“AÑO DE LA DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y EL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

C. P. F. SAN ROMANCOMBUSTIBLE ALTERNATIVO

-CASTILLO GUILLEN, Gabriel

-CALAPUJA CHAMBI, Joel

GRADO : QUINTO AÑO

SECCION : “FRAY FRANCISCO SALAS”

2015

JULIACA-PERU

COMBUSTIBLE ALTERNATIVO

INTRODUCCION:

Este trabajo habla sobre un cambio radical en el uso de combustibles a nivel mundial, que llega a ser, para muchos un cambio de paradigma. Todos conocemos el petróleo, diesel, etc. Estos contaminan el medio ambiente y los llenan de CO2 y otras sustancias químicas que dañan el medio ambiente, provocando severos daños en este.

Este trabajo de investigación muestra a las personas un mundo nuevo, sin contaminación, con un aire puro y limpio, este se desarrolla a partir de el cambio de “alimentación en los automóviles” con esto me refiero a cambiar el petróleo por un combustible alternativo como el hidrogeno, el etanol, el biodiesel, el propano, el gas natural, el biobutanol, etc.

La contaminación del aire provoca muchos daños en el planeta y las personas, pero la solución está en nuestras manos usémosla correctamente.

Introduciéndonos más a este tema sabremos cosas impactantes que será mostrada en este maravilloso trabajo que puede cambiar al mundo y empezar a cuidar el hermoso planeta en el que vivimos.

RESUMEN:

Los combustibles alternativos son las diferentes fuentes de energía que se emplean en sustitución de los combustibles fósiles para el desarrollo de las actividades asociadas a estos.

Les presentamos el combustible alternativo como una manera de solución para el problema de la contaminación del aire, nos referimos a la reducción de la contaminación ambiental de una manera significativa.

El etanol es producido en el país, derivado del maíz y otras cosechas y produce menos emisiones de gas de invernadero que los combustibles convencionales.

El Biodiesel es sacado de aceites vegetales y grasas animales. Esto por lo general produce menos contaminadores de aire que el gasoil a base de petróleo.

El Hidrógeno puede ser producido en el país a partir de combustibles fósiles (como carbón), energía nuclear, o recursos renovables como la energía hidroeléctrica. Los vehículos de célula de combustible que utilizan hidrógeno puro no emiten contaminantes de aire.

También hay otros como:

El gas natural es un combustible fósil que genera menos contaminadores de aire y gases de invernadero.

El propano, también llamado gas de petróleo licuado (GPL), es un combustible fósil abundante en el país que genera contaminadores de aire y gases de invernadero menos dañinos.

Que también podrían ser una alternativa.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

La contaminación ambiental especialmente del aire es cada vez mayor, el aire de las cales ya no es puro. Antes en cualquier lugar se respiraba aire puro pero ahora esos lugares se han reducido. Pero, ¿porque paso esto? No será principalmente por la contaminación de los automóviles, pues claro.

Los automóviles usan combustible fósil que contamina demasiado y si se usaría el combustible alternativo.

Hoy existe una búsqueda continua para obtener combustibles alternativos; combustibles renovables que contaminen menos y sean más baratos. Los vehículos con combustibles alternativos son equipos que utilizan combustibles distintos a los que provienen del petróleo. Han existido por más de cien años, pero últimamente cautivan la atención de gobiernos, productores de automóviles y consumidores. Entre los combustibles alternativos se destacan el gas natural, la electricidad y el hidrógeno.

OBJETIVOS:

- Conocer sobre las diferentes alternativas de combustible en el mundo, teniendo en cuenta las ventajas y desventajas que traen en estos, tanto en el aspecto económico, social y ambiental.

-Estudiar diferentes alternativas de combustible en otros países como base de estudio para la utilización en Perú.

-Reducir los gases contaminantes emitidos por los automóviles y salvar al planeta.

-Dar a conocer a la gente que existen formas para cuidar el medio ambiente.

JUSTIFICACIÓN:

MARCO TEORICO:

ANTECEDENTES:Los biocombustibles como el etanol y el biodiesel son alternativas viables actualmente y ambientalmente amigables, pero insuficientes para cubrir la demanda total de energía que representa el petróleo, a lo sumo, podrán sustituir el 10% del petróleo.

Para los países latinoamericanos que no cuentan con producción petrolera suficiente para su consumo o que del todo no la tienen, los biocombustibles les ayudarán a una independencia parcial del petróleo.

Los biocombustibles como etanol y biodiesel, además de hacer una sustitución parcial del petróleo, ayudan a los países sin explotación petrolera a disminuir su factura petrolera e incentivar al sector agrícola, el cual es uno de los más golpeados en América Latina.La implementación del etanol carburante no implica, en algunos casos, una disminución del precio al consumidor final.

Biocarburantes:

Los biocombustibles líquidos, se denominan también biocarburantes, son productos que se están usando como sustitutivos de la gasolina y del gasóleo de vehículos y que son obtenidos a partir de materias primas de origen agrícola. Existen dos tipos de biocarburantes.

Bioetanol (o bioalcohol), Alcohol producido por fermentación de productos azucarados (remolacha y la caña de azúcar). También puede obtenerse de los granos de cereales (trigo, la cebada y el maíz), previa hidrólisis o transformación en azúcares fermentables del almidón contenido en ellos. Pueden utilizarse en su obtención otras materias primas menos conocidas como el sorgo dulce y la pataca.

HIPOTESIS:

El bioetanol se utiliza en vehículos como sustitutivo de la gasolina, bien como único combustible o en mezclas que, por razones de miscibilidad entre ambos productos, no deben sobrepasar el 5-10% en volumen de etanol en climas fríos y templados, pudiendo llegar a un 20% en zonas más cálidas. El

empleo del etanol como único combustible debe realizarse en motores específicamente diseñados para el biocombustible. Sin embargo, el uso de mezclas no requiere cambios significativos en los vehículos, si bien, en estos casos el alcohol debe ser deshidratado a fin de eliminar los efectos indeseables sobre la mezcla producidos por el agua.Un biocarburante derivado del bioetanol es el ETBE (etil ter-butileter) que se obtiene por síntesis del bioetanol con el isobutileno, subproducto de la destilación del petróleo. El ETBE posee las ventajas de ser menos volátil y más miscible con la gasolina que el propio etanol y, como el etanol, se aditiva a la gasolina en proporciones del 10-15%. La adición de ETBE o etanol sirve para aumentar el índice de octano de la gasolina, evitando la adición de sales de plomo. También se utilizan ambos productos como sustitutivos del MTBE (metil ter-butileter) de origen fósil, que en la actualidad se está empleando como aditivo de la gasolina sin plomo.

Hablemos del Biodiesel:

Los biodiesel son metilesteres de los aceites vegetales obtenidos por reacción de los mismos con metanol, mediante reacción de transesterificación, que produce glicerina como producto secundario. Los metilesteres de los aceites vegetales poseen muchas características físicas y físico-químicas muy parecidas al gasóleo con el que pueden mezclarse en cualquier proporción y utilizarse en los vehículos diesel convencionales sin necesidad de introducir modificaciones en el diseño básico del motor. Sin embargo, cuando se emplean mezclas de biodiesel en proporciones superiores al 5% es preciso reemplazar los

conductos de goma del circuito del combustible por otros de materiales como el vitón, debido a que el biodiesel ataca a los primeros. A diferencia del etanol, las mezclas con biodiesel no modifican muy significativamente gran parte de las propiedades físicas y fisicoquímicas del gasóleo, tales como su poder calorífico o el índice de cetano.

Las perspectivas inmediatas para el uso de biodiesel en Centro América son bastante más reducidas, cuanto comparadas con el etanol. Así, los aspectos tecnológicos relacionados al biodiesel serán tratados someramente.

Como se menciona anteriormente para los motores Diesel, los biocombustibles a considerar y ya empleados en algunos países son los aceites vegetales transesterificados. Un aceite vegetal puro presenta elevada viscosidad, pero mediante la reacción de transesterificación, una mezcla de aceite vegetal y 10% de alcohol, en medio alcalino, se convierte en una mezcla de ester de ácidos grasos y 10% de glicerina. Luego de la separación de la glicerina y de restos de agentes contaminantes, se obtiene el ester técnicamente puro, llamado de biodiesel. Hay alguna influencia del tipo de aceite vegetal y de las características del proceso sobre las propiedades del biodiesel. Entre los anexos de este informe se incluye la especificación brasileña del biodiesel, para ser considerada en los testes para desarrollo de este biocombustible.

En principio, el biodiesel puro podría ser utilizado en los motores Diesel convencionales sin cualquier modificación, pero los fabricantes de motores y bombas inyectoras típicamente recomiendan que sean empleadas mezclas con diesel convencional hasta 20% de biodiesel, el B20. Es frecuente denominarse las mezclas como BX, siendo X el contenido porcentual de biodiesel. Para mezclas B5, con 5% de biodiesel, la

gran mayoría de la industria automovilística no coloca restricciones en el empleo de este biocombustible. Las ventajas particulares que el biodiesel posee frente al derivado de petróleo, además de la renovabilidad, son la cetanajeelevada , la ausencia de azufre, la buena lubricidad y el elevado punto de fulgor. Las emisiones resultantes de mezclas con biodiesel indican particularmente una reducción en el CO y los particulados.

Las mezclas presentan una mejora en las características del diesel en la función directa de la proporción de biodiesel, asi eventualmente este biocombustible podría representar para el derivado de petróleo un rol de aditivo, como es el caso del etanol en la gasolina. Vale mencionar que, con la tendencia de redución del azufre en el diesel convencional, los valores de lubricidad han bajado y al añadir biodiesel en contenidos no muy altos se recupera en niveles adecuados esta propiedad.

Obtención y producción:

Los biocombustibles son productos obtenidos a partir del girasol, caña de azúcaro remolacha. El proceso de obtención de biodiesel a partir de aceites vegetales, grasas animales y aceites de fritura usados, para su uso como combustible Diesel, se ha llevado a cabo en losLaboratorios de Desarrollo de Procesos Químicos y Bioquímicos Integrados del Departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Complutense de Madrid.El proceso comprende la transesterificación del aceite o grasa con alcoholes ligeros, utilizándose un catalizador adecuado, para generarésteres de ácidos grasos (biodiesel). El alcohol que generalmente se utiliza es metanol, aunque se pueden utilizar

otros alcoholes ligeros, como etanol, propanol o butanol. Como coproducto se obtiene glicerina, que se puede utilizar en otros procesos de interés industrial, suponiendo un factor positivo desde el punto de vista económico. Para la producción de 1.005 kilos de biodiesel, son necesarios 110 kilos de metanol, 15 de catalizador y mil de aceite, además de 4,29 metros cúbicos de agua. Este procedimiento permite además la obtención de cien kilos de glicerina como subproducto. Estos datos indican que el balance energético de este procedimiento es positivo.

Materias primas:

Las materias primas que se pueden emplear en la obtención de biodiesel son muy variadas y pueden clasificarse en:

-Aceites vegetales:-Aceites de semillas oleaginosas: girasol, colza, soja y coco.-Aceites de frutos oleaginosos: palma.-Aceites de semillas oleaginosas alternativas: Brassicacarinata, Camelina sativa, Pogianus-Aceites de semillas oleaginosas modificadas genéticamente: -Aceite de girasol de alto oleico.-Aceites vegetales de final de campaña: Aceite de oliva de alta acidez.-Aceites de fritura usados.-Grasas animales: sebo de distintas calidades.

Sectores implicados:

Los sectores implicados en el proceso de obtención de biodiesel se detallan a continuación:

-Agrícola: Siembra y recogida del grano.-Industrias aceiteras: Producción de aceite.-Industria química: Transesterificación.-Compañías petroleras: Mezcla con gasóleo y distribución del biodiesel.-Cooperativas Agrícolas: Uso de biodiesel en tractores y maquinaria agrícola.-Administraciones locales y autonómicas: Flotas de autobuses, taxis, calefacciones etc.-Áreas ambientalmente protegidas: Utilización de biodiesel en los medios de transporte de parques nacionales, lagos etc.

CONCLUSION:

Ventajas:

*Disminuir de forma notable las principales emisiones de los vehículos, como son el mónoxido de carbono y los hidrocarburos volátiles, en el caso de los motores de gasolina, y las partículas, en el de los motores diesel. *La producción de biocarburantes supone una alternativa de uso del suelo que evita los fenómenos de erosión y desertificación a los que pueden quedar expuestas aquellas tierras agrícolas que, por razones de mercado, están siendo abandonadas por los agricultores. *Supone un ahorro de entre un 25% a un 80% de las emisiones de CO2 producidas por los combustibles derivados del petróleo, constituyendo así un elemento importante para disminuir los gases invernadero producidos por el transporte.

El consumo mundial de biocarburantes se cifra en torno a 17 millones de toneladas anuales, correspondiendo la práctica totalidad de la producción y consumo al bioetanol. Brasil, con alrededor de 90 millones de toneladas anuales y Estados Unidos, con una producción estimada para este año de casi 50 millones de toneladas, son los países mas importantes en la producción y uso de biocarburantes. En Brasil el bioetanol se obtiene de la caña de azúcar y su utilización se realiza principalmente en mezclas al 20% con la gasolina. En Estados Unidos el bioetanol se produce a partir del maíz y se emplea en mezclas con gasolina, generalmente al 10%. En la actualidad, este último país ha sustituido casi el 2% de su gasolina por bioetanol.

El biodiesel, utilizado como combustible líquido, presenta ventajas energéticas, medioambientales y económicas:

-Desarrollo sostenible tanto en agricultura como en energía.-Menor impacto ambiental.-Reducción de las emisiones contaminantes: SO2, partículas, humos visibles, hidrocarburos y compuestos aromáticos.-Mejor calidad del aire.Efectos positivos para la salud, ya que reduce compuestos cancerígenos como PAH y PADH.-Reduce el calentamiento global:-Reduce el CO2 en el ambiente cumpliendo el protocolo de Kyoto.-Balance energético positivo (3,24:1).-80% del ciclo de vida decrece en CO2.-Producto biodegradable: Se degrada el 85% en 28 días.-Desarrollo local y regional:-Cohesión económica y social.

-Creación de puestos de trabajo.Industrial:-Puede sustituir a los gasóleos convencionales en motores, quemadores y turbinas.-Se puede utilizar en flotas de autobuses, taxis y maquinaria agrícola.-Favorece el mercado doméstico.-Reducción de la importación de combustibles:-Seguridad energética, cumpliendo las Actas de la Unión Europea. EPACT (1992). ECRA (1998).

Tecnologías alternativas para la producción de energía a partir de la biomasa:

- Gasificación: Conversión de la biomasa en combustible gaseosos para producir calor y electricidad a partir de la utilización de motores gaseosos generadores.- Combustión: La combustión de la biomasa produce calor y electricidad empleando generadores de turbinas de vapor.- Pirólisis: Descomposición termal de la biomasa sometiéndola a altas temperaturas en ausencia de aire y oxígeno.- Co-generación: Es la combustión de la biomasa como sustituto parcial del carbón.- Fermentación alcohólica: Producción de combustible alcohólico a partir de la transformación del almidón en azúcar y de la fermentación de azúcar a alcohol.- Gasificación - Síntesis de Combustible: Empleo de la gasificación y del proceso de refinado de los combustibles para la producción de metanol.

- Transesterificación: Implica la combinación de aceites orgánicos y alcohol para formar ésteres lipídicos como el etil o metil éster. Se denomina biodiesel al combustible final.- Digestión anaeróbica: Producción de gas metano por medios biológicos en condiciones anaerobias.- Microturbinas: Producción de electricidad a partir de la biomasamediante el uso de turbinas más pequeñas.