Diferencia entre el HVO y el FAME

El biodiésel (FAME)

El biodiésel no es un aceite vegetal puro (AVP), sino resultado de la transformación química de los aceites y semillas oleaginosas, de tal forma que su comportamiento se parezca al del gasóleo de origen fósil. Son una alternativa a para los motores diésel, ya sea utilizados en estado puro, o mezclados con gasóleo, y también se puede emplear como combustible para calefacción. Los procesos industriales para obtener biodiésel son: la pirólisis, la microemulsificación y la transesterificación. La pirólisis es una reacción química por descomposición térmica en ausencia de oxígeno. Es una tecnología utilizada en el pasado, pero que no proporciona los estándares actuales del gasóleo, especialmente en cuanto a viscosidad, cenizas, residuos carbonosos y fluidez en frío. Igual sucede con los productos obtenidos por microemulsificación de los aceites con metanol o etanol, que no son susceptibles de una combustión completa y presentan un poder calorífico muy inferior al gasoil de origen fósil y con índices de cetano no adecuados y un mal comportamiento en frío. El proceso que actualmente se utiliza es la transesterificación con alcohol, es una sencilla reacción química entre el aceite y metanol en presencia de hidróxido potásico como catalizador, obteniendo como producto principal éster metílico puro (biodiésel) con propiedades parecidas al gasóleo y, como subproducto, glicerina¹.

El biodiésel (FAME), constituido por una mezcla de esteres de ácidos grasos de cadena larga, obtenido a partir de recursos biológicos no tóxicos, se considera un carburante apto y limpio para los motores de autoinflamación². La molécula de triglicérido, mayoritaria en un aceite vegetal³, reacciona con el alcohol, un mol⁴ —cantidad de sustancia— de triglicérido reacciona con tres moles de alcohol, formando uno de glicerol y tres de esteres de ácidos grasos. La composición de la molécula de triglicérido que reacciona con el alcohol es diferente según el origen de la primera materia, lo que nos permite hablar de biodiésel de girasol, colza, soja, coco, palma, aceites de fritura usados, grasas animales, etcétera. El metanol, por su parte, se presenta como más propicio que los alcoholes de cadena más larga, ya que permite una completa separación⁵.

El aceite vegetal no es la única materia prima utilizada en la fabricación de biodiésel, ya que este se produce con cualquiera que aporte un contenido en triglicéridos y o ácidos grasos libres, como los aceites usados o reciclados o las grasas de origen animal (manteca de cerdo, sebo). Respecto a los aceites usados reciclados (UCO C3)) con origen en la UE, que pueden ser de palma, soja, oliva, etcétera, previamente a su transformación, deberá acreditarse que han sido sometidos en origen a un método de transformación, según contempla el capítulo III del Reglamento 142/2011 de la Comisión⁶. Lo mismo sucederá con los procedentes de un tercer país (UCO C1) fuera de la UE, el proveedor presentará el “certificado de origen”, probando así que el aceite ha sido sometido al método de transformación (esterilización por presión) del capítulo III del Reglamento 142/2011.

Con respecto a la grasa animal no destinada al consumo humano (denominadas C1 y C2), su conformidad para la producción de biodiésel está contemplada el punto 1 del apartado d), sección 2, capítulo IV del Reglamento, recogiendo el método de tratamiento que debe ser sometida este tipo de grasa, exigiendo igualmente el “certificado de origen” que indique la transformación realizada en el país de procedencia⁷.

A pesar de todo, la utilización del biodiésel no es una cuestión exenta de debate. Sus detractores consideran, comparándolo con el diésel convencional, que el problema radica en su mayor viscosidad que lleva a la formación de depósitos en los inyectores y cilindros, acortando la vida del motor. Otro inconveniente es el almacenamiento dilatado que favorece su descomposición y libera ácidos grasos. Estos ácidos no son completamente solubles en la mezcla y la formación de sólidos puede causar problemas en conductos y filtros. Pero la razón principal por la cual el biodiésel no puede sustituir al diésel convencional es su origen, lo que hace que compita por superficie cultivable y con la producción de alimentos. Los más puristas centran el debate sobre el balance energético, pues si bien es cierto que las emisiones de CO2 liberadas por la combustión del biodiesel son compensadas con el carbono atrapado previamente por las plantas durante el proceso de la fotosíntesis, argumentan que a la par hay que registrar las que se emiten durante el cultivo, el uso de fertilizante y pesticidas, la recolección, el transporte y el propio procesamiento de las materias primas. Precisamente, por este motivo hablamos de biocarburantes de primera generación, que consumen y agotan los suelos productivos, y de segunda generación, que no lo hacen, pues proceden de residuos, biomasa, etcétera⁸.

El hidrobiodiésel (HVO)

Del mismo modo que sucede con el FAME, el HVO se consigue a partir de aceites vegetales obtenidos de oleaginosas. En la producción de FAME, los aceites vegetales reaccionan químicamente con el metanol, mientras que en la fabricación del hidrobiodiésel los aceites vegetales reaccionan con el hidrógeno, obteniendo hidrocarburos de composición química muy similar a la del gasóleo, que no contienen azufre y con altos índices de cetano que produce un menor ruido y emisiones.

Las unidades de hidrotratamiento de las refinerías tienen como objetivo la reducción del contenido de azufre de los combustibles fósiles (hidrocarburos), para adaptarlos a las especificaciones determinadas del producto de que se trate, pero igualmente se utilizan para obtener el aceite vegetal hidrotratado. La Directiva 2009/28/CE, en su Anexo III define estos biocarburantes como el “aceite vegetal tratado con hidrógeno, aceite vegetal tratado termoquímicamente con hidrógeno”. En definitiva, un producto producido por co-procesamiento en refinería por tratamiento de la biomasa (aceites vegetales), en las que el aceite vegetal se mezcla con el diésel mineral para su tratamiento posterior con hidrógeno, produciendo una única salida de biodiésel combinado. También puede obtenerse de plantas independientes, en las que el hidrobiodiésel producido se mezcla con gasóleo convencional una vez que se ha producido.

La reacción para producir hidrobiodiésel, corresponde a la hidrogenación de los dobles enlaces olefínicos presentes en los triglicéridos del aceite vegetal y a la rotura de la molécula del triglicérido con la producción de propano (biopropano⁹), y ácidos grasos, cuya transformación final en hidrocarburos puede transcurrir por tres vías, no excluyentes, dependiendo de las condiciones del proceso, la naturaleza del aceite y de la cantidad de hidrógeno consumido 1) descarboxilación de los ácidos grasos; 2) descarbonilación de los ácidos grasos; y 3) hidrodesoxigenación de los ácidos grasos¹⁰. En España, el hidrobiodiésel se obtiene en las refinerías resultado de procesar gasóleo y aceites vegetales en la unidad de hidrodesulfuración (HDS); esto es, en las mismas instalaciones en las que se reduce el azufre del gasóleo convencional, obteniendo hidrocarburos semejantes a los del petróleo. La diferencia con la transesterificación, es que el FAME es un producto final que, aunque puede utilizare directamente en los motores, generalmente se destina a mezclarse con gasóleo de origen fósil, mientras que con la hidrogenación el producto final obtenido es gasóleo, con independencia del aceite vegetal que se utilice. En otras palabras, el proceso de hidrogenación por el que se extrae el azufre de los combustibles en una refinería, se utiliza simultáneamente para hidrogenar los aceites de origen vegetal, de forma que el producto obtenido es gasóleo, incluso de mejor especificación. Para diferenciar los compuestos de origen renovable y de origen mineral, a los efectos de su indicación en la etiqueta de venta y de la obligación de puesta a consumo de biocarburantes, se utiliza la prueba del carbono 14, que permite conocer la proporción de biocarburante de origen vegetal que contiene el gasóleo resultante del proceso ¹¹.

¹ Glicerina (CAS 56-81-5): Liquido siruposo, claro, incoloro e inodoro, sabor dulce, higroscópico, soluble en agua y alcohol, insoluble en éter, benceno y cloroformo y en aceites fijos y volátiles. Con punto de inflamación a 160ºC y temperatura de autoignición 392ºC. Se usa en resinas, celofán, explosivos gomas, productos farmacéuticos, perfumería, cosméticos, productos alimenticios, acondicionamiento del tabaco, licores, disolventes, etcétera. (Diccionario Hawlley de química y productos químicos, Omega, decimoquinta edición, RICHARD LEWIS, SR.)

² Se considera el biodiesel un combustible apto y limpio, siempre y cuando sus características fisicoquímicas cumplan las exigencias de calidad de la norma europea UNE EN14214.

³ Los triglicéridos, junto a los fosfolípidos y los esteroides, son uno de los principales lípidos. Los lípidos son compuestos orgánicos formados por carbono, hidrogeno y oxígeno, son menos densos que el agua no pudiendo disolverse en ella. Son la reserva energética del organismo. Están formados por glicerina y ácidos grasos formados por largas cadenas de carbono con enlaces simpes (suturados) o dobles (insaturados). Las grasas saturadas, en su mayoría proceden de los animales siendo sólidas a temperatura ambiente. En los aceites, predominan los insaturados siendo líquidos a temperatura ambiente, como el aceite de girasol, maíz, etcétera.

⁴ Mol, es la cantidad en gramos de cualquier sustancia que iguala a su peso molecular. Un mol de cualquier sustancia tiene el mismo número de moléculas. Lo podemos comparar con la docena. Una “docena”, (un mol) de huevos pesara distinto a una docena de tornillos, pero los dos forman un conjunto de doce elementos. Un mol de aceite, un mol de alcohol, un mol de oxígeno, todos pesan diferente, pero tienen el mismo número de moléculas en cada una de ellas (número de Avogadro).

⁵ MARTIN MITTELBACH y CLAUDIA REMSCHMIDT. Biodiesel manual completo. Martin Mittelbach 2007, página 8: “Otra ventaja de la metánolosis, comparada con la reacción con alcoholes de cadena más larga es el hecho de que los dos productos principales, glicerina y metilesteres de ácidos grasos (FAME) son inmiscibles y por tanto forman dos fases, una superior de éster y una inferior de glicerina. Este proceso separa la glicerina de la mezcla reaccionante y facilita una elevada conversión”

⁶ Reglamento (UE) nº 142/2011 de la Comisión, de 25 de febrero de 2011, por el que se establecen las disposiciones de aplicación del Reglamento (CE) nº 1069/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo por el que se establecen las normas sanitarias aplicables a los subproductos animales y los productos derivados no destinados al consumo humano, y la Directiva 97/78/CE del Consejo en cuanto a determinadas muestras y unidades exentas de los controles veterinarios en la frontera en virtud de la misma.

⁷ Las plantas de producción de biodiesel están sometidas a una exigente normativa de control con respecto a la materia prima utilizada. La gestión de los subproductos de origen animal (SANDACH) está regulada para garantizar que durante la misma no se generan riesgos para la salud humana, la sanidad animal o el medio ambiente y especialmente para garantizar la seguridad de la cadena alimentaria humana y animal. El Real Decreto 1528/2012 establece las condiciones de aplicación de la normativa comunitaria sobre SANDACH. Entre otras medidas, define las competencias de la Administración General del Estado y las comunidades autónomas (CCAA) en relación con los SANDACH, y crea la Comisión Nacional de Subproductos de origen animal no destinados al Consumo Humano como órgano colegiado interministerial y multidisciplinar, entre cuyas funciones figuran el seguimiento y la coordinación de la ejecución de la normativa sobre SANDACH. La Comisión Nacional se reúne como mínimo dos veces al año. Además, mantiene un contacto permanente con los diferentes sectores implicados en la gestión de los SANDACH.

⁸DOCUMENTOS APPA. Biocarburantes y Desarrollo Sostenible, Mitos y Realidades. Septiembre 2007, página 6: “La eficiencia energética de los biocarburantes es siempre mejor que la de los combustibles fósiles. A diferencia del gasóleo y la gasolina, que tienen siempre una eficiencia energética negativa, los biocarburantes tienen en la mayoría de los casos una eficiencia energética positiva, ya que la cantidad de energía requerida para su producción y distribución es inferior a la que contienen”.

⁹ RESOLUCION de 11 de marzo de 2019, de la Secretaría de Estado de Energía, por la que se incluye el biopropano en el anexo de la Orden ITC/2877/2008, de 9 de octubre, por la que se establece un mecanismo de fomento del uso de biocarburantes y otros combustibles renovables con fines de transporte.

¹⁰ Informe 12/2011 de la CNE (CNMC) sobre la propuesta de resolución por la que se incluye el hidrobiodiésel en la orden ITC/2877/2008, de 9 de octubre, por la que se establece un mecanismo de fomento del uso de biocarburantes y otros combustibles renovables con fines de transporte, pagina 6.

¹¹http://blogs.repsol.com/innovacion/el-carbono-14-permite-a-repsol-conocer-la-cantidad-de-renovables-en-el-hidrobiodiesel/. El carbono 14 sirve para determinar la cantidad de combustible de origen renovable presente en la mezcla final, lo que permite calcular la cantidad de aceite hidrogenado por unidad de aceite alimentando a la unidad de hidrotratamiento. ya que en el reactor de hidrodesulfuración (HDS) se introduce una mezcla de gasóleo y aceite vegetal, que da como resultado un líquido transparente e incoloro. Las plantas absorben de la atmósfera Carbono 14, que se genera constantemente de forma natural por reacciones de los átomos de Nitrógeno 14 con la radiación cósmica. Mediante la fotosíntesis incorporan el Carbono 14 a su estructura celular. A partir de ahí se incorpora a toda la cadena trófica, formando parte de la estructura del resto de seres vivos: los animales comen plantas y nosotros comemos ambas cosas. El Carbono 14 es un isótopo inestable que, una vez formado, va desintegrándose lentamente. Mientras el animal o la planta están vivos el nivel de Carbono 14 se mantiene constante, ya que el proceso de desintegración del isótopo es compensado por su incorporación constante al organismo, pero cuando mueren el único proceso que se mantiene es la desintegración que hace que 11.000 años después de la muerte ya no quede Carbono 14 en los restos.