Bioetanol.doc

7/23/2019 Bioetanol.doc

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Definicin y caractersticas del bioetanol

El alcohol etlico o etanol es un producto qumico obtenido a partir dela fermentacin de los azcares que se encuentran en los productosvegetales, tales como cereales, remolacha, caa de azcar, sorgo obiomasa. Estos azcares estn combinados en forma de sacarosa,almidn, hemicelulosa y celulosa. as plantas crecen gracias alproceso de fotosntesis, en el que la luz del sol, el di!ido de carbonode la atmsfera, el agua y los nutrientes de la tierra forman mol"culasorgnicas comple#as como el azcar, los hidratos de carbono y lacelulosa, que se concentra en la parte $brosa la planta.

El bioetanol se produce por la fermentacin de los azcarescontenidos en la materia orgnica de las plantas. En este proceso seobtiene el alcohol hidratado, con un contenido apro!imado del %& de

agua, que tras ser deshidratado se puede utilizar como combustible.El bioetanol mezclado con la gasolina produce un biocombustible dealto poder energ"tico con caractersticas muy similares a la gasolinapero con una importante reduccin de las emisiones contaminantesen los motores tradicionales de combustin. El etanol se usa enmezclas con la gasolina en concentraciones del % o el '(&, E% y E'(respectivamente, que no requieren modi$caciones en los motoresactuales.

)n obstculo importante es la legislacin europea sobre la volatilidadde las gasolinas que $#a la proporcin de etanol en mezclas E%.*oncentraciones ms elevadas, autorizadas en +uecia y Estados)nidos, implica que se debe disponer de un vehculo e!ible -/0,con un depsito, motor y sistema de combustible nico capaz defuncionar con gasolina y etanol, solos o mezclados en cualquierproporcin. a otra alternativa para su uso es en forma de aditivo dela gasolina como etil1tercbutil "ter -E23E0. Las especificaciones para lautilizacin de bioetanol se compendian en la norma Europea de Gasolinas EN 228, en

Espaa se encuentra transpuesta la Directiva 2003!"#E relativa a la calidad de las

$asolinas % $asleo, en el &eal Decreto &'D' (!200( de las especificaciones % uso de

biocarburantes'

Procesos de obtencin de bioetanol

El bioetanol se obtiene a partir de la remolac)a *u otras plantas ricas en az+cares, de

cereales, de alco)ol v-nico o de biomasa, mediante un proceso de destilacin' En Espaa

la produccin industrial emplea principalmente cereal como materia prima b.sica, con

posibilidad de utilizar los e/cedentes de la industria remolac)era transformados en u$os

azucarados de bao costo' En $eneral, se utilizan tres familias de productos para la

obtencin del alco)ol1

4 5zucares, procedentes de la caa o la remolacha, por e#emplo.


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4 *ereales, mediante la fermentacin de los azcares del almidn.

4 3iomasa, por la fermentacin de los azcares contenidos en lacelulosa y hemicelulosa.

El esquema general de fabricacin del bioetanol*dia$rama !, muestra las si$uiente

fases en el proceso1

Dilucin:Es la adicin del a$ua para austar la cantidad de az+car en la mezcla o *en

+ltima instancia la cantidad de alco)ol en el producto' Es necesaria porue la levadura,

usada m.s adelante en el proceso de fermentacin, puede morir debido a una

concentracin demasiado $rande del alco)ol'

Conversin:La conversin es el proceso de convertir el almidncelulosa en az+cares

fermentables' 4uede ser lo$rada por el uso de la malta, e/tractos de enzimas contenidasen la malta, o por el tratamiento del almidn *o de la celulosa con el .cido en un proceso

de )idrlisis .cida'

Fermentacin:La fermentacin alco)lica es un proceso anaerbico realizado por las

levaduras, b.sicamente' De la fermentacin alco)lica se obtienen un $ran n+mero de

productos, entre ellos el alco)ol'

Destilacin o Deshidratacin:La destilacin es la operacin de separar, mediante

calor, los diferentes componentes l-uidos de una mezcla *etanola$ua' 5na forma de

destilacin, conocida desde la anti$6edad, es la obtencin de alco)ol aplicando calor a

una mezcla fermentada'

6r$ca '. 7roceso de obtencin de bioetanol.


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8tra alternativa a las cosechas dedicadas a $nes energ"ticos, son losmateriales lignocelulsicos son los que ofrecen un mayor potencialpara la produccin de bioetanol, el uso de residuos de procesosagrcolas, forestales o industriales, con alto contenido en biomasa.Estos residuos pueden ir desde la pa#a de cereal a las 9limpias:forestales, pasando por los ;esiduos +lidos )rbanos -;+)0 o lascscaras de cereal o de arroz. os residuos tienen la venta#a de su ba#ocoste, ya que son la parte no necesaria de otros productos o procesos,salvo cuando son utilizados en la alimentacin del ganado. os ;+)tienen un alto contenido en materia orgnica, como papel o madera,que los hace una potencial fuente de materia prima, aunque debido asu diversa procedencia pueden contener otros materiales cuyo

preproceso de separacin incremente mucho el precio de la obtencindel bioalcohol.

2ambi"n pueden utilizarse residuos generados en algunas industrias,como la papelera, la hortofrutcola o la fraccin orgnica de residuosslidos industriales. .5., ?((@A.

os residuos de biomasa contienen mezclas comple#as de

carbohidratos, llamados celulosa, hemicelulosa y lignina. 7ara obtenerlos azcares de la biomasa, "sta es tratada con cidos o enzimas quefacilitan su obtencin. a celulosa y hemicelulosa son hidrolizadas porenzimas o diluidas por cidos para obtener sacarosa, que es entoncesfermentada. os principales m"todos para e!traer estos azcares sontresB la hidrlisis con cidos concentrados, la hidrlisis con cidosdiluidos y la hidrlisis enzimtica. En la gr$ca ? se muestra lasdiferencias entre los procesos de obtencin de bioetanol, segn sea sumateria prima de origen.


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6r$ca ?. Ciferencias en los procesos de obtencin de bioetanol.

8tro e#emplo de proceso de obtencin de bioetanol a partir de alcoholvnico, lo lleva a cabo la empresa 5cciona1Energa en la planta de5lczar de >uan, donde se procede a la limpieza y deshidratacin delalcohol bruto, adquirido en las licitaciones que realiza trimestralmenteel ondo Espaol de 6aranta 5graria -E650, para elevar su purezadel D? & al DD,D & y comercializarlo, una vez desnaturalizado, comobioetanol. El proceso comprende las siguientes fasesB

DesulfuracinB eliminacin del anhdrido sulfuroso -+8?0presente en el alcohol bruto. DeshidratacinB reduccin del contenido en agua mediante su

tamizado con zeolitas, sustancias que captan las mol"culas deagua.

DesmetilizacinB proceso en el que el alcohol ya deshidratado-DD,D&0 ve separado su contenido de metanol. Esta sustanciaresulta corrosiva para los vehculos y puede ser comercializadacomo producto qumico o combustible

Almacenamiento en depsitosB desde ellos el producto setrasporta por tuberas a la cisterna de carga y en ese trayecto sele aade una sustancia que desnaturaliza el bioetanol paraevitar as su derivacin al consumo humano.

Subproductos de la obtencin del bioetanol

Los subproductos $enerados en la produccin de bioetanol, as- como el volumen de los

mismos, dependen en parte de la materia prima utilizada' En $eneral se pueden a$rupar


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en dos tipos1

Materiales lignocelulsicos1 tallos, ba$azo, etc', correspondientes a las partes

estructurales de la planta' En $eneral se utilizan para valorizacin ener$7tica en

co$eneracin, especialmente para cubrir las necesidades ener$7ticas de la fase de

destilacin del bioetanol, aunue tambi7n se puede vender el e/cedente a la red

el7ctrica *con precio primado'

Materiales alimenticios1 pulpa % $ranos de destiler-a de ma-z desecados con

solubles *DDG, ue son los restos ener$7ticos de la planta despu7s de la

fermentacin % destilacin del bioetanol' 9ienen inter7s para el mercado de

piensos animales por su riueza en prote-na % valor ener$7tico'

La caa de az+car es la planta m.s aprovec)able por el ba$azo $enerado para su

combustin % $eneracin ener$7tica' La remolac)a azucarera $enera, por su parte, unas0,": ton de pulpa por tonelada de bioetanol producido'

La produccin de bioetanol a partir de tri$o o ma-z $enera en torno a !,2 ton de DDG

por tonelada de bioetanol' En $eneral, e/isten dos filosof-as alimenticias en cuanto al

empleo del DDG' #uando el pienso est. en el !: ; o menos de la dieta, el DDG sirve

como una fuente de prote-na suplementaria' #uando el pienso est. en los niveles m.s

altos *superior al !: ; de la dieta de la materia seca su papel primario es como fuente

de ener$-a' El DDG est. compuesto de $rasa


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del suelo ue provocan los derrames de $asolina al ambiente % los costes @m7dicos@ de la

contaminacin atmosf7rica *porue no se puede descontaminar la atmsfera, resultado

de la refinacin % de la $asolina uemada' 4or otro lado, el desarrollo de las plantas de

etanol implica un preuicio contra este producto basado estrictamente sobre la pre=

e/istencia de la capacidad de refinacin de la $asolina' La decisin +ltima se deber-a

fundar sobre razonamientos econmicos % sociales a lar$o plazo'

El primer ar$umento, sin embar$o, si$ue debati7ndose' No tiene sentido uemar ! litro

de etanol si reuiere uemar 2 litros de $asolina *o incluso de etanol para crear ese litro'

La ma%or parte de la discusin cient-fica actual en lo ue al etanol se refiere $ira

actualmente alrededor de las aplicaciones en las fronteras del sistema' Esto se refiere a lo

completo ue pueda ser el esuema de entradas % salidas de ener$-a' e discute si se

deben incluir temas como la ener$-a reuerida para alimentar a la $ente ue cuida %

procesa el ma-z, para levantar % reparar las cercas de la $rana, incluso la cantidad de

ener$-a ue consume un tractor'

?dem.s, no )a% acuerdo en u7 clase de valor dar para el resto del ma-z, como el tallo

por eemplo, lo ue se conoce com+nmente como coproducto' ?l$unos estudios

propu$nan ue es meor dearlo en el campo para prote$er el suelo contra la erosin %

para a$re$ar materia or$.nica' Aientras ue otros ueman el coproducto para accionar la

planta del etanol, pero no evitan la erosin del suelo ue resulta, lo cual reuerir-a m.s

ener$-a en forma de fertilizante'

Dependiendo del estudio, la ener$-a neta var-a de 0," a !,: unidades de etanol por unidad

de ener$-a de combustible fsil consumida' En comparacin si el combustible fsil

utilizado para e/traer etanol se )ubiese utilizado para e/traer petrleo % $as se )ubiesenllenado !: unidades de $asolina, ue es un orden de ma$nitud ma%or' 4ero, la e/traccin

no es i$ual ue la produccin' #ada litro de petrleo e/tra-do es un litro de petrleo

a$otado'

4ara comparar el balance ener$7tico de la produccin de la $asolina a la produccin de

etanol, debe calcularse tambi7n la ener$-a reuerida para producir el petrleo de la

atmsfera % para meterlo nuevamente dentro de la tierra, un proceso ue )ar-a ue la

eficiencia de la produccin de la $asolina fuese fraccionaria comparada a la del etanol'

e calcula ue se necesita un balance ener$7tico de 200 ;, o 2 unidades de etanol por

unidad de combustible fsil invertida, antes de ue la produccin en masa del etanol

lle$ue a ser econmicamente factible

Etapas en el proceso de obtencin de bioetanol

5condicionamiento de las materias primas

idrlisis
http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Acondicionamiento_de_las_materias_primas%23Acondicionamiento_de_las_materias_primashttp://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Hidr%C3%B3lisis_%23Hidr%C3%B3lisis_http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Acondicionamiento_de_las_materias_primas%23Acondicionamiento_de_las_materias_primashttp://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Hidr%C3%B3lisis_%23Hidr%C3%B3lisis_


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o idrlisis con cidos concentrados

o idrlisis con cidos diluidos

o idrlisis enzimtica

ermentacin del azcar

Cestilacin

En la gr$ca inferior se esquematizan las etapas que componen elproceso de obtencin de bioetanol, que sern detalladas ms aba#o.

Acondicionamiento de las materias primas

os cereales son la principal fuente para la produccin de bioetanol,destacando el uso del maz en EE.)). y la cebada y el trigo en lasplantas instaladas en Espaa. +e trata de plantas pertenecientes a5bengoa, primer productor europeo de bioetanol. En el caso de loscereales, para los procesos de preparacin de la materia prima y laobtencin de los azcares que contienen, se utilizan principalmente dostecnologasB Fet milling y Cry milling.

Proceso de molido hmedo (Wet Milling Processes)

Esta tecnologa se aplica normalmente en plantas con grandesproducciones de alcohol y es utilizada por apro!imadamente dostercios de los productores en EE.)). Este sistema es elegido cuando sequieren obtener otros subproductos, tales como el sirope, fructosa,de!trosa, etc. adems de la produccin del alcohol.
http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Hidr%C3%B3lisis_con_%C3%A1cidos_concentrados%23Hidr%C3%B3lisis_con_%C3%A1cidos_concentradoshttp://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Hidr%C3%B3lisis_con_%C3%A1cidos_diluidos_%23Hidr%C3%B3lisis_con_%C3%A1cidos_diluidos_http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Hidr%C3%B3lisis_enzim%C3%A1tica_%23Hidr%C3%B3lisis_enzim%C3%A1tica_http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Fermentaci%C3%B3n_del_az%C3%BAcar_%23Fermentaci%C3%B3n_del_az%C3%BAcar_http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Destilaci%C3%B3n_%23Destilaci%C3%B3n_http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Hidr%C3%B3lisis_con_%C3%A1cidos_concentrados%23Hidr%C3%B3lisis_con_%C3%A1cidos_concentradoshttp://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Hidr%C3%B3lisis_con_%C3%A1cidos_diluidos_%23Hidr%C3%B3lisis_con_%C3%A1cidos_diluidos_http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Hidr%C3%B3lisis_enzim%C3%A1tica_%23Hidr%C3%B3lisis_enzim%C3%A1tica_http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Fermentaci%C3%B3n_del_az%C3%BAcar_%23Fermentaci%C3%B3n_del_az%C3%BAcar_http://www.miliarium.com/Monografias/Biocombustibles/Bioetanol/EtapasProcesoProduccionBioetanol.asp#Destilaci%C3%B3n_%23Destilaci%C3%B3n_


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Es un procesocomple#o, dado elelevado nmero depasos a seguir en elpretatamiento del mazy su separacin en susdiferentescomponentes. En esteproceso, el maz es9escaldado: en aguacaliente, lo que ayudaa romper las protenas,liberar el almidnpresente en el maz yablandar el grano para

el proceso de molido.

El maz es molido paraobtener el germen, la$bra y la f"cula. *on elgermen se obtieneaceite y la f"cula secentrfuga y sacari$capara producir unapasta de glutenhmeda. En la gr$ca

' se puede ver lasecuencia sintetizadadel proceso.

6r$ca '. 7roceso de molido hmedo.

El proceso comienza con el secado de los granos, posteriormente seinspeccionan automticamente y se limpian de piedras, trozos de caao pa#a y cualquier otra impureza. El maz se remo#a en grandes tanquesen una solucin que contiene pequeas cantidades de di!ido deazufre y cido lctico. Estos dos productos qumicos, en agua a unatemperatura de unos %( G*, ayudan a ablandar los granos, en un

proceso que puede durar entre uno y dos das. Curante este tiempo elmaz se hincha, luego se ablanda y debido a las condicionesligeramente cidas de la disolucin se libera el almidn. a siguienteparte del proceso es pasarlo a trav"s de un separador que,principalmente, hace que el germen de los granos ote en la partesuperior de la mezcla y sea posible recogerlos fcilmente -debido alcontenido de aceite de estos0. 5 partir de ah primeramente se obtienela parte $brosa y posteriormente se separa el almidn de las protenaspor un proceso de centrifugacin.


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Proceso de molido en seco (Dr Milling Process)

Este proceso consiste en limpiar y moler los granos de cereal hastareducirlos a $nas partculas por un sistema mecnico. +e produce unaharina con el germen, la $bra y la f"cula del maz. 7ara producir unasolucin HazucaradaI la harina es hidrolizada o convertida en sacarosausando enzimas o una disolucin cida.

6r$ca ?. 7roceso de molido en seco.

a mezcla esenfriada y se leaade lalevadura paraque comience afermentar. En la

gr$ca ? sepuede ver elprocesodetallado.

Ce la masaresultante, unavez obtenido elalcohol, seobtiene unsubproducto-CC6+, en ingl"sCried Cestiller6rains of+olubles, granossecos solublesde destilera,que sedistribuyen enforma de pellets0que se puede

utilizar comoalimentacinpara ganado.Esta tecnologaes usada enplantas depequeo ymedio tamao.

!idrlisis

as celulosas no pueden ser fermentadas directamente, es necesario


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convertirla en azcares ms sencillos para su conversin en alcohol.a hidrlisis es un proceso qumico que divide la mol"cula de celulosapor la accin de la mol"cula de agua. as comple#as estructuras de lacelulosa -celulosa, hemicelulosa y lignina0 son divididas en diferentesprocesos para conseguir una solucin azucarada, y eliminar productosde descomposicin de los azcares que pueden inhibir o, al menos,di$cultar el proceso de fermentacin. 7rincipalmente se realizanprocesos de hidrlisis de cidos concentrados y ba#as temperaturas,de cidos diluidos y altas temperaturas y enzimticos.

!idrlisis con "cidos concentrados

En este proceso se aade entre J(1JJ& de cido sulfrico a la

biomasa, que ha sido secada previamente hasta obtener unahumedad menor del '(&. a proporcin de cido es de 'B?% por cadaparte de biomasa y se mantiene a una temperatura controlada de%(G*. Entonces se aade agua, para diluir el cido a un ?(1K(& de lamezcla, aumentando su temperatura hasta los '((G*. El gel producidoen este proceso es prensado para obtener la mezcla de cido y azcar,que $nalmente son separados. Este es un proceso del que se obtienerendimientos muy elevados pero a un coste igualmente muy elevado,por lo que industrialmente no se realiza.

!idrlisis con "cidos diluidos

Es uno de los procesos de hidrlisis ms antiguos, simples y e$cientespara la produccin del alcohol. El primer paso es mezclar unaproporcin de (,J& de cido sulfrico con la hemicelulosa presente enla biomasa, para que se hidrolice a 'D(G*. a segunda parte consisteen optimizar el rendimiento de la reaccin con la parte de la celulosams resistente, para ello se usa un (,L& de cido sulfrico a ?'%G*.inalmente los lquidos hidrolizados son neutralizados y recuperados,normalmente mediante percolacin.

!idrlisis enzim"tica

*onsiste en 9romper: -hidrolizar0 la celulosa por la adicin dedeterminadas enzimas. a celulosa es degradada por las celulasas aazcares, que pueden ser fermentados por levaduras o bacterias paraproducir etanol. En sntesis, el proceso consiste en descomponer lacelulosa y la hemicelulosa del residuo en azcares sencillos ytransformarlos en etanol por fermentacin. En primer lugar se lleva acabo un pretratamiento del residuo cuyo ob#etivo es alcanzar los

me#ores resultados en las etapas siguientes -hidrlisis y fermentacin0.


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Cesde el punto de vista econmico, esta etapa es crtica, puesto quegran parte del coste total del proceso estara en esta primera etapa.*omo resultado del pretratamiento se obtiene una disolucin deazcares provenientes de la ruptura de la hemicelulosa y un residuoslido -constituido principalmente por la celulosa del residuo original0.

a hidrlisis enzimtica presenta venta#as frente a la hidrlisis qumica,como menores costes de equipamiento -debido a que se realiza apresin atmosf"rica y a temperatura pr!ima a la ambiental0, mayoresrendimientos y no necesita utilizar agentes qumicos.

#ermentacin del azcar

a ltima etapa del proceso consiste en la fermentacin por levaduras

de la glucosa liberada a partir de la celulosa, as como la de losazcares procedentes de la hemicelulosa que se han liberado durantelos pretratamientos anteriores. a levadura contiene una enzimallamada invertasa, que acta cmo catalizador ayudando a convertirlos azcares en glucosa y fructosa -ambos *@'?8@0. a reaccinqumica es la siguienteB

a fructosa y la glucosa reaccionan con otra enzima llamada Mimasa,que tambi"n est presente en la levadura para producir el etanol ydi!ido de carbono.

Destilacin

La destilacin es la operacin de separar, mediante calor, los diferentes componentes

l-uidos de una mezcla' 5na forma de destilacin, conocida desde la anti$6edad, es la

obtencin de alco)ol aplicando calor a una mezcla fermentada' El alcohol producidopor fermentacin contiene una parte signi$cativa de agua, que debeser eliminada para su uso como combustible. 7ara ello se utiliza unproceso de destilacin, aprovechando que el etanol tiene un punto deebullicin menor -JN,KG*0 que el agua -'((G*0, la mezcla se calientahasta que el alcohol se evapore y se pueda separar por condensacindel mismo.


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Bioetanol C tapas en el proceso de produccin de bioetanol C ?plicaciones del bioetanol C4roduccin en Espaa

Biocarburantes C Biodiesel C Bioetanol C #ultivos ener$7ticos C Normativa

Aplicaciones del bioetanol

3iocombustibles obtenidos a partir del bioetanol 3ioetanol como combustible de automocin


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llamados ve)-culos F o Fe)-culos de #ombustibles le/ibles con motores adaptados

ue permiten una variedad de mezclas'

Los @uel le/ible Fe)icles@ *F son ve)-culos de turismo ue pueden utilizar como

combustible tanto $asolina convencional derivada del petrleo como bioetanol en

mezclas de )asta un 8:; *E8:' 4or tanto, son ve)-culos totalmente polivalentes, ue

ofrecen la posibilidad de utilizar ener$-a renovable en su m./imo estado de mezcla sin la

necesidad de consumir m.s ener$-a' Debido al respaldo de los $obiernos e instituciones

)acia el desarrollo de las ener$-as renovables aplicadas en el sector de la automocin,

cada vez son m.s los fabricantes ue investi$an % desarrollan ve)-culos de este tipo'

! &" y #$$: Aezclas )asta el :; % !00; de bioetanol son utilizados en al$unos

paises como Brasil con motores especiales'

! !D'():El bioetanol permite su mezcla con $asoil utilizando un aditivo solvente %produciendo un biocombustible diesel el E=Diesel, con mu% buenas caracter-sticas en

cuanto a combustin % reduccin de contaminacin ofreciendo as- otras alternativas al

bioetanol en el campo de los ve)-culos diesel' El E=Diesel %a se comercializa con 7/ito

en EE55 % Brasil % pronto )ar. su aparicin en Espaa % Europa'

! *B:No se comercializa como un biocombustible, sino ue se utiliza como un

aditivo de la $asolina' El E9BE *etil terbutil 7ter se obtiene por s-ntesis del bioetanol

con el isobutileno, subproducto de la destilacin del petrleo' El E9BE posee las

ventaas de ser menos vol.til % m.s miscible con la $asolina ue el propio etanol %, como

el etanol, se aditiva a la $asolina en proporciones del !0=!:;' La adicin de E9BE o

etanol sirve para aumentar el -ndice de octano de la $asolina, evitando la adicin de salesde plomo'

Bioetanol como combustible de automocin

istricamente, el primer vehculo que se dise para el uso de etanolfue una variante del


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automvil en un valor ptimo.

El etanol, como combustible nico, es utilizado principalmente en3rasil y 5rgentina. +u uso con temperaturas inferiores a '%G* puededar lugar a problemas de encendido, para que esto no ocurra elm"todo ms comn de solucionarlo es aadirle una pequea parte degasolina. a mezcla que se usa ms ampliamente es el EN% que estcompuesto de un N%& de etanol y un '%& de gasolina.

Cesafortunadamente el etanol contiene menos energa por litro quelas gasolinas, con lo que su rendimiento es menor, pudiendo llegarhasta un K(& menos, principalmente en modelos antiguos, cuando seutiliza el EN%. +aab =+553A produce el modelo D% turboalimentado queasegura una mayor economa que los motores de gasolina, utilizando

una mayor relacin de compresin, ofreciendo rendimientosseme#antes a sus equivalentes con combustibles convencionales.

El etanol tiene un octana#e mucho mayor que la gasolina Pentorno a''(1 lo que hace que no se queme de forma tan e$ciente en losmotores convencionales. El uso continuado de combustibles con unaalta proporcin de etanol, como el EN%, produce corrosiones en elmetal y en las piezas de goma.

Mezcla directa de etanol gasolina

os motores de encendido pueden funcionar con mezclas de hasta el?%& de alcohol deshidratado sin que sean necesarias modi$cacionesen el motor. Qo obstante su rendimiento vara respecto al combustibleconvencional. Estas son algunas de las diferencias =3allesteros R.,?((?AB

4 ;educcin de la potencia y el par motor -apro!imadamente un ?&para mezclas al '%&0

4 5umento del consumo -L& para mezclas del '%&0

4 5umento de la corrosin de las partes metlicas y componentes decaucho.

+in embargo, si se a#usta el motor aumentando la relacin decompresin, y adaptando la carburacin a la nueva relacinestequiom"trica, se consigue una mayor potencia para el motor -D&con una mezcla del ?(& de alcohol0, me#ora el rendimiento t"rmico yreduce el consumo -J& con respecto a lo que se obtendra solo congasolina0 y una combustin ms perfecta, con menor ndice decarbonizacin y emisin de gases contaminantes -reduccin de *8 y

* a medida que aumenta el porcenta#e de alcohol en la mezcla0


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=3allesteros R., ?((?A

3rasil es el pas que ms ha e!perimentado con la mezcla de alcohol ygasolina, aumentado su proporcin hasta un valor del ?%&, a partir delao ?((?. 8tros pases que utilizan estas mezclas son Qicaragua,EE)), *olombia, 5rgentina, 5ustralia e Rndia, para mencionar algunose#emplos. +in embargo, el lmite m!imo de etanol en Europa estlimitado por la especi$cacin del contenido en o!geno de ?.J&, quesupone limitar el uso del etanol al J.N&S aunque pases como +uecia,5lemania y el ;eino )nido ya disponen de estaciones de servicio deEN%.

$enta%as e incon&enientes de la utilizacin del bioetanol

$enta%as de la utilizacin del bioetanol'

Es una fuente de combustible renovable. ;educe dependencia del petrleo del e!tran#ero.

Es una fuente ms limpia de combustible.

5umenta el octano del combustible con un coste pequeo.

/irtualmente utilizable en todos los vehculos.

cil de producir y almacenar.

os biocarburantes emiten un L(1N(& menos de gasesinvernaderos que los combustibles fsiles.

El bioetanol es superior medioambientalmente al resto de loscarburantes ms importantes.

;educe la formacin de la lluvia cida.


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o 5umentar la relacin de compresin.

o /ariar la mezcla de *ombustible O aire

o 3u#as resistentes a mayores temperaturas y presiones

o *onductos resistentes al ataque de alcoholes

o +e debe agregar un mecanismo que facilite el arranque enfro

El bioetanol como aditi&o de las gasolinas (E*E)

8tra alternativa para el uso del bioetanol como combustibles estransformarlo para su utilizacin en aditivo de la gasolina, en lugar de

sustituto. *on la introduccin de las gasolinas sin plomo, necesariaspor el uso de catalizadores para la disminucin de las emisionesnocivas, se vi afectado el nmero de octano de la gasolina. 7ararecuperar el octana#e y reducir las emisiones contaminantes seaadieron aditivos o!igenantes tales como el metanol, etanol, tercbutilalcohol -2350 o el metil1tercbutil "ter -


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inquemados.1


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adecuadamente a estas limitacionesB

1 3a#as temperaturas de traba#o, entre N(G* y '((G*1 5lta densidad de corriente1 ;pida respuesta1 3a#o mantenimiento1 ;pido encendido y apagado

El hidrgeno es el combustible ptimo para estos dispositivos, sinembargo las medidas de seguridad y el coste de instalacin asociado ala produccin del hidrgeno, su almacenamiento, transporte,adaptacin de las estaciones de servicio y depsitos de los vehculos,provocan la promocin del uso de combustibles alternativos alhidrgeno para este tipo de dispositivos. En este sentido el etanol

puede ser una alternativa muy vlida, al ser ms sencillo de mane#arque el hidrgeno y poder obtenerse ms fcilmente a partir de fuentesrenovables. 5ctualmente, la investigacin traba#a fundamentalmenteen dos vas. 7or una parte, el reformado de etanol Pobtencin delhidrgeno1 tanto en el vehculo como en la estacin de servicio y, porotra parte, el uso de pilas de combustible que funcionen directamentecon este alcohol.

5 pesar de todo lo e!puestos anteriormente, las variadas posibilidadesde uso del bioetanol y las proyecciones futuras, su introduccin tienedos grandes barreras a superara, entre las cuales se tiene la a$nidadpor el aguay su presin de vapor.

A,nidad con el agua

os sistemas de transporte y almacenamiento deben estar totalmentelibres de agua. Rncluso pequeas cantidades de agua en las mezclasetanol1gasolina pueden producir su separacin en dos fases, lo quereduce el rendimiento del motor. El etanol puede actuar como undisolvente que facilita la incorporacin de agua a las mezclas deetanol1gasolina. El agua se puede almacenar en pequeas cavidades

de los sistemas con hidrocarburos, tales como caeras, depsitos osistemas de alimentacin. Este agua, a menudo, contiene impurezasque normalmente no ocasionan problemas debido a que no se mezclacon los combustibles y se pueden drenar peridicamente. a mezclade gasolina con etanol puede arrastrar este agua e incorporarlo alcombustible. Cebido a los problemas con el agua, se pre$ere notransportar estas mezclas por tuberas, usando en su lugar camiones-con todas las implicaciones que conlleva este medio0 para llevar elbioetanol hasta los puntos de distribucin, principalmente en EE.)).

Presin de &apor
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5unque el etanol tiene una relativamente ba#a presin de vapor,cuando se utiliza como aditivo de la gasolina su presin de vaporefectiva es muy alta, llegando a un valor ;/7 -;eid /apor 7resure0 de'N psi -'?L V7a0, lo cual representa una desventa#a para su uso.*uando el etanol se aade a una gasolina formulada adecuadamente,los hidrocarburos con ba#o punto de ebullicin, como butanos o inclusopentanos, deben ser reducidos para cumplir con las especi$cacionesde presin de vapor. /alores ba#os de presin de vapor reducen lasemisiones debidas a la evaporacin, en los procesos de llenado de lostanques y almacenamiento del combustible. Cebido a estos bene$ciosambientales es de esperar que las especi$caciones de este parmetrosigan manteni"ndose ba#as. En algunos casos, para cumplirespeci$caciones, es necesario eliminar tambi"n el pentano. Estosupone un encarecimiento del proceso de produccin de mezclas de

etanol y gasolina, por lo que las compaas consideran impracticablereducir ms la presin de vapor.

Bioetanol C Etapas en el proceso de produccin de bioetanol C +plicaciones del bioetanol C4roduccin en Espaa


,roduccin de bioetanol en spa-a

5ctualmente, el bioetanol es el biocombustible con mayor produccinmundial, del que se elaboraron ms de L(.((( millones de litros

durante el ao ?((L en todo el mundo. 7ara su fabricacin se puedenutilizar una gran cantidad de materias primas. 3rasil produ#o '%.(@@

millones de litros, principalmente de caa de azcar, EE.)). 'K.K%'millones de litros, procedentes del almidn del maz, por resaltar losdos mayores productores, pero tambi"n se utiliza remolacha, cereal o

residuos forestales. +e est estudiando la posibilidad de cultivarrboles, con alto contenido de celulosa, con el nico $n de produciretanol, como pueden ser el chopo o el sauce. Rgualmente el cultivo

espec$co de algunas plantas con el $n de producir combustible podraser una alternativa a las tierras sin cultivo, en el marco de la 7oltica

5graria *omn -75*0.

En Espaa e!isten cuatro plantas productoras de bioetanol,

Ecocarburantes Espaoles y 3ioetanol 6alicia, situadas en *artagena y
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5 *orua, respectivamente, que son propiedad de la compaia5bengoa. Esta misma empresa #unto con Ebro 7uleva, tiene unatercera planta inaugurada en el ?((@, 3iocarburantes de *astilla yen, en 3abilafuente -+alamanca0 y la empresa 5cciona Energaposee 3ioetanol de la


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funcionar de forma e!perimental hasta $nales de ese ao. ulio de ?((% la construccin de la primera plantade bioetanol en 2orrelavega. El coste total de la inversin se ha situadoen torno a los @? millones de euros. a futura planta, cuyaconstruccin est previsto que de comienzo dentro del primertrimestre del ?((@ y que previsiblemente se espera que este operativaen el primer trimestre de ?((J, utilizar como principal fuente de

materia prima el cereal, trigo o cebada y fabricar en torno a las'((.((( toneladas al ao -unos '?%.((( millones de litros0.

En +eptiembre de ?((% se acord la construccin en la provincia deMamora, en 3arcial del 3arco, de una planta de bioetanol. +e esperaque dicha planta entre a funcionar en 5bril de ?((J. a sociedad queconstruir esta planta de bioetanol, se llamar Ecobarcial. ainversin ascender a unos '(( millones de euros y se repartir entrelas entidades participantes en el proyecto lideradas por Energ3a de/astilla 0en, E2/A0SA, sociedad formada en un D(& por*io&ent y en un '(& por el Ente 4egional de la Energ3a de

/astilla 0en, E4E2. Esta planta tendr asociada una central de


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cogeneracin con una potencia de ?% megavatios. a futura plantaproducir cerca de '((.((( toneladas de bioetanol al ao y consumiralrededor de K?%.((( toneladas al ao de cereal, principalmente trigo,cebada o maz.

5 $nales del ?((% la *omunidad de *astilla y en anunci suintencin de construir una planta e!perimental de bioproductos,promovida por la 5dministracin ;egional, en /illare#o de Xrbigo-en0, a trav"s del Rnstituto 2ecnolgico 5grario de *astilla y en. Esprevisible que empiece a funcionar a mediados de ?((J. Estainfraestructura, que supondr una inversin para el E#ecutivo ;egionalde @,J millones de euros, se dedicar a la investigacin de cultivospara el aprovechamiento como materia prima para producirbiocarburantes. a >unta de *astilla y en, por otro lado, ya ha puesto

en marcha los primeros cultivos de remolacha alcoholera y achicoriaen las comarcas del 7ramo y el Xrbigo en la provincia leonesa paradar inicio a las primeras investigaciones de este centro. *on "stas sellevarn a cabo, entre otras aportaciones, estudios de rentabilidad yposibles aplicaciones del bioetanol.

Bioetanol C Etapas en el proceso de produccin de bioetanol C ?plicaciones del bioetanol C,roduccin en spa-a

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