El biodiésel (FAME)
El biodiésel no es un aceite vegetal puro (AVP), sino resultado de la transformación química de los aceites y semillas oleaginosas, de tal forma que su comportamiento se parezca al del gasóleo de origen fósil. Son una alternativa a para los motores diésel, ya sea utilizados en estado puro, o mezclados con gasóleo, y también se puede emplear como combustible para calefacción. Los procesos industriales para obtener biodiésel son: la pirólisis, la microemulsificación y la transesterificación. La pirólisis es una reacción química por descomposición térmica en ausencia de oxígeno. Es una tecnología utilizada en el pasado, pero que no proporciona los estándares actuales del gasóleo, especialmente en cuanto a viscosidad, cenizas, residuos carbonosos y fluidez en frío. Igual sucede con los productos obtenidos por microemulsificación de los aceites con metanol o etanol, que no son susceptibles de una combustión completa y presentan un poder calorífico muy inferior al gasoil de origen fósil y con índices de cetano no adecuados y un mal comportamiento en frío. El proceso que actualmente se utiliza es la transesterificación con alcohol, es una sencilla reacción química entre el aceite y metanol en presencia de hidróxido potásico como catalizador, obteniendo como producto principal éster metílico puro (biodiésel) con propiedades parecidas al gasóleo y, como subproducto, glicerina1.
El biodiésel (FAME), constituido por una mezcla de esteres de ácidos grasos de cadena larga, obtenido a partir de recursos biológicos no tóxicos, se considera un carburante apto y limpio para los motores de autoinflamación2. La molécula de triglicérido, mayoritaria en un aceite vegetal3, reacciona con el alcohol, un mol4 —cantidad de sustancia— de triglicérido reacciona con tres moles de alcohol, formando uno de glicerol y tres de esteres de ácidos grasos. La composición de la molécula de triglicérido que reacciona con el alcohol es diferente según el origen de la primera materia, lo que nos permite hablar de biodiésel de girasol, colza, soja, coco, palma, aceites de fritura usados, grasas animales, etcétera. El metanol, por su parte, se presenta como más propicio que los alcoholes de cadena más larga, ya que permite una completa separación5.
El aceite vegetal no es la única materia prima utilizada en la fabricación de biodiésel, ya que este se produce con cualquiera que aporte un contenido en triglicéridos y o ácidos grasos libres, como los aceites usados o reciclados o las grasas de origen animal (manteca de cerdo, sebo). Respecto a los aceites usados reciclados (UCO C3)) con origen en la UE, que pueden ser de palma, soja, oliva, etcétera, previamente a su transformación, deberá acreditarse que han sido sometidos en origen a un método de transformación, según contempla el capítulo III del Reglamento 142/2011 de la Comisión6. Lo mismo sucederá con los procedentes de un tercer país (UCO C1) fuera de la UE, el proveedor presentará el “certificado de origen”, probando así que el aceite ha sido sometido al método de transformación (esterilización por presión) del capítulo III del Reglamento 142/2011.
Con respecto a la grasa animal no destinada al consumo humano (denominadas C1 y C2), su conformidad para la producción de biodiésel está contemplada el punto 1 del apartado d), sección 2, capítulo IV del Reglamento, recogiendo el método de tratamiento que debe ser sometida este tipo de grasa, exigiendo igualmente el “certificado de origen” que indique la transformación realizada en el país de procedencia7.
A pesar de todo, la utilización del biodiésel no es una cuestión exenta de debate. Sus detractores consideran, comparándolo con el diésel convencional, que el problema radica en su mayor viscosidad que lleva a la formación de depósitos en los inyectores y cilindros, acortando la vida del motor. Otro inconveniente es el almacenamiento dilatado que favorece su descomposición y libera ácidos grasos. Estos ácidos no son completamente solubles en la mezcla y la formación de sólidos puede causar problemas en conductos y filtros. Pero la razón principal por la cual el biodiésel no puede sustituir al diésel convencional es su origen, lo que hace que compita por superficie cultivable y con la producción de alimentos. Los más puristas centran el debate sobre el balance energético, pues si bien es cierto que las emisiones de CO2 liberadas por la combustión del biodiesel son compensadas con el carbono atrapado previamente por las plantas durante el proceso de la fotosíntesis, argumentan que a la par hay que registrar las que se emiten durante el cultivo, el uso de fertilizante y pesticidas, la recolección, el transporte y el propio procesamiento de las materias primas. Precisamente, por este motivo hablamos de biocarburantes de primera generación, que consumen y agotan los suelos productivos, y de segunda generación, que no lo hacen, pues proceden de residuos, biomasa, etcétera8.
El hidrobiodiésel (HVO)
Del mismo modo que sucede con el FAME, el HVO se consigue a partir de aceites vegetales obtenidos de oleaginosas. En la producción de FAME, los aceites vegetales reaccionan químicamente con el metanol, mientras que en la fabricación del hidrobiodiésel los aceites vegetales reaccionan con el hidrógeno, obteniendo hidrocarburos de composición química muy similar a la del gasóleo, que no contienen azufre y con altos índices de cetano que produce un menor ruido y emisiones.
Las unidades de hidrotratamiento de las refinerías tienen como objetivo la reducción del contenido de azufre de los combustibles fósiles (hidrocarburos), para adaptarlos a las especificaciones determinadas del producto de que se trate, pero igualmente se utilizan para obtener el aceite vegetal hidrotratado. La Directiva 2009/28/CE, en su Anexo III define estos biocarburantes como el “aceite vegetal tratado con hidrógeno, aceite vegetal tratado termoquímicamente con hidrógeno”. En definitiva, un producto producido por co-procesamiento en refinería por tratamiento de la biomasa (aceites vegetales), en las que el aceite vegetal se mezcla con el diésel mineral para su tratamiento posterior con hidrógeno, produciendo una única salida de biodiésel combinado. También puede obtenerse de plantas independientes, en las que el hidrobiodiésel producido se mezcla con gasóleo convencional una vez que se ha producido.
La reacción para producir hidrobiodiésel, corresponde a la hidrogenación de los dobles enlaces olefínicos presentes en los triglicéridos del aceite vegetal y a la rotura de la molécula del triglicérido con la producción de propano (biopropano9), y ácidos grasos, cuya transformación final en hidrocarburos puede transcurrir por tres vías, no excluyentes, dependiendo de las condiciones del proceso, la naturaleza del aceite y de la cantidad de hidrógeno consumido 1) descarboxilación de los ácidos grasos; 2) descarbonilación de los ácidos grasos; y 3) hidrodesoxigenación de los ácidos grasos10. En España, el hidrobiodiésel se obtiene en las refinerías resultado de procesar gasóleo y aceites vegetales en la unidad de hidrodesulfuración (HDS); esto es, en las mismas instalaciones en las que se reduce el azufre del gasóleo convencional, obteniendo hidrocarburos semejantes a los del petróleo. La diferencia con la transesterificación, es que el FAME es un producto final que, aunque puede utilizare directamente en los motores, generalmente se destina a mezclarse con gasóleo de origen fósil, mientras que con la hidrogenación el producto final obtenido es gasóleo, con independencia del aceite vegetal que se utilice. En otras palabras, el proceso de hidrogenación por el que se extrae el azufre de los combustibles en una refinería, se utiliza simultáneamente para hidrogenar los aceites de origen vegetal, de forma que el producto obtenido es gasóleo, incluso de mejor especificación. Para diferenciar los compuestos de origen renovable y de origen mineral, a los efectos de su indicación en la etiqueta de venta y de la obligación de puesta a consumo de biocarburantes, se utiliza la prueba del carbono 14, que permite conocer la proporción de biocarburante de origen vegetal que contiene el gasóleo resultante del proceso 11.