tesis final numerada
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
U.E. MAESTRO ORLANDO ENRIQUE RODRÍGUEZSAN FRANCISCO – ESTADO ZULIA
EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL OBTENIDO POR LA IMPLEMENTACION DE BIODIÉSEL COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO EN
VENEZUELA.
Integrantes
Abdulhadi, Sabrina C.I. 25.668.738
Abdulhadi, Samy C.I. 25.668.739
Morales, Hillary C.I. 24.958.855
Roo, Aliset C.I. 26.876.900
Sierra, Neir C.I. 25.802.596
Villasmil, Henyerbeth C.I. 24.922.911
Tutor Contenido: Ing. Paola Rossell
Tutor Metodológico: Licdo. Oswaldo Romero
San Francisco, Mayo 2013
VEREDICTO
Quienes suscriben, profesores, _____________________,
____________________ y _____________________, designado como jurado
calificador del proyecto de grado denominado Evaluación del Impacto Ambiental
obtenido por la implementación de biodiésel como combustible alternativo en
Venezuela, presentado por los Alumnos: Aliset Roo, Hillary Morales, Sabrina
Abdul Hadi, Samy Abdul Hadi, Neir Sierra y Henyerbeth Villasmil, según
designación del Concejo Escolar de la U.E Maestro Orlando Enrique Rodríguez,
declaramos que nos hemos reunidos a fin de presenciar su presentación pública, y
luego de realizada la sesión de preguntas y respuestas hemos decidido
_________________________ con la calificación de ____________ ( )
puntos.
San Francisco, __________ de _________________ de 2013.
Nombre: Nombre: Cédula Cédula
Nombre: Cedula
II
INDICE GENERAL
Pág.ÍNDICE GENERAL IIÍNDICE DE TABLAS IIIRESUMEN IV INTRODUCCIÓN 1
1.- CAPITULO I El Problema 21.1.- Planteamiento del Problema 21.2.- Formulación del Problema. 31.3.- Objetivos de la investigación. 41.3.1 Objetivo General 41.3.2 Objetivos Específicos 41.4- Justificación de la investigación. 41.5.- Delimitación de la Investigación. 5
2.- CAPITULO II Marco Teórico 52.1.- Antecedentes de la Investigación 52.2 Bases Teórica 72.2.1 Biodiésel 72.2.2 Propiedades químicas del Biodiésel 82.2.3. Aplicaciones del Biodiésel 92.2.4. Proceso de Producción del Biodiésel 92.3 Sistema de Variable 112.3.1 Variable Independiente 112.3.2 Variable Dependiente 112.3.3. Definición Conceptual 112.3.4. Definición Operacional 11 2.4 Hipótesis 142.5 Bases Legales 142.6 Definición de Términos Básicos 14
3.- CAPITULO III Marco Metodológico 163.1.- Tipo de Investigación. 163.2.- Diseño de la Investigación 163.3 Población 173.4 Técnica e Instrumento de Recolección de Datos 17
4.- Capitulo IV Resultados de la Investigación 18
CONCLUSIONES 21RECOMENDACIONES 22BIBLIOGRAFIA 23
III
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla Pág.
1 Propiedades Físico – Químicas del Biodiésel 10
2 Ventajas y Desventajas del uso del Biodiésel 19
IV
Autores: Abdulhadi Sabrina; Abdulhadi Samy; Morales Hillary; Roo Aliset; Sierra Neir; Villasmil Henyerbeth. Tìtulo del Proyecto: EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL OBTENIDO POR LA IMPLEMENTACIÓN DE BIODIÉSEL COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO EN VENEZUELA. U.E. Maestro Orlando Enrique Rodríguez, Maracaibo, 2013.
RESUMEN
El proyecto de investigación presentado tiene como fin la evaluación del impacto ambiental obtenido por la implementación de biodiésel como combustible alternativo en Venezuela. Se desarrolló una investigación del tipo documental, de campo no experimental. La obtención de información acerca del proceso de producción del biodiésel, haciendo énfasis en los diversos tipos de materia prima que pueden utilizarse, en conjunto con los parámetros de operación, entre los cuales se incluyeron la relación estequiomètrica, la viscosidad cinemática, el peso especifico, el poder calorífico inferior, además del punto de ebullición, escurrimiento e inflamación, así como la revisión de datos dieron cavidad a que se pudieran analizar, registrar y comprobar la realidad presente en los procesos estudiados, todo esto mediante la evaluación de propiedades en las que se exponen las variables de trabajo. Cabe acotar que la utilización de técnicas de recolección de datos, en este caso se prosiguió con la investigación por medio de la revisión documental y la observación directa; los datos obtenidos por medio de los instrumentos, esto fue registrado en agendas de notas. El desarrollo de los objetivos planteados por medio de los resultados obtenidos permitió la elaboración de un proyecto de investigación en la cual se concluyó que es indispensable y necesario la creación de técnicas o métodos que permitan disminuir los impactos negativos del biodiésel en el medio ambiente, ya que este a su vez presenta grandes beneficios energéticos como un medio de obtención de energía sustentable y renovable para las comunidades y empresas que pretendan ejecutarlos.
Palabras claves: Biocombustibles, Biodiésel, Ambiente.
V
INTRODUCCIÓN
Evaluando la situación energética del país, se hace evidente la alta demanda
que posee. La dependencia hacia los hidrocarburos de manera indiscriminada ha
generado controversias, especialmente por el alto contenido de gases tóxicos
emitidos durante la combustión. Se hace indispensable la ejecución de proyectos
para obtener energía renovable.
Antes de entrar en consideración cabe resaltar que el crecimiento de los
biocombustibles ha originado mucho interés por parte de empresas interesadas en
invertir en nuevas formas de energía sustentable, incluyendo el Centro de
Investigaciones del Estado para la Producción Experimental Agroindustrial (Ciepe)
ente adscrito al Ministerio del Poder Popular de Ciencia, Tecnología e Industrias
Intermedias, el cual estudia la posibilidad de extraer aceite de especies
oleaginosas del Amazonas venezolano para utilizarlo como alternativa energética.
Lo anterior expuesto, maneja gran variedad de opiniones que es respaldado
por evidencia que manifiesta los efectos positivos y negativos de la
implementación, en este caso, del biodiésel. La investigación presentada proyecta
el impacto ambiental generado por la implementación de dicho combustible en
Venezuela, brindando al lector información con respecto al tema del biodiésel junto
a sus propiedades y su impacto en el medio que lo rodea.
El Capitulo I enfocará el planteamiento del problema junto con los objetivos
propuestos en esta investigación. De la misma forma en el Capitulo II se expresara
acerca de investigaciones previas a esta en Venezuela, lo que nos servirá como
base para el desarrollo de esta investigación, se indica así mismo que el Capitulo
III expresará los aspectos metodológicos de la investigación, especialmente la
metodología aplicada para cada objetivo planteado. Por último el Capitulo IV
contara con los resultados obtenidos y el análisis proveniente de ellos.
VI
1.- CAPITULO I El Problema
1.1.- Planteamiento del Problema:
La ambición económica generada por el uso del biodiésel como combustible
alternativo a nivel mundial, resulta destructivo para el medio ambiente. Desde este
enfoque, se acota que el biodiésel se manejaría como un complemento alternativo
a los combustibles fósiles, mas no como un reemplazante. La rápida aceptación y
expansión de este modelo agroindustrial, en conjunto con el continuo crecimiento
del cambio climático, da como resultado un pronóstico negativo en torno a su
implementación.
A las evidencias anteriores se suma la tala indiscriminada de bosques
naturales, lo cual se manifiesta en la disminución de la protección forestal, lo que
permite que el viento y las lluvias arrastren la capa humífera superficial. Se indica
así mismo que en Latinoamérica, debido a la alta demanda de las oleaginosas que
nos proveen de aceite para el biodiésel, en la actualidad existen proyectos
concretos para la inserción de nuevos cultivos que nos brindarán una nueva
alternativa que no compita con las oleaginosas que nos ofrecen alimento.
Resulta así mismo interesante la utilización de algas para la obtención de
aceites, de esta manera se presenta una opción ecológicamente más aceptable
para su implementación, por otra parte propone la reducción de emisiones de
dióxido de carbono en comparación con otras técnicas de extracción de biodiésel.
Tratado lo concerniente se especifica que la técnica o método utilizado para
la producción de las algas influye en su crecimiento, si los estanques se
encuentran al aire libre son menos productivos en comparación con los
fotobiorreactores. De la misma forma el cultivo de algas requiere de luz y dióxido
de carbono (CO2), una vez cultivadas se procede a extraerles el aceite.
Dentro de este marco cabe destacar, que los desechos restantes de la
extracción de aceite pueden ser también utilizados, si bien es cierto que la
producción de algas para la extracción de aceite es ambientalmente sostenible. De
estas evidencias se consigue la visión de que esta técnica se plantea como la
forma más eficiente de conseguir el biodiésel, en síntesis la ventaja radicaría en
7
que el terreno necesario para el crecimiento de la materia prima es mucho más
pequeño que el necesario para la plantación de palmas africanas.
Otros beneficios radican en que el biodiésel procedentes de algas no
contiene sulfuros ni sulfatos, no es toxico y es altamente biodegradable. Antes de
entrar en consideración, es necesario expresar el rendimiento promedio para
oleaginosas como lo es el girasol, maní, arroz, algodón, soja o ricino, ronda los
900 lts por biodiésel por hectárea cosechada. Esto trae como efecto negativo que
sea poco práctico para países con poca superficie cultivable; de igual manera, la
abundante diversidad de semillas aptas para su producción, lo convierte en un
proyecto sustentable.
A pesar del esfuerzo realizado por los organismos promotores de este
combustible alternativo, se presentan otras dificultades en el área de la logística
del almacenamiento, debido a que se trabaja con un fluido que posee
características hidrófilas y degradable, por lo que demanda una planificación
exacta de su producción y expedición.
Debido a esta cualidad, los residuos existentes son disueltos y enviados por
la línea de combustible, dando origen a problemas de atascamiento en tuberías,
afectando los filtros. Sobre la base de las ideas expuestas se formula el siguiente
trabajo de investigación con el nombre de EVALUACIÓN DEL IMPACTO
AMBIENTAL OBTENIDO POR LA IMPLEMENTACIÓN DE BIODIÉSEL COMO
COMBUSTIBLE ALTERNATIVO EN VENEZUELA, con el propósito de evaluar su
proceso de elaboración y el uso adecuado de manipulación para evitar su lado
negativo y aprovechar gran producto ecológico.
1.2.- Formulación del Problema.
¿Será posible la Evaluación del Impacto Ambiental obtenido por la implementación
de biodiésel como combustible alternativo en Venezuela?
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1.3.- Objetivos de la investigación.
1.3.1 Objetivo General
Evaluar el Impacto Ambiental obtenido por la implementación de biodiésel
como combustible alternativo en Venezuela
1.3.2 Objetivos Específicos
Diagnosticar los lineamientos a seguir para obtener la producción de
Biodiésel.
Establecer las propiedades químicas del biodiésel como combustible
alternativo.
Plantear las ventajas y desventajas de la aplicación del biodiésel como
fuente de energía alterna.
Analizar el uso del Biodiésel como combustible alternativo en Venezuela.
1.4- Justificación de la investigación.
Como seguimiento de esta actividad, se plantea que el estudio del biodiésel
se ha convertido en un factor de interés para Venezuela, especialmente al exponer
su uso como combustible alternativo. Las ideas expuestas obtuvieron grandes
expectativas alrededor del tema, entre ellos la idea de establecer procedimientos
que permitan mejorar el futuro del combustible implementando la creación de
plantas productoras en Venezuela.
La afirmación anterior es respaldada a través del Centro de Investigaciones
del Estado para la Producción Experimental Agroindustrial (Ciepe) ente adscrito al
Ministerio del Poder Popular de Ciencia, Tecnología e Industrias Intermedias, el
cual estudia la posibilidad de extraer aceite de especies oleaginosas del
Amazonas venezolano para utilizarlo como alternativa energética. Al hacer
énfasis en la declaración anterior, se destaca que esta investigación permite el
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estudio del biodiésel, el que a pesar de tener diversas bondades en el campo
ambiental denota efectos negativos, en su mayoría debido a su uso de manera
inadecuada.
Por lo tanto el proyecto planteado, desde un punto de vista teórico, describe
sus propiedades químicas y su elaboración con la finalidad de engrandecer
conocimientos y mejorar la vida útil del producto. Como resultado también se
propuso desde el punto de vista social, el aporte de conocimiento a la población
acerca del biodiésel y su manipulación. Desde el punto de vista metodológico,
permite desarrollar actividades relativas a la preparación de trabajos de
investigación, sirviendo de base y soporte a futuras investigaciones relacionadas
con el tema.
1.5.- Delimitación de la Investigación.
La siguiente investigación se desarrollará en Venezuela de forma descriptiva y
mediante el manejo de investigaciones realizadas por otras Instituciones
Nacionales e Internacionales, poseerá una duración comprendida entre
Septiembre 2012 y Julio 2013.
2.- CAPITULO II Marco Teórico
2.1.- Antecedentes de la Investigación
Fonseca, Martínez (2009) realizó un Trabajo Especial de Grado titulado
“Producción de Biodiésel utilizando Aceite Vegetal de Desecho y Etanol”, en el
cual su Objetivo General fue producir biodiésel usando aceite vegetal de desecho
y etanol, realizando Objetivos Específicos: Caracterizar el aceite vegetal y el
etanol para ser utilizado en el proceso; Realizar el procedimiento para la
producción de biodiésel; Analizar el producto obtenido.
En cuanto a la metodología usada en el estudio fue de modalidad Evaluativa
– Experimental, donde el motivo de estudio fue el Biodiésel, en el que se explico
su producción a nivel de laboratorio utilizando aceite vegetal de desecho.
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Una vez aplicado el proceso, se obtuvieron los resultados en el que se
demostró que si se puede obtener biodiésel a nivel de laboratorio. De la misma
forma se plantearon las condiciones para que se pueda lograr empleando las
normas de análisis para biocombustibles más importantes, las cuales son
viscosidad, densidad, índice de cetanos, punto de inflamación y punto de nube, de
igual manera se acotó la importancia de su uso como combustible alterno a los
combustibles fósiles.
Laguna (2011) presento un Trabajo Especial de Grado titulado “Objetivos de
Sostenibilidad Agrícolas referida a la tendencia en los patrones de producir Etanol
a partir del maíz y de la Caña de Azúcar en Venezuela como materia prima”, el
Objetivo General fue analizar los objetivos de sostenibilidad agrícolas referida a la
tendencia en los patrones de producir etanol a partir de maíz y de la caña de
azúcar en Venezuela
Unos Objetivos Específicos, los cuales fueron: Diagnosticar la situación
actual de los objetivos de sostenibilidad agrícolas referida a la tendencia en los
patrones de producir Etanol a partir de maíz y de la caña de azúcar en Venezuela;
Identificar los indicadores económicos presentes en los objetivos de sostenibilidad
agrícolas referidos a la tendencia en los patrones de producir etanol a partir del
maíz y de la caña de azúcar en Venezuela; Identificar los indicadores ambientales
presente en los objetivos de sostenibilidad agrícolas referidos a la tendencia en los
patrones de producir etanol a partir del maíz y de la caña de azúcar en Venezuela;
Identificar los indicadores sociales presente en los objetivos de sostenibilidad
agrícolas referidos a la tendencia en los patrones de producir etanol a partir del
maíz y de la caña de azúcar en Venezuela; Formular lineamientos teóricos
prácticos considerando los objetivos de sostenibilidad en la producción de etanol a
partir de maíz y caña de azúcar en Venezuela.
Al hacer énfasis en la metodología aplicada se puede resaltar que se tipifico
como descriptiva de campo, diseño no experimental, transaccional descriptivo, a
su vez se planteo que el motivo de estudio fue desarrollar los patrones para
producir etanol a partir de maíz y de la caña de azúcar, de la misma forma se
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aplico el procesamiento de datos mediante la estadística descriptiva, aplicando las
medidas de tendencia central en sus valores absolutos y relativos.
Los resultados denotaron evidencias de que en general existe una
correspondencia de las dimensiones tratadas en función de los indicadores
analizados, es decir, que los objetivos de sostenibilidad para producir etanol en
Venezuela es significativa en las plantas o unidades de producción, se
recomienda, revisar permanentemente las condiciones generales sobre la
seguridad energética y el cambio climático que impulsan el uso de los
agrocombustibles.
Expresa por otra parte Vargas (2010) elaboró un Trabajo Especial de Grado
Titulado: “Producción Y Caracterización de Biodiésel de Palma y de Aceite
Reciclado mediante un proceso Batch y un Proceso continuo con un Reactor
Helicoidal”, presento un Objetivo General el cual abarcó la evaluación de la
producción y caracterización de biodiésel de palma y de aceite reciclado mediante
un proceso Batch y un proceso continuo con un reactor helicoidal , realizando
Objetivos Específicos: Evaluar las necesidades energéticas del hombre;
Determinación del impacto ambiental del biodiésel en sus usos a largo plazo;
Diseño del Proceso Productivo del Biodiésel de Palma por proceso de Batch y
continuo con un Reactor Helicoidal.
Acorde a los resultados, la cantidad de producto obtenido se registra en
términos de porcentaje de Biodiésel producido (biodiésel seco) respecto a la masa
de aceite crudo inicial (también aparece respecto al APP). De igual manera el
porcentaje del residuo obtenido después de decantado se registra respecto a la
masa de aceite preesterificado inicial (APP). Se realizó un diseño factorial 2x3,
para ver la incidencia de los factores metanol y NaOH en el rendimiento (g de
biodiésel seco / 100g de ACP), el contenido de FAME (g FAME/100g biodiésel) y
el residuo (fase rica en glicerina después del decantado en g de residuo/100g de
APP) durante la producción de biodiésel con aceite preesterificado. Se realizó una
optimización de cada una de las variables de respuesta por separado.
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2.2 Bases Teórica
2.2.1 Biodiésel
Es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales
como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo, mediante
procesos industriales de esterificación y transesterificacion, que se aplica en la
preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiesel o gasóleo obtenido del
petróleo. El biodiésel puede mezclarse con gasóleo procedente del refino del
petróleo en varias cantidades. Se utilizan notaciones abreviadas según el
porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla: B100 en caso de utilizar solo
biodiésel, u otras notaciones como B5, B15, B30 o B50, donde la numeración
indica el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla.
Por otra parte, el aceite vegetal, cuyas propiedades para la impulsión de
motores se conocen desde la invención del motor diesel gracias a los trabajos de
Rudolf Diesel, ya se destinaba a la combustión en motores de ciclo diesel
convencionales o adaptados. A principios del siglo XXI, en el contexto de
búsqueda de nuevas fuentes de energía, se impulsó su desarrollo para su
utilización en automóviles como combustible alternativo a los derivados del
petróleo.
Sin embargo, el biodiésel descompone el caucho natural, por lo que es
necesario sustituir éste por elastómeros sintéticos en caso de utilizar mezclas de
combustible con alto contenido de biodiésel. El impacto ambiental y las
consecuencias sociales de su previsible producción y comercialización masiva,
especialmente en los países en vías de desarrollo o del tercer y cuarto mundo,
generan un aumento en la deforestación de bosques nativos, la expansión
indiscriminada de la frontera agrícola, el desplazamiento de cultivos alimentarios y
para la ganadería, la destrucción del ecosistema, la biodiversidad y el
desplazamiento de los trabajadores rurales.
Por consiguiente, se ha propuesto en los últimos tiempos denominarlo
agrodiesel ya que el prefijo (BIO) a menudo es asociado erróneamente con algo
ecológico y respetuoso con el medio ambiente. De la misma forma, algunas
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marcas de productos del petróleo ya denominan agrodiesel al gasóleo agrícola o
gasóleo B, empleado en maquinaria agrícola. Cengel & Boles (1994).
2.2.2 Propiedades químicas del Biodiésel
El poder calorífico del biodiésel es de 37,27 MJ/L (megajulio por litro)
aproximadamente. Esto es un 9 % menor que el diesel mineral. La variación del
poder calorífico del biodiésel depende de la materia prima usada más que del
proceso. El biodiésel es líquido a temperatura ambiente y su color varía entre
dorado y marrón oscuro según el tipo de materia prima usada. Es inmiscible con el
agua, tiene un punto de ebullición alto y baja presión de vapor. Su punto de
inflamación (superior a 130oC) es mucho mayor que el del diesel (64oC) o la
gasolina (40oC). Tiene una densidad aproximadamente 0,88 g/cm3, menos que el
agua. Más allá, no tiene virtualmente ningún contenido de azufre y se suele
mezclar como aditivo con el diesel de bajo contenido en azufre. Cengel & Boles
(1994).
2.2.3. Aplicaciones del Biodiésel
El biodiésel puede ser utilizado en estado puro (B100) o puede ser mezclado
con diesel de petróleo en las operaciones de concentración en la mayoría de las
bombas de inyección diesel. La nueva extrema alta presión (29.000 psi) de los
motores tienen límites estrictos de fábrica de B5 o B20, según el fabricante. El
biodiésel tiene diferentes propiedades disolventes que el petrodiesel degradara las
juntas de caucho natural y las mangueras en los vehículos (en su mayoría
vehículos fabricados antes de 1992).
Aunque estos tienden a reemplazarlos en su mantenimiento normal por lo
que es muy probable que ya hayan sido reemplazadas por FKM, que no es
reactiva al biodiésel. Se sabe que el biodiésel elimina los depósitos de residuos en
las líneas de combustible en las que se ha utilizado el petrodiesel. Como
resultado, los filtros de combustible pueden ser obstruidos con partículas si se
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realiza una transición rápida de biodiésel puro. Por lo tanto, se recomienda
cambiar los filtros de combustible en los motores y calentadores poco después de
comenzar el cambio a una mezcla de biodiésel. Díaz, J.(2004).
2.2.4. Proceso de Producción del Biodiésel
. El proceso empieza realizando una mezcla de metanol con hidróxido de
sodio en proporción de 31/1 en un tanque agitado. Tanto el metanol como el
hidróxido de sodio deben ser anhidros debido a que el agua juega un papel
catalítico para producir jabón (producto indeseado). Esta mezcla se adiciona al
aceite de palma teniendo en cuenta que debe ir un 60% en exceso de metanol, en
un tanque agitado.
La mezcla pasa a un reactor de columna (tomado como PFR), que posee las
características de temperatura, presión y método de contacto ideales para que la
reacción sea exitosa. Al final del reactor se debe haber desarrollado la reacción en
un 90%. Desde el reactor se está produciendo constantemente glicerol e
igualmente se irá sedimentando, así que posterior a este se dispone de un
sedimentador diseñado para extraer el glicerol producido. Esto también mejora el
equilibrio de la reacción para la producción de metilésteres. La fase ligera es
pasada a un nuevo reactor, esta vez como tanque agitado (CSTR) donde se llega
a una transesterificacion del 97%
Seguidamente se procede a un proceso de lavado con agua (a un pH de 8) a
una temperatura de 80°C; esta se lleva la mayor parte del glicerol suspendido así
como una buena parte del metanol y una pequeña parte de aceite, metilésteres y
jabón. La fase ligera pasa se procede a pasar al tercer reactor, primero
recirculando una parte al segundo reactor para mejorar la concentración de
glicerol y así favorecer la reacción. Antes de llegar al tercer reactor, la solución se
mezcla nuevamente con un flujo de metanol e hidróxido de sodio utilizando una
relación de tres veces la inicial y una proporción de metanol del 30% en exceso.
Hay entonces una secuencia similar a la anteriormente descrita. Los reactores
nombrados trabajan a 80°C y 2 bar continuamente.
15
Tabla 1
Parámetros constantes de operación Biodiésel
Poder calorífico inferior, kcal/kg (aprox.) 9500Punto ebullición, °C 190 - 340
Punto inflamación, °C 120 - 170Punto escurrimiento, °C -15 / +16
Relación estequiomètrica Aire/comb. p/p 13,8Viscosidad cinemática cst (a 40°C)
Peso específico g/cm3 Fuente: Larosa (2011)
Después del segundo lavado la fase ligera es despojada casi completamente
del metanol en un tanque de separación Flash que funciona a 85°C y 0.9 bar.
Luego, mediante una serie de dos lavadores con agua de proceso se retira la
mayor cantidad del jabón presente y posteriormente se lleva la fase ligera a un
separador de fases que funciona a 120°C y 0.9 bar, eliminando la casi totalidad
del agua. El biodiésel, finalmente se enfría y filtra. Las corrientes de salida de
subproductos como glicerol, pasan a una planta de purificación en la que se
neutraliza, invierte la formación de jabones y se recupera el biodiésel presente.
2.3 Sistema de Variable
2.3.1 Variable Independiente
El Biodiésel
2.3.2 Variable Dependiente
Impacto Ambiental: Se entiende por impacto ambiental el efecto que produce una
acción sobre el medio ambiente en sus distintos aspectos. El concepto puede
extenderse, con poca utilidad, a los efectos de un fenómeno natural catastrófico.
Técnicamente, es la alteración de la línea de base, debido a la acción antrópica o
a eventos naturales.
16
2.3.3. Definición Conceptual
Es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales
como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo, mediante
procesos industriales de esterificación y transesterificación, el cual se aplica en la
preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiesel o gasóleo obtenido del
petróleo. Cengel & Boles (1994).
2.3.4. Definición Operacional
El biodiésel se describe químicamente como compuestos orgánicos de
ésteres mono alquílicos de ácidos grasos de cadena larga y corta, tiene mejores
propiedades lubricantes junto con un mayor índice de cetano que el diesel de poco
azufre. El agregar en una cierta proporción biodiésel al gasóleo reduce
significativamente el desgaste del circuito de combustibles; en baja cantidad y en
sistemas de altas presiones, extiende la vida útil de los inyectores que dependen
de la lubricación del combustible.
.
17
Cuadro no: 1 Operacionalización de la Variable
Objetivo General: Evaluar el Impacto Ambiental obtenido por la implementación de
biodiésel como combustible alternativo en Venezuela
Objetivos Específicos Variable Dimensión Indicadores
Diagnosticar los
lineamientos a seguir para
obtener la producción de
Biodiésel
El Biodiésel
Proceso de
Producción de
Biodiésel
Transesterificación de
los aceites vegetales
Establecer las propiedades
químicas del biodiésel
como combustible
alternativo
Parámetros
constantes de
operación
Poder Calorífico
Inferior
Punto de Ebullición
Punto de
Escurrimiento
Punto de Inflamación
Relación
estequiomètrica
Aire/comb. p/p
Viscosidad cinemática Peso específico
Plantear las ventajas y
desventajas de la
aplicación del biodiésel
como fuente de energía
alterna.
Ventajas y
Desventajas del
uso del
biodiésel
Ventajas
Desventajas
Analizar el uso del
Biodiésel como
combustible alternativo en
Venezuela
Análisis
cualitativo del
Biodiésel
Impacto Ambiental
18
2.4 Hipótesis
¿Será posible la evaluación el Impacto Ambiental obtenido por la
implementación de biodiésel como combustible alternativo en Venezuela?
¿Se podrá diagnosticar los lineamientos a seguir para obtener la producción
de Biodiésel?
¿Se establecerán las propiedades químicas del biodiésel como combustible
alternativo?
¿Se conseguirá analizar el uso del Biodiésel como combustible alternativo en
Venezuela?
2.5 Bases Legales
Los ésteres metílicos de los ácidos grasos (FAME), denominados biodiésel,
son productos de origen vegetal o animal, cuya composición y propiedades están
definidas en la Unión Europea en la norma EN 14214, con una excepción del
índice de yodo para España, cuyo valor máximo queda establecido en 140 en vez
de 120 como propone la norma EN 14214.
En España el biodiésel aparece regulado en el Real Decreto 61/2006, de 31
de enero, por el que se determinan las especificaciones de gasolinas, gasóleos,
fuelóleos y gases licuados del petróleo y se regula el uso de determinados
biocarburantes. Para las mezclas de biocarburantes con derivados del petróleo
que superen un 5% de ésteres metílicos de los ácidos grasos o de bioetanol es
obligatoria una etiqueta específica en los puntos de venta.
2.6 Definición de Términos Básicos
Biocombustibles: Es una mezcla de hidrocarburos que se utiliza como
combustible en los motores de combustión interna y que deriva de la biomasa,
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materia orgánica originada en un proceso biológico, espontaneo o provocado,
utilizable como fuente de energía.
Densidad: Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en
un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la
masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.
Etanol: Conocido como alcohol etílico, es un alcohol que se presenta en
condiciones normales de presión y temperatura como un liquido incoloro e
inflamable con un punto de ebullición de 78oC.
Éter: Es un grupo funcional del tipo R-O-R´, en donde R y R´ son grupos alquilo,
estando el átomo de oxigeno unido y se emplean pasos intermedios:
ROH + HOR´ ROR´ + H2O.
Hidrocarburos: Son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de
carbono e hidrogeno. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos
de carbono a los que se unen los átomos de hidrogeno. Los hidrocarburos son los
compuestos básicos de la Química Orgánica.
Humedad Ambiental: Es la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se
puede expresar de forma absoluta mediante la humedad absoluta o, de forma
relativa mediante la humedad relativa o grado de humedad. La humedad relativa
es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua real que contiene el
aire y la que necesitaría contener para saturarse a idéntica temperatura.
Metanol: Es uno de los disolventes más universales y encuentra aplicación, tanto
en el campo industrial como en diversos productos de uso doméstico. Dentro de
los productos que lo pueden contener se encuentra el denominado “alcohol de
quemar” constituido por alcoholes metílico y etílico, solvente en barnices, tintura
de zapatos, limpiavidrios, líquido anticongelante, solvente para lacas etc. Además,
los combustibles sólidos envasados también contienen metanol.
Punto de Ebullición: Es aquella temperatura en la cual la presión de vapor del
líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra. Se dice, que
es la temperatura a la cual la materia cambia del estado líquido al estado gaseoso.
20
3.- CAPITULO III Marco Metodológico
3.1.- Tipo de Investigación.
El presente trabajo se sitúa como una investigación documental, de acuerdo
con Mercado (2003:74) “es una técnica que consiste en la selección y recopilación
de información por medio de lectura y critica de documentos y materiales
bibliográficos, de bibliotecas, hemerotecas”, debido a que se recurrió a libros,
folletos, manuales, revistas, PDF e índice. Los cuales están relacionados con el
tema de investigación ya que brindan todo el apoyo teórico y básico a dicho
estudio abarcando las técnicas, ventajas, beneficios así como la identificación de
equipos y procesos relacionados con el problema que es el impacto ambiental del
uso del biodiésel como combustible alternativo.
3.2.- Diseño de la Investigación.
Para Fernández Hernández y Baptista (2003:38), el diseño se refiere a un
plan o estrategia que se desarrolla para obtener la información que se requiere en
una investigación. Así también para Sabino (2000: 67) “el diseño de investigación
tiene como objeto es proporcionar un modelo de verificación que permita
contrastar hechos con teorías, y su forma es la de una estrategia o plan general
que determina las operaciones necesarias para hacerlo”.
El diseño de la investigación fue de campo no experimental, pues de acuerdo
a Fernández, Hernández y Baptista (2003:205), “es un estudio no experimental no
se construye ninguna situación, sino que se observan situaciones ya existentes las
se realiza sin manipular deliberadamente las variables, porque se estudia los
fenómenos tal y como se dan en su contexto natural, para luego analizarlos”. Esta
investigación se situó dentro de esta clasificación puesto que es difícil llevar a
cabo un estricto control y experimentación sobre las variables que intervienen en
este proceso.
21
3.3 Población
La población utilizada para el presente estudio se refleja como Unidad de
Análisis ya que se manejará el termino Biodiésel. La unidad de análisis
corresponde a la entidad mayor o representativa de lo que va a ser objeto
específico de estudio en una medición y se refiere al qué o quién es objeto de
interés en una investigación. Debe estar claramente definida en un protocolo de
investigación y el investigador debe obtener la información a partir de la unidad
que haya sido definida como tal, aun cuando, para acceder a ella, haya debido
recorrer pasos intermedios. (Sabino, 2002). Para efectos de síntesis se plantea
que la unidad de análisis en el desarrollo de esta investigación va a estar
conformada por libros, revistas y proyectos.
3.4 Técnica e Instrumento de Recolección de Datos
Méndez (2001:153) señala que la utilización de fuentes primarías o fuentes
vitales: "implica utilizar técnicas y procedimientos que suministren la información
adecuada", es por ello que para la recolección de la información se utilizarán
fuentes primarias: la observación directa y las fuentes secundarias.
Hurtado (2008:83) “define la técnica de revisión documental como aquel
proceso mediante el cual un investigador recopila, revisa, analiza, selecciona y
extrae información de diversas fuentes escritas acerca de un tema en particular,
con el propósito de conocer y comprender más profundamente el mismo”. Se llevó
a cabo la revisión documental en textos, trabajos de investigación, páginas
electrónicas, pdf que facilitaron información de valor para aplicarse al estudio
respectivo del proyecto.
Sabino (2002:110) “la observación directa es una técnica que consiste en
observar atentamente el fenómeno, hecho o caso, tomar información y registrarla
para su posterior análisis”. Según Hurtado (2008) “la observación directa es la más
usada en las investigaciones ya que busca la objetividad en las organizaciones
22
usando escalas como medidas y puntos de referencia”. Puede servir para
determinar la aceptación de un grupo respecto a su profesor, analizar conflictos
dentro del aula, relaciones entre pares, etc. Se tienen un contacto directo con los
elementos o caracteres en los cuales se presenta el fenómeno que se pretende
investigar.
4.- Capitulo IV Resultados de la Investigación
Según Sabino (2002), en este punto se expresan todos los datos obtenidos
luego de aplicada la metodología propuesta en el capítulo anterior. Es importante
considerar la contribución aportada por cada uno de los resultados, a fin de
realizar un agrupamiento respectivo mediante el estudio minucioso de su
significado e interrelaciones para construir una síntesis global.
El presente capítulo recopila el análisis e interpretación de los resultados
obtenidos a través de los diferentes instrumentos aplicados, que dan respuesta a
los objetivos trazados en esta investigación, siendo la direccionalidad de este
estudio plantear el impacto ambiental generado por la implementación del
biodiésel como combustible alternativo en Venezuela.
Para la mejor comprensión de los resultados, se analizarán los objetivos
expuestos en la investigación, al igual que la variable de estudio, asimismo, se
estudiará cada uno de los objetivos con sus respectivos indicadores, esto con el
fin de lograr una mejor comprensión de los resultados, los cuales se presentan a
continuación.
Para el cumplimiento de este objetivo, a través del diagnostico de los
lineamientos a seguir para obtener la producción de biodiésel, los investigadores
lograron obtener una perspectiva total por medio de la observación directa,
revisión bibliográfica tanto como documental donde se adquirió la información de
dichos procesos generalizados. De la misma forma se ha obtenido que el proceso
químico que mejores resultados ha demostrado para acercar las propiedades del
aceite vegetal a las del combustible fósil haya sido la transesterificación.
23
El proceso de transesterificación consiste en la reacción entre un triglicérido
contenido en el aceite o grasa animal y un alcohol ligero, obteniéndose como
productos glicerina y esteres derivados del ácido graso de partida. En general se
suele utilizar metanol como alcohol de sustitución, en cuyo caso el biodiésel estará
compuesto por esteres metílicos. Es decir, a través del proceso de
transesterificación de los aceites vegetales con metanol, se obtienen ésteres
metílicos derivados, cuyo comportamiento es similar al del gasóleo, principalmente
en lo referente a la viscosidad, temperatura de ebullición, residuo carbonoso,
número de cetano, entre otros.
Para el análisis del presente objetivo se llevaron a cabo una serie de
instrumentos de recolección en los cuales están; la revisión documental y
bibliográfica cuyo fin será establecer las propiedades químicas del biodiésel como
combustible alternativo, de manera generalizada y sin hacerse referencias
específicas de un modelo en particular; a su vez se obtuvo la comprensión por
medio de tablas que permitió demostrar de una manera más visible y exacta los
resultados
De las evidencias anteriores planteamos las propiedades físico-químicas del
biodiésel, lo cual es de vital importancia para entender el funcionamiento del
mismo cuando es usado como combustible junto con los aspectos más resaltantes
para su manejo en la industria. Se ha abordado de manera exacta los datos
obtenidos.
Tabla 2
Ventajas Desventajas
Reducen dependencia al petróleo Genera competencia por el uso de los recursos
naturales
Fuente de energía renovable Constituye un riesgo al suplantar cultivos
alimenticios por cultivos para uso energético
Aumento del contenido de carbono, materia orgánica y otros nutrientes en suelos
Fomenta el uso intensivo de agroquímicos
Revitaliza economías rurales Crea dependencia de los campesinos a grandes
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empresas de biocombustibles
Brinda nuevas oportunidades de
desarrollo
Generación de gases de efecto invernadero y fugas de metanol.
Aumenta ingresos de habitantes rurales Descarga accidentada de efluentes a cuerpo receptor. (contaminación del agua)
Incorporan el uso de zonas no productivas Derrame de aceite.
Fuente: Abdulhadi, Abdulhadi, Morales, Roo, Sierra, Villasmil (2013)
Se puntualizó en la revisión documental o bibliográfica se logró desarrollar el
objetivo especificado. De la misma forma, se hace notar que a pesar de la
utilización de libros, diccionarios, proyectos y ensayos como medio de información
para obtener la respuesta al objetivo propuesto, los cuales a su vez fueron
realizados por diversos autores que influyen en el tema, la realización del objetivo
se basó en el estudio de diversas variables las cuales dieron como resultado el
análisis del uso del biodiésel como combustible alternativo en Venezuela. De tal
manera se hizo uso de una tabla que plantea las ventajas y desventajas del
proceso.
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CONCLUSIONES
En las páginas anteriores se ha buscado describir el impacto ambiental de un
biocombustible, en este caso el biodiésel. A su vez este es el monoalquiléster de
un ácido graso de cadena larga derivado de aceites vegetales o de grasas
animales que se utilice en motores de ignición por compresión. La ejecución de
propuestas en beneficio al medio ambiente es de vital importancia para el
desarrollo de la industria energética. Todo ello se ha analizado teniendo en cuenta
las características del biocombustible a tratar, las necesidades principales que
presenta la población en cuanto a adaptación y ejecución.
Sobre la base de las ideas expuestas anteriormente, a su vez, por medio de
los instrumentos de recolección de datos, que permitieron el procesamiento y
análisis de la información obtenida, se extrajeron resultados que otorgan a los
investigadores la posibilidad de plantear las siguientes conclusiones en torno al
tema estudiado, demostrando que los objetivos específicos que se buscaban con
el desarrollo de la investigación son:
Como se señaló, el diagnostico de los lineamientos a seguir para obtener la
producción de biodiésel, permitió el aprendizaje por parte de los investigadores
acerca de la preparación de este biocombustible.
Se expuso los datos que establecerán las propiedades químicas del biodiésel
como combustible alternativo, al haberse planteado y con el desarrollo de este
objetivo, se consiguió los parámetros de operación en el entorno industrial.
Se concluyó que el análisis del uso del biodiésel como combustible
alternativo en Venezuela, expresando sus ventajas y desventajas, abarca ambos
lados de la investigación, de manera que se demostró sus beneficios y
dificultades, abarcando el ámbito social, económico y ambiental
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RECOMENDACIONES
A lo largo del desarrollo de esta propuesta se han tomado en cuenta una
serie de observaciones que podrían ser de utilidad para aquellos que deseen
evaluar este proyecto como base, ya sea para ejecutarlo o tomarlo como
referencia para el desarrollo de propuestas futuras que logren influenciar el avance
tecnológico o ambiental.
1. Elaborar estudios que permitan combatir los efectos negativos de la
producción de Biodiésel, como lo es la deforestación.
2. Realizar censos en zonas rurales que abarquen la cantidad de materia
prima que podría destinarse a la producción de biodiésel.
3. Empezar a inculcar la importancia del medio ambiente y su protección a las
comunidades.
4. Buscar nuevas tecnologías que permitan desarrollar el proceso a un menor
costo, por ejemplo utilizar un catalizador que mejore el rendimiento en la
reacción de transesterificación.
5. Motivar a las autoridades de la zona para que desarrollen un proyecto a
escala industrial de producción de combustible verde o BIODIÉSEL, como
una alternativa para minimizar el impacto ambiental existente
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BIBLIOGRAFÍA
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producción de biodiésel. Venezuela.
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de desecho y Etanol
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Investigación. México: Mc.Graw Hill.
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en los patrones de producir etanol a partir del maíz y de la caña de azúcar en
Venezuela como materia prima. Venezuela.
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metílicos de ácidos grasos).
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