00021 Biodiesel Algas

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  Ministerio para Asuntos Exteriores de Finlandia  AL IANZA EN ENERGIA Y A MBIENTE CON CENTROA MERICA Formato de Perfiles de Proyectos Formato Título del pro yecto (país y tema): Proyecto para la producción de biocombustible a partir de aceite de microalgas  Las propuestas podrán ser sometidas por un organismo o por un grupo de organismos, liderado por uno de ellos. a) Datos del líder de la a gru pación :  Organización: Energías Biodegradables de Costa Rica S. A. Dire cció n: Ocho mogo , Cart ago, Cost a Rica. De Recope 100 mts sur y 100 oeste Persona a contactar: Eladio Madriz García Cargo: Gerente Teléfono: 537 45 10 Fax: 537 45 76 E-mail: [email protected] b) Datos de los otros miembros del gru po: Organización: Energías Biodegradables de Costa Rica S. A. Dire cció n: Ocho mogo , Cart ago, Cost a Rica, De Recope, 100 mts sur y 100 oeste Persona a contactar: Orlando Ramírez Biolley Cargo: Presidente Teléfono: 815 30 24 Fax: 273 7370 E-mail: [email protected]  Organización: Energías Biodegradables de Costa Rica Dire cció n: El Al to d e Gu ada lupe Persona a contactar: Susana Gómez Guerrero El Alto de Guadalupe, del Romeros Bar 50 O y 100 N Cargo: Investigadora Teléfono: 334 8823 Fax: 253 2531 E-mail: Organización: Energías Biodegradables de Costa Rica S. A. Dirección: Paraíso d e Cart ago, 1 25 mts sur del Mercado www.sgsica.org/energia

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 Ministerio para AsuntosExteriores de Finlandia

ALIANZA EN ENERGIA Y AMBIENTE CON CENTROAMERICA

Formato de Perfiles de ProyectosFormato

Título del proyecto (país y tema):

Proyecto para la producción de biocombustible a partir de aceite de microalgas Las propuestas podrán ser sometidas por un organismo o por un grupo de organismos,liderado por uno de ellos.

a) Datos del líder de la agrupación: 

Organización: Energías Biodegradables de Costa Rica S. A.

Dirección: Ochomogo, Cartago, Costa Rica. De Recope 100 mts suy 100 oeste 

Persona a contactar: Eladio Madriz García Cargo: Gerente 

Teléfono: 537 45 10 Fax: 537 45 76 E-mail:  [email protected]

b) Datos de los otros miembros del grupo:

Organización: Energías Biodegradables de Costa Rica S. A.

Dirección: Ochomogo, Cartago, Costa Rica, De Recope, 100 mts suy 100 oeste 

Persona a contactar: Orlando Ramírez Biolley 

Cargo: Presidente Teléfono: 815 30 24 Fax: 273 7370 

E-mail: [email protected]

 Organización: Energías 

Biodegradables de 

Costa Rica 

Dirección: El Alto de Guadalupe 

Persona a contactar: Susana Gómez Guerrero 

El Alto de Guadalupe, del Romeros Bar 50 O y 100 N 

Cargo: Investigadora Teléfono: 334 8823 Fax: 253 2531 E-mail: 

Organización: Energías Biodegradables de Costa Rica S. A.

Dirección: Paraíso de Cartago, 125 mts sur del Mercado 

www.sgsica.org/energia

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Persona a contactar: Lorena Madriz Quesada 

Cargo: Investigadora Teléfono: 8498225 Fax: 5746017 E-mail: Lorena_madriz@yahoo

com 

c) Contexto específico del proyecto y análisis breve de los problemas existentes,así como justificación del problema clave que conduce al proyecto.

El proyecto se desarrolla en el marco de la producción de combustibles biodegradablespara Costa Rica.

La Política Energética Nacional establece en el plan de Gobierno 2006-2010 entre otros

los siguientes aspectos:

1. Asegurar el abastecimiento energético.2. Uso de fuentes de energía autóctona.3. Uso eficiente y nacional de la energía4. Promover las fuentes renovables de energía.

La empresa Energías Biodegradables de Costa Rica ha incursionado por primera vezen la producción de metiléster (biodiesel), con una fábrica capaz de llegar a producir3.000.000 de litros mensuales.

Actualmente existen plantadas 52000 hectáreas de palma africana, capaces de producira un promedio aproximado de 5000 litros cada una al año. No hay ninguna otraoleaginosa que se cultive en el país en forma comercial. Durante el año 2005, CostaRica exportó aceite de palma africana, principalmente a México un total de 146.000toneladas, el resto es destinado al consumo nacional especialmente humano.

A finales del año anterior se conformó la Comisión Nacional de Biocombustibles porparte del Ministerio del Ambiente y Energía (MINAE), con la finalidad de que el paísdefina una política nacional sobre la producción de biocombustibles. Adicionalmenteésta, debe hacer un inventario sobre las posibilidades de producción de oleaginosastales como higuerilla, tempate, mostaza, soya, palma y algas, en el caso del biodiesel, y

una determinación de la demanda nacional de este biocombustible. También tienemandato en relación con la producción de etanol que no se describe en este documentopor no ser de interés del proyecto.

La demanda nacional de diesel durante el año 2006 fue de aproximadamente de3.000.000 de litros diarios, representando un 36% del total de la factura petrolera. Parael año 2007 se espera un crecimiento en la demanda de diesel de un 8.65%, sin incluirla demanda del Instituto Costarricense de Electricidad, cuyas necesidades serán

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crecientes en los próximos años. El total de la importación de hidrocarburos fue de un5.83% del Producto Interno Bruto, La factura petrolera creció un 203% entre el 2002 y el

2006. El mayor crecimiento en ese período se dio entre el año 2005 y el 2004, cuandoel pago aumentó un 42%. 1

 Con la producción de biocombustibles se benefician todos los sectores de la economíanacional: a nivel agropecuario serán miles de pequeños agricultores los que podráncultivar, diversas plantas oleaginosas que revolucionarán sus economías, dándoles laoportunidad de mejorar sus condiciones de vida al asegurarles la compra de suproducción a un precio justo. A nivel industrial, deberán instalarse varias plantasprocesadoras de aceite a lo largo y ancho del país que serán fuente de empleo en lazona rural. A nivel de fabricación de biodiesel, se está originando una industria deoleaginosas, (hasta el momento inexistente en el país) que crecerá exponencialmente,

al permitir el desarrollo de una nueva cultura en la fabricación de productosbiodegradables, entre los cuales se pueden citar: biodiesel, resinas, aceites agrícolas,polímeros, desengrasantes, penetrantes, aceites hidráulicos, cosméticos y productospara industria farmacéutica, entre muchos otros más.

Como combustible, se iniciará el proceso de desintoxicación de nuestras ciudades yaque el biodiesel es 100% biodegradable, 98% menos contaminante que el diesel, nocontiene azufre, provoca ahorro en el tratamiento de enfermedades respiratorias,especialmente de los habitantes de las zonas urbanas, mejorará significativamente lacalidad de vida por no ser tóxico. Adicionalmente aumenta la vida de los motores de losvehículos, es menos inflamable que el diesel, ayuda a reducir el calentamiento global y

tiene un rendimiento neto desde el punto de vista energético de un 93%. La fabricacióndel biodiesel conlleva un valor agregado nacional mayor al 80%, por lo tanto produceindependencia energética y tiene un impacto significativo en la balanza de pagos y en elproducto interno bruto.

JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

En el marco de este contexto, es innegable que la mayor limitación para la fabricaciónde biodiesel es la poca cantidad de aceite (materia prima) disponible para suproducción. El hecho de que Costa Rica solamente tenga sembradas 52000 hectáreasde palma africana así lo demuestra, máxime si se toma en consideración que su

producción inicia luego de tres años de ser plantada y que solamente se desarrolla enzonas costeras.

1 Rojas, J. 2006, Factura petrolera creció casi $300 millones este año, 28-12-06, La Nación, Costa Rica 

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Existen otras opciones para ser promovidas que tienen rendimientos potencialmenteinteresantes como la higuerilla cuya producción inicia a los 150 días de plantada, el

tempate con inicio de producción a los nueve meses, la mostaza que como cultivohortícola alcanza su producción sumamente rápido y las algas, cuyo ciclo dereproducción, dependiendo de su especie, llega a ser de muy pocas horas.

Cuadro 1. Rendimientos la extracción de aceite para biodiesel a partir de otros materiales vegetales.

Palma  Soya  Girasol  Colza  Microalgas 

Fuente de aceite Fruto y semilla Semilla Semilla Semilla El alga

Biomasa de aceite(%)

22 - Semilla50 - Fruto

23 45 4040-80 dependiendo

de la especie.

Producción deaceite 5950 L/ha 446L/ha 952 L/ha 1320 L/ha 100000 L/ha

Producciónmundial biodiesel

50% 25% 25%

De las opciones antes descritas, las algas presentan el mayor rendimiento por hectárea,y dadas las condiciones existentes en el país, es posible encontrar ambientes aptospara su desarrollo. Una de las características que más llama la atención, es su cortociclo de reproducción que permite obtener altos rendimientos por unidad de área.Adicionalmente, los insumos requeridos son de fácil acceso: entre ellos el oxígeno, el

dióxido de carbono, la luz y los nutrientes que no son difíciles de obtener en nuestromedio.

Además del aceite, se obtiene un subproducto rico en proteínas que puede ser utilizadocomo suplemento alimenticio, no generándose por tanto ningún contaminante sólido, niefluente alguno.

Desarrollos Biotecnológicos, desarrollará la tecnología de producción de algas para lafabricación de aceite vegetal. Cuenta con un equipo de investigación integrado porprofesionales con formación en biotecnología, química, biología, administración deempresas, y contaduría pública, para la implementación del proyecto. Tiene suscrito un

contrato de suministro de aceite a la empresa Energías Biodegradables de Costa Ricapor el 100% de su producción.

d) Objetivo específico

Responder a las necesidades de aceite vegetal, para la fabricación de biodiesel a partirde microalgas.

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e) Objetivos generales.

1. Aumento de conocimiento en procesos de producción y extracción de aceite apartir de microalgas para respaldar la implementación de su cultivo en CostaRica.

2. Instalación y operación de un laboratorio para la producción de microalgas ypara la extracción de aceite.

3. Fabricación de fotobiorreactores para la producción de microalgas.

4. Establecimiento de procesos de producción de microalgas por medio defotobiorreactores.

5. Establecimiento de procesos de separación de microalgas del medio de cultivo.

6. Establecimiento de procesos de secado de microalgas.

7. Establecimiento de procesos de extracción de lípidos a partir de microalgas.

8. Elaboración de procesos de control de calidad del aceite producido a partir delas microalgas.

f) Resultados 

1. Capacitación en procesos de producción y extracción de aceite a partir demicroalgas.

2. Equipamiento y operación de laboratorio.

3. Diseño y construcción de fotobiorreactores.

4. Protocolo de producción de microalgas.

5. Protocolo de separación de microalgas del medio de cultivo.

6 Protocolo de secado de microalgas.

7 Extracción de los lípidos (aceites).

8 Aceite de microalgas.

g) Actividades 

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 1.1 Buscar opciones de capacitación y definir asistencia a cada actividad

identificada.

2.1 Definición de área física para establecer laboratorio.2.2 Obtención de permisos de operación.2.3 Compra del equipo necesario.2.4 Instalación del equipo.2.5 Prueba y operación del equipo.

3.1 Diseño gráfico de diversos biorreactores y definición de ideal.3.2 Compra de materiales y construcción de fotobiorreactores.

4.1 Establecimiento de cinco especies promisorias de microalgas (colecta,purificación, crecimiento a pequeña escala).

4.2 Escogencia y reproducción de microalgas con mayor potencialidad.4.3 Cuantificar el rendimiento de la producción de biomasa de microalgas.4.4 Establecer el protocolo de producción de microalgas.

5.1 Separación de las microalgas del medio (filtración, centrifugación, prensado).

6.1 Colocación de la biomasa de microalgas en cámaras de secado.

7.1 Extracción de los lípidos por los métodos de Soxhlet, Bligh and Dyer, o

prensado.

8.1 Producción de aceite de calidad industrial.

h) Duración del proyecto

Dieciocho Meses  

i) Insumos del proyecto 

1- Capacitación 

Dado lo novedoso del proceso de producción de microalgas y de la extracción de su aceite, es necesario que una de las personas responsables del proyecto se capacite.Una vez implementado el laboratorio y puesto en marcha esta persona deberá capacitar a todo el personal involucrado en el proceso.

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 2- Instalación del laboratorio 

Se instalará un laboratorio semi-industrial con capacidad para cultivar 6000 litros de microalgas.

Este laboratorio debe contar con equipo básico para el manejo de las microalgas y el respectivo control de calidad. Se necesita entre otros equipos: balanza analítica,balanza granataria, microscopio, agitadores, viscosímetro, pHmetro, luxómetro,medidores de oxígeno, de monóxido de carbono, cristalería, y reactivos.

A lo largo del todo el proceso se requiere el concurso de una asesora en biología, una biotecnóloga, una asistente química, un mecánico industrial y el gerente del proyecto.

La asesora en biología, será la encargada de la dirección del proyecto, la biotecnóloga, junto con la asistente química serán las responsables de llevar el control de todos los procesos diarios, el mecánico industrial debe fabricar los fotobiorreactores y darles mantenimiento y el gerente del proyecto deberá dirigir y administrar el proyecto, llevar control contable y financiero del proyecto y junto con las asesora presentar los informes trimestrales a la Alianza.

3- Fabricación de fotobiorreactores 

Este proceso se iniciará con la elaboración del diseño que mejor se adapte a las 

condiciones de mayor producción de microalgas.

Su construcción será planificada de acuerdo con la puesta en marcha del laboratorio y tomando en consideración el mejor o los mejores diseños desarrollados a pequeña escala.

4- Proceso de crecimiento de microalgas 

El crecimiento de las microalgas se evaluará mediante diferentes procesos por ejemplo se dará seguimiento a la producción de biomasa, densidad y volumen versus medios de cultivo.

El equipo utilizado para estos procesos son: hemocitómetros, viscosímetro,microscopio de contraste de fases, balanzas, medidores de monóxido de carbono y de oxígeno, bombas, luxómetro y agitadores, entre otros.

5- Proceso de separación 

Consistirá en filtrar o centrifugar las microalgas para su separación del medio de cultivo. Se necesita una centrífuga con 27000 g para separarlas eficientemente.

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 6- Proceso de secado 

Las microalgas serán colocadas en tanques de secado con vapor al vacío para extraerles la humedad necesaria.

7- Proceso de extracción de aceites 

Una vez secadas las microalgas se someterán a calor para luego ser colocados en una prensa con lo cual se iniciará el proceso de extracción. En una segunda etapa para alcanzar un mayor rendimiento en este proceso, se aplicarán químicos que posibilitarán la recuperación del aceite remanente no logrado por medios mecánicos.El equipo utilizado será un Soxhlet, bombas al vacío, un tanque y una centrífuga.

8- Control de calidad 

Este control se llevará a cabo en laboratorios certificados para asegurar la calidad del aceite que se va a producir.

Expertos 105.794.07 Personal-meses  

Equipos 71.327.03 Euros 

Servicios 21.962.18 Euros 

j) Costo del proyecto

199.083.28Euros 

La duración del proyecto se estima en 18 meses.

k) Financiación del proyecto

Alianza 99.948.66 Euros 

Grupo 99.134.62 Euros 

Socio Euros 

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Socio Euros 

Socio Euros 

Ochomogo, Cartago, CostaRica, 15 enero 2007

Lugar y fecha Firma y sello del líder del grupo  

Favor remitir este formulario a: 

Unidad de Coordinación Regional de la Alianza en Energía y Ambiente con Centroamérica 

Secretaría General del SICA: [email protected]  

Tel (503) 2248 8800 y fax (503) 2248 8899