biodiesel
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BIODIESEL
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AGRADECIMIENTO
Con el pequeño contenido de esta monografía
queremos demostrar el inmenso agradecimiento
que sentimos hacia esta universidad, personal
de profesores, quienes con su ayuda moral,
supieron guiarnos por el buen camino del saber.
Para ellos nuestra eterna gratitud y que con sus
datos morales sigan guiando a la juventud que se
encamina hacia el futuro.
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DEDICATORIA
Ya que este trabajo significa para nosotros un esfuerzo
muy grande, el cual encierra estudio, dedicación y
empeño se lo dedicamos con mucho amor y gratitud a
nuestros padres.
Nuestros padres que fueron los que guiaron nuestros
primeros pasos y nos enseñaron el buen camino y la
buena educación, para así poder ser útiles a la
sociedad y en especial a nuestro eterno hogar, “la
tierra”.
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INDICE
INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 6
CAPITULO I ........................................ ................................................................... 7
1.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL BIODIESEL ........................................ 8
1.2. BIODIÉSEL ..................................................................................................... 9
1.2.1. CONCEPTO ............................................................................................. 9
1.2.2. CARACTERÍSTICAS DEL BIODIESEL .................................................. 10
1.2.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS .............................................................. 11
1.2.3.1. VENTAJAS ............................................................................................ 11
1.2.3.2. DESVENTAJAS ..................................................................................... 13
1.2.4. ASPECTOS NEGATIVOS DEL BIODIÉSEL .......................................... 13
CAPITULO II ....................................... ................................................................. 14
2.1. PROPIEDADES ............................................................................................ 15
2.1.1. PROPIEDADES DEL DIESEL Y BIODIESEL ........................................ 15
2.1.2. PUNTO DE INFLAMACIÓN. .................................................................. 15
2.1.3. VISCOSIDAD. ........................................................................................ 15
2.1.4. DENSIDAD. ........................................................................................... 15
2.1.5. CENIZAS SULFATADAS. ...................................................................... 15
2.1.6. AZUFRE. ................................................................................................ 16
2.1.7. CORROSIÓN A LA LÁMINA DE COBRE. ............................................. 16
2.1.8. NUMERO DE CETANO……………... .................................................... 16
2.1.9. ÍNDICE DE YODO. ................................................................................ 17
2.1.10. PUNTO DE NUBE. ................................................................................. 17
2.1.11. AGUA Y SEDIMENTOS. ........................................................................ 17
2.1.12. RESIDUO CARBONOSO. ..................................................................... 17
2.1.13. DESTILACIÓN ……….. ......................................................................... 17
2.1.14. NÚMERO ACIDO TAN:. ......................................................................... 18
2.1.15. CONTENIDO EN METALES (NA, K, P,) Y ÁCIDOS GRASOS LIBRES.……………….………………………………………………………………….18
2.1.16. LUBRICIDAD. ........................................................................................ 18
2.1.17. GLICERINA LIBRE. ............................................................................... 18
2.1.18. GLICERINA TOTAL. .............................................................................. 18
2.1.19. CONTENIDO DE ALCOHOL. ................................................................ 19
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2.2. OTRAS PROPIEDADES DEL BIODIESEL ................................................... 19
CAPITULO III ...................................... ................................................................. 20
3.1. USOS DEL BIODIESEL ................................................................................ 21
3.2. QUÉ MEJORA EL BIODIÉSEL ..................................................................... 23
3.3. ¿SON ESENCIALMENTE LO MISMO EL ACEITE QUE UNO COMPRA COMO ACEITE COMESTIBLE Y EL NECESARIO PARA IMPLEMENTAR EL BIODIESEL? ........................................................................................................ 23
CAPITULO IV ....................................... ................................................................ 25
4.1. ELABORACIÓN Y OBTENCIÓN DEL BIODIESEL EN EL PERÜ ................. 26
4.1.1. CÓMO SE OBTIENE EL BIODIESEL .................................................... 26
4.1.2. EMISIONES ........................................................................................... 27
4.2. ELABORACIÓN DEL BIODIESEL ................................................................ 27
4.2.1. PROCESOS ........................................................................................... 28
4.2.1.1. PROCESOS INDUSTRIALES ................................................................ 28
4.2.1.2. PROCESOS DE ELABORACIÓN ARTESANAL DEL BIODIESEL ........ 29
4.2.1.3. TRANSESTERIFICACIÓN ..................................................................... 30
4.2.1.4. PROCESO DISCONTINUO ................................................................... 32
4.2.1.5. PROCESO CONTINUO ......................................................................... 34
4.2.1.6. LA GLICERINA SUBPRODUCTO DEL BIODIÉSEL .............................. 35
4.3. MATERIAS PRIMAS PARA LA ELABORACIÓN DE BIODIESEL EN EL PERÚ......…………………………………………………………………………………37
4.3.1. PALMA ACEITERA ................................................................................ 37
4.3.2. PIÑÓN .................................................................................................... 39
4.3.3. COLZA CANOLA ................................................................................... 40
4.3.4. ACEITE DE PESCADO .......................................................................... 40
4.3.5. OTROS PRODUCTOS .......................................................................... 42
CAPITULO V ........................................ ................................................................ 43
5.1. BIODIESEL EN EL MUNDO Y EN PERÚ ..................................................... 44
5.1.1. BIODIESEL EN EL MUNDO .................................................................. 44
5.1.2. DEMANDA DEL BIODIESEL ................................................................. 45
5.2. BIODIESEL EN EL PERÚ ............................................................................. 46
5.2.1. PRODUCCIÓN DE BIODIESEL EN EL PERÚ ...................................... 46
5.2.2. OPCIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIÉSEL A PEQUEÑA ESCALA EN EL PERÚ…………… ....................................................................... 47
5.2.3. INAUGURAN LA PRIMERA PLANTA DE BIODIÉSEL EN EL PERÚ .... 47
5.2.4. ESTUDIO DE OFERTA DE ACEITES USADOS EN LIMA .................... 48
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5.2.5. EL SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL DE LA UNALM ........ 49
CAPITULO V I ....................................................................................................... 51
6.1. LO ECONOMICO Y AMBIENTAL DEL BIODIESEL ..................................... 52
6.1.1. LO ECONOMICO ................................................................................... 52
6.2. LO AMBIENTAL ............................................................................................ 54
6.2.1. EL BIODIÉSEL, TERROR DE LOS BOSQUES ..................................... 54
CONCLUSIONES ................................................................................................ 56
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INTRODUCCIÓN
El biodiesel es un combustible renovable derivado de aceites vegetales o grasas
animales. La Sociedad Americana de Ensayos y Materiales (ASTM) define al
biodiésel como ásteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga
derivados de insumos grasos renovables, como los aceites vegetales o grasas
animales. El término “bio” hace referencia a su naturaleza renovable y biológica en
contraste con el combustible diésel tradicional derivado del petróleo; mientras que
diésel se refiere a su uso en motores de este tipo. Como combustible, el biodiésel
puede ser usado en forma pura o mezclado con diésel de petróleo.
El proceso de producción de biodiésel se basa en la reacción de
transesterificación del aceite. Los aceites están compuestos principalmente por
moléculas denominadas triglicéridos, las cuales se componen de tres cadenas de
ácidos grasos unidas a una molécula de glicerol. La transesterificación consiste
en reemplazar el glicerol por un alcohol simple, como el metanol o el etanol, de
forma que se produzcan ásteres metálicos o etílicos de ácidos grasos. Este
proceso permite disminuir la viscosidad del aceite, la cual es principalmente
ocasionada por la presencia de glicerina en la molécula. La alta viscosidad del
aceite impide su uso directo en motores diésel, desventaja que se supera
mediante este proceso. Para lograr la reacción se requieren temperaturas entre
40 y 60ºC, así como la presencia de un catalizador, que puede ser la soda o
potasa acústica (NaOH o KOH, respectivamente).
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I. CAPITULO I
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1.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL BIODIESEL
El proceso de transesterificación de un aceite vegetal fue realizado por
primera vez en 1853 por E. Duffy y J. Patrick muchos años antes que
Rudolf Diesel pusiera en marcha el primer motor diesel el 10 de agosto de
1893, en conmemoración a esta fecha se declaró el 10 de agosto como día
internacional del biodiesel.
El motor de Rudolf Diesel fue diseñado para funcionar con cualquier tipo de
aceite, según cuentan el día de la exposición Diesel fue invitado a hacer
funcionar su motor con aceite de maní a lo que el aceptó, este aceite pesar
de no ser biodiésel (no estaba transesterificado) era un biocombustible).
Diesel pronuncio un discurso en 1912 en el que dijo –el uso de aceites
vegetales como combustible para motores puede ser insignificante ahora,
sin embargo dichos aceites con el tiempo pueden llegar a ser tan
importantes como lo es el petróleo hoy en día.
Henry Ford tenía la expectativa de que su “Modelo T” funcionara con
etanol, un producto derivado principalmente del maíz.
El biodiésel es producido mediante la reacción de un aceite vegetal o grasa
animal con un alcohol generalmente metanol (puede hacerse con etanol
pero es más complicado) en presencia de un catalizador como soda
cáustica (Hidróxido de Sodio o Hidróxido de Potasio) para producir ésteres
monoalquílicos (biodiésel) y glicerina la cual es removida.
El aceite puede ser obtenido de palma, jatropa o piñón, aceite de frituras
usado y muchas otras fuentes, incluso grasa de origen animal. El
biodiésel obtenido puede ser mezclado con diesel mineral en cualquier
proporción o también puede usarse puro.
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1.2. BIODIÉSEL
1.2.1. CONCEPTO
El biodiesel es un combustible diesel producido a partir de
materias de base renovables, como los aceites vegetales, que se puede
usar en los motores diesel. Químicamente: ésteres de alquilo, de metilo y
de etilo. Se encuentra registrado como combustible y como aditivo para
combustibles en la Agencia de Protección del Medio Ambiente (Enviroment
Protection Agency - EPA - EEUU).
Puede usarse como combustible puro al 100 % (B100), como una
base de mezcla para el gasoil de petróleo (B20), o en una proporción baja
como aditivo del 1 al 5 %. De esta forma el biodiesel se complementa, no
compite con el petróleo.
El biodiesel es un combustible compuesto por ésteres
monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivado de aceites
vegetales o grasas animales, designado como B100 y que cumple con los
estándares ASTM D 6751(Sociedad Americana de Ensayos y Materiales).
El término bio hace referencia a su naturaleza renovable y
biológica en contraste con el combustible diésel tradicional derivado del
petróleo; mientras que diésel se refiere a su uso en motores de este tipo.
Es bueno aclarar que el nombre no lo inventamos nosotros sino que
proviene de investigaciones anteriores, aunque le llamamos sustancia
eterificada de aceite es comúnmente conocido como biodiésel,
básicamente este prefijo está relacionado con las materias primas que se
utilizan como son los diversos materiales renovables y sustancias
orgánicas procedentes de materia viva (vegetales o semillas), y también
probablemente este prefijo sea utilizado para distinguirlo del diesel que es
fósil y no renovable.
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Como veremos posteriormente, el aceite se obtiene de diversas fuentes
como: semillas oleaginosas e incluso grasa animal
1.2.2. CARACTERÍSTICAS DEL BIODIESEL
• Es un combustible ecológico de origen renovable y respetuoso con
el medio ambiente.
• Es seguro, fácil para transportarlo y almacenarlo.
• Es biodegradable como el azúcar, es diez veces menos tóxico que la
sal de cocina y tiene un punto de inflación aproximadamente de 150 °C,
comparado al diesel su punto de inflación es 50 °C.
• El uso del biodiesel reduce aproximadamente en 80% las emisiones
del anhídrido carbónico y un 100% las de dióxido de azufre. También la
combustión del biodiesel disminuye en 90% la cantidad de
hidrocarburos totales no quemados y entre el 75%- 90% en los
hidrocarburos aromáticos. Contiene 11% de oxígeno en peso y o
contiene azufre.
• El uso de biodiesel puede extender la vida de los motores por que
posee mejor calidad lubricante que el diesel.
• Los derrames de este combustible en las aguas de ríos y mares son
menos contaminantes que otros combustibles.
• Los olores de la combustión del biodiesel son aromas de palomitas
de maíz o papas fritas.
• Diversos estudios realizados se demostró que el biodiesel reduce en
un 90% el riesgo de contraer cáncer.
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1.2.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
1.2.3.1. VENTAJAS
Las características fisicoquímicas del biodiésel son muy
similares a las del diésel de petróleo. Gracias a esto, su utilización
no requiere mayores cambios en los motores diésel
convencionales. Así, puede emplearse directamente en los
motores diésel, pudiéndose también utilizar como aditivo,
mezclado en cualquier proporción con el diésel. El biodiésel
puede ser bombeado, almacenado y manipulado con los mismos
procedimientos, infraestructura y equipos empleados con el
diésel. El encendido, rendimiento, torque y potencia de los
motores no varía significativamente, pero el consumo puede verse
levemente incrementado hasta en un 5%.
Además, el biodiésel tiene también muchas ventajas
sobre el diésel convencional, como por ejemplo:
• Una de las ventajas del biodiésel es que baja la
concentración del anhídrido carbónico en el aire. Los
combustibles derivados del petróleo han incorporado a la
atmósfera una cantidad de carbónico que no fue fotosintetizado,
por eso conviene forestar mucho para que el ciclo del carbono se
complete. Pero si tu quemas algo que ya la semilla absorbió y lo
va a absorber después, como que se cierra el ciclo, ya que
mientras se produce CO2 en el proceso de combustión, el mismo
es absorbido por las propias plantas utilizadas para la producción
del biodiesel, tanto las plantas de las cuales se obtiene las
semillas para el aceite como así también el alcohola.
• No contiene sulfuros, por lo que disminuye las
emisiones de partículas salidas, y mejora la lubricidad del
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combustible, incluso en mezclas con proporciones muy pequeñas
de biodiésel, lo cual incrementa la vida de los motores.
• Tiene un punto de inflamación relativamente alto
(150ºC), lo que lo hace menos volátil y más seguro de transportar
y manipular que el diésel de petróleo.
• Se puede producir a partir de insumos locales,
como cultivos oleaginosos o aceites vegetales reciclados,
contribuyendo a reducir la dependencia de importaciones de
petróleo, ahorrando divisas y generando puestos de trabajo.
• Es altamente biodegradable en el agua, por lo que
en caso de derrame se degradaba a un ritmo muy superior al del
diésel convencional e incluso tan rápido como el azúcar. Esto
hace del biodiésel un combustible ideal para embarcaciones
fluviales y ambientes acuáticos sensibles o protegidos.
• Prácticamente no es tóxico en caso de ingestión,
tanto en peces como en mamíferos. Su toxicidad es tan baja que
una persona de 80 Kg. tendría que tomar alrededor de 1,6 litros
de biodiésel para que tenga efectos mortales. La sal común
(NaCl) es aproximadamente diez veces más tóxica.
• Contribuye a la reducción del calentamiento global,
ya que emite menos CO2 en su ciclo de vida que el fijado
mediante el proceso de fotosíntesis por las plantas usadas para
producirlo. Por otro lado, evita liberar el carbono que fue fijado
hace millones de años en los combustibles fósiles.
• Reduce substancialmente la emisión de la mayoría
de agentes contaminantes. Al ser un combustible oxigenado, el
biodiésel tiene una combustión más completa que el diésel,
reduciendo las emisiones de SO2, CO, materia particulada e
hidrocarburos no quemados. Por eso su combustión produce
menos humo visible y menos olores nocivos y su uso contribuye a
disminuir la polución del aire.
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1.2.3.2. DESVENTAJAS
• A bajas temperaturas puede empezar a solidificar y
formar cristales, que pueden obstruir los conductos del
combustible.
• Por sus propiedades solventes, puede ablandar y
degradar ciertos materiales, tales como el caucho natural y la
espuma de poliuretano. Es por esto que puede ser necesario
cambiar algunas mangueras y retenes del motor antes de usar
biodiésel en él, especialmente con vehículos antiguos.
• Sus costos aún pueden ser más elevados que los
del diésel de petróleo. Esto depende básicamente de la fuente de
aceite utilizado en su elaboración.
1.2.4. ASPECTOS NEGATIVOS DEL BIODIÉSEL
Como todo, el biodiésel no es una solución milagrosa a las
demandas energéticas, estos son algunos de los aspectos negativos:
Se estima que el biodiésel produce un 10% más óxidos de nitrógeno al
quemarse sin aditivos, que el diesel mineral, estos gases contribuyen al
calentamiento global, sin embargo hacen falta más investigaciones.
Debido al auge del biodiésel se teme que los monocultivos de
plantas productoras de aceite se generalicen, ocupando tierras que
pudieran ser utilizadas para producir alimentos o promuevan la
deforestación de bosques con el mismo propósito.
Algunos fabricantes de automóviles declaran nula la garantía de
sus autos si el propietario utiliza biodiésel en los mismos.
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I. CAPITULO II
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2.1. PROPIEDADES
2.1.1. PROPIEDADES DEL DIESEL Y BIODIESEL
Las propiedades de un Diesel y biodiesel comerciales dependen
tanto del proceso de fabricación como de la naturaleza de los lípidos a
partir de los cuales se ha producido en el caso del último. El biodiesel en
función de la naturaleza de la fuente, animal o vegetal, proporcionará unas
características particulares al nuevo combustible.
2.1.1.1. Punto de inflamación: Este parámetro generalmente
se denomina para satisfacer temas legales de seguridad. También
es útil para conocer si existe una cantidad excesiva de alcohol no
reaccionado en el proceso de obtención en el caso del biodiesel.
2.1.1.2. Viscosidad: Debe poseer una viscosidad mínima para
evitar pérdidas de potencia debidas a las fugas en la bomba de
inyección y en el inyector. Además, le da características de
lubricidad al sistema de combustible. Por la otra parte también se
limita la viscosidad máxima por consideraciones de diseño y
tamaño de los motores, y en las características del sistema de
inyección.
2.1.1.3. Densidad: Da idea del contenido en energía del
combustible. Mayores densidades indican mayor energía térmica
y una economía de combustibles mejor.
2.1.1.4. Cenizas sulfatadas: Los materiales que forman
cenizas en un Biodiesel se pueden presentar de tres formas.
• Sólidos abrasivos.
• Jabones metálicos solubles.
• Catalizadores no eliminados en el proceso.
En el caso del diesel, normalmente solo aparecen los
primeros o gomas solubles.
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Tanto los sólidos abrasivos como los catalizadores no
eliminados favorecen al desgaste del inyector, bomba de
inyección, pistón y anillos, además de contribuir a la formación
de depósitos en el motor.
Los jabones metálicos solubles tienen un efecto menor en el
desgaste pero pueden afectar más a la colmatación de filtros
en el motor.
2.1.1.5. Azufre: Contribuye al desgaste del motor y a la
aparición de depósitos que varían considerablemente en
importancia dependiendo en gran medida de las condiciones de
funcionamiento del motor. También pueden afectar al
funcionamiento del sistema de control de emisiones y a límites
medioambientales.
2.1.1.6. Corrosión a la lámina de Cobre: Mediante la
comprobación del desgaste de una lamina de cobre de puede
observar si existen en el sistema compuestos corrosivos y/o
presencia de ácidos que puedan atacar al cobre o a aleaciones de
cobre como el bronce que forman parte del sistema de
combustible.
2.1.1.7. Numero de Cetano: Es una medida de la calidad de
ignición de un combustible e incluye en las emisiones de humo y
en la calidad de la combustión. El numero de Cetano dependedle
diseño y tamaño del motor, de las variaciones de la carga y
velocidad y condiciones de arranque y atmosféricas.
Un bajo NC conlleva a ruidos en el motor, prolongando el retraso
de la ignición y aumentando en el peso molecular de las
emisiones.
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2.1.1.8. Índice de yodo: Indica la tendencia a la oxidación de
un biodiesel porque da del grado de instauraciones que poseen
sus ésteres.
2.1.1.9. Punto de nube: Indica la temperatura a la cual
empiezan a precipitar ciertos compuestos del combustible. Es una
medida muy importante a tener en cuenta cuando se usa el motor
en climas fríos. El valor debe ser definido por el usuario, ya que
depende del clima en el cual el motor se utilice.
2.1.1.10. Agua y sedimentos: El agua se puede formar por
condensación en el tanque de almacenamiento. La presencia de
agua y sólidos de desgaste normalmente pueden colmatar filtros y
darle el combustible unas propiedades de lubricidad menores. El
biodiesel puede absorber hasta 40 veces más agua que el diesel.
2.1.1.11. Residuo carbonoso: Da una idea de la tendencia del
combustible a formar depósitos carbonosos. Se aproxima a la
tendencia del motor a formar depósitos. Normalmente para el
Diesel se suele utilizar el 10% que queda en la destilación, pero
debido a que el Biodiesel tiene un perfil muy diferente de
destilación (en un pequeño rango de temperaturas se destila todo
la muestra ya que una distribución de moléculas diferentes muy
pequeñas), se debe utilizar el 100% de la muestra.
También se puede obtener información, a parte de la
contaminación (glicerina libre y total), de la calidad de la
purificación cuando se fabrica.
2.1.1.12. Destilación: Indica la temperatura máxima a la que se
debe evaporar el combustible a unas condiciones de presión y
temperatura dadas.
• El biodiesel a la temperatura de 360ºC tiene que estar el 90%
destilado, según la norma ASTM D86.
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• El biodiesel a la temperatura de 360ºC tiene que estar el 95%
destilado, según la norma ASTM D86.
2.1.1.13. Número acido TAN: Determina el nivel de ácidos
grasos, o generados por degradación, que se presentan en el
combustible. Si posee un alto grado de acidez se formaran una
cantidad importante de depósitos y también se producirá mayor
corrosión en el sistema.
2.1.1.14. Contenido en metales (Na, K, P,…) y ácido s grasos
libres: Contribuyen al aumento del residuo carbonoso de manera
notables y también a las cenizas, generando residuos inorgánicos
parcialmente quemados. Además, también se pueden formar
jabones que colmatan los filtros del combustible.
2.1.1.15. Lubricidad: Es la cualidad de un líquido para
proporcionar una lubricación adecuada para prevenir el desgaste
entre dos superficies en movimiento. Los combustibles con un
contenido bajo en azufre o baja viscosidad tienden a tener una
lubricación menor.
2.1.1.16. Glicerina libre: Determina el nivel de glicerina no
enlazada presente en el Biodiesel. Su presencia normalmente se
debe a una mala purificación del biodiesel. Los niveles altos
pueden causar problemas de depósitos en el inyector, así como
colmatación de los filtros. Pueden dañar los sistemas de inyección
debido a los compuestos inorgánicos y jabones que se acumulan
en la glicerina. Si la cantidad de glicerina es superior al 0.5% esta
puede afectar al contenido del residuo carbonoso.
2.1.1.17. Glicerina total: Determina el nivel de glicerina
enlazada y no enlazada presente en el combustible. Niveles bajos
significan que se ha producido un alto grado de conversión en el
aceite o grasa, y se han formado gran cantidad de monoésteres.
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Niveles altos de mono, di y triglicéridos pueden provocar la
colmatación de los filtros, depósitos en los inyectores y pueden
afectar adversamente a las propiedades a bajas temperaturas.
Esto es debido a que al poseer temperaturas de ebullición
superiores provocan que la combustión sea bastante peor.
Además, aumentan la viscosidad del biodiesel.
2.1.1.18. Contenido de alcohol: Puede provocar problemas de
lubricidad y en el Número de Cetano. Desde el punto de vista de
la seguridad el Punto de inflamación disminuye.
2.1.2. Otras propiedades del Biodiesel
� Libre de contaminación.
� Lubrica los motores.
� Sencillo de elaborar.
� Genera mano de obra.
� Es Biodegradable.
� Su producción es renovable.
� Puede emplearse puro o combinado.
� No se degrada con el tiempo.
� No contiene azufre.
� Mejora la combustión.
� Prolonga la vida de los motores.
� No es altamente inflamable.
� Genera independencia económica.
� Genera independencia energética.
� No emite gases nocivos.
� Es menos irritante para la epidermis.
� Tiene un aroma agradable.
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II. CAPITULO III
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3.1. USOS DEL BIODIESEL
Con los precios del combustible en alza y la preocupación creciente por
la contaminación del ambiente, la necesidad de considerar una
alternativa energética viene a ser toda una necesidad.
Una alternativa es usar combustible biodiesel, el cual ha llegado a ser
popular.
A causa de que el biodiesel es un combustible que se quema limpio y
está hecho de materias primas naturales y renovables sus fuentes, los
empleos actuales pueden llegar a sorprenderle.
• Debajo hay nueve formas de biodiesel que se están usando,
algunas de las cuales usted no había imaginado.
• Alquiler de autos movidos a biodiesel, ya comenzó la oferta en
Maui y en Los Ángeles en USA. Son vehículos que alcanzan entre 400
y 800 millas por tanque y no está mal teniendo en cuenta el valor actual
de la gasolina.
• Calefacción para el hogar en base a biodiesel, mucha gente está
apuntando sus ojos hacia el biodiesel como una alternativa para la
calefacción del hogar. Muchas calderas a petróleo pueden funcionar
bien con biodiesel (B20) que es un combustible fabricado con 80% de
aceite de petróleo y un 20% de biodiesel. Hay quienes han reformado
sus calderas para biodiesel (B100) un combustible realizado
enteramente con aceites vegetales, quema más limpio que el petróleo
convencional.
• Generadores de electricidad en base a combustible biodiesel, es
una alternativa superior al tradicional quemado de carbón de piedra. El
biodiesel es más económico, limpio y renovable para generar
electricidad.
• Camiones de transporte alimentados con biodiesel, poco a poco,
más y más tractores de transporte de mercaderías cambian de diesel a
biodiesel, los beneficios que obtienen son numerosos para no
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mencionar las ventajas de ayudar al medioambiente y reducir la
dependencia de petróleo extranjero, mientras se ahorra dinero.
• Maquinaria agrícola aprovecha el biodiesel que ayuda a producir,
los tractores y las diferentes máquinas del campo, bombas de
irrigación, generadores, sistemas de irrigación que habitualmente
venían usando combustible diesel, ahora el uso de biodiesel para
conseguir energía completa un círculo virtuoso en la agricultura desde
productores a consumidores.
• Embarcaciones de fletes comerciales como ferries, yates de paseo,
botes de vela y de motor son todos candidatos al biodiesel. La empresa
Pacific Whale Foundation, localizada en Hawaii emplea el biodiesel en
sus barcos.
• Tasas de incentivo: el IRS de los EEUU, oficina de impuestos,
ofrece tasas de incentivo para producir biodiesel.
• El gobierno de los EEUU está trabajando para reducir gases de
contaminación dándoles a los productores de biodiesel fondos del
Estado.
• Los fondos ayudan a los consumidores bajando el precio al público.
• Aditivos lubricantes en base a biodiesel porque es un buen
lubricante en comparación al de uso actual en base a petróleo poco
sulfurado, los inyectores de combustible y otros tipos de bombas de
combustible pueden perfectamente ser lubricados con biodiesel.
• Con los aditivos correctos, la performance del encendido puede
mejorar, haciendo los encendidos más duraderos.
• Otras aplicaciones se han pensado actuar como aditivo para la
tolva de concreto y los tractores de asfalto.
• Las propiedades solventes limpia las partes con seguridad
reduciendo la irritación de ojos asociada con otros limpiadores.
• Medioambiente limpio: el biodiesel reduce la emisión de dióxido de
carbono en un 80% y a causa de esto se reduce el riesgo de los
compuestos tóxicos asociados al cáncer.
El biodiesel se descompone en residuos naturales sin contaminar el
ambiente.
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3.2. QUÉ MEJORA EL BIODIÉSEL
Menor contribución al calentamiento global de la atmósfera, el CO2 de la
combustión del éter no contribuye a aumentar la concentración de CO2 en
la atmósfera, ya que el CO2 liberado por los motores corresponde al que es
retirado de la atmósfera en la fase de cultivos por el proceso de
fotosíntesis.
El biodiésel se encuentra libre de compuestos azufrados, posibilitando el
uso de catalizadores oxidativas que eliminan el material particulado de los
gases de la combustión. Los materiales particulados son aspirados al
respirar, depositándose en los alvéolos pulmonares, favoreciendo el
desarrollo de tumores. Éste es un aspecto muy importante al difundirse los
vehículos diesel para su uso en las ciudades. Las emisiones de dióxido de
nitrógeno no se ven disminuidas al usar biodiésel.
3.3. ¿SON ESENCIALMENTE LO MISMO EL ACEITE QUE UNO COMPRA
COMO ACEITE COMESTIBLE Y EL NECESARIO PARA IMPLEMEN TAR
EL BIODIESEL?
Si, es lo mismo, lo que sucede es que el aceite comestible que uno compra
en el supermercado ha sufrido todo un proceso de refinación, y además se
eligen las semillas que brindan un mejor sabor, porque lo que le da el sabor
son pequeñas concentraciones de sustancias saborizantes o a veces el
propio aceite también lo tiene, y claro, por eso la diferencia entre el sabor
de un aceite de girasol y uno de oliva. Pero en cambio para el biodiesel la
materia prima que es el aceite, no necesita de todas las etapas de
refinación, sino solamente de una primer etapa conocida con el nombre de
degomado o desgomando.
Al comienzo del proceso de refinación, el aceite no solo está compuesto
por los ésteres de glicérilo ya mencionados que son mayoritariamente los
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componentes del aceite, sino también por otras sustancias como las
licitinas o fosfolípidos que son compuestos orgánicos que contienen fósforo
y es necesario eliminar, e incluso estas sustancias eliminadas son
aprovechadas para realizar otras tareas. Luego de esta etapa, en la que se
dice el aceite ha sido desgomado o degomado, el aceite ya está procesado
como para ser utilizado como materia prima para la producción de
biodiésel.
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III. CAPITULO IV
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4.1. ELABORACIÓN Y OBTENCIÓN DEL BIODIESEL EN EL PERÜ
4.1.1. CÓMO SE OBTIENE EL BIODIESEL
El combustible de Biodiesel puede obtenerse de aceite vegetal
nuevo o usado y de las grasas de los animales, es decir se obtiene de
recursos renovables domésticos. Es biodegradable, y requiere mínima
modificación del motor donde se va a utilizar, dependiendo si este es
mezclado o no con el diesel convencional. Es potencialmente más limpio
que el diesel.
El Biodiesel reacciona perfectamente bien con un alcohol (el
metanol es la opción usual) para producir compuestos químicos conocidos
como "esters". Biodiesel es el nombre dado a estos "esters" cuando son
utilizados como combustibles. "Glicerol" (usó en productos farmacéuticos y
cosméticos, entre otros mercados) se produce como un coproducto.
Actualmente, el biodiesel es producido por un proceso llamado
transesterificación. El aceite vegetal (o la grasa animal) se filtra primero,
luego es procesado con álcalis para remover los ácidos grasos libres.
Seguidamente se mezcla con un alcohol (normalmente el metanol) en
presencia de un catalizador (normalmente sodio o hydroxide de potasio).
Los triglicéridos del aceite reaccionan para formar el esters y glicerol que
son separados y purificados.
El mayor del interés actual en producir el biodiesel viene de los
productores de soya, los cuales enfrentaron un exceso de capacidad de la
producción, sobrantes del producto, y precios decadentes. Soya de metilo,
o Soya de Diesel, obtenido al reaccionar metanol con aceite de soya es la
fuente principal de biodiesel en los Estados Unidos.
Desperdicios de grasas animales y aceite vegetal usado son
insumos potenciales para la producción de biodiesel. Éstos son más
baratos que el aceite de la soya y están siendo considerados como una
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manera de reducir el costo de los insumos. Cacahuetes, semilla del
algodón, girasol, semillas, y canola son otras fuentes de aceites vegetales.
"Esters" obtenidos de esta fuentes pueden utilizarse con éxito, aunque ellos
pueden diferir ligeramente en términos de cantidad de energía, número de
cetano, (análogo al octano de gasolina que está en términos de actuación
del motor), u otra propiedad física.
4.1.2. EMISIONES
• Monóxido de carbono (CO): la emisión durante la combustión del
biodiesel en motores diesel es del orden del 50% inferior (comparada con
aquella que produce el mismo motor con combustible diesel). Es conocida
la toxicidad del monóxido de carbono sobre todo en las ciudades.
• Dióxido de azufre (SO2): no se produce emisión de dióxido de
azufre por cuanto el biodiesel no contiene azufre. El dióxido de azufre es
nocivo para la salud humana así como para la vegetación.
• Material particulado: esta emisión con el empleo del biodiesel se
reduce del 65% respecto del combustible diesel. Las partículas finas son
nocivas para la salud.
• Productos orgánicos aromáticos: el biodiesel no contiene
productos aromáticos (benceno y derivados) siendo conocida la elevada
toxicidad de los mismos para la salud.
• Balance de dióxido de carbono (CO2): el dióxido de carbono
emitido durante la combustión.
4.2. ELABORACIÓN DEL BIODIESEL
Se elabora mediante la transesterificación de grasas y aceites con alcohol
metílico y deja como residuo la glicerina que puede ser aprovechada por la
industria cosmética entre otras.
Ejemplo para producir una tonelada de biodiesel es necesario 1 tonelada
de aceite vegetales y/o grasas animales, 0.1 de toneladas de alcohol
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metílico y otros productos necesarios en menor medida son productos
químicos de fácil obtención en el mercado.
Esta producción nos genera bajos costo de inversión, debido a esto
tenemos la posibilidad de construir localmente condiciones de calidad y
competitividad para poder fabricar.
Este proceso prevé el empleo de aceite o grasas que contienen acidez
libre. En la primera etapa los ácidos grasos libres se transforman en más
metilester, esta es una ventaja ya que no es necesario procesar
previamente grasas y o aceites para eliminar tales impurezas obteniéndose
además un rendimiento superior respecto de los triglicéridos de partida.
4.2.1. PROCESOS
4.2.1.1. PROCESOS INDUSTRIALES
En la actualidad existen diversos procesos industriales
mediante los cuales se pueden obtener biodiésel. Los más
importantes son los siguientes:
• Proceso base-base, mediante el cual se utiliza
como catalizador un hidróxido. Este hidróxido puede ser hidróxido
de sodio (sosa cáustica) o hidróxido de potasio (potasa cáustica).
• Proceso acido-base. Este proceso consiste en
hacer primero una esterificación ácida y luego seguir el proceso
normal (base-base), se usa generalmente para aceites con alto
índice de acidez.
• Procesos supercríticos. En este proceso ya no es
necesario la presencia de catalizador, simplemente se hacen a
presiones elevadas en las que el aceite y el alcohol reaccionan sin
necesidad de que un agente externo como el hidróxido actúe en la
reacción.
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• Procesos enzimáticos. En la actualidad se están
investigando algunas enzimas que puedan servir como
aceleradores de la reacción aceite-alcohol. Este proceso no se
usa en la actualidad debido a su alto coste, el cual impide que se
produzca biodiésel en grandes cantidades.
• Método de reacción Ultrasónica. En el método
reacción ultrasónica, las ondas ultrasónicas causan que la mezcla
produzca y colapse burbujas constantemente. Esta cavitación
proporciona simultáneamente la mezcla y el calor necesarios para
llevar a cabo el proceso de transesterificación. Así, utilizando un
reactor ultrasónico para la producción del biodiésel, se reduce
drásticamente el tiempo, temperatura y energía necesaria para la
reacción. De ahí que el proceso de transesterificación puede
correr en línea en lugar de utilizar el lento método de
procesamiento por lotes. Los dispositivos ultrasónicos de escala
industrial permiten el procesamiento de varios miles de barriles
por día.
4.2.1.2. PROCESOS DE ELABORACIÓN ARTESANAL DEL
BIODIESEL
a) Para un (1) litro de aceite vegetal. Si desea
elaborar una cantidad mayor, simplemente multiplique las
cantidades aquí indicadas por el número de litros que desea
producir. Use recipientes de acero inoxidable.
b) Caliente un (1) litro del aceite vegetal que
acondicionó anteriormente (paso a). Puede hacerlo en un
recipiente de acero inoxidable. Eleve la temperatura a unos 50
grados centígrados.
c) Pese 3.5 gramos de soda cáustica en escamas,
96% de pureza.
d) En otro recipiente limpio y seco, coloque
200 centímetros cúbicos de Metanol.
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e) Mezcle la soda cáustica (paso b) con el metanol
(paso c) hasta disolverla. Observará que la temperatura sube en
algunos grados. Mezcle con una espátula hasta lograr la solución
completa de la soda cáustica. Esta solución es venenosa y dañina
para la piel. Tome las precauciones del caso (guantes de hule,
anteojos, etc).
f) Adicione sobre el aceite vegetal (paso a) la
solución de metoxido de sodio (paso d), poco a poco, mezcle con
una espátula por unos quince minutos. Al inicio es viscoso y luego
menos viscoso.
g) Deje reposar el producto, si todo fue bien, en
cosa de 30 minutos Ud. observara dos fases; en la parte superior
una fase liquida y dorada (biodiesel) y en la parte inferior una
parte café (glicerina y jabón).
h) Déjelo reposar por 24 horas, sifonee la parte
superior que es el biodiesel. La parte inferior es la glicerina y el
alcohol en exceso.
i) A nivel industrial puede recuperar el metanol que
se encuentra en esta fase por destilación, además, refinar la
glicerina, que tiene muy buena demanda por sus múltiples usos.
O bien venderla tal cual, a alguna industria jabonera, de
cosméticos, etc.
j) Pero hay una serie de usos que aceptan la
calidad obtenida sin mayores parámetros de calidad química, así
por ejemplo: lavado de piezas de equipos, lubricante industrial
excelente (afloja piezas, limpiador, protector, etc), combustible
para el quemador de calderas y otros.
4.2.1.3. TRANSESTERIFICACIÓN
La reacción química como proceso industrial utilizado
en la producción de biodiésel, es la transesterificación, que
consiste en tres reacciones reversibles y consecutivas. El
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triglicérido es convertido consecutivamente en diglicérido,
monoglicérido y glicerina. En cada reacción un mol de éster
metílico es liberado.
Todo este proceso se lleva a cabo en un reactor donde
se producen las reacciones y en posteriores fases de separación,
purificación y estabilización.
Las tecnologías existentes, pueden ser combinadas de
diferentes maneras variando las condiciones del proceso y la
alimentación del mismo. La elección de la tecnología será función
de la capacidad deseada de producción, alimentación, calidad y
recuperación del alcohol y del catalizador. En general, plantas de
menor capacidad y diferente calidad en la alimentación (utilización
al mismo tiempo de aceites refinados y reutilizados) suelen utilizar
procesos Batch o discontinuos. Los procesos continuos, sin
embargo, son más idóneos para plantas de mayor capacidad que
justifique el mayor número de personal y requieren una
alimentación más uniforme.
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Grafico Nº01: transesterificación
4.2.1.4. PROCESO DISCONTINUO
Es el método más simple para la producción de
biodiésel donde se han reportado ratios 4:1 (alcohol:triglicérido).
Se trata de reactores con agitación, donde el reactor puede estar
sellado o equipado con un condensador de reflujo.
Las condiciones de operación más habituales son a
temperaturas de 65ºC, aunque rangos de temperaturas desde
25ºC a 85ºC también han sido publicadas. El catalizador más
común es el NaOH, aunque también se utiliza el KOH, en rangos
del 0,3% al 1,5% (dependiendo que el catalizador utilizado sea
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KOH o NaOH). Es necesaria una agitación rápida para una
correcta mezcla en el reactor del aceite, el catalizador y el alcohol.
Hacia el fin de la reacción, la agitación debe ser menor para
permitir al glicerol separarse de la fase éster. Se han publicado en
la bibliografía resultados entre el 85% y el 94%.
En la transesterificación, cuando se utilizan
catalizadores ácidos se requiere temperaturas elevadas y tiempos
largos de reacción. Algunas plantas en operación utilizan
reacciones en dos etapas, con la eliminación del glicerol entre
ellas, para aumentar el rendimiento final hasta porcentajes
superiores al 95%. Temperaturas mayores y ratios superiores de
alcohol:aceite pueden asimismo aumentar el rendimiento de la
reacción. El tiempo de reacción suele ser entre 20 minutos y una
hora.
En el gráfico siguiente se reproduce un diagrama de
bloques de un proceso de transesterificación en discontinuo.
(Grafico Nº02)
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4.2.1.5. PROCESO CONTINUO
Una variación del proceso discontinuo es la utilización
de reactores continuos del tipo tanque agitado, los llamados
CSTR del inglés, Continuous Stirred Tank Reactor. Este tipo de
reactores puede ser variado en volumen para permitir mayores
tiempos de residencia y lograr aumentar los resultados de la
reacción. Así, tras la decantación de glicerol en el decantador la
reacción en un segundo CSTR es mucho más rápida, con un
porcentaje del 98% de producto de reacción. Un elemento
esencial en el diseño de los reactores CSTR es asegurarse que la
mezcla se realiza convenientemente para que la composición en
el reactor sea prácticamente constante. Esto tiene el efecto de
aumentar la dispersión del glicerol en la fase éster.
El resultado es que el tiempo requerido para la
separación de fases se incrementa. Existen diversos procesos
que utilizan la mezcla intensa para favorecer la reacción de
esterificación. El reactor que se utiliza en este caso es de tipo
tubular. La mezcla de reacción se mueve longitudinalmente por
este tipo de reactores, con poca mezcla en la dirección axial. Este
tipo de reactor de flujo pistón, Plug Flow Reactor (PFR), se
comporta como si fueran pequeños reactores CSTR en serie. El
resultado es un sistema en continuo que requiere tiempos de
residencia menores (del orden de 6 a 10 minutos) –con el
consiguiente ahorro, al ser los reactores menores para la
realización de la reacción. Este tipo de reactor puede operar a
elevada temperatura y presión para aumentar el porcentaje de
conversión.
Dentro de la catálisis heterogénea los catalizadores
básicos se desactivan fácilmente por la presencia de ácidos
grasos libres (FFA) y de agua que favorece la formación de los
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mismos. Para tratar alimentaciones con cierto grado de acidez, se
prefiere la esterificación de los ácidos grasos libres con
superácidos que a su vez presenten una elevada velocidad de
reacción de transesterificación, lo que implica que se requiera de
dos reactores con una fase intermedia de eliminación de agua. De
este modo, alimentaciones con hasta un 30% en FFA se pueden
esterificar con metanol, reduciendo la presencia de FFA por
debajo del 1%. Esta etapa previa de esterificación se puede llevar
a cabo con alcoholes superiores o glicerina que resulta atractiva
en la producción de biodiésel puesto que es un subproducto del
proceso.
Grafico Nº03
4.2.1.6. LA GLICERINA SUBPRODUCTO DEL BIODIÉSEL
En la síntesis del biodiésel, se forman entre el aceite y
el alcohol, normalmente metílico, ésteres en una proporción
aproximada del 90% más un 10% de glicerina. La glicerina
representa un subproducto muy valioso que de ser refinada a
grado farmacológico puede llegar a cubrir los costos operativos de
una planta productora. La glicerina es eliminada del proceso
cuando se procede al lavado con agua. Sin embargo, la glicerina
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puede encontrarse en el biodiésel como consecuencia de un
proceso inapropiado, como puede ser una insuficiente separación
de la fase de glicerina o un insuficiente lavado con agua.
La glicerina se emplea en la fabricación,
conservación, ablandamiento y humectación de gran cantidad de
productos, éstos pueden ser resinas alquídicas, celofán, tabaco,
explosivos (nitroglicerina), fármacos y cosméticos, espumas de
uretano, alimentos y bebidas, etc.
Así, como coproducto de la producción de biodiésel
se obtendría glicerina, de calidades farmacéutica e industrial.
Estas glicerinas tienen un valor económico positivo y su
comercialización forma parte de la rentabilidad del biodiésel. Sin
embargo, la creciente oferta de glicerina está provocando ya una
disminución de sus precios de venta con la consiguiente
problemática de merma de rentabilidad que ello supone para el
sector del biodiésel. Al nivel actual de producción, las glicerinas
tienen suficientes salidas comerciales actualmente, pero
conseguir una producción de biodiésel de la magnitud del objetivo
fijado para el 2010 podría tener problemas en la saturación del
mercado de glicerina, por lo que es especialmente relevante
asegurar los canales de comercialización de este producto.
Con el aumento de la producción de biodiésel, la
glicerina se enfrenta a un reto de investigación y desarrollo de
cara a tener una salida para la misma debido a su aumento
significativo en los próximos años. Por ello, se deben buscar
nuevas salidas y aplicaciones al producto final o bien encontrar
nuevas aplicaciones en las que ésta actúe como materia prima
química.
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4.3. MATERIAS PRIMAS PARA LA ELABORACIÓN DE BIODIES EL EN EL PERÚ
Las materias primas que por lo general son los grasa animales y grasas
vegetales. Algunas materias primas de mayor interés son:
4.3.1. PALMA ACEITERA
Nombre científico (Elaeis guineensis). Se produce
principalmente el la región amazónica, y tendría un gran potencial de
crecimiento. Tiene un amplio potencial de crecimiento, en nuestro país
asciende en 21500 hectáreas instaladas con plantaciones de palma
aceitera. La productividad de estas plantaciones tiene una gran variación
según nivel de tecnología que se emplee.
Se estima que hay alrededor de 32 mil productores d palma
ubicados en Ucayali, Loreto, San Martín, Huanuco y empresas de palma
aceitera (CONAPAL). Se requerirá ampliar las áreas de cultivo de palma
hasta unas 70 mil hectáreas con el fin de satisfacer la demanda de estas
plantas.
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Producción actual de palma aceitera en el Perú
Fuente: direcciones Regionales Agrarias de San Mart ín, Ucayali, Loreto y
Huánuco. Elaborado por Pro Amazonía (Sáenz 2005)
Los cultivos nacionales de palma aportan a la industria de aceites
y grasas 48 mil toneladas de aceite, que representa solamente el 15% de la
demanda nacional. En contraste se, en el 2005 se importaron 278 mil
toneladas de aceites vegetales, de los cuales el 87% correspondió a aceite
de soya bruto.
Por lo tanto para satisfacer la demanda nacional por aceites
combustibles se requiere ampliar la producción nacional de palma aceitera.
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Disponibilidad de tierras para el cultivo de palma aceitera en el Perú
4.3.2. PIÑÓN
Nombre científico (Jaropha curcas). La producción del piñón en
nuestro país ha generado gran interés para la elaboración del biodiesel.
Tiene un nivel de vida de 30 a 50 años, crece desde el nivel del mar hasta
los mil metros sobre el nivel del mar, su crecimiento se da en suelos
pobres, arenosos y/o alcalinos en Picota y Leoncio Prado (San Martín),
Motupe (Lambayeque) y Ocucaje (Ica) se están sembrando este producto.
Con el apoyo de Naciones Unidas y el Servicio Alemán de
Cooperación Social Técnica (DED), se lanzó un proyecto para producir
aceitecon lo que se busca sustituir el uso del diesel en el trasporte público
urbano. Para su cultivo se utiliza poco agua y todas las otras plantas se
aprovechan.
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Para el 2008 se estimará un área cultivada de 100 hectáreas de
piñón que producirá 150 mil y 300 mil litros de aceite al año que después
pasa a convertirse en biodiesel.
4.3.3. COLZA CANOLA
Nombre científico (Brassica napus). Es la tercera fuente de aceite
vegetal más importante del mundo, ya viene siendo promovida por los
programas Sierra Exportadora como unos de sus principales programas
productivos cuyo cultivo sea de 20 mil y 200 mil hectáreas de colza canola
en la sierra del Perú.
El IIPROFRUTH (2007) organizó en marzo del 2007 una mesa
redonda sobre la canola y su posible impacto ambiental y socioeconómico
en las zonas alto andina del Perú, se dieron las siguientes conclusiones y
recomendaciones no se cuenta con el insumo semilla canola, la canola aún
está en su FACE experimental; es necesario desarrollar mayor
investigación antes de iniciar la producción intensiva y extensiva de canola.
4.3.4. ACEITE DE PESCADO
Somos el primer productor mundial del aceite de pescado donde la
principal especie es la anchoveta, su índice de Omega tres se convierte en
un producto esencial para el consumo humano. En el año 2005 se fabricó
un total de 290 mil toneladas de aceite de pescado crudo. Notamos que
sigue existiendo poca experiencia en el mundo en producción de biodiesel
a partir de este aceite entonces se requiere investigación científica el sobre
proceso de producción y la calidad del combustible que reobtendría.
Se puede notar que los precios del aceite están muy altos: la
tonelada de aceite crudo de pescado cuesta $ 640 mientras que el crudo
de soya costó un promedio de $ 534 y el crudo de palma cuesta solamente
$ 511.
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Evolución del precio de los aceites comestibles cru do (año 2006)
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4.3.5. OTROS PRODUCTOS
Oleaginosas tropicales
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IV. CAPITULO V
BIODIESEL
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5.1. BIODIESEL EN EL MUNDO Y EN PERÚ 5.1.1. BIODIESEL EN EL MUNDO
En Europa, es producido principalmente a partir del aceite de la
semilla de canola (también conocida como colza o rapeseed) y el metanol,
denominado comercialmente como RME (Rapeseed Methyl Ester), el cual
es utilizado en las máquinas diesel puro o mezclado con aceite diesel, en
proporciones que van desde un 5% hasta un 20%, generalmente. En
Alemania y Austria se usa puro para máximo beneficio ambiental.
En la Unión Europea se estipuló que para 2005, el 5% de los
combustibles debe ser renovable, porcentaje que deberá duplicarse para
2010: En Francia, todos los combustibles diesel poseen un mínimo del 1%
de biodiesel. En Alemania, el biocombustible se comercializa en más de
350 estaciones de servicio y su empleo es común en los cruceros turísticos
que navegan en sus lagos.
En Europa y los EE UU, el biodiesel es producido y utilizado en
cantidades comerciales. En 1998, la DOE designó al biodiesel puro ("B100"
- 100%), como un combustible alternativo y estableció un programa de
créditos para el uso de biodiesel. Sin embargo el biodiesel mezclado, cuya
forma más común se llama B20 (20% biodiesel, 80% diesel convencional),
no ha sido designado como un combustible alternativo.
En los EE UU, flotas de carga mediana y liviana que son
centralmente llenadas de combustible en el medio oeste y en el este son
actualmente las principales usuarias del combustible biodiesel. Las
porciones del mercado total son bajas: por ejemplo, en Alemania, donde el
biodiesel está disponible en cerca de 1.000 de un total de 16.000
estaciones de llenado de combustible, la participación del biodiesel está en
el orden de 0,3% del diesel vendido, lo cual equivale a 100.000 t. Se
espera que esto se eleve a quizás 300.000 en el futuro anticipable, pero
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incluso los optimistas no esperan que la participación se eleve por sobre un
5%-10% como máximo.
Varias flotas de buses escolares y de transporte público están
usando biodiesel en los EE UU. Según, el uso del biodiesel como un
combustible alternativo (esto es, en su forma pura) no se espera que sea
importante, pero como una mezcla puede aumentar en los EE UU y en
otras partes, aunque quizá principalmente en flotas cautivas con llenado de
combustible central o nicho de mercado en áreas ambientales sensibles.
5.1.2. DEMANDA DEL BIODIESEL
La demanda sigue creciendo especialmente en UE su demanda
en el 2005 se ha situado en el entorno de 2500 millones de toneladas,
siendo Alemania con cerca del 75% del consumo, Francia e Italia los
países con mayor consumo. España, Reino Unido y Polonia están abriendo
nuevos mercados para los actuales productores y para el desarrollo de
nuevas plantas.
El biodiesel más común es el B20, es decir una mezcla de 20% de
biodiesel con un 80% de diesel convencional este tipo de biodiesel es la
más comercial.
La demanda del biodiesel en Estado Unidos el año pasado fue de
208 000 millones de litros entonces se observa una bastante demanda del
producto. La demanda del biodiesel está impulsando a niveles récord la
producción de colza en la Unión Europea alcanzó los 15.75 toneladas y las
semillas de girasol 4.14 millones de toneladas.
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5.2. BIODIESEL EN EL PERÚ
Las materias primas que tienen potencial (probado o en estudio) para
producir biodiésel en el Perú son la palma aceitera, colza, algodón, piñón y
ricino. También se cuenta con numerosas especies oleaginosas
amazónicas.
Asimismo, los aceites y grasas de desecho, el aceite de pescado, el sebo
animal y ciertos tipos de algas productoras de aceite son fuentes
alternativas de materia prima que deben inventariarse y/o estudiarse aún.
5.2.1. PRODUCCIÓN DE BIODIESEL EN EL PERÚ
Nuestro país cuenta con muchas especies de plantas
oleaginosas, el maní usado por diesel se cultivaba hace más 5000 años en
el Perú. Las más importantes plantas son el aguaje, el andiroba, el
babassu, la castaña, la higuerilla, el metohuayo, la palma aceitera, el piñón
blanco, el pijuayo, el sacha inchi, la ucuuva y el umarí.
La palma aceitera que gracias a un esfuerzo del Instituto de
Recursos Naturales (INRENA) cuenta con un mapa el cual registra un total
de 1 405 000 hectáreas. Potenciales para su cultivo.
En el Perú, con la dación del reglamento de la Ley de Promoción
del Mercado de los Biocombustibles (decreto supremo 013-2005-EM) se ha
establecido en su artículo 8 el contenido de 5% para el biodiesel ecológico
este debe ser comercializado a partir del 1 de enero del 2008 en algunas
regiones amazónicas como Amazonas, Huanuco, Loreto, Ucayali y San
Martín; y en todo el país a partir del 1 de enero del 2010.
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5.2.2. OPCIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIÉSEL A P EQUEÑA
ESCALA EN EL PERÚ
El sistema energético actual no es sostenible por los impactos
ambientales que genera y la inequidad en su distribución. . En el Perú, el
45 % de la energía primaria proviene del petróleo y el 30 % de la leña. En
ciudades como Lima el uso de combustibles fósiles provoca, además de la
emisión de gases de efecto invernadero, serios problemas de
contaminación del aire. En el caso específico de la Amazonia peruana, los
poblados más alejados de las grandes ciudades tienen un acceso limitado
a la energía eléctrica debido a la dificultad y el elevado costo de la
ampliación de la red de distribución eléctrica en esta zona.
En este contexto, un equipo de Soluciones Prácticas- ITDG y la
Universidad Nacional Agraria La Molina-UNALM, con apoyo del Consejo
Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica -CONCYTEC,
viene estudiando el biodiésel (combustible renovable derivado de aceites
vegetales o grasas animales que puede usarse puro o en mezcla con
diesel) como opción energética limpia y de costo razonable para el país. Se
han evaluado dos escenarios para su producción: elaboración artesanal en
comunidades amazónicas como fuente de energía a partir de aceites de
especies locales, y elaboración en ciudades para reducir las emisiones de
vehículos diesel mediante el reciclaje de aceites vegetales usados.
.
5.2.3. INAUGURAN LA PRIMERA PLANTA DE BIODIÉSEL EN EL PERÚ
Una alternativa a los combustibles fósiles, como el petróleo, ya se
produce en nuestro país y utiliza como insumo aceites vegetales. El
biodiésel Heaven HB100 proviene de la flamante planta que inauguró la
empresa Heaven Petroleum Productions (HPP) en Lurín, 33 Km. al sur de
Lima, en una ceremonia a la que asistió el presidente Alan García
acompañado de varios ministros.
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Según Samir Abudayeh, gerente general de la empresa de
capitales peruanos, el biodiésel es un combustible renovable que no
genera gases contaminantes y cuya producción estimula el crecimiento del
agro y la economía.
La planta, instalada en un terreno de 45.000 m2, costó US$25
millones y se alimenta con el cultivo de 5.000 hectáreas de piñón blanco
('Jatropha curcas') en Nazca, con lo que produce 120.000 galones de
combustible por día. A mediano plazo, se espera que la producción se
incremente a 240.000 galones diarios.
Según Abudayeh, en diez años, luego de una inversión de
US$200 millones, se adjudicarán 50.000 hectáreas de terrenos eriazos
para la producción, lo que dará trabajo a 15.000 personas. El piñón blanco
se cultiva hasta dos veces al año y necesita 75% menos agua que otro
vegetal.
El gerente de HPP comentó que, de acuerdo con la Ley de
Biocombustibles, publicada en el 2003, a partir del año 2009 el uso del
biodiésel será obligatorio, al menos en un 2%, para motores que utilizan
diésel 2. La proporción aumentará al 5% en el 2011 con el objetivo de
reducir la contaminación que genera el petróleo. Sin embargo, el
combustible orgánico (biodiésel) 100% puro funciona también en cualquier
tipo de motor diésel.
5.2.4. ESTUDIO DE OFERTA DE ACEITES USADOS EN LIMA
Un siguiente paso, con el fin de estimar el potencial de réplica de
estos sistemas pequeños de producción de biodiesel a partir de aceites
usados, ha sido el inicio de un estudio para determinar la oferta, evaluar,
caracterizar y clasificar los aceites y grasas comestibles.
El estudio consta de una primera etapa a nivel de laboratorio, que
incluye:
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• Recolección de aceites y grasas residuales de cadenas de
comida rápida, fábricas de bocaditos fritos, cadenas de supermercados,
restaurantes en general y pollerías.
• Análisis de los aceites y grasas: índice de acidez, índice de
yodo, porcentaje de humedad, índice de saponificación, índice de
refracción e índice de peróxido.
• Evaluación de métodos de pre-tratamiento de los aceites:
filtrado, desecación en estufa de vacío, neutralización de ácidos grasos
libres, esterificación por vía ácida.
• Pruebas de obtención de biodiesel a nivel de laboratorio.
• Pruebas de purificación del biodiesel mediante lavado con agua,
purificación con glicerina, desecación en estufa, secado con sales
deshidratantes, filtrado.
• Análisis del biodiésel para comprobar su calidad: índice de
acidez y yodo, Humedad, pH, viscosidad, glicerol total, libre y combinado,
cenizas.
• En una segunda etapa, a nivel de reactor pequeño (50
litros/lote), se obtendrá biodiesel a partir de los aceites que hayan dado los
mejores resultados en la etapa anterior, y se le realizarán análisis
completos para verificar el cumplimiento de la norma técnica.
5.2.5. EL SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL DE LA UNALM
Uno de los primeros resultados tangibles de las investigaciones
realizadas por la UNALM e ITDG ha sido la implementación de un sistema
piloto de producción y uso de biodiesel en la universidad, reaprovechando
los aceites usados que desecha el comedor universitario para abastecer
uno de los buses de transporte de alumnos con una mezcla de 20% de
biodiesel y 80% de diesel convencional (mezcla denominada B20).
Previamente, la calidad del combustible obtenido fue evaluada mediante
análisis fisicoquímicos y pruebas de funcionamiento en un motor diesel
estacionario.
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El sistema implementado incluye la recolección del aceite,
purificación y transformación en biodiésel y la alimentación de un bus de la
flota universitaria, mediante un surtidor especial instalado en el área de
Servicios Generales de la UNALM. El proceso de transesterificación se
realiza en un reactor piloto diseñado y construido por el equipo técnico del
proyecto. Para garantizar la participación del personal operativo, tanto del
comedor como de Servicios Generales se realizaron una serie de eventos
de capacitación y concientización con ellos.
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V. CAPITULO VI
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6.1. LO ECONOMICO Y AMBIENTAL DEL BIODIESEL
6.1.1. LO ECONOMICO
El combustible de origen vegetal que reemplaza al gasoil fósil se
llama "BIODIESEL". Se elabora en 25 países, a partir de aceites vegetales
obtenidos de semillas, plantas, o algas oleaginosas y también reciclando el
aceite usado para coción.
Su energía específica es un 5% menor que la del gasoil, pero su
elevada lubricidad compensa esta diferencia, por lo que el rendimiento
energético de ambos combustibles es esencialmente el mismo.
La lubricidad del biodiesel es notable; duplica la vida útil de los motores que
lo utilizan. Por este motivo se lo usa mezclado con gasoil de bajo tenor de
azufre, para mejorar la lubricidad de éste. Su mezcla también mejora el
índice de cetanos del gasoil fósil.
La fabricación del biodieseL es sencilla, y no requiere de
economías de escala; se parte de un aceite vegetal, que se somete a un
proceso llamado de transesterificación. Como resultante de esto se obtiene
biodieseL, y un subproducto genéricamente conocido como glicerol, que
tiene más de 1600 usos en el agro, la industria, la medicina, los
cosméticos, y la alimentación.
La transesterificación puede hacerse a temperatura ambiente,
mediante mezcla mecánica de un alcohol, un álcali, y el aceite vegetal. Al
cabo de un cierto tiempo de mezcla y reposo, se separan por decantación
el BIODIESEL y el glicerol. El alcohol se utiliza en una proporción del 15 al
20%, y el álcali es menos del 1% de la mezcla inicial.
La proporción de alcohol utilizada es similar a la proporción de
glicerol que se obtiene como subproducto. Se puede recuperar una parte
del alcohol usado durante el proceso, pero no se recomienda pues agrega
propiedades oxigenantes al biodiesel.
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El Biodiesel que se obtiene solo requiere filtrado previo antes de
ser usado. Como no se degrada con el tiempo, como sucede con el gasoil
fósil, puede almacenarse en forma sencilla y económica.
La ecuación económica del biodiesel dependerá también del tipo
de residuo sólido (torta) que la extracción del aceite genera. Si este residuo
es apto para uso humano, o para alimentos balanceados, el costo del
aceite vegetal será proporcionalmente menor. Si por el contrario sólo sirve
para ciertos alimentos balanceados, o para uso industrial y/o fertilizante,
entonces el costo del aceite vegetal será mayor.
El glicerol que se obtiene puede venderse tal cual, o
transformarse en otros productos de mayor valor agregado (por ejemplo
jabón de glicerina), o ser procesado para obtener un producto de mayor
pureza que pueda ser tipificado.
En este momento, tomando en cuenta los valores de los
alcoholes, y de los granos oleaginosos, como asimismo los precios de
mercado de los alimentos balanceados y del glicerol, el precio resultante
del biodiesel para el productor Argentino, oscila entre los 22 y los 40
centavos de dólar por litro. Obviamente, si se recicla aceite cocinado, el
costo será menor.
Igualmente, mejora la relación productos primarios/petróleo, y
representa la única respuesta económicamente válida a los subsidios del
sector agropecuario en los países industriales.
Y en la medida en que suba el precio del petróleo, las ventajas del
BIODIESEL serán cada vez mayores
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6.2. LO AMBIENTAL
El Biodiesel reduce la contaminación. Las emisiones netas de dióxido de
carbono (CO2) y de dióxido sulfuroso (SO2) se reducen un 100 %. La
emisión de hollín se reduce un 40-60%, y las de hidrocarburos (HC) un 10-
50 %. La emisión de monóxido de carbono (CO) se reduce un 10-50%. Se
reduce igualmente la emisión de hidrocarburos policíclicos aromáticos
(PAHs), y en particular de los siguientes derivados, de comprobada acción
cancerígena: Fenantrén - 97%; Benzoflúorantren - 56%; Benzopirenos -
71%.
Finalmente, la emisión de compuestos aromáticos y aldehídos se reduce
un 13%, y las de óxidos nitrosos (NOx) se reducen, o aumentan, 5-10% de
acuerdo con el desgaste del motor, y la calibración de la bomba inyectora.
El Biodiesel es 100% biodegradable. En menos de 21 días, desaparece
toda traza de el en la tierra. Su toxicidad es inferior a la de la sal común de
mesa. Su combustión genera, de acuerdo al aceite vegetal que se utilice,
un olor similar al de las galletas dulces, o al de las papas fritas.
El Biodiesel, además de sus ventajas ambientales, permite un ahorro
substancial en los costos de producción del sector agropecuario.
Según los expertos, el biodiésel llegó para quedarse. En un contexto
dominado por combustibles caros, contaminantes y no renovables, los
biocombustibles son una opción no sólo económica y ecológica sino
también con gran potencial de desarrollo en los países de fuerte producción
agrícola.
6.2.1. EL BIODIÉSEL, TERROR DE LOS BOSQUES
El biodiésel que se consume en Europa destruye bosques nativos
en la Argentina y contribuye al cambio climático, advierte un informe que
presentó ayer la organización ambientalista Greenpeace en Berlín. De
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acuerdo con ese documento, Alemania es el principal país importador del
combustible que producen “las plantas de biodiésel que hoy funcionan en la
Argentina”. Por esa razón, la ONG ambientalista acusa al gobierno alemán
de la “destrucción de los bosques nativos” en el país para la plantación de
soja destinada a la producción de Biodiésel. “En los últimos nueve años
más de dos millones de hectáreas de bosques nativos han desaparecido
en manos de las actividades agropecuarias, especialmente motorizadas
por el cultivo de soja”, materia prima para la producción de ese
combustible.
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CONCLUSIONES
• El biodiesel no es nocivo para la salud humana, para la vegetación, los
animales vivos y no daña monumentos y/o edificios.
• Es seguro y fácil de transportar debido a que es biodegradable y posee un
punto de inflamación más alto que el del combustible petrolífero.
• El biodiesel es un combustible de muy bajo impacto ambiental, motivo por
el cual se está imponiendo en el mundo. Particularmente el tema de la
acumulación de CO2 y las emisiones de azufre, se pueden controlar en forma
notable con el uso de este combustible.
• La producción de biodiesel a partir de materias primas de alta acidez, es
factible.
• El Biodiesel es biodegradable y renovable.
• El Biodiesel no aumenta el efecto invernadero.
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BIBLIOGRAFÍA
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7. http://www.clarin.com/suplementos/pymes/2006/06/05/y-01206053.htm.
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11. http://www.overde.com.ar/FRAMES/informes/biodiesel.htm