El éter dimetílico como sustituto del combustible diésel

Entre los diversos combustibles alternativos y fuentes de energía disponibles en el mercado actual de equipos, existe una categoría conocida como "combustibles emergentes". La Oficina de Eficiencia Energética y Energías Renovables (EERE) del Departamento de Energía de EE. UU. afirma en su sitio web que estos combustibles "pueden aumentar la seguridad energética, reducir las emisiones, mejorar el rendimiento de los vehículos y estimular la economía estadounidense".

Uno de estos combustibles emergentes es el éter dimetílico (DME), que, si bien es químicamente similar al gas licuado de petróleo (GLP o propano), se presenta prometedor como sustituto del diésel. El DME no es tóxico y cuenta con un historial de uso seguro en productos de consumo como propelente de aerosoles.

Oberon Fuels, con sede en California, comenzó a producir combustible DME renovable en mayo de 2021 en su planta de Maverick, ubicada en el Valle Imperial, al sur de California. Elliot Anise-Hicks, cofundador y director de tecnología, afirmó que el DME posee diversas cualidades que lo convierten en un excelente sustituto del diésel.

Ventajas sobre el diésel

“Tiene un alto índice de cetano, lo que le da un rendimiento muy bueno y no genera ninguna materia en particular”, dijo. “Debido a la estructura de la molécula —tiene oxígeno en medio y dos grupos de carbono/hidrógeno a los lados—, al quemarse, no genera partículas. Esto permite a los fabricantes de motores reducir significativamente la emisión de NOx, y se puede eliminar el filtro de partículas diésel que suele tener el motor, ya que simplemente no se generan dichas partículas”.

Oberon Fuels puede utilizar diversos tipos de residuos orgánicos renovables, incluyendo residuos de biomasa, agrícolas, municipales y celulósicos, para producir DME. (Imagen: Oberon Fuels)

Un beneficio adicional proviene de las características de manejo del DME, que según Anise-Hicks son “casi idénticas” al GLP.

“La principal diferencia entre el DME y el propano es que el DME es un excelente solvente”, dijo. “Por lo tanto, al almacenar y transportar DME, podemos usar el mismo equipo que con el propano, excepto que necesitamos cambiar los sellos de las válvulas para asegurar su compatibilidad. Esa fue una de las razones por las que dedicamos mucho tiempo a desarrollar DME para aplicaciones diésel. Su fácil manejo permite su distribución a través de la infraestructura existente de GLP, lo que lo hace económico y seguro de manejar”.

Modificaciones del sistema de abastecimiento de combustible

Anise-Hicks afirmó que, una vez introducido en un motor diésel, el DME presenta una combustión excelente, lo que resulta en el mismo rendimiento del motor que si funcionara con diésel. Sin embargo, es necesario modificar el sistema de alimentación del motor para gestionar el DME.

“Su tanque es de baja presión: almacena DME a aproximadamente 100 psi, similar al propano”, explicó. “No es un tanque de alta presión como uno de GNC, pero está bajo una presión moderada. Por lo tanto, volumétricamente, el DME contiene aproximadamente la mitad del contenido energético del diésel, un poco más de la mitad. Por lo tanto, en términos de volumen, se necesita un tanque algo más grande. Y lo más importante, en los inyectores, se necesita un puerto más grande para que ingrese la misma cantidad de combustible”.

Anise-Hicks afirmó que, incluso con las modificaciones en el sistema de suministro de combustible, más del 90 % del motor se mantiene igual que un motor diésel tradicional. Añadió que, si bien técnicamente los motores diésel pueden modernizarse con nuevos sistemas de suministro de combustible, este enfoque presenta problemas.

“El desafío con los kits de reacondicionamiento es que existe un proceso completo de certificación que acompaña al desarrollo de un kit y su comercialización”, dijo. “¿Es factible? Por supuesto. ¿Existe suficiente demanda en el mercado para justificar los costos iniciales de las pruebas y la certificación con CARB para cada familia de motores? Todavía no”. Anise-Hicks agregó que esto podría cambiar a medida que se expanda la producción de combustible DME y se acepte más como combustible de reemplazo del diésel.

Fomento de la adopción de DME

En el corto plazo, llevar motores diésel preparados para DME al mercado realmente será responsabilidad de los fabricantes de motores, y Anise-Hicks dijo que muchos fabricantes de motores están considerando DME o están desarrollando activamente proyectos DME.

En realidad, eso no está tan lejos, porque, entre otras cosas, Fiat Powertrain [FPT Industrial] ha estado desarrollando un motor DME, una versión de sus motores Cursor 11 y 13. Power Progress informó en 2021 que FPT Industrial estaba probando el DME como combustible alternativo en sus motores.

Mientras tanto, Oberon Fuels se centra en ampliar la producción de DME. "A medida que aumente la producción de DME, esperamos poder animar a otros sectores del mercado a sumarse y ofrecer esta solución", declaró Anise-Hicks. "Porque creemos, basándonos en nuestra experiencia y en el análisis del entorno, especialmente en sectores como la agricultura, la minería y la construcción pesada —sectores muy difíciles de electrificar—, que el DME es un combustible fantástico, en parte gracias a su ausencia de partículas. En las operaciones mineras, no se pueden producir grandes emisiones, ya que los controles de calidad del aire son muy estrictos".

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