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Barreras En El Uso Del Bioetanol



Las dos principales barreras para el uso de bioetanol son:

1. Afinidad con el agua

Los sistemas de transporte y almacenamiento deben estar totalmente libres de agua. Incluso pequeñas cantidades de agua en las mezclas etanol-gasolina pueden producir su separación en dos fases, lo que reduce el rendimiento del motor. El etanol puede actuar como un disolvente que facilita la incorporación de agua a las mezclas de etanol-gasolina. El agua se puede almacenar en pequeñas cavidades de los sistemas con hidrocarburos, tales como cañerías, depósitos o sistemas de alimentación. Este agua, a menudo, contiene impurezas que normalmente no ocasionan problemas debido a que no se mezcla con los combustibles y se pueden drenar periódicamente. La mezcla de gasolina con etanol puede arrastrar este agua e incorporarlo al combustible.

Debido a los problemas con el agua, se prefiere no transportar estas mezclas por tuberías, usando en su lugar camiones para llevar el bioetanol hasta los puntos de distribución, principalmente en EE.UU.

2. Presión de vapor

Aunque el etanol tiene una relativamente baja presión de vapor, cuando se utiliza como aditivo de la gasolina su presión de vapor efectiva es muy alta, llegando a un valor RVP (Reid Vapor Presure) de 18 psi (124 KPa), lo cual representa una desventaja para su uso. Cuando el etanol se añade a una gasolina formulada adecuadamente, los hidrocarburos con bajo punto de ebullición, como butanos o incluso pentanos, deben ser reducidos para cumplir con las especificaciones de presión de vapor.

Valores bajos de presión de vapor reducen las emisiones debidas a la evaporación, en los procesos de llenado de los tanques y almacenamiento del combustible. Debido a estos beneficios ambientales es de esperar que las especificaciones de este parámetro sigan manteniéndose bajas. En algunos casos, para cumplir especificaciones, es necesario eliminar también el pentano. Esto supone un encarecimiento del proceso de producción de mezclas de etanol y gasolina, por lo que las compañías consideran impracticable reducir más la presión de vapor [Monyem, 2001].

Bioetanol Como Combustible, Mezclas Con Gasolina



Históricamente, el primer vehículo que se diseñó para el uso de etanol fue una variante del Modelo T de Henry Ford, que estaba pensado para ser utilizado en las granjas, de forma que sus propios dueños pudieran producir el alcohol a partir de la fermentación del maíz. Posteriormente se desarrolló el Modelo A, que también podía usar tanto etanol como gasolina. Actualmente, para que los vehículos de explosión puedan funcionar con etanol es necesaria una serie de modificaciones, que incluyen el depósito, las conducciones de combustible, los inyectores, el sistema informático de gestión del motor y el sistema anti-sifón.

En los últimos años se han desarrollado una serie de vehículos capaces de funcionar tanto con gasolina como con etanol o una mezcla de ambos. Se denominan Flexible Fuel Vehicles (FFV). Estos automóviles disponen de un sensor que detecta la relación etanol/gasolina y en función de la mezcla ajustan la carburación del motor. La utilización del etanol modifica la mezcla de aire y combustible tratando de mantener la potencia y el consumo del automóvil en un valor óptimo. El etanol, como combustible único, es utilizado principalmente en Brasil.

Su uso con temperaturas inferiores a 15ºC pude dar lugar a problemas de encendido, para que esto no ocurra el método más común de solucionarlo es añadirle una pequeña parte de gasolina. La mezcla que se usa más ampliamente es el E85 que está compuesto de un 85% de etanol y un 15% de gasolina.

Desafortunadamente el etanol contiene menos energía por litro que las gasolinas, con lo que su rendimiento es menor, pudiendo llegar hasta un 30% menos, principalmente en modelos antiguos, cuando se utiliza el E85.

El etanol tiene un octanaje mucho mayor que la gasolina –entorno a 110- lo que hace que no se queme de forma tan eficiente en los motores convencionales. El uso continuado de combustibles con una alta proporción de etanol, como el E85, produce corrosiones en el metal y en las piezas de goma.

Mezclas de Bioetanol con Gasolina

Los motores de encendido pueden funcionar con mezclas de hasta el 25% de alcohol deshidratado sin que sean necesarias modificaciones en el motor. No obstante su rendimiento varía respecto al combustible convencional. Estas son algunas de las diferencias [Ballesteros I., 2002]:

· Reducción de la potencia y el par motor (aproximadamente un 2% para mezclas al 15%)
· Aumento del consumo (4% para mezclas del 15%)
· Aumento de la corrosión de las partes metálicas y componentes de caucho.

Sin embargo, si se ajusta el motor aumentando la relación de compresión, y adaptando la carburación a la nueva relación estequiométrica, se consigue una mayor potencia y par motor (9% con una mezcla del 20% de alcohol), mejora el rendimiento térmico y reduce el consumo (7% con respecto a lo que se obtendría solo con gasolina) y una combustión más perfecta, con menor índice de carbonización y emisión de gases contaminantes (reducción de CO y HC a medida que aumenta el porcentaje de alcohol en la mezcla) [Ballesteros I., 2002]

Brasil es el país que más ha experimentado con la mezcla de alcohol y gasolina, aumentado su proporción hasta un valor del 25%, como se ve en la siguiente progresión:

· 1977 4.5%
· 1979 15%
· 1981 20%
· 1985 22%
· 1998 25%
· Desde el año 2002 entre el 20 y el 25%

Otros países que utilizan estas mezclas son Nicaragua, EEUU, Colombia, Argentina, Australia e India, por poner algunos ejemplos.

Sin embargo, el límite máximo de etanol en Europa está limitado por la especificación del contenido en oxígeno de 2.7%, que supone limitar el uso del etanol al 7.8%. No se proporciona ninguna excepción para la mezcla de etanol por encima del 7.8%. En algunos países europeos se utiliza normalmente una mezcla del 5% de etanol [Abengoa, 2006].

Bioetanol O Bioalcohol: ¿Qué Es El Bioetanol?



El alcohol etílico o etanol es un producto químico obtenido a partir de la fermentación de los azucares que se encuentran en los productos vegetales, tales como cereales, remolacha, caña de azúcar o biomasa. Estos azúcares están combinados en forma de sacarosa, almidón, hemicelulosa y celulosa. Las plantas crecen gracias al proceso de fotosíntesis, en el que la luz del sol, el dióxido de carbono de la atmósfera, el agua y los nutrientes de la tierra forman moléculas orgánicas complejas como el azúcar, los hidratos de carbono y la celulosa, que se concentra en la parte fibrosa la planta.

Actualmente, el bioetanol es el biocombustible con mayor producción mundial. Para su fabricación se pueden utilizar una gran cantidad de materias primas.

Brasil produce bioetanol principalmente de la caña de azúcar, EE.UU. lo hace mayormente del almidón del maíz, por resaltar a los dos mayores productores a nivel mundial, pero también se utiliza remolacha, cereal o residuos forestales.

También se está estudiando la posibilidad de cultivar árboles, con alto contenido de celulosa, con el único fin de producir etanol, como pueden ser el chopo o el sauce.

Igualmente el cultivo específico de algunas plantas con el fin de producir combustible podría ser una alternativa a las tierras sin cultivo.

Otra alternativa a las cosechas dedicadas a fines energéticos, es el uso de residuos de procesos agrícolas, forestales o industriales, con alto contenido en biomasa. Estos residuos pueden ir desde la paja de cereal a las “limpias” forestales, pasando por los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) o las cáscaras de cereal o de arroz.

Los residuos tienen la ventaja de su bajo coste, ya que son la parte no necesaria de otros productos o procesos, salvo cuando son utilizados en la alimentación del ganado. Los RSU tienen un alto contenido en materia orgánica, como papel o madera, que los hace una potencial fuente de materia prima, aunque debido a su diversa procedencia pueden contener otros materiales cuyo preproceso de separación incremente mucho el precio de la obtención del bioalcohol.

La utilización del etanol como combustible ha pasado por varias etapas a través de los años. En los origenes de la industria automovilística fue el principal combustible: los motores de ciclo Otto se diseñaron en principio para utilizarlo, pero posteriormente con el desarrollo de la industria basada en el petróleo los
fabricantes de motores se decantaron por esta segunda opción. Cuando se temió por la estabilidad de estos mercados en los años 20 y el posterior embargo petrolífero del año 1973 se volvió a invertir en el desarrollo de bioetanol. El primer país que asumió este reto fue Brasil que a partir de ese año comenzó a mezclar etanol y gasolina en la proporción de 22:78. En 1979 Brasil produjo los primeros automóviles que podían funcionar con alcohol hidratado (95% de etanol y 5% de agua), más tarde, en 1980 la mayor parte de los coches fabricados estaban diseñados para funcionar exclusivamente con etanol.

Hasta los años 80 la principal motivación para la producción de etanol fue su uso como combustible alternativo para la automoción, y así disminuir la dependencia de las importaciones de crudo y minimizar el impacto que las fluctuaciones del mercado ocasionan en los precios. A partir de mediados de los 80, a esta motivación se ha unido las políticas de mejoras medioambientales, principalmente en lo relativo a emisiones gaseosas. El creciente interés que han generado en los últimos años los problemas derivados del cambio climático, producido por las emisiones de gases de “efecto invernadero”, ha hecho que se busquen combustibles más respetuosos con el medio ambiente. Al igual que en el caso del biodiésel, la combustión del bioetanol produce el mismo CO2 que absorbió la planta durante su crecimiento, si se exceptúa el emitido debido a la actividad energética necesaria en el proceso de su producción, por lo que algunos autores dicen que el balance es cero, en cuanto a las emisiones de CO2.

El etanol se usa en mezclas con la gasolina en concentraciones del 5 o el 10%, E5 y E10 respectivamente, que no requieren modificaciones en los motores actuales. Un obstáculo importante es la legislación europea sobre la volatilidad de las gasolinas que fija la proporción de etanol en mezclas E5. Concentraciones más elevadas, autorizadas en Suecia y Estados Unidos, permitirían disponer de un vehículo flexible, con un depósito, motor y sistema de combustible único capaz de funcionar con gasolina y etanol, solos o mezclados en cualquier proporción [Cabrera, J. A., 2006]. La otra alternativa para su uso es en forma de aditivo de la gasolina como etil-tercbutil éter (ETBE).

Etanol casero



EUA, New York – ¿Qué tal si pudieran fabricar combustible para su auto en su patio trasero por menos de lo que pagan en la gasolinera? ¿Lo harían?

Floyd S. Butterfield se ha hecho la primera pregunta por más de dos décadas.

Butterfield, de 52 años, es una especie de leyenda para quienes fabrican su propio etanol. En 1982 ganó un concurso del Departamento de Alimentos y Agricultura de California por el mejor diseño de una destilería de etanol, aunque en su momento no pudo comercializarla.

Ahora piensa poder hacerlo, gracias a la sociedad que formó con el empresario de Silicon Valley Thomas J. Quinn. Entre los dos fundaron la E-Fuel Corp., misma que pronto dará a conocer su sistema casero de etanol, el E-Fuel 100 MicroFueler. Tendrá el tamaño de una lavadora y secadora, se venderá en 9 mil 995 dólares y llegará al mercado a finales de año.

El precio neto para los consumidores podría ser reducido a la mitad luego de que se entreguen incentivos gubernamentales para combustibles alternativos, como los créditos fiscales.

El MicroFueler utilizará el azúcar como su fuente principal de combustible, o bien carga de alimentación, además de una levadura especial que la compañía ha desarrollado.

Dependiendo del costo del azúcar, además del agua y la electricidad, la compañía comenta que fabricar etanol podría ser tan barato como un dólar por galón. De hecho, en ocasiones Quinn recoge alcohol sobrante de bares y restaurantes en Los Gatos, California, donde vive, y lo convierte en etanol; el único gasto es el de la electricidad utilizada en el proceso.

En general, comenta, quemar un galón de etanol fabricado con su sistema producirá una octava parte del carbono generado por la misma cantidad de gasolina.

“Causará un caos en el mercado, además de una gran estrés financiero en la industria petrolífera”, comenta Quinn.

Y posiblemente esté en lo correcto. No obstante, elaborar etanol casero no es tan fácil como hacer hamburguesas al carbón. Destilar grandes cantidades de etanol normalmente requiere de mucho equipo, de acuerdo con Daniel M. Kammen, director del Laboratorio de Energía Renovable y Adecuada de la Universidad de California, Berkeley. Además, comenta que el control de calidad y eficacia del etanol casero por lo general palidece en comparación con el fabricado por refinerías comerciales.

“Hay muchos obstáculos que superar”, dijo Kammen.

Se ha fabricado etanol casero por mucho tiempo, y es posible obtener permisos para hacerlo en el Departamento de Impuestos y Comercio de Alcohol y Tabaco. (Es necesario ser dueño de una propiedad y fabricar el etanol al aire libre.) Sin embargo, hay varias razones para poner en tela de juicio la idea de que los sistemas para fabricar combustible casero puedan convertirse en la versión de la computadora personal de la industria del combustible.

Para los principiantes, el etanol fabricado a partir del azúcar no parece ser mucho más barato que la gasolina.