Propiedades eléctricas de biodiesel, aceites vegetales y sus mezclas con gasoil: Correlación con otras características fisicoquímicas y su aplicación a la tecnología de biocombustibles

Abstract

En esta tesis se estudiaron las propiedades eléctricas de biodiesel, aceites vegetales, gasoil y sus mezclas, en función de la frecuencia, la temperatura y la composición. La determinación de las propiedades eléctricas se realizó en el rango de frecuencias de 20Hz a 2MHz, a temperaturas entre 298K y 343K, y en el rango completo de composiciones.A partir de los resultados experimentales, se propusieron modelos para relacionar las propiedades eléctricas de las sustancias estudiadas con la temperatura y la composición.Para los sistemas biodiesel/gasoil y biodiesel/aceite de soja, se desarrollaron modelos que permiten estimar la composición de las mezclas a partir de mediciones de temperatura y permitividad. En el caso del sistema biodiesel/gasoil, también se desarrolló un modelo para estimar la viscosidad cinemática en función de la permitividad y la temperatura, en el rango completo de composición.Se diseñó, construyó y caracterizó una celda de acero inoxidable para mediciones de propiedades eléctricas en biocombustibles que permite superar algunas limitaciones de las celdas comerciales previamente utilizadas en el laboratorio.A partir de los resultados experimentales, se determinaron los rangos típicos de los valores de las propiedades eléctricas y su dependencia con la temperatura, para biodiesel, aceites vegetales, gasoil y las mezclas biodiesel/gasoil y biodiesel/aceite de soja. Asimismo, se presentan correlaciones entre las propiedades eléctricas y otras propiedades fisicoquímicas de interés, como la composición, la viscosidad cinemática y la velocidad del sonido.

In this thesis, the electrical properties of biodiesel, vegetable oils, gas oil and their mixtures were studied, as a function of frequency, temperature and composition. The determination of the electrical properties was carried out in the frequency range from 20Hz to 2MHz, at temperatures between 298K and 343K, in the full range of compositions. From the experimental results, models were proposed to relate the electrical properties of the substances studied with the temperature and composition. For the biodiesel/gasoil and biodiesel/soybean oil systems, models were developed to estimate the composition of the mixtures based on temperature and permittivity measurements. In the case of the biodiesel/gasoil system, a model was developed to estimate the kinematic viscosity as a function of permittivity and temperature, in the full range of composition. A stainless steel cell for measurements of electrical properties in biofuels was designed, built and characterized. This makes possible to overcome some limitations of the commercial cells previously used in the measurements at the laboratory. From the experimental results, the typical value ranges of electrical properties of biodiesel, vegetable oils, diesel fossil fuel, biodiesel/diesel fossil fuel blends and biodiesel/soybean oil blends were determined, together with their temperature dependence. In addition, correlations are presented between electrical properties and other physico-chemical properties, such as composition, kinematic viscosity and speed of sound.