Aquí poderás atopar o "caderno de bitácora" do grupo de traballo creado no curso 2013-2014 no CPI de San Sadurniño co obxectivo de transformar aceite usado de cociña en biodiesel.
Xa facía tempo que non había nada no blog, loxicamente, porque todo estaba feito e contado.
Pero so faltaba o broche final.
Fixemos un resumo musicado de todo o que vivimos durante 3 meses e o resultado foi este que agora vos amosamos.
Agora si que é o final desta experiencia. Grazas Antón, Marta, Juan, Verónica, Carlos, David, Bieito, Silvia, Nazaret, Carla, Adrián e Nerea. Sen vós isto non podería ser posible. Ata sempre...
Este trabajo sobre el biodiesel me pareció muy interesante y sobre todo
al hacerse con el aceite usado. Aprendimos una de los usos de el aceite a
partir de que ya fue utilizado en la cocina y tuvimos la oportunidad de
enseñarle a los demás.
Lo que más me gusto fueron las diferentes
formas de preparación y así poder compararlas y saber cual era la mejor,
exponerlo entre todos y poder comprobar su eficacia en un motor y saber
que su coste es mucho menor que el del diesel de gasolinera.
En mi opinión la experiencia en el laboratorio para hacer el biodiesel y realizar las pruebas necesarias fue muy buena. Las cosas fueron bastante prácticas y yo esperaba algo más teórico y aburrido. Es interesante el trabajo que hicimos utilizando distintos aparatos que no suelen verse habitualmente, como el cannon fenske o el hidrómetro. Me pareció una buena manera de ver la ciencia y los trabajos de investigación de otra manera diferente aplicando lo que sabemos a la práctica.
Na miña opinión foi un traballo bastante bon, malia que poucas veces puiden asistir a el.
Neste caso penso que é unha boa forma de aproveitar o aceite xa utilizalo e darlle un mesmo uso ca os combustibles que solemos utilizar a miudo.
Ainda que nos costase mais tempo e paciencia, a nivel económico saldríanos moito mellor. Pola paciencia refirome a o tempoque levou oproceso e esperar momentos mínimos para cambiar de paso.
Unha das vantaxes deste experimento é que se realizas outro paralelo pero deixando que reaccione a auga é que poderías obter xabón, en vez do biodiesel.
Cando por fin rematamos o biodiesel e expusemos o que fixeramos, decicmos comprobar se era boa idea o seu uso nun vehiculo. E xa con isto, puidemos ver que sería igual de fiable ca un combustible normal.
Ha sido una buena experiencia de la que hemos sacado,en mi opinión, un mayor conocimiento de ciertos aspectos químicos como: Los componentes que intervienen en la reaccion, un mayor conocimiento de las prestaciones del biodiesel ( sus inconvenientes y ventajas) ...etc... Creo que, ademas de lo aprendido en el aspecto de la química, hemos mejorado nuestro trabajo en equipo y nuestra capacidad de exposicion, durante la semana de la ciencia. En general tengo una valoracion muy positiva hacia este proyecto.
Fue una buena experiencia, sobre todo en el laboratorio porque pensaba que iba a ser todo muy profesional y al final siempre acabábamos pintando la monaun poco. Por otro lado la reacción del biodiesel es muy interesante, tambien economicamente. Si lo haces en tu casa te cuesta menos que ir a repostar a la gasolinera y además de ser menos contaminante no tiras tu aceite usado por el váter, así que aprender a hacerla puede interesar a mucha gente. El biodiesel es el futuro.
Na miña opinión o proxecto do biodiesel foi o máis entretido de todos os que se fixeron na xornada da ciencia. Ao principio pensei que só traballariamos con teoría, pero sorprendeume que fixemos todo o proceso nos mesmos, e que foi moito máis sinxelo do que pensaba. É moi doado de facer e tamén de explicar a maneira de facelo, por iso creo que é unha das mellores opcións no futuro xa que é moito máis rentable que o diesel, e ademáis reciclase aceite usado que, de outro modo, tiraríase e remataria contaminando o noso entorno.
No "Diario de Ferrol" tamén fixeron referencia na edición impresa ao noso día da ciencia, o xoves 24 de abril, e dentro da noticia tamén atopamos unha mención á nosa síntese de biodiesel, a cal catologa de "novedosa", indicando tamén que se probou nun vehículo do Concello.
O domingo completamos o obxectivo de publicitar o que estamos a facer no centro sobre o biodiesel, levando a cabo como unha 2ª posta en escea, desta volta para o público en xeral, aproveitando o tirón que ten en San Sadurniño a Feira da Plantación.
E a verdade é que acudiu bastante xente ao colexio a ver que o que estabamos a facer nesta actividade e noutras relacionadas coa ciencia.
Aquí vemos a David, Carlos, Juan, Carla e Verónica, expoñendo moi ben todos os detalles perante unha boa cantidade de xente
Por suposto o momento estelar volveu ser aquel no que introduciron o biodiesel na C15 do Concello
A xeito de resumo, a xente quedouse sobre todo co barato que era producir biodiesel e coa cantidade de vantaxes que tiña fronte ao diesel tradicional
A viaxe concluiu. Quedan só algúns flecos, como algunha repercusión na prensa ou algunha curiosidade final, pero o groso da investigación rematou.
Queda máis que claro que o curso foi un éxito de participación e de resultados. Cremos que puxemos a primeira pedra para algo que se irá xestando nun futuro inmediato. Fixemos que un grupo de alumnos se interesase por un tema, investigase sobre el, puxera en práctica a súa síntese, redactara un informe sobre o traballado e expuxese os resultados acadados fronte ao público. Non se pode pedir máis.
Estamos chegando ao final desa viaxe que aló polo venres 24 de xaneiro empezamos con moita ilusión.
O xoves 24 de abril fixemos unha festa arredor da ciencia no colexio e nela a síntese de biodiesel a partir de aceite usado cobrou especial protagonismo. Foi un día intenso, agotador, pero reconfortante porque permitiu comprobar o moito que se traballa e o pouco que se amosa...
Os rapaces, coa axuda de nós, os profesores encargados, fixeron unha exposición do seu traballo perante o resto dos compañeiros do colexio. Tiveron que dominar os nervios, expoñer de forma clara e breve algo que ás veces non é doado de resumir, pasaron algo de frío ( o día non acompañaba...) pero fixérono moi ben.
No caso do biodiesel fixermos 3 parellas de alumnos. A primeira explicou como se prepara o aceite para a reacción, como por exemplo David, que aqui o temos empezando o proceso:
A segunda ensinounos como teñen lugar as reaccións de formación de metóxido e do biodiesel. Aquí temos a Carlos facendo o que mellor sabe, que é comunicar...nótase que lle gusta.
E a última parella ocupouse do illamento do biodiesel puro e da caracterización do mesmo, centrándose na
medida da densidade e da viscosidade.
Por exemplo, Marta, en diferentes momentos da explicación...
Ata fixemos un poster xigante para resumir o proceso, como se estiveramos nun congreso científico e todo...
Aquí está Verónica "custodiandoo"
Un resumo visual moi expresivo é a seguinte fotografía, na que se aprecian as distintas fases no proceso, poñendo de manifesto a importancia de traballar con substancias inmiscibles e de diferente densidade:
Manolo Rey, o noso compañeiro de plástica deseñounos un cartel chulísimo, totalmente profesional
E ata trouxemos á prensa para que se fixera eco do evento. Os fotógrafos do diario de Ferrol e da Voz de Galicia estiveron por alí tomando fotos
Pasou todo o colexio por diante que seguro que algo aprendeu...
E ata recibimos unha visita que honrou o evento: Manolo Dopico, un viciño de Valdoviño que se pode dicir que foi o pioneiro da comarca na síntese de biodiesel caseiro, que xa nos viñera a dar unha conferencia en xuño pasado, e do cal aprendemos moitas cousiñas sobre esta experiencia tan magnética. Aproveitamos para darlle as grazas por pasarse polo colexio nun día tan especial para nós. Cónstanos que marchou encantado.
Aquí o tedes con Lois, o director do colexio
E ao final, culminamos a xeito de peche de ouro, todo este proceso, botando o biodiesel sintetizado nun vehículo que nos deixou o Concello de San Sadurniño de maneira desinteresada, unha furgoneta Citroen C-15. Lembrade que ese era o obxectivo: transformar algo prexudicial como o aceite usado en algo de proveito como o biodiesel. Entón...
OBXECTIVO CONSEGUIDO
Non podemos máis que felicitarnos a todos, pero sobre todo a vós: Bieito, Carla, Marta, Antón, David, Carlos, Juan, Adrián, Verónica, Nerea, Nazaret e Silvia. O esforzo pagou a pena.
Despois de quentar ben as últimas fraccións da pota co biodiesel chegamos a illar unha masa total de 15,25 kg. Como partimos de 16,1 kg de aceite usado (no que se presupón un peso molecular medio duns 880g/mol), temos uns 18,3 moles de aceite, que terían que render, segundo a estequiometría da reacción, o triplo de moles de biodiesel (de peso molecular medio duns 295 g/mol), é dicir 16177 g. Isto supón 15,25/16,177 x 100 = 95% de rendemento.
A calidade do biodiesel producido podémola estimar por:
Aspecto: é bo. Transparente, bastante cristalino, cor similar ao da mel.
Densidade: determinouse o seu valor por medida directa co hidrómetro, obtendo un valor de 882g/L.
Este valor contrastouse co obtido na pesada dun matraz aforado de 100mL, obtendo unha coincidencia case total, xa que os 100mL de biodiesel pesaron 88,1 g (147,5 g -59,4 g do matraz baleiro) é dicir, densidade 881 g/L. Este valor queda perfectamente dentro do marco legal establecido polas normas europeas e americanas (entre 860 e 900 g/L)
Viscosidade: empregouse o dispositivo de Cannon-Fenske para tomar medidas a 20ºC e a 40ºC. A 20ºC o tempo de paso entre marcas foi de 607 s. Como a cosntante do aparello a esa temperatura é de 0,01405, obtemos unha viscosidade cinemática de 8,5 cSt. A 40ºC o tempo medido en dous ensaios diferentes foi de 388 s e 378 s respectivamente. Tomando a media dos resultados e a constante do aparello a 40ºC (0,01403) obtemos un valor de 5,4 cSt para a viscosidade cinemática. Este valor queda un pouco por riba do establecido nas normas Europeas que fixan o máximo en 5 cSt pero entra ben nos valores esixidos nas americanas.
Visto o aspecto do producto final e os valores de viscosidade e densidade obtidos podemos pensar que a calidade do biodiesel producido é ACEPTABLE.
Para concluír esta experiencia educativa só nos queda realizar o acto final que perseguiamos: alimentar unha máquina co combustible producido. Pero isto queda para despois das vacacións de Semana Santa. Botaremos parte na caldeira do colexio, tal como tiñamos como obxectivo, pero tamén intentaremos facer andar un vehículo co resto do biodiesel para probar que isto vai en serio, e a calidade do biodiesel producido é axeitada para alimentar un coche.
Digamos que a película está concluída, pero só falta o epílogo...
Despois de lavar o biodiesel varias veces con auga quente chegou o momento de quedarse coa fase orgánica e quentala para eliminarlle os restos de auga que puidese conter...parecía a parte máis sinxela pero presentou algñun problemiña...
o pasado xoves 3 de marzo puxémonos a quentar na pota de inox con billa co biodiesel producido.
A medida que quecía iamos comprobando que se formaba algunha burbulla que denotaba o paso da auga á fase vapor...tamén notamos que o medio se volvía máis transparente
Chegamos a 115ºC e aí o deixamos 15 minutos crendo que era suficiente para evaporar toda a auga:
Pero a nosa sorpresa foi que despois de deixalo repousar co tello posto durante un par de horas xa vimos que condensara moita auga na súa parte interna e o medio estaba moi pouco transparente.
Hoxe luns atopámonos con este aspecto:
Mirade máis de preto...non se ve nin o fondo:
Así que decidimos volver a quentar pero durante máis tempo. Incluso chegamos a uns 140ºC e foi sorprendente a cantidade de vapor desprendida (¿auga? ¿que senón?).
Co biodiesel aínda quente, sobre uns 90ºC procedemos ao seu trasvase. Era evidente que o medio era máis transparente deixando ver no fondo un residuo negruzco sólido que poderían ser sales sódicas procedentes do xabón formado paralelamente
Procedemos logo ao paso da pota ao bidón de polietileno de alta densidade
Ao final metemos uns 13 kg de biodiesel no bidón
Pero deixamos un marxe de seguridade na pota para ver que aspecto ten mañá.
O aspecto, máis transparente, axuda a ver no fondo eses restos dos que falabamos antes
Mi experiencia con el proyecto fue muy buena, pensé que sería todo muy técnico y serio y no fue así. Sin tener que estar pendiente del tiempo, las cosas fluían de otro modo no como en clase, se podía cometer errores,compartir opiniones, mirar el trabajo de tus compañeros... Aprendí mucho, sobretodo los materiales de laboratorio y obviamente como hacer biodiesel o jabón casero. Ver todo el proceso y poder hacerlo yo fue muy divertido y todo eso gracias a mis compañeros y profesor con los que risas no faltaron en medio de tanta seriedad.
Encantoume
a iniciativa do instituto creando multitude de proxectos coma o de robótica e
máis este. Concretamente este é o que máis me gustou, debido ó interesante que
é aprender química á hora da practica no laboratorio, ademais o obxectivo resultábame
interesante debido a que tiña aplicacións achegadas e reais a nos. Aprendemos a
moitos métodos e procesos habituais do laboratorio, o cal nos outorga unha
experiencia e oportunidades mellores ós alumnos de outros centros. En
definitiva encantoume o proxecto e o que implicou.
Como opinión persoal gustoume moito este proxecto no que tiven a oportunidade de aprender a facer o biediesel. Sempre me intrigou como se facía, e a verdade é que ahora que sei como se fai pareceme que o procedemento é mais sinxelo do que eu pensaba. Outra razón polo que me gustou este proxecto é porque non só aprendimos a facelo, senón tamén a averiguar e mirar as suas propiedades, mirar se era de boa calidade ou non. En definición, non me arrepinto para nada de participar nesta oportunidade.
Hoxe tocaba rematar de lavar o biodiesel obtido.
Ao chegar ao laboratorio atopámonos co bidón no que claramente se vían as dúas fases acuosa e orgánica moi ben definidas
En canto ao pH pasa unha cousa estraña...usando o pHmetro non damos baixado de valor 9 e pico, nin sequera neste último lavado
Pero facendo uso das tiras indicadoras vemos que é practicamente neutro, e iso que probamos varios tipos...
Como xa son moitos lavados decidimos rematar aquí.
Para que o trasvase fose máis simple inclinamos un pouco o bidón e purgamos parte da auga, de tal xeito que ao volver a poñer o bidón vertical o nivel acuoso quedase un par de centímetros por debaixo da billa. Esperamos uns minutos a que repousase ben e así todo o que saíra pola billa sería principalmente biodiesel
Iniciamos o trasvase á pota onde remataremos quentando o biodiesel para secalo
O aspecto que presentaba o biodiesel era, de todos os xeitos, un pouco turbio aínda:
Cando rematamos o trasvase o bidón quedou así:
Como se pode comprobar aínda queda máis dun litro de biodiesel no bidón, pero para proceder ao seu illamento usamos métodos máis precisos a pequena escala: funil de decantación. Coa axudo dun de medio litro fumos illando e xuntando diversas fraccións de biodiesel, e puidemos comprobar unha cousa: a turbidez débese á presencia de restos de auga que conteñen xabón. Quedou de manifesto cando quentamos esas fraccións pequenas no microondas...na parte inferior acumulábase un resíduo coma este:
O cal no dí que o quecemento final ao que temos que someter o biodiesel será crucial para obter un producto de calidade. A pota con bila cremos que nos vai vir moi ben porque despois de quentar o biodiesel a máis de 100ºC durante uns minutos e despois deixar repousar, os xabóns esperamos que se acumulen por debaixo do nivel da billa e non saian coa fracción de biodiesel. Xa veremos.
Dende que o noso profesor de física e química propúxonos esta alternativa, pasaron xa varios meses, pero non pasaron en balde. Durante este tempo, no que mantivemos reunións no lavoratorio en horario extraescolar, aprendimos moitas cousas que nos serán de grande utilidade idependentemente do camiño que sigamos .Ensinounos a comprometernos cunha causa optativa, na que debiamos participar activamente para que funcionase e tamén tivemos que organizarnos e distribuir o traballo dunha maneira efectiva e equitativa. Pero mais alá das aplicacións practicas deste proxecto, compre salientar como aprendimos que non so existe unha maneira de ensinar, xa que durante todas estas sesión aprendín mais que noutras clases "normais". Por todos estos motivos e polo ben que o pasei aprendendo , penso que valeu a pena invertir unha parte do meu tempo nesta enriquecedora experiencia.
Na parte final do proceso quédanos lavar ben os mais de 16 kg obtidos de biodiesel. Para iso botamos sobre el, uns 5 L de auga quente a 60ºC e esperamos.
A montaxe era a seguinte
Onte deixamos xa feito o primeiro e hoxe comprobamos o pH las primeiras augas de lavado
Alto, 9,84, como esperábamos.
No resto da mañá procedemos a baleirar un par de veces máis a fase acuosa, esperando unha hora entre lavado e lavado. O mellor é que a separación de fases sempre se observa polas paredes do bidón moi clara. Non hai emulsións, as augas saen bastante limpas, sen escumas, pero verdosas, e iso é bo sinal.
Os pH foron diminuíndo pero non moito...
No segundo 9,46
E no terceiro 9,22
Mañá intentaremos rematar o lavado e poñer a secar o biodiesel.
Por outra banda tamén separamos os último restos de biodiesel da glicerina e quedounos sobre 1,9 L nas botellas...Intentaremos quentalo para quitarlle o metanol que poida conter e darlle un uso á glicerina (¿fabricación de xabón?)
Hoxe martes rematamos de caracterizar o biodiesel obtido nas distintas probas de reacción levadas a cabo. Quedábanos medir a viscosidade cinemáticas das probas 10 e 12. Deixámolas para o final porque eran as que peor aspecto presentaban. E a medida de viscosidades confirmouno.
Na proba 12 apareceran rastros de xabóns que poñçia en dúbida a calidade do biodiesel obtido. Pero era moi pouca cantidade, case que inapreciable e os valores de viscosidade son similares aos obtidos noutras probas, e caen dentro do marco legal.
A 23ºC o tempo de baixada no viscosímetro de Cannon-Fenske foi de 9 min 2 s mentres que a 40ºC foi de 6 min 10 s, o cal se traduce nuns valores de viscosidade de 7,6 cSt e 5,2 cSt respectivamente.
Porén, a proba número 10 foi un fiasco absoluto. Xa apuntaba mala pinta porque a formación de xabóns nela era continua e tal debe ser esta cantidade que foi imposible a medida de viscosidade no aparello de Cannon-Fenske tipo 100 do que dispoñemos. Era tan viscoso que non baixaba polo capilar. Evidentemente temos que descartalo. Foi unha proba onde a reacción non saiu ben, demasiada sosa que deu lugar a xabóns probablemente.
Nestas horas que fomos ao laboratorio, sintetizamos biodiesel a partir de aceite utilizado anteriormente. Gustoume a maneira na que ocorreu todo o proceso: fixemos varias probas variando algún elemento para tomar resultados e comparalos. Aprendín como ocorren as reaccións que se dan e os productos que forman. O que máis me impresionou: non traballamos igual que se fose unha proba de clase. En resumo, foi unha maneira diferente de traballar no laboratorio e repetiríaa sen ningún problema.
Hoxe luns chegamos ao laboratorio para ver como lle sentara o repouso de 3 días á nosa reacción con 16,1 kg de aceite usado...e a verdade, non parecía ter mala pinta.
O primeiro que vimos, non obstante, foi unha pequena perda de líquido pola billa do noso reactor. Non foi nada importante pero tenos que poñer en alerta en posteriores probas para encaixar mellor esas conexións.
Unha visual sobre o reactor permítenos comprobar que na súa base hai unha parte máis escura (¿glicerina?) e temos a agradable sorpresa de comprobar que as cantidades empregadas na reacción de aceite e metanol foron casualmente as mellores que podiamos ter neste reactor porque deron lugar a unha cantidade de glicerina que quedou xusto por debaixo da billa. Isto vainos facilitar moitísmo o proceso de separación de fases...
Mirade o aspecto do reactor: a glicerina constitúe apenas a base do mesmo...
Despois de abrir a billa e botar o contido nun vaso de precipitados confirmamos que sae todo biodiesel
¡¡¡é magnifíco que a glicerina quede por debaixo da billa!!!
Xa tiñamos preparada una bomba de succión manual para sacar o biodiesel pola parte superior pero cambiamos os plans: só será necesario abrir a billa e recoller o biodiesel noutro bidón para o seu posterior lavado con auga.
Non obstante preocupábanos unha cousa antes de seguir: ¿saliría a reacción ben ou non?. Para comprobar iso tomamos unha alícuota do suposto biodiesel, duns 100 mL e mesturámolos con auga nun funil de decantación?. Despois de axitar ben comprobamos que, tras media hora, podemos observar o biodiesel enriba e a auga leitosa debaixo. Aparecen bastantes xabóns pero a separación de fases é bastante clara. Isto é un bo sinal...Por outra banda collemos outra alícuota de biodiesel (uns 100 mL) e para comprobar que a reacción fora completa mesturámola con 0,5 g de NaOH en 30mL de metanol. Quentamos a uns 55ºC e esperamos máis de media hora...¡non aparece ningunha fase nova¡ nin rastro de glicerina...sinal evidente que non hai aceite no noso producto: ¡é todo biodiesel¡.
Procedemos logo ao trasvase ao bidón novo. Aquí o vídeo do momento:
E algunha fotiño
Xa máis de preto, pódese apreciar mellor a escuridade da glicerina da parte inferior, e o biodiesel, máis cristalino, saíndo pola billa:
Unha vez trasvasado o biodiesel, sacamos a glicerina do bidón pola billa e pola parte superior e recollémola en 3 botellas de plástico transparente de litro. A separación co biodiesel residual era tan clara que cunha xeringa e cunha pipeta puidemos optimizar mellor o rendemento da reacción engadindo ao bidón estas fraccións mínimas de biodiesel:
O seguinte paso e o lavado do biodiesel obtido con auga quente...seguramente quedan restos de sosa e metanol nel que fan que o pH sexa alto. Na alícuota que sometemos a lavado puidemos comprobar este aspecto pois mirade o pH que presentaba a fase acuosa do primeiro lavado: ¡¡9,64!! moi básico. Desde logo haberá que lavar con auga para deixar o Biodiesel neutro.
Ao final saberemos a calidade do producto obtido e o rendemento obtido, pero todo parece indicar que a reacción transcorreu cunha efectividade excelente porque estequiométricamente partimos de 16,1 kg de aceite. Se supoñemos un peso molecular medio de 880 g/ mol para ese aceite, partiamos duns 18,3 moles, os cales teríamos que formar 3 moles de moléculas de biodiesel, ou sexa 54,9 moles. O peso molecular medio deste biodiesel está arredor dos 295 g/mol, o cal se traduce en 16,1 kg de biodiesel. Tamén se terían que producir os mesmos moles de glicerina que de aceite (18,3). Como o peso molecular e densidade desta é de 92g/mol e 1,26 g/mL, respectivamente, obteriamos 1,4L de glicerina. Vendo o contido das botellas de plaśtico transparente parece que estamos perante uns 2 litros de glicerina mesturada co metanol en exceso empregado na reacción (en total engadimos un exceso duns 1,26 L de metanol pero parte xa se evaporou durante o transcurso da reacción). Sometendo esta glicerina residual a quecemento a máis de 65ºC, eliminarémoslle o metanol e saberemos máis exactamente o que se formou...pero visto o biodiesel obtido e glicerina que parece que temos, o rendemento parece rondar o 100%.
Hoxe luns rematamos engadindo sobre eses 18L de biodiesel contidos no bidón de polietileno de alta densidade, uns 5 L de agua quente a uns 60ºC. Mesturamos ben para que haxa un bo contacto entre fases e deixamos repousar ata o día seguinte. Seguimos constatando de novo que pola billa deste novo bidón tamén se perde algún mL que outro de biodiesel.
