venerdì, aprile 06, 2012

Biocarburanti da risorse “rinnovabili”. Note sul biodiesel


Di Rafael Iñiguez Sánchez,
riproposto da Antonio Turiel
 
SECONDA PARTE
(qui la prima parte dell'articolo)


Il FAME, per il suo potere igroscopico, agisce come un emulsionante, formando una micro emulsione di acqua in tutto il sistema del combustibile. Inoltre, il FAME è molto sensibile all'ossidazione e rispetto al suo carattere biodegradabile è quasi il doppio del miglior gasolio fossile.

L'esposizione precedente che descriveva le proprietà igroscopiche del FAME, di fronte alla assenza di affinità con l'acqua del gasolio fossile, è dovuta all'intenzione di mostrare, in primo luogo, la facilità dell'aumento del contenuto d'acqua in maniera spontanea nel FAME in caso di esposizione all'umidità. Questo spiega la maggior quantità di acqua permessa dalla specifica della norma EN 14214 per la miscela di gasolio fossile con il biodiesel, di fronte alla quantità consentita per i carburante diesel fossili. Riassumendo, il biodiesel può assorbire fino a 40 volte più acqua del diesel fossile.

Il problema è che quando il contenuto di acqua è superiore a 60 ppm è possibile la comparsa di vita microbica nei carburanti diesel. E' per questa maggior facilità di contenere acqua che i FAME sono suscettibili di “soffrire” di contaminazione di funghi, lieviti e batteri (5) che si sviluppano nell'acqua e si alimentano del gasolio. Inoltre come è comune in questi esseri viventi, la riproduzione, in circostanze favorevoli, avviene solitamente per duplicazione, cioè esponenziale e, con alimenti a disposizione e adeguata temperatura, in un cicli riproduttivi molto brevi.

Il funzionamento normale di un motore diesel scalda il combustibile, poiché il circuito è il seguente: “la pompa di aspirazione succhia combustibile dal serbatotio attraverso una griglia filtrante che si trova all'estremità del tubo di aspirazione. Questo combustibile arriva attraverso un primo filtro che elimina le impurità più grosse che il gasolio porta in sospensione. In seguito la pompa lo manda al filtro del combustibile e da lì passa alla pompa di iniezione, che lo manda agli iniettori. La pompa di alimentazione lavora normalmente con pressioni intorno a 1-2 kg/cm2 e in quantità sufficiente, essendoci una valvola di scarico che regola le suddette pressioni, avendo una canalizzazione di ritorno per il combustibile in eccesso che torna indietro al serbatoio”. Una volta riscaldato dal suo passaggio nel motore, il carburante un brodo di coltura temperato perfetto in cui crescono e si estendono questi esseri microscopici, formando colonie e producendo residui di consistenza gelatinosa, infettando il gasolio e ricoprendo le pareti del serbatoio, i condotti ed i filtri. Inoltre, hanno un effetto corrosivo su alcuni metalli come l'alluminio e leghe d'acciaio e, a causa del loro stato gelatinoso, ostruiscono i circuiti del combustibile e gli elementi filtranti, generando perdite di potenza nei motori ed avarie che, se non vengono riconosciute in tempo, sono gravi e costose, soprattutto quelle causate dalla corrosione.

Sono una trentina di specie diverse quelle capaci di vivere e moltiplicarsi nel gasolio.

Questo tipo di problema, che prima del 2008 avveniva quasi unicamente nell'ambito delle imbarcazioni, si sta estendendo all'autotrazione, ma sta cogliendo di sorpresa gli utenti e meccanici che sistemano i sintomi con una pulizia, senza conoscerne realmente, in molti casi, l'origine: “Un essere essere vivente su un carburante di nuova formulazione che è più propenso ad ospitare vita e che gli fa da nutrimento. Inoltre se non c'è un trattamento con la 'medicazione', il problema si ripeterà periodicamente, poiché è solo questione di tempo ed i batteri torneranno a moltiplicarsi”.



Voglio precisare che con questo non invito ad essere 'tuttofare' e che risolviamo questi problemi facendo una celebrazione del 'do it yourself'; se leggete l'etichetta di un biocida commerciale a questo scopo, vi renderete conto che ci sono parecchie precauzioni da prendere per manipolare quei prodotti e che se, per esempio, il prodotto viene a contatto con la nostra pelle, dobbiamo andare da un medico. Fate molta attenzione.

Una menzione a parte meritano gli sfruttamenti agricoli che si alimentano in grandissima parte di gasolio e che sono molto suscettibili a questo problema, visto che le macchine agricole funzionano in modo stagionale, quindi il gasolio rimane immagazzinato e stantio per lunghi periodi di tempo. Se per caso si contaminasse un grande serbatoio, si 'contagerebbero' tutti i macchinari che alimenta, creando loro problemi nei cari e vitali sistemi di iniezione.



Sedimenti prodotti da microorganismi nel gasolio e filtri ostruiti



Corrosione in un serbatoio di alluminio causata da microorganismi


I FAME hanno anche detrattori per altri motivi, per esempio negli Stati Uniti l'associazione dei fabbricanti di motori si è lamentata di ciò che considerano un'incongruenza, dato che dopo anni di sforzi e costi in Ricerca e Sviluppo in efficienza e riduzione delle emissioni, l'utilizzo dei carburanti biodiesel li ha fatti retrocedere notevolmente per i problemi tecnici e le incompatibilità che si sono presentate nel funzionamento dei motori. Il documento seguente raccoglie queste lamentele (clic per ingrandire):






Nei forum di automobili di tutti i paesi che usano il biodiesel, si leggono numerose storie di problemi di utenti di veicoli diesel, soprattutto con motori moderni dotati di tecnologi elettronica e di alto rendimento, probabilmente a causa dell'uso di FAME, anche se in molti casi è dovuto a un cattivo uso, visto che ci sono produttori di automobili che nei propri manuali limitano l'uso dei FAME. A volte, la causa delle avarie sono le infestazioni descritte prima, cioè quelle causate da microorganismi. Altre avarie sono dovute al maggior potere ossidante dei FAME, il che da loro più potere solvente, attaccando ed ammorbidendo i giunti e le guarnizioni di gomma. C'è anche da annotare, come causa dell'apparizione di un maggior numero di avarie, alla riduzione del tenore di zolfo consentito nella miscela, che fungeva da lubrificante, fino a un massimo di 10 mg/kg e che dovrebbe essere compensato dal maggior potere lubrificante del FAME.


(clic per ingrandire)
 
Inoltre, la presenza di acqua normalmente può dare al carburante alcune proprietà di lubrificante minori, accorciando la vita delle parti in movimento. Ci sono svantaggi anche riguardo alla cottura degli iniettori e per la maggior diluizione del carburante, per cui si raccomandano cambi d'olio su periodi più brevi rispetto che col gasolio fossile.

Curiosamente, quello che le nuove tecnologie nei motori ottengono precisamente è di ridurre le emissioni aumentando l'efficienza. Tuttavia le avarie si presentano apparentemente perché sono più vulnerabili a questi cambiamenti di composizione dei FAME, per cui il loro uso deve essere il più scrupolosamente corretto possibile, secondo i costruttori di motori, il che diventa complicato per un guidatore medio.

L'industria dei biocarburanti è recente e la legge di Murphy ha fatto la sua apparizione. Al momento, alcuni fabbricanti di additivi stanno sviluppando e commercializzando prodotti per combattere le nuove minacce agli utenti di motori diesel (ed ai loro dolenti portafogli), con trattamenti di biocidi di ampio spettro, compatibili con la meccanica e che servono a prevenire e 'curare' queste infestazioni. Si possono anche usare additivi molto costosi per micronizzare l'acqua e così evitare che si annidino i batteri. Secondo fonti del settore, dall'introduzione della miscela del biodiesel, è molto aumentata la domanda dei prodotti biocidi per le automobili. Sicuramente, in poco tempo questa industria riuscirà a risolvere questi problemi (probabilmente con un rincaro dei prodotti), ma al momento è una cosa da risolvere.

Vale la pena citare che il bollettino dello che regola i biocarburanti, (http://www.boe.es/boe/dias/2006/02/17/pdfs/A06342-06357.pdf ), citava già espressamente la possibile presenza di acqua nelle installazioni di immagazzinamento della miscela di gasolio e biodiesel, poiché questa miscela è più propensa ad assorbire umidità ed a contenelrla disciolta. E' che la presenza di acqua è l'origine dei problemi di contaminazione biologica, corrosione e diminuzione della capacità lubrificante.

Raccomando anche la lettura del rapporto elaborato dalla AOP con la collaborazione tecnica di Deloitte, nel quale si ponevano 'gravi problemi' all'introduzione dei biocarburanti in Spagna, fra i quali le incompatibilità di molte delle motorizzazioni esistenti con miscele superiori al 5% di FAME. Inoltre, avverte che: “la sicurezza giuridica non è garantita visto che non vengono fissati alcuni requisiti concreti di qualità e non si assicura la corretta informazione al cliente finale”.
Cito anche il sunto del processo di fabbricazione del biodiesel, pubblicato dal membro del Dibattito sull'energia su Facebook, Armand Valeta Roig, il quale è ingegnere chimico di formazione e che lo ha descritto con il seguente paragrafo:

Reazione di transesterificazione

“I biodiesel sono esteri metilici di acidi grassi ottenuti per transesterificazione dei grassi vegetali (trigliceridi) mediante metanolo e un catalizzatore, per esempio metilato sodico. I sottoprodotti della reazione sono molto difficili da eliminare al 100% e tanto il metanolo residuale, l'olio che non ha reagito, la glicerina, così cme il metilato sono veleno per i motori, possono ossidarsi e provocare corrosione e scorie, inoltre contengono una certa quantità di umidità molto difficile da eliminare ed ora mancano solo i batteri anaerobici”.

Sapete già che se qualcosa può andare storto...

Con tutta questa esposizione ho solo voluto mostrare che lo sviluppo e l'introduzione di nuove soluzioni non è tanto facile come sembra, poiché appaiono problemi di difficile previsione e la cui risoluzione avrà un costo energetico supplementare e mostrerà i limiti dell'applicazione. In questo caso, dato il basso EROEI, se compaiono problemi risolvibili con un maggior consumo di energia, praticamente 'trasferisce' l'energia impiegata nella produzione al biodiesel elaborato, trasformandolo in un vettore energetico, non in una fonte di energia.

Non un buon equilibrio!

Rafael Iñiguez Sánchez,
Gennaio 2012.



Fonti e riferimenti seconda parte:


(5) http://www.boatwide.es/acatalog/Grotamar71_ES_BWSL.pdf
(6) http://www.wearcheckiberica.es/documentacion/doctecnica/combustibles.pdf
http://www.appa.es/descargas/una_obligacion_biocarburante_espana_mar07.pdf
http://www.marabierto.eu/noticias/grotamar-82-especial-biodiesel
http://www.acbiodiesel.net/docs/news/BOE_4_sep_2010.pdf (modificazione al 7%)
http://www.boe.es/boe/dias/2011/10/20/pdfs/BOE-A-2011-16468.pdf (desolforazione)
Norme di qualità del biodiesel
http://www.biodieselspain.com/2011/02/25/el-gasoleo-debera-contener-un-7-de-biodiesel/ (modificazione al 7%)
http://www.caminoseuskadi.com/Demarcacion/Actividades/Biomasa/Biocombustible
http://www.biocarburante.com /
http://www.ambisol.es/index.php?Tema=detallen&id=863
http://www.ambisol.es/index.php?Tema=detallen&id=765
http://biodiesel.com.ar/3067/biodiesel-en-espana-la-planta-de-biodiesel-de-linares-echa-el-cierre-tras-captar-24-millones-de-euros
http://www.biocarburante.com/biocombustibles-en-espana-informe-de-situacion/
http://www.wearcheckiberica.es/boletinMensual/PDFs/ESPECIFICACIONES_DEL_GASOLEO_Y_BIODIESEL.pdf
http://www.aop.es/informes/biocombustibles/Dossier_AOP_biocombustibles_version_final.pdf
http://www.boe.es/boe/dias/2008/10/14/pdfs/A41170-41175.pdf
http://www.mecarun.es/uploads/ANTI BACTERIAS para GASOIL%281%29.pdf

1 commento:

mago ha detto...

praticamente diventa un agente inquinante. Cessa di essere una fonte di energia,solo un vettore di energia prodotta magari da rinnovabili o da gas o carbone e, paradossale, diventa una fonte entropica. Quando si dice che le soluzioni sono peggiori del problema.