Etanol

El etanol usado actualmente para alimentar vehiculos, que les funciona como el combustible necesario para ser autónomos, procedente del maíz, y que hoy en día en varios países tienen disposición de venta.

Diversos vehiculos, ya de agencia salen de fábrica provistos de un motor útil para no depender de la gasolina comercial.

Algunos otros coches, salen con "combustible flexible" y consumen cualquiera de los dos.

Y algunos otros, trabajan con Hidrógeno, por medio de la electrólisis, sus emisiones son de Hidrógeno en vez de Dióxido de Carbono.

Por lo que se espera, que en un futuro si el etanol progresa, encontraremos un proporcional avanze en el campo, ya que podrán vender el maíz a empresas dedicadas a la creación de combustibles.
Por el lado contrario, se espera también que no se utilize todo el alimento en combustible, ya que mucha de la alimentación es derivada del maíz, y esperemos no ver empresarios en la necesidad de elegir entre hacer Etanol para mover los coches, o industrializar el maíz para hacer comida.
Entonces, sería ideal no contaminar tanto como los coches comerciales de hoy en día, pero también es necesario no tener que decidir entre alimentar humanos o alimentar autos.

¿En qué se basa?

El etanol como fuente alternativa de energía, utilizado como combustible en motores de combustión interna ha sido considerado como una opción para mitigar el impacto en la dependencia del consumo de combustibles fósiles debido al incremento en la demanda de energía para el transporte, sumado a los beneficios potenciales en materia ambiental que suponen el uso de biocombustibles tanto en su origen biológico como en la reducción de emisiones. El uso de etanol ha sido motivado por factores económicos, políticos y ambientales, entre los cuales se encuentra el hecho que el consumo de petróleo es cada vez más alto y las fuentes de explotación y reservas de crudo en el mundo están en descenso (Agarwal, 2007; Balat y Balat, 2009).

Fundamento Teoríco

Los motores de combustión interna presentan una serie de factores de tipo operacional que inciden en la eficiencia mecánica y en la producción de emisiones contaminantes. Para el caso de los motores encendidos por chispa la combustión espontanea y prematura de una determinada cantidad de la mezcla homogénea de aire-combustible antes de la propagación de la llama genera valores altos de presión lo cual afecta la eficiencia del motor. En los motores encendidos por compresión la principal dificultad se presenta en la combustión, en la cual ocurren fenómenos de colisiones, evaporación y difusión de vapor entre el combustible y el aire, los cuales limitan el proceso y promueven la formación de regiones con grandes cantidades de combustible y hollín; además, las altas temperaturas al interior del cilindro de este tipo de motores, aproximadamente 2700K, promueven la formación de óxidos de nitrógeno y material particulado (Heywood, J, 1999). El potencial para incrementar de manera significativa la economía en el consumo de combustible en motores convencionales encendidos por chispa o por compresión parece ser limitado (Maurya, 2011).
Con el propósito de investigar nuevas alternativas tecnológicas, un tercer concepto en motores de combustión está siendo desarrollado, el cual es llamado motor de carga homogénea encendido por compresión (HCCI por sus siglas en inglés), y las investigaciones alrededor del mundo en torno a esta alternativa se fundamentan en su alta eficiencia y bajas emisiones de óxidos de nitrógeno debido a que la temperatura de los gases posterior a la combustión se encuentran por debajo de 1800-1900K por la alta dilución por el aire u otros productos de combustión, y de material particulado por la baja formación de hollín durante la combustión de la mezcla. Aunque existen algunos problemas que aún requieren ser resueltos, como el control del tiempo de ignición y de emisiones de hidrocarburos sin quemar y monóxido de carbono, entre otros (Mack et al., 2005; Mack et al., 2009; Maurya, 2011).
Un motor HCCI posee características de los motores cuya ignición se hace por medio de una chispa (motores con ciclo Otto) y los motores en los cuales la ignición es iniciada por
6 Aproximación a la estimación de emisiones no reguladas de un motor de carga
homogénea encendido por compresión, operado con etanol anhidro e hidratado
compresión de la mezcla aire combustible (motores Diesel). En estos motores la alimentación de la mezcla de combustible previo a la combustión se hace como en un motor Otto, y la ignición es realizada por compresión igual que en un motor Diesel (Mack et al., 2005). Esto significa que el combustible y el aire pueden ser mezclados de forma homogénea antes que la combustión inicie, y se presenta auto ignición de esta mezcla debido al incremento de la temperatura al final de la compresión (Maurya, 2011).
La ventaja que tienen los motores HCCI, desde el punto de vista ambiental es la reducción de emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) dado que la temperatura pico en la combustión es menor que en los motores encendidos por chispa y bajas emisiones de material particulado. Sin embargo, por esta misma condición se incrementa la producción de hidrocarburos sin quemar (HC) y de monóxido de carbono (CO) (Lemel et al., 2005; Maurya, 2011). A su vez, por manejar altos relaciones de compresión que directamente inciden en la eficiencia del motor, se reduce el consumo de combustible en cantidades significativas, cercanas al 15% (Mack et al., 2009).




El compuesto químico etanol, conocido como alcohol etílico, es un alcohol que se presenta en condiciones normales de presión y temperatura como un líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78 °C.
Mezclable con agua en cualquier proporción; a la concentración de 95% en peso se forma una mezcla azeotrópica.
Su fórmula química es CH₃-CH₂-OH (C₂H₆O), principal producto de las bebidas alcohólicas como el vino (alrededor de un 13%), la cerveza (5%) o licores (hasta un 50%).

Síntesis

El etanol a temperatura y presión ambientes es un líquido incoloro y volátil que está presente en diversas bebidas fermentadas. Desde la antigüedad se obtenía el etanol por fermentación anaeróbica de una disolución con contenido en azúcares con levadura y posterior destilación.
Dependiendo del género de bebida alcohólica que lo contenga, el etanol aparece acompañado de distintas sustancias químicos que la dotan de color, sabor, y olor, entre otras características.

Destilación

Para obtener etanol libre de agua se aplica la destilación azeotrópica en una mezcla con benceno o ciclohexano. De estas mezclas se destila a temperaturas más bajas el azeótropo, formado por el disolvente auxiliar con el agua, mientras que el etanol se queda retenido. Otro método de purificación muy utilizado actualmente es la absorción física mediante tamices moleculares. A escala de laboratorio también se pueden utilizar desecantes como el magnesio, que reacciona con el agua formando hidrógeno y óxido de magnesio.