Perspectivas del diesel Biodiesel para el Metrobús del DF
La demanda de diesel crece rápidamente a nivel nacional,
sobre todo en el autotransporte de carga y de pasajeros.
Rocío Sarmiento Torres *
El consumo de energía en México en 2007 fue de 78.4 petajoules per cápita, lo que equivale a decir que cada habitante del país consumió 13 barriles de petróleo crudo al año; que cada uno mantuvo encendidos durante todo un año 22 focos de 110 watts o que consumió 50 tanques de 50 litros de gasolina (Balance de Energía 2007, Secretaría de Energía).
El sector transporte representa el de mayor consumo de energía (44.8%) y no se espera su disminución conforme a las políticas seguidas por el gobierno, que han favorecido el mayor consumo, caracterizándose por los siguientes factores:
? Incremento del parque vehicular, que ascendió a 20.6 millones de vehículos en 2007.
? Incremento del índice de motorización, aprox. 187 vehículos por cada mil habitantes.
? Crecimiento del movimiento de carga y pasajeros, reflejado en un incremento del parque vehicular a diesel, aunque con mejoras en este combustible.
? Facilidades de crédito por los distribuidores de vehículos, originando mayores ventas y mayor demanda de combustibles.
? Regularización de importación de vehículos usados, ocasionando su incremento.
? Renovación del parque vehicular a diesel por parte de algunas empresas industriales y de servicios, debido al precio competitivo de este combustible frente a otras opciones, como el gas LP.
? Mayor adquisición de automóviles a diesel, debido a mejoras en el rendimiento de los motores, elevando la relación de compresión y regulación de la potencia mediante la inyección adecuada de la cantidad de combustible y de mezcla; con ventajas respecto a los vehículos a gasolina por su capacidad de carga, potencia y menor costo de mantenimiento.
? Normas de calidad de combustibles para disminuir las emisiones contaminantes, en lugar de políticas para la reducción del uso del automóvil.
? Aspectos culturales y de seguridad que propician el uso excesivo del automóvil.
? Concesión de aerolíneas de bajo costo por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, así como acondicionamiento de aeropuertos alternos; originado el incremento de las operaciones comerciales, de negocios y de turismo, y por lo tanto, el aumento en la demanda de turbosina.
Las gasolinas mantuvieron su predominio como el combustible de mayor demanda en el sector transporte en el año 2007, con una participación del 69.7% (760,300 barriles diarios, b/d), siguiéndole el diesel con 27.5% (300,100 b/d), el Gas LP con el 2.4% (28,900 b/d) y con una muy pequeña proporción de gas natural (0.02%)1.
Consumo nacional de combustibles para el autotransporte
El autotransporte terrestre de carga y de pasajeros es el tipo de transporte con un mayor consumo de diesel, con un consumo creciente que se elevó de 261,900 b/d 2005 a 300,100 b/d en 2007. En cambio, los consumos de diesel para los transportes marítimo y ferroviario se mantienen en niveles muy bajos, como manifestación de su desarrollo estancado.
Según la más reciente Prospectiva de Petrolíferos de la Secretaría de Energía, la demanda de diesel en el autotransporte se incrementó 36.2% de 2002 a 2007, lapso en el cual el parque vehicular a diesel en el país se incrementó de 576,70 a 885,800 unidades. La prospectiva señala que el ritmo de crecimiento de estos automotores fue mayor que los vehículos a gasolina, como reflejo de las ventajas que ofrecen esos motores.
Y agrega: “Dada la potencia de los motores a diesel respecto a los de gasolina, su capacidad les permite mayores escalas tanto en el transporte de carga como en el de pasajeros a un menor costo, lo que les otorga una importante alternativa de selección respecto a los motores de gasolina y sustituyendo en forma importante al parque vehicular a gas LP, ocasionando así que este segmento de automotores a diesel adquiera cada vez mayor relevancia”.
En la gráfica siguiente se aprecia la tendencia creciente del consumo de las gasolinas y del diesel, que refleja el aumento continuo del parque vehicular de todos tipos.
Volumen de ventas internas de diesel del petróleo y gasolinas (1996-2006)
A pesar de ser México un país productor de petróleo, debido a que no se ha incrementado la capacidad de refinación en la misma relación en que se ha elevado la demanda de combustibles, ha sido necesario importar cada vez mayores cantidades para satisfacer los requerimientos de gasolinas y diesel. La importación de diesel fue de 52,700 b/d en el 2007, cifra que equivale al 17.5% del consumo nacional. Aun cuando las importaciones de diesel han crecido rápidamente en los últimos años, la prospectiva prevé que México podría ser un exportador de este combustible a partir del año 2014, en caso de agregar una capacidad significativa de producción.
Consumo de combustibles en la Ciudad de México
En la siguiente gráfica, se muestra la tendencia del volumen de ventas de combustibles para el transporte en el Distrito Federal del año 2000 al 2006, que parece ser bastante estable, aunque ligeramente a la alza en los últimos tres años del período. A pesar de tenerse una incorporación importante del número de vehículos, estimada en alrededor de 200 mil anualmente, el incremento del consumo de los combustibles no es tan significante, explicándose por la mejora paulatina de la eficiencia de los mismos, conforme a los avances que se tienen en la tecnología.
Volumen de ventas de gasolinas y diesel en el Distrito Federal
Porcentaje de ventas de los principales combustibles
para el transporte en el Distrito Federal (2006)
Se observa que en el 2006 el diesel ocupó el segundo lugar en venta de combustibles, con una proporción del 18% y un volumen de ventas de 26,000 barriles diarios, significando una cantidad casi cuatro veces menor que las ventas de gasolinas.
Debido a que el costo de la refinación del diesel es menor que el de la gasolina, mantiene su precio por debajo de las gasolinas; mostrándose en la siguiente gráfica la variación de los precios de estos combustibles a lo largo de diez años (de 1996 al 2006); en donde el incremento ha sido muy paralelo; existiendo en el año 2006 una diferencia entre el precio del diesel y la gasolina magna de 17.6% y entre el diesel y la gasolina Premium de 30.6%, proporción que es casi constante en este periodo.
La gráfica siguiente muestra la variación de precios del diesel de 1996 a 2006, observándose que su incremento ha sido paulatino, con un crecimiento total del 62%.
No se han tenido grandes variaciones en los precios del diesel, pero se tiene programada su producción por Pemex Refinación reduciendo su concentración de azufre, para permitir el suministro de un diesel de ultrabajo azufre a los vehículos de transporte nuevos, a fin de cumplir con la normatividad ambiental, logrando el adecuado funcionamiento de los convertidores catalíticos que desde su fabricación ya se adaptan a los vehículos a diesel. Esto probablemente hará que los precios se incrementen en proporciones mayores a las que históricamente han prevalecido.
Se ha programado primeramente introducir el diesel de ultrabajo azufre a la frontera norte en enero del 2007, a las zonas metropolitanas en enero del 2009 y al resto del país en septiembre de 2009. Con el posible incremento de precios y dado que el biodiesel tiene un contenido de azufre casi nulo, se podría favorecer la introducción de este biocombustible a precios competitivos.
1 Prospectiva de petrolíferos 2006-2015, Sener
Biodiesel para el Metrobús del DF
Los aceites residuales por la venta de alimentos podrían emplearse
para operar este importante medio de transporte de la capital.
Rocío Sarmiento Torres *
Conforme a información del Gobierno del Distrito Federal, se estima que en la primera y segunda etapas del Metrobús se contará con un total de 128 autobuses articulados, que realizarán un recorrido promedio de 280 km/día cada uno.
De los resultados presentados por el GDF, relativos a la realización de pruebas en campo del desempeño ambiental, operativo y determinación de costos de las diferentes tecnologías de autobuses con el objeto de evaluar las propuestas para el proyecto del Metrobús, se encontró que los autobuses Volvo marca CISA con motores DH12-340, que operan con diesel convencional con un contenido de 350 partes por millón de azufre, presentaron un rendimiento en campo de 1.35 km/litro. Por lo que con estos datos, se estima un consumo de diesel del petróleo de aproximadamente 26,548 litros/día (considerando que todos los autobuses tuvieran el mismo rendimiento), que en términos de energía corresponde a 944,608 megajoules (MJ)/día.
La elaboración de biodiesel con aceites y grasas residuales por sí solos o mezclándolos, es más barata que con otras materias primas y no conlleva los impactos negativos que se podrían presentar por la utilización de cultivos energéticos para su obtención. Sin embargo, la capacidad de producción es limitada y se requiere de infraestructura para reciclaje, por lo que parece ser que su aplicación es más viable en áreas restringidas.
Debe tenerse una recolección a precios razonables y en el caso del sebo animal, se tendría que competir con la industria jabonera, debido a que son los mayores consumidores.
La calidad de estas materias primas también es importante, ya que por haber tenido usos diversos, los lotes presentan características muy heterogéneas con relación a su grado de saturación, así como de contenido de ácidos grasos libres y sólidos, por lo que se hace necesario determinar la formulación previamente a la producción de biodiesel de cada lote, con la posible elevación de los costos.
Las grasas o sebos animales son saturados, por lo que son sólidos, y el biodiesel que se produzca con ellos solidificará más fácilmente a temperaturas bajas que con los aceites vegetales que no son saturados. En general, las materias primas con un bajo contenido de ácidos grasos libres son los más fáciles de procesar, proporcionando mejores resultados. No se deben utilizar aceites secantes, debido a que polimerizan formando una especie de plástico duro. Los aceites semisecantes como el de soya y girasol son propicios a la oxidación y polimerización, aunque no tan rápido como los aceites secantes. A las temperaturas de los motores de combustión interna, se acelera este proceso y el motor puede engomarse rápidamente con el aceite polimerizado. Debe efectuarse una adecuada selección de los aceites a utilizar para elaborar biodiesel, en función del clima.
Si se dispone de un cierto tipo de aceite vegetal o si se requiere efectuar mezclas de diferentes tipos, es necesario previamente hacer pruebas para determinar su grado de saturación mediante el índice de yodo, ya que entre mayor sea éste, será más insaturado el aceite y su potencial para polimerizar también será mayor. La mayoría de los aceites pueden causar problemas en los motores si se utilizan tal cual como combustibles, por lo que es necesario el proceso de transesterificación, que puede ser complejo, si se produce con la calidad que establecen las normas internacionales actuales para asegurar el adecuado funcionamiento y durabilidad de los vehículos que lo consumirán.
La glicerina es el subproducto más importante en la elaboración de biodiesel y de cuya venta dependerá la factibilidad de que los costos de producción sean competitivos con el diesel del petróleo. Por lo que antes de iniciar cualquier proyecto de producción de biodiesel, se requiere de asegurar la recuperación y venta de la glicerina que se obtiene; aunque se ha encontrado que su mercado está, en la actualidad, bastante saturado, principalmente por la oferta que hace de este producto la industria jabonera.
Se realizó una pequeña encuesta para tener una idea de la posible cantidad de generación de aceites comestibles usados en la Ciudad de México, encontrándose que debido a la gran cantidad de establecimientos de preparación y venta de alimentos con que cuenta, se podría obtener una cantidad significante.
Sin embargo, dado el tamaño de esta metrópoli, a las grandes distancias que sería necesario recorrer y al nivel de congestionamiento que comúnmente se presenta, se dificultaría su recolección a costos razonables. Lo más conveniente sería contar con varios centros de acopio distribuidos en toda la ciudad; o de otra manera, que su recolección se realice en una región limitada. Asimismo, se recomienda su utilización para una flotilla específica de vehículos del transporte colectivo, como podría ser el Metrobús, que requiere de un diesel de ultrabajo azufre para su buen funcionamiento, mezclándolo en una concentración del 5% con el diesel del petróleo.
Para efectuar una estimación gruesa de la cantidad de aceite residual que se pudiera generar por estos establecimientos, se consideró que la encuesta realizada es representativa y que el 89% de los mismos dará 4.81 litros/semana en promedio y el 11% dará 175 litros/semana en promedio. De esta forma, se tendría una generación total de 813,092.12 litros/semana de aceite residual, o sea, del orden de 3.5 millones de litros/mes (3,500 m3/mes), lo que daría una producción de biodiesel de aproximadamente 2,450 m3/mes (rendimiento del 70%) que en términos de energía, equivalen a 2.7 millones de MJ/día.
Si se toma en cuenta que en el Distrito Federal se tiene un consumo de 124,000 m3/mes de diesel del petróleo (incluye el uso industrial), la cantidad de biodiesel que se podría producir en un momento dado, de los aceites comestibles residuales de los establecimientos con preparación y venta de alimentos (34,553 unidades-INEGI), sería cerca del 1.9 % del diesel del petróleo total consumido.
Si, por otra parte, se considerara la cantidad de 944,608 MJ/día de diesel del petróleo estimada como necesaria para la operación del Metrobús en sus primera y segunda etapas, el biodiesel que se podría elaborar de todos los establecimientos de preparación de alimentos, derivado del aceite comestible residual, sería de casi tres veces este consumo diario.
Como ya se hizo mención, el costo de recopilación y traslado de los aceites residuales a una sola planta de producción sería elevado, teniéndose que sumarle el tratamiento necesario previo a la elaboración del biodiesel, conforme a la calidad que presenten. Por lo tanto, podría ser más apropiado contar algunas plantas de producción, distribuidas en sitios específicos para su consumo directo en flotillas de zonas cercanas.
Así, el mayor beneficio que se obtendría, sería el de impedir que se contaminen los suelos y el agua por su depósito directo en estos medios, así como el de su uso posterior en la preparación de alimentos (por el ambulantaje) hasta su completo quemado, con consecuentes efectos negativos en la salud de las personas.
Pero si fuera posible efectuar un plan en el que se hiciera acopio de la tercera parte de los establecimientos con preparación y venta de alimentos, que aún representa un número muy grande (11,517), se podría cubrir el consumo de las etapas del Metrobús mencionadas.
En otro escenario más factible de llevar a cabo, se estima sustituir tan solo el 5% del diesel del petróleo requerido para la operación del Metrobús en estas primeras etapas, en las que sería necesaria la recopilación del aceite comestible residual de 576 establecimientos, que equivalen al 1.6% del total de unidades económicas con preparación y venta de alimentos, dando prioridad a los que generen las mayores cantidades de este tipo de residuos. Se seleccionaría un cuadrante de la ciudad para la recopilación del aceite residual, alrededor del lugar de encierro de los autobuses donde se realiza la carga de combustible, procurando que la planta de producción y mezclado del biodiesel con el diesel del petróleo se lleve a cabo dentro del mismo predio del encierro.
*Es ingeniera química del Instituto Politécnico Nacional con maestría en Control de Contaminación Ambiental de la Universidad de Leeds, Inglaterra. Es investigadora del Programa de Energía de la Universidad Autónoma de la Ciudad de México (sarmientomr@yahoo.com.mx )
