Biocombustibles para motores diésel a partir de diversas grasas vegetales
- Autores: Sara Pinzi
- Directores de la Tesis: María del Pilar Dorado Pérez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Juan José Ruiz Sánchez (presid.), Francisco Jesús López Giménez (secret.), Athanasios Tsolakis (voc.), María Cruz Arzamendi Manterola (voc.), Luis María Gandía Pascual (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Para fomentar la confianza de los consumidores y de los productores de vehículos en el biodiésel es indispensable utilizar materias primas sostenibles y de bajo costo y al mismo tiempo garantizar una buena calidad del biodiésel. Además las propiedades del biodiésel dependen estrictamente de la composición química de la material prima utilizada para su producción.
La presente tesis doctoral se centra en el estudio del efecto de la composición química de los aceites vegetales en la producción, en las propiedades y en la prestaciones en motores alimentados con el biodiésel obtenido a partir de estas materias primas. El objetivo de este trabajo es definir la material prima "ideal" para la producción de biodiésel. Con este propósito, se ha producido biodiésel a partir de materias primas con diferente composición en ácidos grasos, se han analizado sus propiedades químico-físicas según la normativas europeas y se ha ensayado en un motor de combustión interna. La tesis esta compuesta por seis capítulos: cada uno de ellos se basa en artículos publicados o aceptados para su publicación en revistas internacionales incluidas en la base de datos del Institute for Scientific Information (ISI, Thomson Reuters), con alto índice de impacto.
En el primer capítulo se justifica el trabajo desarrollado en la tesis doctoral y se explican los objetivos propuestos. El segundo capítulo se basa en la revisión bibliográfica de los aceites vegetales de bajo coste más importantes empleados como materia prima para la transesterification y su idoneidad para la producción de biodiésel, tomando en cuenta las problemáticas económicas, ecológicas y éticas existentes alrededor de los biocombustibles. Además se presenta un primer boceto de la composición química que debe tener el biodiesel ideal.
En el tercer capítulo se han desarrollado tres métodos analíticos para monitorizar los productos de la reacción de transesterificación, los cuales cumplen con los principios de la química verde. El primero es un método automatizado para la detección fotométrica on-line de la glicerina libre (FG) y enlazada (BG), mientras que el segundo y el tercero son dos métodos NIRS para analizar a) trazas de glicerina y metanol y b) los ácidos grasos de ésteres metílicos (FAME), los triglicéridos (TG), diglicéridos (DG), monoglicéridos (MG), glicerina libre (FG) y glicerina total (TotalG) simultáneamente en el biodiésel.
El capítulo 4 se compone de tres estudios de optimización: el primer trabajo consiste en la optimización del proceso de transesterificación mediante un diseño factorial completo (FFD), seguido de una metodología de superficie de respuesta (RSM) como tratamientos estadísticos. En el segundo articulo se ha estudiado la evolución en función del tiempo de los productos de transesterificación y la influencia de la composición de la material prima en los parámetros principales que intervienen en el proceso de transesterificación. Por último, se ha utilizado la función de conveniencia de Derringer para realizar una optimización de respuesta múltiple de los factores involucrados en el proceso de metanólisis, con el objetivo de establecer las mejores condiciones de transesterificación en una planta de biodiésel que utilice varias materias primas simultáneamente.
En el quinto capítulo, se ha realizado una optimización de respuesta múltiple de cinco parámetros de calidad del biodiésel, a saber, poder calorífico inferior (PCI), viscosidad cinemática (¿), punto de inflamación (PI), número de cetano (NC) y punto de obstrucción del filtro en frío (POFF) para obtener la mejor composición química de los aceites vegetales definida como la combinación del grado de instauración (UD) y la longitud de la cadena (LC) de los ácidos grasos. Se ha aumentado la variabilidad de LC en las muestras mezclando ésteres metílicos convencionales con ésteres metílicos de cadena corta (por ejemplo, biodiésel de coco, CME).
Por último, en el sexto capítulo, se ha estudiado el efecto de la estructura molecular de los ésteres metílicos en la combustión y en las emisiones contaminantes. A tal fin, siete ésteres metílicos, puros y mezclados con biodiésel de colza (RME) se han ensayado en un motor diésel monocilíndrico de inyección directa. Se incluye una sección con las conclusiones del conjunto del trabajo efectuado, junto a una propuesta de líneas futuras y un compendio de las referencias usadas durante el desarrollo de esta tesis doctoral.
