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Combustibles alternativos parte 2 - Monografía



 
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Infraestructura de suministro y tiempos de repostaje:



Los elementos necesarios en una estación de suministro de GLP para autobuses son los siguientes:
Zona de almacenamiento de GLP: Consta de los depósitos de GLP dimensionados en función del número de autobuses a GLP existentes o previstos.
Estación de bombeo: Normalmente integrada con la zona de almacenamiento y formada por las bombas y red de tuberías para llevar el gas en fase líquida hasta los surtidores. No se requieren caros compresores de alto consumo de electricidad pues el GLP se trasiega en estado líquido.
Zona de equipos surtidores: Isleta para la colocación de los surtidores de GLP. En concreto, los surtidores colocados en las cocheras de AUVASA tienen caudales máximos de 200 litros/minuto que permiten realizar el repostaje del vehículo en aproximadamente 3,5 minutos.
GLP en Costa Rica


“GAS LICUADO DE PETRÓLEO”



40% O MAS DE ECONOMÍA EN COMBUSTIBLE
PUEDE SEGUIR UTILIZANDO GASOLINA
ESTACIONES SURTIDORAS EN TODO COSTA RICA
MAS DE 1000 ADAPTACIONES EL ÚLTIMO AÑO
SE PAGA “SOLO” (CON LOS AHORROS DE TODOS LOS DÍAS)
EL SISTEMA DE COMBUSTIBLE DEL VEHÍCULO QUEDA ORIGINAL CON UN INTERRUPTOR PASA A GAS L.P. O GASOLINA

PRECIOS VIGENTES DE LOS COMBUSTIBLES POR LITRO A PARTIR DE febrero DE 2005

GAS LICUADO DE PETRÓLEO……………..¢223.00
Diesel…………………………….¢260.90
Gasolina regular……………………¢348.80
Gasolina super……………………..¢364.90

Gas L.P. comparado con la Gasolina.


. -75% menos monóxido de carbón.
. -85% menos hidrocarburos.
. -40% menos óxidos de nitrógeno.
. -87% menos potencial de formación de ozono trposférico.
. -10% menos dióxido de carbón.


Gas L.P. comparado con el Diesel.



. -90% menos partículas (humo negro).
. -90% menos óxidos de nitrógeno.
. -70% menos potencial de formación de ozono troposférico.
. -60% menos monóxido de carbón.

ESTACIÓN DE SERVICIO COOPETAXI R. L.



En Costa Rica, el inicio del uso masivo del gas licuado de petróleo como combustible en el transporte, tiene como principal acontecimiento que la Estación de Servicio Coopetaxi R.L. mostrara su anuencia para que dentro de sus instalaciones se instalara un surtidor especializado para este combustible, no solo siendo el primer lugar en Costa Rica, sino en toda el Área centroamericana.
Es así como luego de engorrosos trámites por varios meses, el actual Ministro del Ambiente y Energía, en su calidad de Ministro a.i. por el año 1997, Lic. Carlos Manuel Rodríguez E., muestra su anuencia para que se de el permiso para su funcionamiento

- Es así como hasta la fecha, luego de mejoras, sigue siendo una estación de servicio que ha marcado la pauta para la comercialización del Gas Licuado de Petróleo para uso vehicular.

Seguridad:


La seguridad de los vehículos e instalaciones en flotas movidas por Gas Licuado del Petróleo es un tema completamente resuelto. Las principales experiencias europeas (500 autobuses de Viena y los 75 autobuses que circulan en Valladolid desde 1.993 hasta la actualidad) han demostrado, a través de las estadísticas de siniestralidad, que los riesgos que puede presentar la utilización del GLP son comparables a los de otros combustibles, debido fundamentalmente a la estricta normativa aplicable y las medidas de seguridad adicionales aplicadas tanto para depósitos de almacenamiento, conducciones y accesorios sobre el vehículo, como para las instalaciones de talleres, cocheras y estaciones de carga. Cuando se trabaja en cualquier clase de combustible (gasolinas, gasóleos, GNC, GLP, etc.) es necesario adaptar las instalaciones para cumplir con las exigencias de seguridad que se requieran en función de las características físico-químicas de cada combustible. En concreto para GLP, los talleres deben incorporar: ventiladores de extracción en los fosos, instalaciones eléctricas antideflagrantes y sistemas detectores de presencia de gases.

Características del vehículo y resultados obtenidos:



Como hemos mencionado anteriormente, los vehículos que tenemos en nuestra explotación son de la marca MAN, modelos SL 202 F/GLP y NL 242 GLP, estos últimos de piso bajo y suspensión neumática integral. Las características de los mismos son las siguientes:
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 Autonomía y consumo:



El modelo SL 202 va equipado con 5 depósitos de 100 litros cada uno cuyo llenado no puede sobrepasar el 80%, lo que equivale a disponer de 400 litros de GLP y dado que el consumo a los 100 litros oscila entre los 105 litros tiene aproximadamente una autonomía de 380 kms. El modelo NL 241 dispone de 3 depósitos de una capacidad de 200 litros cada uno, lo que supone un total de 600 litros y, al igual que los anteriores, sin poder sobrepasar el 80% que equivale a 480 litros. El consumo de estos últimos está alrededor de los 110 litros teniendo una autonomía aproximada de 436 km.

Kilómetros recorridos y tiempos de repostado:



Estos vehículos dado que llevan incorporados a nuestra flota, los primeros varios años y los últimos recientemente, están realizando una media anual de 45.000 km. El tiempo de repostado de los vehículos oscila entre 3 - 3,5 minutos.

Coste:



El coste del GLP por litro es variable y está relacionado con el del gasoil.

Almacenamiento:


Tanto en tanques de almacenamiento como en los depósitos de los vehículos la presión oscila entre 7 - 8 kg./cm2. Por último, debemos resaltar que estos vehículos han tenido una gran acogida tanto por la opinión pública como por nuestros conductores y personal de taller.

Veggie Van:




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Se llama ” la furgoneta de Veggie ” y se aprovisiona de combustible con aceite vegetal usado de restaurantes de los alimentos de preparación rápida.  Durante los veranos de 1997 y 1998, la furgoneta de Veggie tomó América por la carretera, registrando 25.000 millas en el combustible del biodiesel y apareciendo en la Today Show, Dateline, y CNN. Author Filmmaker y Joshua Tickell condujeron la furgoneta de Veggie a través de los E.E.U.U. y escribieron el libro en la fabricación del combustible del aceite vegetal.

En talleres manuales,  se aprende cómo convertir un diesel al funcionamiento en ACEITE VEGETAL del 100% (con un biodiesel que comience para arriba y a ras) con el sistema de greasecar.  Conducido por Jason Goodman de Sebastopol California.  Jason ha registrado 20.000 millas en sus dos vehículos diesel accionados por aceite vegetal para convertir un diesel de 6,9 litros en el conejo de VW en el 8vo. Joshua Tickell detalla todo el cómo, a aspectos de hacer y de usar el combustible del biodiesel, así como usar el aceite vegetal recto como combustible.

Cualquier motor diesel puede ejecutarse con aceite vegetal, este libro le dice cómo.  En “De la sartén al depósito de gasolina”,el experto Joshua Tickell revela los problemas de nuestra dependencia del combustible fósil y ofrece una solución asombrosamente simple y barato: aceite vegetal limpio. “De la sartén al depósito de gasolina” proporciona de una manera fácil entender las instrucciones para ejecutar un motor diesel en el aceite vegetal. Tres métodos para ejecutar un motor diesel en el aceite vegetal se describen detalladamente, incluyendo cómo hacer el biodiesel del aceite de cocina usado y cómo ejecutar un motor diesel en el aceite vegetal recto. “De la sartén al depósito de gasolina” también incluye las instrucciones para construir un procesador del biodiesel y hacer crecer y procesar cosechas. Aparecen 130 fotografías, gráficos y diagramas, este libro es la guía definitiva para usar el aceite vegetal como combustible alternativo. “De la sartén al depósito de gasolina” contiene toda la información necesaria para ser independiente de los combustibles fósiles por siempre.

La fabricación del Biodiesel parte del aceite de cocina usado. El combustible de Veggie da al usuario todo lo que necesita saber para hacer el biodiesel del aceite vegetal nuevo o usado, tirado y corregido. Las fuentes incluyendo la soda cáustica (lejía), el metanol, y el equipo necesario usado del aceite de cocina incluyendo el tipo de escala, de eyedropper graduado, y de fuentes de seguridad cómo la reacción del biodiesel trabaja en un llano químico que hacen una reacción simple del biodiesel en un mezclador que prueba los hechos importantes de la gravedad.

Y además. . .:


El biodiesel, mezcla de gasóleo y aceite de girasol, abaratará los carburantes :
La posibilidad de mezclar gasóleo con aceite de girasol, supondría “un abaratamiento” de los precios de los carburantes para los usuarios, según José Luis García Fierro, profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).


Corteza de eucalipto :


En cuanto al consumo de biomasa para generar electricidad, en 1999 alcanzó las 148 toneladas equivalentes de petróleo. En este apartado son varias las instalaciones que trabajan, aunque destaca la experiencia que lleva a cabo la cooperativa cordobesa El Tejar y la planta de cogeneración de la Empresa Nacional de Celulosa en Huelva. En este último caso se utiliza corteza de eucalipto y lejías negras con apoyo de gas natural para generar 27 megawatios de electricidad, lo que supone energía suficiente para el consumo doméstico de una población de unas 75.000 personas. La cooperativa Nuestra Señora de Araceli, de El Tejar, en la provincia de Córdoba, es una de las empresas que ha apostado con mayor fuerza por la biomasa en Andalucía, y en 2002 prevén producir unos 73 megawatios de energía, lo que podría dar servicio doméstico a una población de casi 200.000 personas. Según Salvador Osorio, director industrial de Oleícola en Tejar, la empresa se dedica a recibir y tratar los residuos de la industria del aceite de oliva. Han acuñado el término de alperujo, para denominar a los residuos que transforman, procedentes de las ocho provincias andaluzas y de Extremadura. Las previsiones de la cosecha de la aceituna para 2000 indican que se obtendrán unos 5 millones de toneladas de aceituna, de las cuales, 4 millones son residuos. Esta cooperativa cordobesa captará aproximadamente el 25% del total de los residuos, es decir, un millón de toneladas.
Los residuos reciben diversos usos, como la conversión del hueso en combustible ecológico, aunque tras la explotación de todo lo aprovechable, el residuo final se hace arder en unas calderas que producen vapor de agua que mediante una turbina y un alternador se convierte en electricidad que se vierte directamente a la red general.


Alcoholes:


Históricamente los alcoholes fueron utilizados en la época de desarrollo de los motores de combustión interna por su gran disponibilidad. En la actualidad, el resurgimiento de los alcoholes como combustibles es una solución para el problema que atraviesan los países que no cumplen el 100% de las necesidades del petróleo teniendo que importarlo, además de ofrecer otras ventajas ecológicas y económicas.

De la gran familia de los alcoholes, el etanol y metanol son los dos compuestos que mezclados con nafta (derivados del petróleo) se están empleando como combustibles alternativos, sobre todo en automoción.

Algunos de los más importantes son: Alconafta E 15, Gasohol E10, E93, E85, E95, etc… Todos estos compuestos son mezclas de etanol con diferentes porcentajes de concentración con naftas.

ALCOHOL EN COSTA RICA


Producción agrícola e industrial:



Diversos productos agrícolas han sido sugeridos para producir biocombustibles en Costa Rica, como la caña de azúcar, el sorgo y la palma, sin embargo en los limites de este estudio, se trata más detalladamente de la caña de azúcar, que ya ocupa actualmente una área alrededor de 40 mil hectáreas, ósea, cerca de 1% del área del país. Las zonas de Guanacaste y Puntarenas son las más importantes para este cultivo.


Indicadores de la industria de caña en Costa Rica


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*    TC/ha: toneladas de caña por hectárea,
kgA/TC: kg de azúcar por tonelada de caña

La Tabla Anterior y las figuras a seguir muestran una relativa estabilidad para el área cosechada y los indicadores de productividad para la industria azucarera costarricense. De la producción total de 376.166 toneladas en el 2002, se consumió internamente 60% y se exportó lo restante, siendo 15,9 mil toneladas en términos preferenciales (cuota americana). El ingreso total con las exportaciones de azúcar fueron 26,8 millones de dólares en este año.

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Evolución de los indicadores de la industria de caña en Costa Rica



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Evolución de las productividades agrícolas e industrial de la agroindustria azucarera de Costa Rica



Las estadísticas del sector de caña de azúcar de Costa Rica incluyen datos interesantes sobre alcohol. A pesar de la capacidad existente para producción de etanol en dos ingenios (Catsa y Toboga), ha sido una actividad más rentable la deshidratación de alcohol hidratado importado, para posterior exportación de etanol anhidro carburante al mercado americano, debido a los precios practicados en el mercado internacional y las condiciones preferenciales en el marco del Caribean Basin Initiative, CBI, (alcohol hidratado importado a 0,17 US$/litro y alcohol anhidro exportado a 0,34 US$/litro). Así, para la zafra 2001-2002, se importaron 1.283 mil litros de alcohol de Europa y fue exportado un volumen casi idéntico a EUA, correspondiendo una ganancia neta de 2,96 millones de dólares. Para la zafra 1999-2000, estos volúmenes fueron casi cuatro veces mayores. Se menciona aún que las compras de alcohol hidratado a ingenios de Costa Rica se interrumpieron desde el 2001, para cumplir con las regulaciones establecidas por la Unión Económica Europea. En la zafra 2001-2002, de las 138,4 mil toneladas producidas de miel final, el 39% se destinó a la elaboración de alcohol carburante.

Capacidad de molienda de los ingenios de Costa Rica



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Con relación a la capacidad de procesamiento de caña por unidad productora, conforme indica en la Tabla 5, los ingenios de Costa Rica varían bastante, entre 6.000 a 680 ton/dia. Los cinco mayores ingenios corresponden al 64% de la capacidad total de molienda y procesaron en la zafra 2001/2002, el 71% del total de caña cosechada. Se puede observar que tal concentración de capacidad no se traduce en diferencias marcadas de la productividad. Para los 14 ingenios que procesaron caña en el 2001/2002 (el ingenio Florencia y San Ramón no procesaron caña en esta zafra), la Figura 12 relaciona algunos indicadores de productividad industrial y la capacidad informada de procesamiento, quedando evidente que, por lo menos en este caso, la escala no afecta significativamente el nivel de extracción y la cantidad de azúcar producida por tonelada de caña. Por otra parte, el numero de días efectivos de zafra, el cociente entre la cantidad de caña procesada y la capacidad del ingenio presenta alguna relación con la capacidad, probablemente no determinada por problemas en la unidad industrial y sí por la limitada disponibilidad de caña.

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Relación entre indicadores de productividad y capacidad para los ingenios de Costa Rica, zafra 2001/2002



Por permitir una zafra más larga y el eventual almacenamiento de los granos para posterior utilización, el sorgo también ha sido considerado para producción de etanol en Costa Rica, particularmente en Guanacaste. Como ventajas adicionales se apuntan el alto valor de los subproductos y la posibilidad de mecanización.

Otro cultivo de potencial interés para biocombustibles es la palma para la cual se afirma ya existirán más de 46 mil hectáreas plantadas en las regiones Central y Pacifico Sur, además de las perspectivas de significativa expansión en la región Atlántica. Según informaciones de los productores, la productividad típica de estos cultivos es de 25 ton/ha, pero que con manejo adecuado podrían llegar a los 35 ton/ha. Actualmente, en plantas para procesamiento de los frutos de palma existe una capacidad alrededor de 48 mil toneladas anuales, pero que podría incrementarse en 24 mil toneladas más anuales al agregarse dos plantas nuevas, una de ellas en la región Atlántica, que estarían por concluirse.

-    Condiciones del mercado de combustibles:



La Tabla 6 proporciona los datos básicos sobre la demanda de combustibles en Costa Rica, donde se percibe que los consumos de diesel y de gasolina son aproximadamente iguales. Los combustibles automotivos responden por más del 78% del consumo de derivados en el país, una participación elevada y que confirma la importancia del sector de transporte en la demanda energética.

Consumo de combustibles en Costa Rica (millones de litros)



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La compañía estatal RECOPE tiene el monopolio de las actividades de importación, refinería y distribución (a granel) de derivados. La Refinadora Costarricense de Petróleo RECOPE, con capacidad nominal de 25 mil barriles diarios de procesamiento, ha operado a cargas limitadas alrededor de 60% de su capacidad. Incluyendo el petróleo bruto y los derivados importados, en el 2002 la factura petrolera de Costa Rica sumo 424 millones de dólares, cerca del 10% del total de divisas obtenidas con importaciones. Apenas con la importación de gasolina regular y súper se consumió 148,4 millones de dólares, lo que representa 35% de la factura petrolera.

Los precios de los combustibles están controlados al nivel de productor y son definidos utilizando una relación paramétrica con base en los precios internacionales, con reajuste periódico. Para la distribución y la venta al por menor, los precios están liberados ( los precios del combustible no los controla el productor porque se trata de un monopolio, ni estan liberados por el contrario los mismos son regulados por la ARESEP Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos ). Los precios medios en el 2002, respectivamente para la gasolina regular, la gasolina súper y el diesel fueron de 0,557; 0,581 y 0,404 US$/litro. La tributación está basada en un impuesto único, específico, definido anualmente, cuyo valor para los combustibles anteriores es de 0,307; 0,329 e 0,205 US$/litro, respectivamente. El impuesto sobre los combustibles representa el 56% del precio al consumidor de gasolina (promedio ponderado entre súper y regular) y el 51% para el diesel. La recaudación de tributos sobre los combustibles, básicamente sobre los automotivos, en el 2002 correspondió a 15,2% de la recaudación total del Estado.

De acuerdo con una base de datos recientemente revisada, el parque vehicular de Costa Rica, en el 2002 contaba con un total de 798.710 vehículos, de los cuales 625.763 eran a gasolina, correspondiendo al 78,7%. La proporción de vehículos a gasolina tiende a mantenerse y llama la atención la elevada tasa de crecimiento de esta flota, superior al 8% en los últimos años. El mismo estudio, determina una edad promedia de 14,9 años para el parque automotor, con un desvió típico de 8,5 años, e indica que la importación de vehículos usados viene envejeciendo la flota del país. Otro levantamiento, también en el 2002, mostraba que el porcentaje acumulado de vehículos con menos de 10 años era de 92,8%. (se sugiere respetuosamente revisar los datos porque parece existir contradicción en lo señalado en cuanto a la edad del parque ya que por un lado se habla de una edad promedio de 14,9 años y por otro se indicaque el porcentaje acumulado de vehículos con menos de diez años es de 92,8%)

-    Experiencias, perspectivas y observaciones



Hace más de veinte años, se desarrolló en Costa Rica una relevante experiencia de uso de etanol carburante, con poco éxito y diversos problemas, que dejaron cicatrices importantes y un difuso desencanto, manteniendo hasta hoy dudas sobre las ventajas de esta alternativa energética, cuadro que cumple superar para su eventual retomada.

En una detallada revisión de esta tentativa, revela que desde 1918 se experimentaba emplear alcohol en motores en Costa Rica, más fue apenas a mediados de los años setenta e inicio de los ochenta que, debido a la fuerte dependencia energética en un contexto de precios elevados del petróleo, conjugada con una baja cotización del azúcar, apeló a considerar el alcohol carburante de la caña como una opción real. Para implementar una acción en este sentido, el Gobierno del periodo 1974-78 empezó con la planificación de un “Programa de Combustibles Renovables”, buscando reducir la dependencia de combustibles importados y a finales de 1977, determinó a CODESA ( empresa estatal para el desarrollo de la economía mixta) la instalación de una destilería y que RECOPE (Refinadora Costarricense de Petróleo, empresa estatal con el monopolio de refinería e importación de petróleo y derivados) debería comprar toda su producción para mezclar a la gasolina, en un contenido de 20% de alcohol. A finales de 1978 estaba instalada una destilería en el ingenio de CATSA, Central Azucarera de Tempisque, subsidiaria de CODESA. Entre 1979 y 1983, cuando CATSA anunció su decisión de no producir más alcohol a corto plazo, fueron producidos 24,6 millones de litros de etanol hidratado, menos de 10% de su capacidad y siempre empleando únicamente melazas.

Los principales motivos apuntados para que tal programa de alcohol carburante no haya avanzado pueden ser agrupados esencialmente en problemas en la producción y en la utilización del biocombustible. Por el lado de la producción, además del alcohol presentar reducida competitividad frente al azúcar y a la gasolina en las condiciones del principio de los ochenta, restricciones de suministro de caña fueron determinantes para la baja disponibilidad de alcohol. De hecho, CATSA, como complejo azucarero, nunca había contado con caña suficiente para operar a más de 60% de su capacidad y así, para producir biocombustible debería dejar de exportar azúcar o de vender miel, con perdidas económicas. En las fases de distribución y consumo, las dificultades también tuvieron un carácter económico y técnico, pues no hubo incentivos para el nuevo combustible; al contrario, el mecanismo de fijación de los precios al productor desfavorecía a CATSA y para el consumidor la relación de precios gasolina /gasohol evolucionó de la siguiente manera: en 1981, 97,4%, en 1982, 93% y en 1983, llegó a 92%. Los problemas de orden técnico estarían asociados a una infraestructura de distribución deficiente y aparentes efectos sobre los vehículos, eventualmente por especificación inadecuada del biocombustible (comentase que frecuentemente ocurría separación de agua de la mezcla) o posiblemente por un conocimiento mejor de la tecnología del alcohol y sus implicaciones, al punto de decidirse por empezar con una mezcla elevada como 20%. Sumase a tal conjunto de factores adversos la campaña contraria de otros grupos de interés y es fácil percibir que este programa no podría ir adelante. Efectivamente, solo durante el periodo entre abril de 1981 a noviembre de 1982 se vendieron mezclas de etanol/gasolina en 33 estaciones de servicio del Área Metropolitana de Costa Rica y muchas personas se recuerdan de este combustible como fuente de problemas.

Aunque el alcohol carburante no se haya insertado en la matriz energética de Costa Rica, este país viene exportando este biocombustible para los EUA prácticamente desde que dejo de consumirlo internamente. Como estímulos importantes para este nuevo mercado para la industria de caña de azúcar vale mencionar la decisión americana de emplear el etanol como aditivo oxigenante de la gasolina y las condiciones preferenciales que la Iniciativa de la Cuenca del Caribe brinda a los exportadores. Desde 1985 Costa Rica exporta alcohol anhidro a través del terminal de Punta Morales, en la costa occidental (Puntarenas), en donde se instalara una columna deshidratadora asociada a otra rectificadora. Como es mencionado al presentar las estadísticas del sector de caña de azúcar, esta unidad opera agregando valor al alcohol importado, para exportación. Un actor importante en este contexto es la Liga Agrícola Industrial de la Caña de azúcar, LAICA, ente que agremia los ingenios del país y entre otras atribuciones, opera la unidad de Punta Morales y coordina la comercialización externa de azúcar y alcohol.

Actualmente la infraestructura disponible para producción de etanol carburante en Costa Rica cuenta con tres unidades productoras: en Guanacaste de las plantas destiladoras (CATSA, 200 mil litros/día y Taboga, 150 mil litros/día) y en Puntarenas la planta deshidradatora/rectificadora de LAICA. Para una zafra de 120 días, la producción de alcohol podría ser de aproximadamente 42 millones de litros. La capacidad de la planta deshidratadora es de 110 millones de litros por zafra. Como afirma Chaves Solera, “el etanol no representa ninguna novedad para la agroindustria azucarera costarricense”.

Recientemente, las propuestas de un nuevo programa para promover el etanol en Costa Rica encontraron apoyo en el Ejecutivo, que en mayo de este año editó el Decreto No 31087- MAG-MINAE, creando la Comisión Técnica de Trabajo para “formular, identificar y diseñar estrategias para el desarrollo del etanol anhidro, destilado nacionalmente y utilizando materias primas locales, como sustituto del MTBE de la gasolina”. Los principales objetivos presentados para este decreto fueron el desarrollo agroindustrial (reactivación económica, generación de valor agregado), la mejora ambiental (sustitución del MTBE y eventualmente reducción del contenido de azufre del diesel a través del uso de biodiesel) y desde el punto de vista energético, la diversificación de fuentes y reducción de la dependencia externa de combustibles. Se espera que esta Comisión, involucrando los distintos entes vinculados al tema (Ministerio de Agricultura y Ganadería, Ministerio de Ambiente y Energía, RECOPE, LAICA) mejore las informaciones sobre biocombustibles y proponga un plan de acción para el uso de etanol en Costa Rica, incluyendo el marco legal necesario, el dimensionamiento del programa, requerimientos de calidad, aspectos de tecnología automotiva, temas económicos y una evaluación de las ventajas para el país y la agroindustria. ( es importante aclarar que aunque el  Decreto No 31087- MAG-MINAE, hace referencia tanto al uso del etanol como del biodisel, en realidad la Comisón  ya conformada se creo unicamente para  investigar la viabilidad del etanol y a la fecha no se ha integrado la Comisón de estudio para el Biodisel)

Este decreto, además de crear la Comisión y determinar sus objetivos, también establece que a partir de enero de 2005 la gasolina costarricense deberá contener etanol anhidro, bajo los lineamientos que la Comisión definirá y la RECOPE ( eliminar el artículo la) deberá cumplir, adecuando por tanto sus contratos. Esta comisión ha desarrollado un plan de trabajo y en lo que fue posible acompañar, están logrando avanzar en los fundamentos técnicos, que permitan dar la necesaria credibilidad al etanol, sea en la distribución del biocombustible o en los motores. Un tema difícil, pero que parece caminar, se refiere a la factibilidad económica y a los precios, en la medida que se pone cada vez más clara la brecha entre los precios actuales de los combustibles convencionales y los precios que podrían tener los biocombustibles, evidenciando la necesidad de un mecanismo de soporte, que tenga en cuenta factores ambientales, de desarrollo agroindustrial y de política energética. Una de las posibles definiciones será la eliminación del empleo de MTBE como oxigenante de la gasolina.

En el marco de los trabajos de la Comisión, se realizan estudios para evaluación económica de las mezclas biodiesel y diesel convencional. ( es conveniente aclarar que la Comisión creada por el supracitado decreto únicamente realiza estudios sobre etanol y el biodisel sería analizado por otra Comisión integrada para tal efecto ). De acuerdo con este trabajo, para una planta capaz de producir 20 mil toneladas de biodiesel por año, al nivel de 5% del mercado previsto para 2005, se estiman inversiones de 8 millones de dólares, que demandaría la producción de una área entre 2.500 a 4.000 hectáreas, respectivamente para productividades de 5 a 8 toneladas de aceite por hectárea. Considerando los costos operacionales, se proyectó un margen de industrialización de 88 US$/ton de biodiesel, que al agregarse el costo de la materia prima, alrededor de 300 US$/ton de aceite bruto (”precio mínimo de sustentación”), lo que permite estimar un costo de 388 US$/ton de biodiesel, a ser comparado con el precio promedio de 188 US$/ton de diesel. Vale observar que entre 1995 al 2001, el precio promedio para el aceite de palma fue de 490 US$/ton. Estos valores, preliminares, dan una buena idea de las diferencias que se deben compensar o justificar para promover este biocombustible, en un contexto de paridad de precios al consumidor.

En un país con la tradición democrática de Costa Rica, la proposición de producir y usar biocombustibles está recibiendo a través de la Comisión, una atención plural, enriquecedora para todos los entes involucrados. Seguramente la construcción de consensos en temas con tan amplia gama de relaciones e impactos no es una tarea sencilla, pero sin duda podrá llegarse a conclusiones más maduras y definiciones de real interés para toda la sociedad. Luego de una experiencia complicada y fracasada como fue la tentativa de los años ochenta, esto es posiblemente el camino más sensato

Ventajas:


Una de las principales ventajas de estos combustibles, es que pueden ser utilizados en motores normales, con ligerísimas modificaciones, e incluso en los motores más modernos éstas no son necesarias.

Las emisiones contaminantes de los alcoholes no en el peor de los casos al 50% de las de un motor normal de gasolina.

Se produce un aumento del calor de vaporización, que genera una mayor potencia, por lo que con motores de pequeñas cilindradas pueden conseguirse rendimientos equivalentes a motores de gasolina de mayor cilindrada.

Uno de las principales ventajas del alcohol como combustible radica en que es un recurso renovable, no como los hidrocarburos que representan una riqueza única.

Además en el marco económico podemos destacar  que debido al aumento del precio de las gasolinas, se comenzarán a rentabilizar la inversiones en la producción de etanol, sobre todo a partir de la fomentación de los cultivos de la caña de azúcar de la que proviene en su mayoría.


Desventajas:



Aun siendo un avance, sigue dependiendo de combustible fósiles, incluidos en su composición, y su principal utilización seguiría siendo en motores de combustión que aunque no tanto seguirían contaminando, por ello es muy importante el estudio de nuevos sistemas de aprovechamiento como la células de combustible de las que hablaremos posteriormente.

Y como no, las presiones de las petroleras relentizan en gran medida todos estos estudios, ya que para sus compañías estos avances supondrían la ruina.

Biotecnología: cuando los autos se mueven a alcohol



En todos los países del mundo los autos se mueven gracias a combustibles derivados del petróleo. Sin embargo, es posible usar la biotecnología para producir combustibles alternativos, como el alcohol (etanol). A pesar de que se trata, por lo menos hasta el momento, de un producto más caro que la nafta o gasolina, presenta varias ventajas y muy importantes:

- Se produce a partir de cultivos agrícolas, que son fuentes renovables de energía
- Puede obtenerse a partir de cultivos propios de una región, permitiendo la producción local del biocombustible
- Permite disponer de combustible independientemente de las políticas de importación y fluctuaciones en el precio del petróleo
- Produce mucho menos emisiones nocivas para los seres vivos, el agua y el aire o La producción podría realizarse a partir de desechos agrícolas, forestales, industriales o municipales.

Actualmente el alcohol se produce principalmente a partir de caña de azúcar o maíz (en algunos casos el maíz es mezclado con un poco de trigo o cebada), cuyos hidratos de carbono son fermentados a etanol por las levaduras del género Saccharomyces. La caña de azúcar es sin duda la fuente más atractiva para la producción de etanol, ya que los azúcares que contiene son simples y utilizables directamente pmayor inconveniente es que resulta muy cara como materia prima. or las levaduras. El idos y producen como parte de planes y programas subsidiados por sus respectivos gobiernos.
Los cultivos como el maíz son ricos en almidón, un hidrato de carbono complejo que necesita ser primero transformado en azúcares simples. Este proceso se denomina sacarificación, e introduce un paso más en la producción, con el consecuente aumento en los costos.
Las materias primas ricas en celulosa, como los desechos agrícolas y forestales son las más abundantes y baratas, sin embargo la conversión de la celulosa en azúcares fermentables es un proceso complejo y costoso que hace que la obtención de etanol a partir de desechos no sea rentable, al menos por ahora.
Los principales productores de alcohol como combustible son Brasil, Estados UnCanadá. Brasil lo produce a partir de la caña de azúcar y lo emplea como “hidro-alcohol” (95% etanol) o como aditivo de la gasolina (24% de etanol). Estados Unidos y Canadá lo producen a partir de maíz (con un poco de trigo y cebada) y lo utilizan en diferentes formulaciones que van desde el 5% al 85% de etanol.

El Hidrógeno: la gran esperanza:



Durante más de un siglo el hidrógeno de ha considerado como un combustible conveniente y limpio. Puesto que puede obtenerse de una diversa gama de fuentes domésticas, el hidrógeno podría reducir los costos económicos, políticos y ambientales de los sistemas de energía.

El hidrógeno es un portador de energía  como la electricidad y puede producirse a partir de una amplia variedad de fuentes de energía tales como: el gas natural, el carbón, la biomasa, el agua, etc., así como de las aguas negras, de los residuos sólidos e incluso desechos del petróleo.

Las ventajas y desventajas del hidrógeno derivan de sus propiedades físicas básicas. La molécula de hidrógeno es la más ligera, la más pequeña y está entre las moléculas más simples, además, es relativamente estable. El hidrógeno tiene más alto contiene más alto contenido de energía por unidad de peso que la combustión a altas relaciones de compresión y altas eficiencias en máquinas de combustión interna. Cuando se le combina con el oxígeno en celdas de combustible electroquímicas, el hidrógeno puede producir electricidad directamente, rebasando los límites de eficiencia del ciclo de Carnot obtenidos actualmente en plantas generadoras de potencia.

Como desventajas, el hidrógeno tiene una temperatura de licuefacción extremadamente baja (de unos 20 Kelvins) y una energía muy baja por unidad de volumen como gas o como líquido (una tercera parte de la del gas natural o una gasolina). Otras desventajas son: la obtención del hidrógeno líquido requiere de un proceso altamente consumidor de energía, el transporte de hidrógeno gaseoso por conductos es menos eficiente que para otros gases, y los contenedores para su almacenaje son grandes y el almacenamiento de cantidades adecuadas en un vehículo todavía representa un problema significativo (en este campo los ingenieros alemanes de BMV son los que más avances han conseguido dado que llevan trabajando con este tipo de sistema durante bastante tiempo, e incluso se atreven a decir que serán los primeros en lanzar un modelo al mercado). Además habría que señalar que el hidrógeno no es tóxico y no es contaminante, pero es difícil de detectar sin sensores adecuados ya que es incoloro, inodoro y su flama al aire es casi invisible.

Según los expertos, el punto de introducción para la energía con base en el hidrógeno el sector transporte, dado que ya estamos acostumbrados a pagar unas 8 veces más cara la energía para este consumo que para el del hogar por ejemplo. Además la eficiencia de los motores de hidrógeno supera con creces el rendimiento de los más modernos de gasolina, dado que mientras estos llegan a un 13%, los de hidrógeno ya sean híbridos o de pilas de combustible llegarían al 35 e incluso el 45%.


Introducción a los diferentes tipos de alcoholes: Metanol y Etano.



Los alcoholes son derivados de simples hidrocarburos (moléculas formadas por carbono e hidrógeno) y se caracterizan por tener un grupo oxidrilo (OH) unido a uno de los átomos de carbono en sus moléculas.
Los alcoholes simples de bajo peso molecular como el metanol son incoloros, volátiles, líquidos, inflamables y solubles en agua. Cuando el peso molecular crece, el punto de ebullición, el punto de fusión y la viscosidad crecen y la solubilidad en agua decrece. Estas propiedades físicas pueden ser alteradas por la presencia de otro grupo funcional (es un átomo o grupo de átomos unidos entre sí y al resto de las moléculas de una determinada manera estructural).
La mayoría de los alcoholes de bajo peso molecular son los de mayor importancia comercial. Son usados como solventes en la preparación de pinturas, anticongelantes, productos farmacéuticos y otros compuestos.
En la gran familia de los alcoholes se encuentran el “etanol” y el “metanol” dos compuestos que mezclados con nafta se están implementando como combustibles alternativos en los motores de automóviles.

Metanol



También llamado alcohol metílico o alcohol de madera, porque originalmente se obtenía mediante la destilación de ésta en ausencia de aire. Actualmente, con las técnicas existentes puede producirse a partir de fuentes variadas y abundantes: gas natural, carbón, madera e incluso los residuos orgánicos (biomasa), aunque lo más común es producirlo sintéticamente.
Su fórmula química es: CH3-OH.
Es el más simple de los alcoholes. Es incoloro, tóxico y causa ceguera por destrucción irreversible del nervio óptico. Una ingestión de más de 30 ml causa la muerte.
Es usado en la fabricación de ácido acético y otros compuestos químicos. Es un solvente para los plásticos, pintura, barnices y sirve como anticongelante en automóviles.
Su alto octanaje y seguridad hacen que sea el combustible elegido para Las 500 Millas de Indianápolis desde 1965. Además, la reducción en la emisión de contaminantes y las pocas modificaciones (relacionadas con su alta corrosión) necesarias para permitir a los motores nafteros el uso del metanol hicieron que se popularice como un combustible alternativo en vehículos de competición y particulares en otros países del mundo.
Un derivado químico del mismo llamado methyl tertiary butyl ether, MTBE, comenzó a ser usado en nuevos combustibles alternativos para reducir las exhaustivas emisiones de contaminantes.

Etanol



También llamado alcohol etílico o alcohol de grano, porque es un líquido derivado de los granos de maíz u otros granos. El etanol se puede producir a partir de 3 principales tipos de materias primas:

- Materias ricas en sacarosa como la caña de azúcar, la melaza y el sorgo dulce.
- Materias ricas en almidón como los cereales (maíz, trigo, cebada, etc) y los tubérculos (yuca, camote, papa, malanga, etc). - Materias ricas en celulosa como la madera y los residuos agrícolas.

Desde el punto de vista técnico, la caña de azúcar es una de las materias primas más atractivas de biomasa. Lo anterior se debe a que los azúcares que contiene se encuentran en una forma simple de carbohidratos fermentables y además durante su procesamiento se genera el bagazo, que se usa como combustible en la producción de etanol. El principal inconveniente de la caña de azúcar son los costes de producción. Además, se requieren tierras fértiles para su cultivo las cuales podrían ser destinadas a la producción de alimentos.
Por su parte, las materias ricas en almidón contienen carbohidratos de mayor complejidad molecular que necesitan ser transformados en azúcares más simples por un proceso de conversión (sacarificación), lo que introduce un paso más en la producción con el consiguiente aumento en los costes de capital y de operación. No obstante lo anterior, existen ciertos cultivos amiláceos como es el caso de la yuca, los cuales se pueden establecer con un mínimo de insumos y en tierras marginales en donde generalmente otras especies más exigentes no se desarrollan.

Finalmente, las materias primas ricas en celulosa son las más abundantes, sin embargo la complejidad de sus azúcares hacen que la conversión de estos en carbohidratos fermentables sea una tarea difícil y poco rentable en la actualidad. Los procesos de hidrólisis ácida y enzimática de sustratos celulósicos se encuentran poco desarrollados a nivel industrial, sin embargo se esperan avances importantes en los próximos años.

La fórmula química del etanol es: CH3-CH2-OH



- Es un líquido inflamable, incoloro y es el alcohol de menor toxicidad.
- Es usado en las bebidas alcohólicas y como desinfectante o solvente.
- Posee un alto octanaje y una mayor solubilidad en gasolina que el metanol.
- Además es usado como un aditivo que se le añade a la gasolina para oxigenarla, llamado Ethyl Tertiary Butyl Ether, ETBE, el cual ayuda a que se produzca una mejor y limpia combustión.

A parte de estos existen otros tipos de combustibles alternativos, los mas utilizados són:

E5: Es una mezcla de nafta súper sin plomo con 5 % de etanol anhidro (se entiende por etanol anhídrico al que tiene el 99,5 % como grado de hidratación).
GASOHOL (E10): Es una mezcla que contiene 90% de nafta súper sin plomo y 10% de etanol anhidro por volumen.
ALCONAFTA (E15): Es una mezcla que contiene 15% de etanol anhidro y 85% de nafta súper volumen.
E85: Es una mezcla que contiene 85% de etanol anhidro y 15% de nafta súper sin plomo por volumen.
E93: Es una mezcla que contiene 93% de etanol anhidro, 5% de metanol anhidro y 2% de kerosén por volumen.    E95: Es una mezcla que contiene 95% de etanol anhidro y 5% de nafta súper sin plomo por volumen.
E100: Es etanol anhidro al 100%.
ETBE (ethyl tertiary butyl ether): Es un aditivo que oxigena la nafta ayudando a una combustión más limpia. Se puede añadir a la nafta hasta un 17% del volumen.
M85: Es una mezcla que contiene 85% de metanol anhidro y 15% de nafta súper sin plomo por volumen. Se utiliza en motores originalmente diseñados para gasolina.
M100: Es metanol anhidro al 100%. Se utiliza en motores diseñados originalmente diesel.
MTBE (methyl tertiary butyl ether): Es un aditivo que oxigena la nafta, reduciendo la emisión de monóxido de carbono.
Estas combinaciones son resultado de la mezcla de alcoholes (metanol y etanol), naftas y otros derivados del petróleo (kerosene), los cuales se utilizan con buenos resultados en los EE.UU., Canadá y Brasil.
Es conveniente diluir el alcohol con nafta a usarlo puro porque se mejora el encendido en frío y es posible ver la llama en caso de incendio.

Como parte del desarrollo de esta tesis presentaremos los conceptos más resaltantes vinculado al uso de combustibles para el futuro. Los conceptos en cuanto a los combustibles serán ampliados a lo largo del desarrollo de esta investigación. Asimismo expondremos  los conceptos sobre los distintos motores llamados también medios de conversión puesto que ellos permiten que los combustibles se conviertan en energía y permitan el desplazamientos de los vehículos.





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