La utilización de aceite de cocina usado (WCO) como materia prima para la producción de biodiésel ha suscitado una gran atención en la comunidad científica debido a su potencial para abordar tanto la gestión de residuos como los retos de la energía sostenible. En este análisis se comparan las propiedades fisicoquímicas del WCO y del aceite fresco, examinando sus implicaciones para el proceso de transesterificación y la calidad del biodiésel resultante.

Composición química y propiedades	Aceite de cocina usado (WCO)	Aceite fresco	Implicaciones para la producción de biodiésel
Densidad (g/cm³)	0.91-0.924	0.920-0.930	Impacto mínimo en la cinética de la reacción de transesterificación.
Viscosidad cinemática a 40°C (mm²/s)	36.4-42	38-45	Transferencia de masa ligeramente mejorada durante la reacción para la OMA.
Índice de saponificación (mgKOH/g)	188.2-207	185-210	Contenido de triglicéridos similar, potencial de biodiésel comparable.
Índice de acidez (mgKOH/g)	1.32-3.6	0.1-0.5	Mayor contenido de FFA en el WCO, requiere pretratamiento de esterificación.
Índice de yodo (gI₂/100g)	83-141.5	90-150	Insaturación ligeramente inferior en WCO, potencial para mejorar la estabilidad oxidativa.

Descargue el siguiente gráfico:

El proceso de fritura induce varias reacciones químicas en los aceites vegetales, como la hidrólisis, la oxidación y la polimerización. Estas reacciones alteran las propiedades del aceite, lo que puede afectar significativamente a la producción de biodiésel:

a) Densidad y viscosidad
El WCO presenta una densidad ligeramente inferior (0,91-0,924 g/cm³) en comparación con el aceite fresco (0,920-0,930 g/cm³). Esta pequeña diferencia tiene un impacto mínimo en la cinética de la reacción de transesterificación. La viscosidad cinemática del WCO (36,4-42 mm²/s a 40°C) también es ligeramente inferior a la del aceite fresco (38-45 mm²/s), lo que puede mejorar marginalmente la transferencia de masa durante la reacción.

b) Índice de saponificación
Los rangos de valores de saponificación del WCO (188,2-207 mgKOH/g) y del aceite fresco (185-210 mgKOH/g) son comparables, lo que indica que el contenido global de triglicéridos sigue siendo similar. Esto sugiere que el WCO conserva su potencial de conversión en ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME).

c) Índice de acidez
Esta es la diferencia más crítica entre el aceite WCO y el aceite fresco. El WCO tiene un valor ácido significativamente más alto (1,32-3,6 mgKOH/g) en comparación con el aceite fresco (0,1-0,5 mgKOH/g), lo que indica un mayor contenido de ácidos grasos libres (FFA). Este aumento se debe a la hidrólisis de los triglicéridos durante la cocción y el almacenamiento.

d) Número de yodo
El WCO muestra un rango de número de yodo ligeramente inferior (83-141,5 gI₂/100g) en comparación con el aceite fresco (90-150 gI₂/100g), lo que sugiere una ligera disminución de los niveles de insaturación. Esto podría mejorar la estabilidad oxidativa del biodiésel resultante.

a) Requisitos de pretratamiento
El mayor contenido de AGL en el WCO hace necesaria una etapa adicional de esterificación antes de la transesterificación. Esto se consigue normalmente utilizando catálisis ácida (por ejemplo, H₂SO₄) para convertir los AGL en ésteres, evitando la formación de jabón y el consumo de catalizador durante la posterior transesterificación catalizada por álcalis.

b) Selección de catalizadores
Para el OMA con un contenido de AGL >1%, se prefieren los catalizadores heterogéneos o los procesos en dos etapas (esterificación catalizada por ácido seguida de transesterificación catalizada por base). Los catalizadores ácidos sólidos como SrFe₂O₄/SiO₂-SO₃H han demostrado ser prometedores para la esterificación y transesterificación simultáneas de materias primas con alto contenido en AGL.

c) Cinética de la reacción
La viscosidad ligeramente inferior del WCO puede mejorar la transferencia de masa durante la reacción, lo que podría mejorar la velocidad de reacción. Sin embargo, este efecto es probablemente mínimo comparado con el impacto del contenido de FFA y la elección del catalizador.

d) Rendimiento y calidad del biodiésel
A pesar de las dificultades, los procesos optimizados pueden alcanzar rendimientos de biodiésel de 80-94% a partir de WCO, comparables a los del aceite fresco. El número de yodo ligeramente inferior del biodiésel derivado del WCO puede contribuir a mejorar la estabilidad oxidativa, un parámetro de calidad clave para el biodiésel.

a) Coste de la materia prima
El WCO es significativamente más barato que el aceite fresco, reduciendo potencialmente los costes de producción de biodiésel en un 60-70%. Esta ventaja económica es uno de los principales motivos para utilizar el WCO en la producción de biodiésel.

b) Economía de procesos
El paso adicional de pretratamiento para la OMA aumenta la complejidad del proceso y los costes de capital. Sin embargo, la reducción sustancial de los costes de materia prima suele compensar estos gastos adicionales.

c) Impacto medioambiental
La utilización de WCO para la producción de biodiésel resuelve los problemas de gestión de residuos asociados a la eliminación inadecuada de los aceites de cocina usados. Las evaluaciones del ciclo de vida han demostrado que el biodiésel a base de WCO puede ofrecer reducciones significativas de las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con el diésel de petróleo.

Aunque las propiedades químicas alteradas del aceite de cocina usado suponen un reto para la producción de biodiésel, sobre todo en cuanto al contenido de AGL, estos problemas pueden superarse mediante un pretratamiento adecuado y la optimización del proceso. Los beneficios económicos y medioambientales de la utilización del aceite de cocina usado como materia prima son considerables, lo que lo convierte en una opción prometedora para la producción sostenible de biodiésel.

Las futuras líneas de investigación deberían centrarse en el desarrollo de catalizadores heterogéneos más eficientes capaces de realizar simultáneamente la esterificación y la transesterificación, la optimización de los sistemas de recogida y preprocesado de OMA y la mejora de las propiedades del biodiésel derivado de OMA para cumplir las estrictas normas de calidad de los combustibles.