El aceite vegetal se puede utilizar como combustible alternativo en motores diésel y en quemadores de gasóleo para calefacción . Cuando el aceite vegetal se utiliza directamente como combustible, ya sea en equipos modificados o no modificados, se lo denomina aceite vegetal puro ( SVO ) o aceite vegetal puro ( PPO ). Los motores diésel convencionales se pueden modificar para ayudar a garantizar que la viscosidad del aceite vegetal sea lo suficientemente baja como para permitir la atomización adecuada del combustible. Esto evita una combustión incompleta, que dañaría el motor al provocar una acumulación de carbón . El aceite vegetal puro también se puede mezclar con diésel convencional o procesar en biodiésel , HVO o biolíquidos para su uso en una gama más amplia de condiciones.
Rudolf Diesel fue el padre del motor que lleva su nombre. Sus primeros intentos fueron diseñar un motor que funcionara con polvo de carbón, pero luego diseñó su motor para que funcionara con aceite vegetal. Esperaba que la idea hiciera que sus motores fueran más atractivos para los agricultores que tenían una fuente de combustible fácilmente disponible. En una presentación de 1912 ante el Instituto Británico de Ingenieros Mecánicos , citó una serie de esfuerzos en esta área y comentó: "El hecho de que se puedan utilizar aceites grasos de fuentes vegetales puede parecer insignificante hoy en día, pero tales aceites tal vez puedan llegar a ser con el transcurso del tiempo". momento de la misma importancia que tienen ahora algunos aceites minerales naturales y los productos de alquitrán". [1]
La escasez periódica de petróleo impulsó la investigación sobre el aceite vegetal como sustituto del diésel durante las décadas de 1930 y 1940, y nuevamente en la década de 1970 y principios de la de 1980, cuando el aceite vegetal puro disfrutó de su mayor nivel de interés científico. La década de 1970 también vio la formación de la primera empresa comercial que permitía a los consumidores utilizar aceite vegetal puro en sus automóviles, Elsbett de Alemania Occidental . En el conflicto de Bougainville en la década de 1990 , los isleños privados del suministro de petróleo debido a un bloqueo alimentaron sus vehículos con aceite de coco . [2]
La mayoría de los motores de automóviles diésel son adecuados para el uso de aceite vegetal puro (SVO), también llamado comúnmente aceite vegetal puro (PPO), con ciertas modificaciones. Principalmente, la viscosidad y la tensión superficial del SVO/PPO deben reducirse precalentándolo, normalmente utilizando calor residual del motor o electricidad; de lo contrario, puede producirse una atomización deficiente, una combustión incompleta y una carbonización . Una solución común es agregar un intercambiador de calor y un tanque de combustible adicional para la mezcla de petrodiesel o biodiesel y cambiar entre este tanque adicional y el tanque principal de SVO/PPO. El motor se arranca con diésel, se cambia a aceite vegetal tan pronto como se calienta y se vuelve a cambiar a diésel poco antes de apagarlo para garantizar que no quede aceite vegetal en el motor ni en las tuberías de combustible cuando se arranca nuevamente en frío. . En climas más fríos, a menudo es necesario calentar las tuberías y el tanque de combustible de aceite vegetal, ya que puede volverse muy viscoso e incluso solidificarse.
Las conversiones de un solo tanque se desarrollaron principalmente en Alemania y ahora se utilizan en toda Europa. Estas conversiones están diseñadas para proporcionar un funcionamiento confiable con aceite de colza que cumple con la norma alemana de combustible de aceite de colza DIN 51605. Las modificaciones al régimen de arranque en frío del motor ayudan a la combustión en el arranque y durante la fase de calentamiento del motor. Los motores de inyección indirecta (IDI) adecuadamente modificados han demostrado ser operables con 100% PPO hasta temperaturas de -10 °C (14 °F). Los motores de inyección directa (DI) generalmente deben precalentarse con un calentador de bloque o un calentador diésel. La excepción es el motor VW TDI ( inyección directa turboalimentada ), para el cual varias empresas alemanas ofrecen conversiones de un solo tanque. Para una mayor durabilidad se ha considerado necesario disminuir el intervalo de cambio de aceite y prestar mayor atención al mantenimiento del motor.
Muchos automóviles propulsados por motores de inyección indirecta suministrados por bombas de inyección en línea o bombas de inyección mecánicas Bosch son capaces de funcionar con SVO/PPO puro en todas las temperaturas excepto en invierno. Los más populares son los motores OM616 y OM617 que se encuentran en los vehículos Mercedes-Benz W123 y W124 fabricados entre 1980 y 1985. Los vehículos Mercedes-Benz de inyección indirecta con bombas de inyección en línea y los automóviles con motor PSA XUD tienden a funcionar razonablemente. Especialmente porque este último normalmente está equipado con un filtro de combustible calentado por refrigerante . La confiabilidad del motor dependería del estado del motor. La atención al mantenimiento del motor, en particular de los inyectores de combustible, el sistema de refrigeración y las bujías incandescentes, ayudará a garantizar la longevidad. Lo ideal sería convertir el motor. [3]
La viscosidad cinemática relativamente alta de los aceites vegetales debe reducirse para hacerlos compatibles con los motores y sistemas de combustible de encendido por compresión convencionales. La mezcla de cosolventes es una tecnología de bajo costo y fácil de adaptar que reduce la viscosidad diluyendo el aceite vegetal con un solvente de bajo peso molecular . [4] Esta mezcla, o "corte", se ha realizado con combustible diesel, queroseno y gasolina, entre otros; sin embargo, las opiniones varían en cuanto a la eficacia de esto. Los problemas observados incluyen tasas más altas de desgaste y fallas en las bombas de combustible y anillos de pistón cuando se usan mezclas. [3]
Cuando los combustibles líquidos elaborados a partir de biomasa se utilizan con fines energéticos distintos al transporte, se denominan biolíquidos o biocombustibles. [5]
Con modificaciones, a menudo mínimas, la mayoría de los hornos y calderas residenciales que están diseñados para quemar combustible de calefacción No. 2 se pueden hacer para quemar biodiesel o aceite vegetal residual precalentado (WVO) filtrado. Los nuevos quemadores de gasóleo estándar están certificados para funcionar con un 20% de biodiésel (B-20). Es posible realizar mezclas más altas con cuidado, ya que el biodiesel tiende a liberar depósitos de alquitrán existentes en el tanque de combustible, que pueden tender a obstruir uno o más filtros. Los quemadores de petróleo convencionales tienden a obstruirse y carbonizarse si se mezcla más de una fracción pequeña de aceite vegetal con combustible de petróleo convencional. Si el consumidor limpia el aceite vegetal en casa, WVO puede generar ahorros considerables. Muchos restaurantes recibirán una cantidad mínima por su aceite de cocina usado, y el procesamiento para obtener biocombustible es bastante simple y económico. Convertir el petróleo en biodiesel implica algunas transformaciones químicas tóxicas y peligrosas. Quemar directamente WVO filtrado es algo más problemático, ya que es más viscoso y tiene una temperatura de ignición más alta; no obstante, su combustión se puede lograr con un precalentamiento adecuado o con quemadores diseñados para funcionar sobre él. Por tanto, WVO puede ser una opción de calefacción económica para quienes tienen la aptitud mecánica y experimental necesaria.
Varias empresas ofrecen generadores de motores de encendido por compresión optimizados para funcionar con aceites vegetales donde el calor residual del motor se recupera para calefacción.
La principal forma de SVO/PPO utilizada en el Reino Unido es el aceite de colza (también conocido como aceite de canola , principalmente en Estados Unidos y Canadá), que tiene un punto de congelación de -10 °C (14 °F). [ cita necesaria ] Sin embargo , actualmente se está investigando el uso de aceite de girasol, que gelifica a alrededor de -12 ° C (10 ° F), [6] como un medio para mejorar el arranque en climas fríos. Sin embargo, los aceites con puntos de gelificación más bajos tienden a estar menos saturados (lo que lleva a un mayor número de yodo ) y se polimerizan más fácilmente en presencia de oxígeno atmosférico.
La polimerización también se ha relacionado con fallas catastróficas de componentes, como agarrotamiento y rotura del eje de la bomba de inyección, fallas en la punta del inyector que provocan daños en varios componentes de la cámara de combustión y/o daños. La mayoría de los problemas metalúrgicos, como la corrosión y la electrólisis, están relacionados con la contaminación a base de agua o con malas elecciones de plomería (como cobre o zinc) que pueden causar gelificación, incluso con combustibles a base de petróleo.
Algunas naciones insulares del Pacífico están utilizando aceite de coco como combustible para reducir sus gastos y su dependencia de combustibles importados, al tiempo que ayudan a estabilizar el mercado del aceite de coco. El aceite de coco solo se puede utilizar donde las temperaturas no descienden por debajo de los 17 grados Celsius (63 grados Fahrenheit), a menos que se utilicen kits SVO/PPO de dos tanques u otros accesorios para calentar tanques, etc. Las mismas técnicas desarrolladas para utilizar, por ejemplo, canola y otros aceites en climas fríos, pueden implementarse para hacer que el aceite de coco sea utilizable en temperaturas inferiores a 17 grados Celsius (63 grados Fahrenheit).
El aceite vegetal reciclado, también denominado aceite vegetal usado (UVO), aceite vegetal usado (WVO), aceite de cocina usado (UCO), [7] o grasa amarilla (en las bolsas de productos básicos ), se recupera de empresas e industrias que utilizan el aceite para cocinando.
En 2000 [actualizar], Estados Unidos producía más de 11 mil millones de litros (2,9 mil millones de galones estadounidenses) de aceite vegetal reciclado anualmente, principalmente de freidoras industriales en plantas procesadoras de papas , fábricas de bocadillos y restaurantes de comida rápida . Si todos esos 11 mil millones de litros pudieran reciclarse y usarse para reemplazar la cantidad equivalente de petróleo en energía (un caso ideal), casi el 1% del consumo de petróleo de Estados Unidos podría compensarse. [8] La utilización de aceite vegetal reciclado como sustituto de los combustibles estándar derivados del petróleo, como la gasolina, reduciría el precio de la gasolina al preservar el suministro de petróleo.
El aceite vegetal virgen, también denominado aceite vegetal puro o aceite vegetal puro, se extrae de las plantas únicamente para su uso como combustible. A diferencia del aceite vegetal usado, no es un subproducto de otras industrias y, por tanto, sus perspectivas de uso como combustible no están limitadas por las capacidades de otras industrias. [ cita necesaria ] La producción de aceites vegetales para uso como combustibles está teóricamente limitada sólo por la capacidad agrícola de una economía determinada. Sin embargo, hacerlo resta valor a la oferta de otros usos del aceite vegetal puro.
La tributación del SVO/PPO como combustible para carreteras varía de un país a otro. Es posible que los departamentos tributarios de muchos países ni siquiera sean conscientes de su uso o lo consideren demasiado insignificante para legislarlo. Alemania solía tener un 0% de impuestos, lo que la convertía en líder en la mayoría de los desarrollos en el uso de combustible.