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Aplicaciones Del Bioetanol

  • El bioetanol ofrece diversas posibilidades de mezclas para la obtención de biocombustibles, así como la opción de utilizarlo como un aditivo de la gasolina, a continuación se encuentran los diferentes biocombustibles que pueden obtenerse del bioetanol con sus propiedades.

  • - E5: El biocombustible E5 significa una mezcla del 5% de bioetanol y el 95% de gasolina normal. Esta es la mezcla habitual y mezcla máxima autorizada en la actualidad por la regulación europea, sin embargo, es previsible una modificación de la normativa europea que aumentará este limite al 10% (E10) ya que diferentes estudios constatan que los vehículos actuales toleran sin problemas mezclas hasta el 10% de bioetanol y los beneficios para el medioambiente son significativos.

  • - E10: El biocombustible E10 significa una mezcla del 10% de bioetanol y el 90% de gasolina normal. Esta mezcla es la más utilizada en EEUU ya que hasta esta proporción de mezcla los motores de los vehículos no requieren ninguna modificación y e incluso produce la elevación del un octano en la gasolina mejorando su resultado y obteniendo una notable reducción en la emisión de gases contaminantes.

  • - E85: Mezcla de 85% de bioetanol y 15 % de gasolina, utilizada en vehículos con motores especiales. En EEUU las marcas más conocidas ofrecen vehículos adaptados a estas mezclas. Tambien se comercializan, en algunos paises (EEUU, Brasil, Suecia) los llamados vehículos FFV o Vehículos de Combustibles Flexibles con motores adaptados que permiten una variedad de mezclas.

  • Los Fuel Flexible Vehicles (FFV) son vehículos de turismo que pueden utilizar como combustible tanto gasolina convencional derivada del petróleo como bioetanol en mezclas de hasta un 85% (E85). Por tanto, son vehículos totalmente polivalentes, que ofrecen la posibilidad de utilizar energía renovable en su máximo estado de mezcla sin la necesidad de consumir más energía. Debido al respaldo de los gobiernos e instituciones hacia el desarrollo de las energías renovables aplicadas en el sector de la automoción, cada vez son más los fabricantes que investigan y desarrollan vehículos de este tipo.

  • - ETBE: No se comercializa como un biocombustible, sino que se utiliza como un aditivo de la gasolina. El ETBE (etil terbutil éter) se obtiene por síntesis del bioetanol con el isobutileno, subproducto de la destilación del petróleo. El ETBE posee las ventajas de ser menos volátil y más miscible con la gasolina que el propio etanol y, como el etanol, se aditiva a la gasolina en proporciones del 10-15%. La adición de ETBE o etanol sirve para aumentar el índice de octano de la gasolina, evitando la adición de sales de plomo.

  • 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 y Argentina. Su uso con temperaturas inferiores a 15ºC puede 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. Saab produce el modelo 95 turboalimentado que asegura una mayor economía que los motores de gasolina, utilizando una mayor relación de compresión, ofreciendo rendimientos semejantes a sus equivalentes con combustibles convencionales.

  • 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.

  • 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 :

  • 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 para el 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)

  • Brasil es el país que más ha experimentado con la mezcla de alcohol y gasolina, aumentado su proporción hasta un valor del 25%, a partir del año 2002. Otros países que utilizan estas mezclas son Nicaragua, EEUU, Colombia, Argentina, Australia e India, para mencionar 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%; aunque países como Suecia, Alemania y el Reino Unido ya disponen de estaciones de servicio de E85.

  • Otra alternativa para el uso del bioetanol como combustibles es transformarlo para su utilización en aditivo de la gasolina, en lugar de sustituto. Con la introducción de las gasolinas sin plomo, necesarias por el uso de catalizadores para la disminución de las emisiones nocivas, se vió afectado el número de octano de la gasolina. Para recuperar el octanaje y reducir las emisiones contaminantes se añadieron aditivos oxigenantes tales como el metanol, etanol, tercbutil alcohol (TBA) o el metil-tercbutil éter (MTBE).

  • En los últimos años el etil-tercbutil éter (ETBE) se está imponiendo sobre los otros aditivos por ser sus emisiones de hidrocarburos menos tóxicas, debido a que el acetaldehído es mucho menos tóxico que el formaldehído, además de poderse obtener a partir de recursos renovables en lugar del petróleo, como el MTBE. Además, el ETBE es mucho menos soluble en agua que el MTEB, lo que disminuye la posibilidad de contaminar las aguas.

  • El ETBE presenta dos grandes ventajas sobre el bioetanol, como son su menor afinidad con el agua y una presión de vapor más adecuada que el alcohol, además de no requerir modificaciones en los motores actuales. Por estas razones su uso se está imponiendo en Europa, prevaleciendo sobre la mezcla con la gasolina. En España todo el etanol dedicado a la automoción es convertido a ETBE.

  • El ETBE es un buen sustituto del MTBE, que se puede producir en las plantas donde actualmente se produce el MTBE. En España se fabrica en cinco refinerías de las compañías Repsol YPF y Cepsa. En España y en Francia se está usando en mezclas de hasta un 15% del volumen de gasolina (ETBE15). Además el MTBE es un producto nocivo y que está comenzando a prohibirse en algunas zonas, como puede ser el caso del Estado de California, en EE.UU.

  • La mezcla etanol-diesel, mejor conocido como E-diesel, contiene hasta un 15% de etanol. Comparado con el diesel normal, el E-Diesel (nombre comercial utilizado por Abengoa para este producto) reduce perceptiblemente las emisiones de partículas y otros contaminantes y mejora las características del arranque en frío. Se encuentra actualmente en la etapa de desarrollo y no se comercializa actualmente. Abengoa Bioenergy Ramp;D (ABRD ) está trabajando para eliminar las principales barreras técnicas y reguladoras para su comercialización, entre las que se incluyen:

  • Los vehículos eléctricos propulsados por pilas de combustible se consideran por muchos especialistas como la tecnología más prometedora para el transporte rodado a medio plazo. Cuando esta tecnología esté desarrollada, estos vehículos tendrán una alta eficiencia energética y su única emisión a la atmósfera será de vapor de agua. En una pila de combustible la energía química, que proviene de la combinación de hidrógeno y oxígeno, se convierte directamente en energía eléctrica sin pasar por un proceso de combustión. Las pilas de combustible para automoción necesitan operar bajo ciertas limitaciones de peso, tamaño y temperatura. Actualmente las pilas de membrana de intercambio de protones (PEMFC) se adaptan adecuadamente a estas limitaciones:

  • El hidrógeno es el combustible óptimo para estos dispositivos, sin embargo las medidas de seguridad y el coste de instalación asociado a la producción del hidrógeno, su almacenamiento, transporte, adaptación de las estaciones de servicio y depósitos de los vehículos, provocan la promoción del uso de combustibles alternativos al hidrógeno para este tipo de dispositivos. En este sentido el etanol puede ser una alternativa muy válida, al ser más sencillo de manejar que el hidrógeno y poder obtenerse más fácilmente a partir de fuentes renovables. Actualmente, la investigación trabaja fundamentalmente en dos vías. Por una parte, el reformado de etanol –obtención del hidrógeno- tanto en el vehículo como en la estación de servicio y, por otra parte, el uso de pilas de combustible que funcionen directamente con este alcohol.

  • 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 (con todas las implicaciones que conlleva este medio) para llevar el bioetanol hasta los puntos de distribución, principalmente en EE.UU.

  • 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.



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