ÍNDICE ANEXOS PLUVIOMETRÍA ANEXOS DATOS

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1 I ÍNDICE Página 1.1. COMBUSTIBLES FÓSILES: NECESIDAD, PROBLEMÁTICA Y ALTERNATIVAS CULTIVOS ENERGÉTICOS LOS BIOCOMBUSTIBLES Biocombustibles sólidos Biocombustibles líquidos Biocombustibles gaseosos EL BIODIESEL Materias primas en la obtención de biodiesel El proceso de transesterificación en la obtención del biodiesel Los parámetros de calidad en el biodiesel VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL BIODIESEL Ventajas medioambientales Ventajas energéticas Ventajas sociales Ventajas económicas Desventajas de los biocombustibles EL BIODIESEL A NIVEL MUNDIAL BRASIL. LOS BIOCOMBUSTIBLES Y EL PNPB OBJETIVOS PLAN DE TRABAJO DESCRIPCIÓN DE LA ZONA EXPERIMENTAL CULTIVO DE RICINO CULTIVO DE GIRASOL CULTIVO DE ALGODÓN METODOLOGÍA Metodología aplicada a los cultivos en campo Determinaciones para las plantas de ricino Determinaciones para las plantas de girasol Determinaciones para las plantas de algodón Tratamiento de las semillas Extracción del aceite y transesterificación Determinación y tipificación de los ácidos grasos ANÁLISIS ESTADÍSTICO RESULTADOS UNIVARIANTES PARA EL CULTIVO Y SEMILLAS DE RICINO Resultados de altura de planta del ricino Resultados de la inserción del primer racimo floral en la planta del ricino Resultados de la longitud del racimo floral en la planta del ricino Resultados del número de racimos florales en la planta del ricino Resultados del peso de 300 semillas de ricino RESULTADOS UNIVARIANTES PARA EL CULTIVO Y SEMILLAS DE GIRASOL 92

2 ÍNDICE Resultados de altura de planta del girasol Resultados del diámetro del tallo en la planta de girasol Resultados del diámetro del capítulo en la planta de girasol Resultados del peso de 1000 semillas de girasol RESULTADOS UNIVARIANTES PARA EL CULTIVO Y SEMILLAS DE ALGODÓN RESULTADOS DEL RENDIMIENTO EN ACEITE EN FUNCIÓN DEL CULTIVO, CAMPAÑA Y TRATAMIENTO FERTILIZANTE RESULTADOS DEL PERFIL DE ÁCIDOS GRASOS EN FUNCIÓN DEL CULTIVO, CAMPAÑA Y TRATAMIENTO FERTILIZANTE RESULTADOS DEL RENDIMIENTO EN BIODIESEL EN FUNCIÓN DEL CULTIVO, CAMPAÑA Y TRATAMIENTO FERTILIZANTE RELACIONES ENTRE VARIABLES Relaciones entre variables en función del tratamiento Relaciones entre variables para el cultivo de ricino Relaciones entre variables para el cultivo de girasol Relaciones entre variables para el cultivo de algodón OPTIMIZACIÓN DEL RENDIMIENTO EN BIODIESEL Tipificación de los aceites en función de la fracción de biodiesel Análisis de componentes principales Regresión múltiple de parámetros CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS ANEXOS PLUVIOMETRÍA ANEXOS DATOS II

3 Figura 1. ÍNDICE DE FIGURAS Página Distribución porcentual de las fuentes energéticas en 2010 a nivel mundial 1 Figura 2. Reacción química de transesterificación 21 Figura 3. Reacción genérica de obtención del biodiesel 22 Figura 4. Representación porcentual (v/v) del rendimiento del proceso de transesterificación 24 Figura 5. Esquema básico de producción del biodiesel 25 Figura 6. Figura 7. Peso (%) de los principales cultivos productores de aceites vegetales a nivel mundial en la campaña 2010/ Matriz energética en el mundo en 2010 (izquierda) y proyección de la matriz energética en 2030 (derecha) de fuentes energéticas agrupadas 49 Figura 8. Matriz energética en el mundo en 2010 (izquierda) y proyección de la matriz energética en 2030 (derecha) 49 Figura 9. Esquema del Plan de trabajo 54 Figura 10. Localización de la zona del estudio en el distrito de Pedro Avelino (Brasil) 56 Figura 11. Situación geográfica de las parcelas experimentales 57 Figura 12. Planta de ricino de la variedad BRS energía en fase de recolección 60 Figura 13. Capítulo floral inmaduro (derecha) y maduro (izquierda) de la planta de girasol de la variedad Catissol Figura 14. Cultivo y capítulo floral de algodón de la variedad Embrapa CNPA 7H en fase de cosecha 64 Figura 15. Esquema del diseño experimental (izquierda) y de la distribución del bloque y la parcela elemental (derecha) 65 Figura 16. Medición de la longitud de la infrutescencia de la planta del ricino 68 Figura 17. Medición de altura de planta, diámetro del tallo y diámetro del capítulo en la planta de girasol 69 Figura 18. Paso previo en el tratamiento de las semillas de ricino, girasol y algodón (pesaje de semillas) 70 Figura 19. Retirada del linter de las semillas de algodón mediante tratamiento químico 71 Figura 20. Equipo Grindomix 200 empleado en la molienda y Figura 21. homogeneización de las muestras de semillas 71 Equipos Soxhlet individual (derecha) y en batería (izquierda) empleados en la extracción de aceite de semillas de ricino, girasol y algodón 72 Figura 22. Obtención del biodiesel del aceite del ricino 74 Figura 23. Equipo de cromatografía de gases Varian Figura 24. Gráficas de medias globales para la altura de la planta de ricino, en Figura 25. función de la campaña y del tratamiento 78 Valores promedio de altura de las plantas (cm) de ricino en diferencias significativas al 95% de confianza 79 III

4 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 26. Figura 27. Figura 28. Figura 29. Figura 30. Figura 31. Figura 32. Figura 33. Figura 34. Figura 35. Figura 36. Figura 37. Figura 38. Figura 39. Figura 40. Figura 41. Figura 42. Figura 43. Figura 44. Gráficas de medias globales para la altura de inserción del primer racimo en ricino, en función de la campaña y del tratamiento 82 Valores promedio de altura de inserción del primer racimo (cm) en ricino, en función del tratamiento y de la campaña. Letras diferentes indican diferencias significativas al 95% de confianza 83 Gráficas de medias globales para la longitud del racimo floral en ricino, en función de la campaña y del tratamiento 85 Valores promedio de la longitud del racimo floral (cm) en ricino, en diferencias significativas al 95% de confianza 86 Gráficas de medias globales para el número de racimos por planta de ricino, en función de la campaña y del tratamiento 88 Valores promedio del número de racimos por planta de ricino en diferencias significativas al 95% de confianza 89 Gráficas de medias globales para el peso de 300 semillas de ricino, en función de la campaña y del tratamiento 90 Valores promedio del peso de 300 semillas de ricino en función del tratamiento y de la campaña. Letras diferentes indican diferencias significativas al 95% de confianza 91 Gráficas de medias globales para la altura de la planta de girasol, en función de la campaña y del tratamiento 93 Valores promedio de altura de las plantas (cm) de girasol en diferencias significativas al 95% de confianza 94 Gráficas de medias globales para el diámetro del tallo en la planta de girasol, en función de la campaña y del tratamiento 97 Valores promedio del diámetro del tallo de las plantas (cm) de girasol en función del tratamiento y de la campaña. Letras diferentes indican diferencias significativas al 95% de confianza 97 Gráficas de medias globales para el diámetro del capítulo en la planta de girasol, en función de la campaña y del tratamiento 100 Valores promedio del diámetro del capítulo floral de las plantas (cm) de girasol en función del tratamiento y de la campaña. Letras diferentes indican diferencias significativas al 95% de confianza 101 Gráficas de medias globales para el peso de 1000 semillas de girasol, en función de la campaña y del tratamiento 104 Valores promedio del peso de 1000 semillas (g) de girasol en diferencias significativas al 95% de confianza 105 Gráficas de medias globales para el peso de 100 semillas y su linter en algodón, en función de la campaña y del tratamiento 108 Valores promedio del peso de 100 semillas y linter (g) de algodón en función del tratamiento y de la campaña. Letras diferentes indican diferencias significativas al 95% de confianza 109 Valores promedio del rendimiento en aceite (%) de las semillas, en función del cultivo y del tratamiento 112 IV

5 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 45. Valores promedio del rendimiento en aceite (%) de ricino en función del tratamiento y de la campaña 113 Figura 46. Valores promedio del rendimiento en aceite (%) de girasol en función del tratamiento y de la campaña 114 Figura 47. Valores promedio del rendimiento en aceite (%) de algodón en función del tratamiento y de la campaña 115 Figura 48. Valores promedio del rendimiento en biodiesel (%) de los aceites, en función del cultivo y del tratamiento 126 Figura 49. Valores promedio del rendimiento en biosiesel (%) de ricino en función del tratamiento y de la campaña 127 Figura 50. Valores promedio del rendimiento en biodiesel (%) de girasol en función del tratamiento y de la campaña 127 Figura 51. Valores promedio del rendimiento en biodiesel (%) de algodón en función del tratamiento y de la campaña 128 Figura 52. Modelo de regresión lineal ajustado entre el rendimiento en biodiesel y el peso de la semilla, para el tratamiento de fertilización orgánica 129 Figura 53. Modelo de regresión lineal ajustado entre el rendimiento en biodiesel y el peso de la semilla, para el tratamiento de fertilización convencional 130 Figura 54. Modelo de regresión lineal ajustado entre el rendimiento en biodiesel y el peso de la semilla, para el tratamiento sin abonado 131 Figura 55. Gráfica de funciones discriminantes para la clasificación de aceites en función del tipo de cultivo 142 Figura 56. Clasificación de las muestras de aceites en función del tipo de cultivo, atendiendo a los niveles de biodiesel sintetizado y aceite extraído 142 Figura 57. Diagrama de dispersión en la clasificación de biodiesel en función del contenido en ácido oleico (%) y el contenido en aceite extraído (%) 143 Figura 58. Gráfico de dispersión de los pesos de los componentes principales 145 Figura 59. Registro de lluvia en la zona de Pedro Avelino durante al año Figura 60. Registro de lluvia en la zona de Pedro Avelino durante al año Figura 61. Análisis mensual del registro de lluvia en la zona de Pedro Avelino durante al año Figura 62. Análisis mensual del registro de lluvia en la zona de Pedro Avelino durante al año Figura 63. Análisis anual del registro de lluvia en la zona de Pedro Avelino durante al año Figura 64. Análisis anual del registro de lluvia en la zona de Pedro Avelino durante al año V

6 VI ÍNDICE DE TABLAS Página Tabla 1. Comparación de los diferentes factores técnicos en la producción de biodiesel 23 Tabla 2. Valores medios de los principales parámetros relativos al biodiesel 28 Tabla 3. Evolución (años ) de la producción mundial de biodiesel en los países con mayor empleo (en 1000 barriles/día) 39 Tabla 4. Evolución (campañas 2001/02 a 2010/11) del consumo mundial de aceites vegetales 1 para la alimentación y biodiesel (millones de toneladas y porcentajes) 40 Tabla 5. Valores de los parámetros característicos del análisis de suelos en cuatro puntos de la parcela experimental y en el promedio 58 Tabla 6. Valores de los parámetros característicos del análisis de agua de riego de la parcela experimental 58 Tabla 7. Composición en macro y micronutrientes del estiércol de oveja empleado como fertilización orgánica 66 Tabla 8. Valores promedio de los parámetros altura de planta, distancia de la inserción del primer racimo floral, longitud del racimo floral, número de racimos florales y peso de 300 semillas en el cultivo del ricino 77 Tabla 9. Valores promedio de los parámetros altura de planta, diámetro del tallo, diámetro del capítulo y peso de 1000 semillas en el cultivo del girasol 92 Tabla 10. Valores promedio del peso de 100 semillas y linter en el cultivo del algodón 107 Tabla 11. Análisis de la varianza para el contenido en aceite (%) de las semillas 111 Tabla 12. Composición (%) de los ácidos grasos mayoritarios en los aceites de ricino, girasol y algodón, en los tres tratamientos fertilizantes y las dos campañas 117 Tabla 13. Análisis de la varianza del contenido en el ácido graso oleico (%) de los aceites 119 Tabla 14. Análisis de la varianza del contenido en el ácido graso linoleico (%) de los aceites 120 Tabla 15. Análisis de la varianza del contenido en el ácido graso linolénico (%) de los aceites 121 Tabla 16. Análisis de la varianza del contenido en el ácido graso palmítico (%) de los aceites 122 Tabla 17. Análisis de la varianza del contenido en el ácido graso esteárico (%) de los aceites 123 Tabla 18. Composición (%) de los ácidos grasos minoritarios en los aceites de ricino, girasol y algodón, en los tres tratamientos fertilizantes y las dos campañas 124 Tabla 19. Análisis de la varianza del rendimiento en biodiesel (%) de los aceites 125 Tabla 20. Modelos de regresión lineal significativos con el contenido del rendimiento de biodiesel, coeficientes de regresión y nivel de explicación 131 Tabla 21. Modelos de regresión lineal significativos con los parámetros de altura de planta y tamaño del racimo en el cultivo de ricino, coeficientes de regresión y nivel de explicación 132

7 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 22. Modelos de regresión lineal significativos con los parámetros de inserción del primer racimo y número de racimos en el cultivo de ricino, coeficientes de regresión y nivel de explicación 134 Tabla 23. Modelos de regresión lineal significativos con los parámetros de 134 rendimiento en aceite, biodiesel y los ácidos grasos mayoritarios en el cultivo de ricino, coeficientes de regresión y nivel de explicación Tabla 24. Modelos de regresión lineal significativos con los parámetros de altura de planta en el cultivo de girasol, coeficientes de regresión y nivel de explicación 135 Tabla 25. Modelos de regresión lineal significativos con los parámetros del diámetro del tallo, diámetro de capítulo y el peso de las semillas en el cultivo de girasol, coeficientes de regresión y nivel de explicación 136 Tabla 26. Modelos de regresión lineal significativos con los parámetros de rendimiento en aceite, biodiesel y los ácidos grasos mayoritarios en el cultivo de girasol, coeficientes de regresión y nivel de explicación 137 Tabla 27. Modelos de regresión lineal significativos con los parámetros de peso de 100 semillas, rendimiento en aceite y los ácidos grasos mayoritarios en el cultivo de algodón, coeficientes de regresión y nivel de explicación 138 Tabla 28. Autovalores de las funciones discriminantes en la clasificación de los aceites en función de la especie 141 Tabla 29. Coeficientes estandarizados en la clasificación de los aceites en función de la especie 141 Tabla 30. Resultados de la clasificación de los aceites en función de la especie 142 Tabla 31. Autovalores de las funciones discriminantes en la clasificación de los aceites en función de la cantidad de biodiesel 143 Tabla 32. Valores vegetativos del cultivo de ricino (años 2009 y 2010) 175 Tabla 33. Valores vegetativos del cultivo de girasol (años 2009 y 2010) 186 Tabla 34. Valores vegetativos y rendimiento graso de la semilla (%aceite) del cultivo de algodón (años 2009 y 2010) 199 Tabla 35. Valores vegetativos y rendimiento graso de la semilla (%aceite) del cultivo de algodón (años 2009 y 2010) 200 Tabla 36. Valores del rendimiento graso de la semilla (%aceite), rendimiento en la obtención de biodiesel (%BD) y valores de los diferentes ácidos grasos de los aceites en el cultivo de girasol (años 2009 y 2010) 201 Tabla 37 Valores del rendimiento graso de la semilla (% aceite), rendimiento en la obtención de biodiesel (% BD) y valores de los diferentes ácidos grasos de los aceites en el cultivo de algodón (años 2009 y 2010) 203 VII