El aceite vegetal se puede utilizar como combustible alternativo en motores diésel y en quemadores de fueloil 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 la combustión incompleta, que dañaría el motor al provocar una acumulación de carbono . El aceite vegetal puro también se puede mezclar con diésel convencional o procesar para obtener 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 más tarde diseñó su motor para que funcionara con aceite vegetal. Esperaba que la idea hiciera que sus motores fueran más atractivos para los agricultores que tuvieran una fuente de combustible disponible. En una presentación de 1912 ante el Instituto Británico de Ingenieros Mecánicos , citó una serie de esfuerzos en este campo y comentó: "El hecho de que se puedan utilizar aceites grasos de fuentes vegetales puede parecer insignificante hoy en día, pero estos aceites tal vez lleguen a tener con el tiempo la misma importancia que tienen hoy algunos aceites minerales naturales y los productos del alquitrán". [1]
La escasez periódica de petróleo estimuló 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 permitió a los consumidores utilizar aceite vegetal puro en sus automóviles, Elsbett de Alemania Occidental . En el conflicto de Bougainville de la década de 1990 , los isleños que se quedaron sin suministro de petróleo debido a un bloqueo alimentaron sus vehículos con aceite de coco . [2]
La mayoría de los motores diésel de los automóviles son aptos para el uso de aceite vegetal puro (SVO), también llamado comúnmente aceite vegetal puro (PPO), con ciertas modificaciones. Básicamente, la viscosidad y la tensión superficial del SVO/PPO deben reducirse precalentándolo, normalmente utilizando el calor residual del motor o la electricidad; de lo contrario, puede producirse una atomización deficiente, una combustión incompleta y carbonización . Una solución habitual es añadir un intercambiador de calor y un tanque de combustible adicional para la mezcla de petrodiésel o biodiésel y cambiar entre este tanque adicional y el tanque principal de SVO/PPO. El motor se pone en marcha 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 líneas de combustible cuando se vuelve a poner en marcha en frío. En climas más fríos, a menudo es necesario calentar las líneas de combustible y el tanque 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 cumpla 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) modificados adecuadamente han demostrado ser operativos con 100% de 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 de combustible 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 durabilidad a largo plazo, 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 alimentados por bombas de inyección en línea o bombas de inyección mecánicas Bosch pueden funcionar con SVO/PPO puro en todas las temperaturas excepto en invierno. Los más populares de estos 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 que cuentan con el 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 dependerá de la condición del motor. La atención al mantenimiento del motor, particularmente de los inyectores de combustible, el sistema de enfriamiento y las bujías incandescentes, ayudará a proporcionar longevidad. Idealmente, el motor sería convertido. [3]
La viscosidad cinemática relativamente alta de los aceites vegetales debe reducirse para hacerlos compatibles con los motores de encendido por compresión y los sistemas de combustible convencionales. La mezcla de cosolventes es una tecnología de bajo costo y fácil de adaptar que reduce la viscosidad al diluir el aceite vegetal con un solvente de bajo peso molecular . [4] Esta mezcla, o "corte", se ha realizado con combustible diésel, queroseno y gasolina, entre otros; sin embargo, las opiniones varían en cuanto a la eficacia de esto. Los problemas observados incluyen mayores tasas de desgaste y falla en las bombas de combustible y los anillos de pistón cuando se utilizan mezclas. [3]
Cuando los combustibles líquidos elaborados a partir de biomasa se utilizan para fines energéticos distintos del transporte, se denominan biolíquidos o biocombustibles. [5]
Con modificaciones mínimas, la mayoría de los hornos y calderas residenciales diseñados para quemar combustible para calefacción N.º 2 pueden ser hechos para quemar biodiesel o aceite vegetal usado filtrado y precalentado (WVO). Los nuevos quemadores de combustible estándar están certificados para funcionar con un 20% de biodiesel (B-20). Se pueden hacer mezclas más altas con cuidado, ya que el biodiesel tiende a liberar depósitos alquitranados existentes en el tanque de combustible, que pueden tender a obstruir uno o más filtros. Los quemadores de combustible convencionales tienden a obstruirse y carbonizarse si se mezcla más de una fracción pequeña de aceite vegetal con combustible de aceite convencional. Si el consumidor limpia el aceite vegetal en casa, el WVO puede resultar en ahorros considerables. Muchos restaurantes recibirán una cantidad mínima por su aceite de cocina usado, y el procesamiento para convertirlo en biocombustible es bastante simple y económico. Convertir el aceite 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; Sin embargo, su combustión puede lograrse con un precalentamiento adecuado o con quemadores diseñados para funcionar con él. Por lo tanto, el WVO puede ser una opción de calentamiento económica para quienes tengan la aptitud mecánica y experimental necesaria.
Varias empresas ofrecen generadores con 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 los Estados Unidos y Canadá), que tiene un punto de congelación de -10 °C (14 °F). [ cita requerida ] Sin embargo, el uso de aceite de girasol, que gelifica alrededor de -12 °C (10 °F), [6] se está investigando actualmente 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 índice de yodo más alto ) y polimerizan más fácilmente en presencia de oxígeno atmosférico.
La polimerización también se ha relacionado con fallas catastróficas de componentes, como el agarrotamiento y la 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. La mayoría de los problemas metalúrgicos, como la corrosión y la electrólisis, están relacionados con la contaminación a base de agua o con la mala elección de tuberías (como cobre o zinc), que pueden provocar la gelificación, incluso con combustibles derivados del petróleo.
Algunas naciones insulares del Pacífico están utilizando el 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 sólo se puede utilizar donde las temperaturas no descienden por debajo de los 17 grados Celsius (63 grados Fahrenheit), a menos que se utilicen kits de SVO/PPO de dos tanques u otros accesorios para calentar tanques, etc. Las mismas técnicas desarrolladas para utilizar, por ejemplo, el aceite de canola y otros aceites en climas fríos se pueden implementar para hacer que el aceite de coco se pueda utilizar en temperaturas inferiores a los 17 grados Celsius (63 grados Fahrenheit).
El aceite vegetal reciclado, también denominado aceite vegetal usado (UVO), aceite vegetal de desecho (WVO), aceite de cocina usado (UCO), [7] o grasa amarilla (en la bolsa de productos básicos ), se recupera de empresas e industrias que utilizan el aceite para cocinar.
En 2000 [actualizar], Estados Unidos producía anualmente más de 11.000 millones de litros (2.900 millones de galones estadounidenses) de aceite vegetal reciclado, principalmente de freidoras industriales en plantas de procesamiento de patatas , fábricas de aperitivos y restaurantes de comida rápida . Si esos 11.000 millones de litros pudieran reciclarse y utilizarse para sustituir la cantidad equivalente de energía de petróleo (un caso ideal), se podría compensar casi el 1% del consumo de petróleo de Estados Unidos. [8] El uso 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 lo tanto, sus perspectivas de uso como combustible no están limitadas por las capacidades de otras industrias. [ cita requerida ] La producción de aceites vegetales para su uso como combustible está limitada teóricamente solo por la capacidad agrícola de una economía determinada. Sin embargo, al hacerlo, se resta valor a la oferta de otros usos del aceite vegetal puro.
La tributación del SVO/PPO como combustible para la carretera varía de un país a otro. Es posible que los departamentos de Hacienda de muchos países ni siquiera sean conscientes de su uso o lo consideren demasiado insignificante como para legislarlo. Alemania solía tener una tributación del 0%, lo que le permitió ser líder en la mayoría de los desarrollos en el uso de este combustible.