tesis final numerada

41
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN U.E. MAESTRO ORLANDO ENRIQUE RODRÍGUEZ SAN 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

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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?

8

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

9

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.

10

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

11

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.

12

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

13

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

14

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,

19

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.

Cengel & Boles (1994) Termodinámica. Editorial Mc.Graw Hill.

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de desecho y Etanol

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Hernández, R; Fernández, C y Baptista, P (2004) Metodología de la

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.

Larosa (2007) Proceso para la producción de biodiésel (metilester o esteres

metílicos de ácidos grasos).

Sabino, C. (2002) El Proceso de Investigación. Caracas: Editorial PANAPO.

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