CRC Press, Taylor & Francis Group. https://www.appleacademicpress.com/handbook-of-research-on-bioenergy-and-biomaterials-consolidated-and-green-processes/9781771889551
Autores:
Rosalía Cortés Cerón
Estudiante del cuarto semestre del Doctorado en Ciencias en Ingeniería Química
División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería Química.
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
Horacio González Rodríguez
Profesor e Investigador
División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería Química
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
