Cynara cardunculus as an alternative crop for biodiesel production.

by Pasqualino, Jorgelina Cecilia

RESUMEN El biodiesel es un combustible de origen renovable que se obtiene a partir de aceites vegetales y grasas animales y posee propiedades similares a las del gasoil. Se produce mediante la transesterificación de los triglicéridos con un alcohol de cadena corta, en presencia de un catalizador, obteniendo biodiesel y glicerol en dos fases separadas. Los aceites más utilizados en la producción de biodiesel son los de soja, colza, girasol y palma, aunque existen alternativas como los aceites de fritura reciclados, las grasas animales y algunos cultivos no convencionales. En este trabajo se utilizó el aceite de Cynara cardunculus para producir biodiesel. Cynara cardunculus es un cardo silvestre de la familia de la alcachofa, que se encuentra adaptado al clima Mediterráneo. Su producción máxima alcanza las 2 toneladas de semilla por hectárea al año, que contienen hasta un 25 % de aceite, con una composición similar al aceite de girasol. De este modo, el Cynara cardunculus puede representar un cultivo alternativo para la producción de biodiesel, pudiéndose cultivar en tierras abandonadas. En la primera parte del trabajo se optimizaron las condiciones para la transesterificación de aceite de Cynara cardunculus sin refinar y se caracterizó el producto obtenido. El índice de acidez del aceite original (11.8 mgKOH/g) fue mayor al recomendado para la transesterificación alcalina (1- 2 mgKOH/g), resultando en la formación de gel y jabón. En algunos casos no se produjo una separación clara de las fases, reflejando la necesidad de una etapa de preesterificación para reducir el índice de acidez. La preesterificación fue optimizada utilizando diferentes temperaturas, concentraciones de metanol y catalizador, y tiempos finales de reacción. Las mejores condiciones de operación se obtuvieron para la reacción realizada a 60ºC, utilizando metanol en una relación molar de 6:1 con respecto al aceite, y un 0.5% de H2SO4 como catalizador. Finalmente, el aceite fue pre-tratado bajo las condiciones óptimas de preesterificación, con una etapa adicional de degomado. La reacción de transesterificación del aceite pre-tratado fue optimizada y los resultados comparados con los de la reacción del aceite crudo. El contenido en metilésteres fue superior al utilizar aceite pre-tratado, y las fases de metilésteres y glicerol se separaron con facilidad en la mayoría de los casos, demostrando la utilidad de las etapas de pretratamiento. La segunda parte fue la caracterización de las mezclas de biodiesel con gasoil. Las normativas europeas para el biodiesel (EN 14214) y para el gasoil (EN 590) fueron detalladas junto con sus requisitos y métodos de ensayo. Las mezclas de ambos combustibles en diferentes proporciones se analizaron de acuerdo a la norma EN 590. Las correlaciones para el comportamiento de las mezclas se determinaron mediante experimentación y balances de materia, según el caso. Se determinó que algunas propiedades como la densidad, la viscosidad, la destilación, la estabilidad a la oxidación y las propiedades en frío pueden limitar la cantidad de biodiesel permitida en la mezcla para que esta cumpla con la normativa vigente para el gasoil. Se detectó la necesidad de métodos específicos de análisis y requisitos para algunas de las propiedades. La tercera parte de este trabajo consistió en el análisis de la biodegradabilidad de las mezclas de biodiesel con combustibles de origen fósil, como fuel pesado, gasoil y gasolina. La biodegradación se determinó mediante el método de evolución de CO2. En todos los casos se observó la presencia de cometabolismo, demostrando que el biodiesel incrementa la biodegradabilidad de los tres combustibles fósiles examinados. Se analizaron además las propiedades físicas de las mezclas. UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI CYNARA CARDUNCULUS AS AN ALTERNATIVE CROP FOR BIODIESEL PRODUCTION. Jorgelina Cecilia Pasqualino