PROPUESTA PARA LA ELABORACIÓN DE BIODIESEL ... GARCIA ANDY...El biodiesel es una alternativa ante...
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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL PROPUESTA PARA LA ELABORACIÓN DE BIODIESEL MEDIANTE EL PROCESO DE TRANSESTERIFICACIÓN A PARTIR DE LA REUTILIZACIÓN DE ACEITE VEGETAL DE RESTAURANTES EN EL CANTÓN CATARAMA TRABAJO NO EXPERIMENTAL Trabajo de titulación presentado como requisito para la obtención del título de INGENIERO AMBIENTAL AUTOR REYES GARCIA ANDY ARMANDO TUTOR ING. DIEGO ARMANDO ARCOS JÁCOME GUAYAQUIL – ECUADOR 2020
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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL
PROPUESTA PARA LA ELABORACIÓN DE BIODIESEL MEDIANTE EL PROCESO DE TRANSESTERIFICACIÓN A PARTIR DE LA REUTILIZACIÓN DE ACEITE VEGETAL DE
RESTAURANTES EN EL CANTÓN CATARAMA TRABAJO NO EXPERIMENTAL
Trabajo de titulación presentado como requisito para la obtención del título de
INGENIERO AMBIENTAL
AUTOR REYES GARCIA ANDY ARMANDO
TUTOR ING. DIEGO ARMANDO ARCOS JÁCOME
GUAYAQUIL – ECUADOR
2020
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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERIA AMBIENTAL
Yo, DIEGO ARCOS JACOME, docente de la Universidad Agraria del Ecuador, en
mi calidad de Tutor, certifico que el presente trabajo de titulación: PROPUESTA
PARA LA ELABORACIÓN DE BIODIESEL MEDIANTE EL PROCESO DE
TRANSESTERIFICACIÓN A PARTIR DE LA REUTILIZACIÓN DE ACEITE
VEGETAL DE RESTAURANTES EN EL CANTÓN CATARAMA, realizado por el
estudiante REYES GARCIA ANDY ARMANDO; con cédula de identidad N°
1207540541 de la carrera INGENIERIA AMBIENTAL, Unidad Académica
Guayaquil, ha sido orientado y revisado durante su ejecución; y cumple con los
requisitos técnicos exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador; por lo tanto se
aprueba la presentación del mismo.
Atentamente, Ing. Diego Arcos Jácome Guayaquil, 5 de noviembre del 2020
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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERIA AMBIENTAL
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN
Los abajo firmantes, docentes designados por el H. Consejo Directivo como
miembros del Tribunal de Sustentación, aprobamos la defensa del trabajo de
titulación: “PROPUESTA PARA LA ELABORACIÓN DE BIODIESEL MEDIANTE
EL PROCESO DE TRANSESTERIFICACIÓN A PARTIR DE LA REUTILIZACIÓN
DE ACEITE VEGETAL DE RESTAURANTES EN EL CANTÓN CATARAMA”,
realizado por el estudiante REYES GARCIA ANDY ARMANDO, el mismo que
cumple con los requisitos exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador.
Atentamente,
ING. DIEGO MUÑOZ NARANJO PRESIDENTE
ING. LUIS MOROCHO ROSERO ING. DIEGO ARCOS JÁCOME EXAMINADOR PRINCIPAL EXAMINADOR PRINCIPALIZADO
Guayaquil, 5 de noviembre del 2020
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Dedicatoria
Dedico este proyecto primeramente a Dios por
darme salud y sabiduría para completar mis
estudios, a mis amados padres, por ser un pilar
fundamental en mi formación académica y a mi hijo
por ser mi motor para salir adelante.
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Agradecimiento
Agradezco a mis padres por apoyarme en mi
proyecto, a mi tutor de tesis por brindarme sus
infinitos conocimientos, a mis amigos por su apoyo
durante la realización de esta investigación.
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Autorización de Autoría Intelectual
Yo REYES GARCIA ANDY ARMANDO, en calidad de autor del proyecto
realizado, sobre “PROPUESTA PARA LA ELABORACIÓN DE BIODIESEL
MEDIANTE EL PROCESO DE TRANSESTERIFICACIÓN A PARTIR DE LA
REUTILIZACIÓN DE ACEITE VEGETAL DE RESTAURANTES EN EL CANTÓN
CATARAMA” para optar el título de INGENIERO AMBIENTAL, por la presente
autorizo a la UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR, hacer uso de todos los
contenidos que me pertenecen o parte de los que contienen esta obra, con fines
estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me correspondan, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en
los artículos 5, 6, 8; 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y
su Reglamento.
Guayaquil, noviembre 5 - 2020
REYES GARCIA ANDY ARMANDO
C.I. 1207540541
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Índice general
1. Introducción .................................................................................................... 13
Antecedentes del problema ......................................................................... 13
Planteamiento y formulación del problema ............................................... 14
Planteamiento del problema ..................................................................... 14
Formulación del problema ........................................................................ 14
Justificación de la investigación ................................................................ 14
Delimitación de la investigación ................................................................. 15
Objetivo general ........................................................................................... 15
Objetivos específicos................................................................................... 15
2. Marco teórico .................................................................................................. 17
Estado del arte .............................................................................................. 17
Bases teóricas .............................................................................................. 19
Biodiesel .................................................................................................... 19
Ventajas del biodiesel ............................................................................... 19
Características de los parámetros del biodiesel .................................... 19
2.2.2.1. Densidad ............................................................................................ 19
2.2.2.2. Poder calorífico ................................................................................. 20
2.2.2.3. Viscosidad ......................................................................................... 20
Materia prima para la elaboración de biodiesel ...................................... 20
2.2.3.1. Aceite vegetal de cocina ................................................................... 20
Obtención del biodiesel a partir del aceite vegetal de cocina ............... 20
2.2.4.1. Pretratamiento ................................................................................... 20
2.2.4.2. Filtrado ............................................................................................... 21
2.2.4.3. Desgomado ........................................................................................ 21
8
2.2.4.4. Lavado ................................................................................................ 21
2.2.4.5. Secado ............................................................................................... 21
Marco legal .................................................................................................... 22
Constitución de la República del Ecuador .............................................. 22
Codigo organico del ambiente ................................................................. 23
Código Orgánico Penal ............................................................................. 25
Ley de Gestión Ambiental ........................................................................ 25
Plan Nacional del buen vivir ..................................................................... 25
Materiales y métodos ..................................................................................... 26
Enfoque de la investigación ........................................................................ 26
Tipo de investigación ................................................................................ 26
Diseño de investigación ........................................................................... 26
Variables .................................................................................................... 26
Variable independiente ..................................................................... 26
Diseño no experimental ............................................................................ 26
Recolección de datos................................................................................ 27
Análisis estadístico ................................................................................... 28
Resultados ...................................................................................................... 29
Identificación la zona de estudio y geo-referenciar los restaurantes
generadores de aceite vegetal mediante el sistema de información
geográfica en el Cantón Catarama. .................................................................. 29
Manual de la obtención de biodiesel mediante la reutilización de aceite
vegetal de cocina para la minimización de la contaminación ambiental. ..... 35
Manual de la obtención de biodiesel mediante la reutilización de aceite
vegetal de cocina ............................................................................................... 35
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4.2.1.1 Introducción ....................................................................................... 35
4.2.1.2 Aspectos generales ........................................................................... 36
4.2.1.3 Procesamiento ................................................................................... 39
4.2.1.4 Tratamiento. ....................................................................................... 40
4.2.1.5 Técnica de acopio y recolección de aceite residual. ...................... 41
Detalle de la prueba piloto de combustión del biodiesel en un motor a
diésel para comprobar el proceso de transesterificación .............................. 41
Discusión ........................................................................................................ 43
Conclusiones .................................................................................................. 45
Recomendaciones .......................................................................................... 46
Bibliografía ...................................................................................................... 47
Anexos ............................................................................................................ 52
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Índice de tablas
Tabla 1. Componentes para elaborar biodiesel................................................ 52
Tabla 2. Normas ASTM D6751 para biodiesel ................................................. 52
Tabla 3 Comparación de pruebas viscosidad - densidad ................................. 53
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Resumen
El biodiesel es una alternativa ante el agotamiento de combustibles fósiles,
tiene viabilidad de costos, eficacia en el uso, contribuye con el ambiente y es
rentable. El presente trabajo tiene como objetivo proponer la elaboración de
biodiesel mediante el proceso de transesterificación a partir de la reutilización de
aceite vegetal de restaurantes en el Cantón Catarama, puesto que la generación y
vertimiento de desechos de forma incorrecta genera grandes impactos
ambientales, para la mitigación de impactos y el adecuado manejo del aceite
residual se presenta un manual bajo la aplicación del proceso de
transesterificación, además se georreferencio los restaurantes del área. Para
corroborar la eficacia de este proyecto se efectuó una prueba piloto donde se
evidencio ventajas en el uso del biodiesel, como la disminución de emanación de
gases y el mejor rendimiento del motor.
Palabras clave: Biodiesel, Transesterificación, Aceite residual, Reutilización,
Desechos.
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Abstract
Biodiesel is an alternative to the depletion of fossil fuels, it has cost viability,
efficiency in use, contributes to the environment and is profitable. This work aims
to propose the development of biodiesel through the process of transesterification
from the reuse of vegetable oil from restaurants in the Canton Catarama, since the
generation and disposal of waste in an incorrect way generates large
environmental impacts, for the mitigation of impacts and proper management of
waste oil is presented a manual under the application of the transesterification
process, also georeference the restaurants in the area. In order to corroborate the
effectiveness of this project, a pilot test was carried out where advantages in the
use of biodiesel were evident, such as the reduction of gas emissions and better
engine performance.
Keywords: Biodiesel, Transesterification, Waste oil, Reuse, Waste.
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Antecedentes del problema
Alrededor de 10 millones de toneladas de aceite vegetal de cocina se generan
en el mundo cada año principalmente los restaurantes y locales de comida rápida
(FAO, 2014).
La ausencia de una legislación específica para los aceites procedentes de usos
alimenticios en Ecuador, junto con el hecho de que la población en general no
posee una cultura de conciencia ambiental, provoca que la mayor parte de este
residuo tenga como destino final la red de alcantarillado (Lawson, 2015).
En el Ecuador el manejo de los residuos sólidos es competencia de los
Gobiernos Autónomos Descentralizados -GDS-; entidades rectoras, cuyo enfoque
de gestión ambiental impulsa el manejo técnico de la disposición final de los
residuos y en el desarrollo de alternativas de aprovechamiento de los mismos y
de esta manera contribuir al desarrollo sostenible (Obregon, 2016).
No obstante, el tratamiento de los residuos líquidos –agua servidas, aceites,
detergentes, pesticidas, hidrocarburos- presentan un cuadro distinto, debido a la
carencia de iniciativas innovadoras a ser impulsadas desde los Municipios,
empresas privadas y la misma ciudadanía para su adecuado tratamiento
(Obregon, 2016).
Cabe señalar que los índices de contaminación del agua reportados en los ríos
y fuentes de agua debido a la presencia de distintas aguas residuales, se traduce
en altos índices de contaminación de patógenos- por sobre los estándares
internacional- en varias ciudades del país, afectando de manera directa a la salud
de las personal y al medio ambiente (Parzanece, 2013).
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Planteamiento y formulación del problema
Planteamiento del problema
Los desechos de aceites vegetales de cocina que se generan a diario en los
restaurantes del Cantón Catarama no reciben un manejo adecuado. Estos
desechos son eliminados como basura común, depositados en vertederos,
alcantarillado sin ningún tratamiento. Los restaurantes son considerados con
fuente principal de consumo de materia prima, por lo tanto, los municipios deben
proponer estrategias reguladoras por medio de una ordenanza municipal (Pena,
2016).
El aceite de cocina utilizado en la preparación de alimentos genera un impacto
ambiental negativo debido a que se conoce que un litro de aceite puede
contaminar 1000 litros de agua, con respecto a la fomentación del reciclaje se
figura que 1.1 litros de aceites de cocina se puede obtener 1 litro de biodiesel
(Elías, 2016).
El elevado consumo de alimentos conlleva un volumen significativo de aceite
vegetal residual en el área de restaurantes. Los residuos atentan en contra de la
salud humana y el ambiente debido a su poca biodegradabilidad a largo plazo. En
el caso de crear un sistema de recolección en bidones para luego ser convertido
en biodiesel (Velecela, 2015).
Formulación del problema
¿Cuál es la efectividad del proceso de transesterificación reutilizando aceite
vegetal de cocina en la producción de biodiesel en el Cantón Catarama?
Justificación de la investigación
El desarrollo de esta investigación descriptiva tiene el propósito de implementar
una metodología adecuada para la elaboración de biodiesel a partir de la
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reutilización de aceite vegetal de cocina. La necesidad de crear fuentes
alternativas es esencial debido al agotamiento de los suministros fósiles con
respecto a la producción de biodiesel está la reducción de emisiones generadas
por la combustión. Se obtienen reducciones de Dióxido de carbono (CO2),
ausencia de Óxido de azufre (SOx), hollín, CO, HC, aldehídos y entre otros
compuestos poli aromáticos. Las ventajas significativas del biodiesel obtenido a
partir del aceite vegetal de cocina no contienen azufre y la presencia de oxígeno
hace que la combustión cumpla perfectamente (Perdomo, 2016).
Delimitación de la investigación
Espacio: el presente trabajo de investigación con enfoque descriptivo se realizará
en el Cantón Catarama, Provincia de los Ríos.
Tiempo: el trabajo documentado tendrá una duración de 3 meses
Población: la población beneficiaria es de 200 habitantes en el Cantón Catarama.
Objetivo general
Proponer la elaboración de biodiesel mediante el proceso de transesterificación
a partir de la reutilización de aceite vegetal de restaurantes en el Cantón
Catarama
Objetivos específicos
✓ Identificar la zona de estudio y geo-referenciar los restaurantes
generadores de aceite vegetal mediante el sistema de información
geográfica en el Cantón Catarama
✓ Elaborar un manual de la obtención de biodiesel mediante la reutilización
de aceite vegetal de cocina para la minimización de la contaminación
ambiental.
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✓ Detallar una prueba piloto de combustión del biodiesel en un motor a
diésel para comprobar el proceso de transesterificación
Hipótesis
A partir de la reutilización de aceites vegetales de cocina se puede obtener
biodiesel para ser utilizado como combustible fósil.
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Estado del arte
El biodiesel es un combustible de naturaleza renovable derivado de aceites
vegetales o grasas animales, que pueden brindarse como alternativa en motores
de ignición por comprensión (Diésel). Por ello desde 1912 se han establecido
varios estudios, buscando nuevas formas de generación de biocombustible
reutilizando materias primas existentes (Veljkovic, 2012).
El estudio titulado “Extraction of lipids from municipal wastewater plant
microorganisms for production of biodiesel”, establece la obtención del biodiesel a
partir de aceites vegetales, el método usado es el más habitual donde se realiza
transformación de estos aceites vegetales a través de un proceso de combinación
con alcohol metílico e hidróxido de sodio (NaOH), conocido como reacción de
transesterificación, produciéndose un compuesto que se puede utilizar
directamente en un quemador o en un motor diésel sin modificar, obteniéndose
glicerina como subproducto (Aguirre, 2013).
Como resultado de este estudio se pudo observar que para separar las
moléculas que componen esta materia prima, se deben utilizar diferentes tipos de
solventes dependiendo de la materia prima que se utilice para así obtener el
biodiesel. Se puede decir que estas densidades y viscosidades están en
correspondencia con las referenciadas en la literatura. La viscosidad del biodiesel
no se pudo obtener pues no cumplía con las especificaciones del viscosímetro
empleado (Villamil, 2013).
Sin embargo, Echeverría y otros (2013), demostraron la efectividad del proceso
al experimentar con diferentes temperaturas, proporciones de aceite/metanol y
catalizador. El proceso fue establecido en tres secciones: valoracion del aceite,
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sintesis del biodiesel y separacion – lavado del biocombustible, donde se
estimaban resultados de viscosidad, densidad y poder calorífico. Los parametros
se establecieron favorablemente ante el incremento del catalizador KOH (mayor a
0.3), temperaturas (durante la sintesis de biodiesel mayor a 50 oC) y la relación
aceite/metanol (mayor a 0.2).
Alfonso (2013) también estableció el experimento para obtencion de biodiesel
para corroborar el procesamiento, recolectó aceite de los diferentes hogares de la
comunidad el Refugio, ubicada en Tijuana Baja California, semanalmente estos
alcanzaban 4.758 ml por cada 50 casas. El decidio agregarle una variable al
proceso, experimentó con dos catalizadores: hidroxido de sodio y hidroxido de
potasio. Los resultados se mostraron propicios, instaurando ventajas sobre el
hidróxido de potasio debido a que la glicerina obtenida puede ser refinada de
forma fácil.
La Universidad de Turabo usó el proceso de transesterificación, en aceite de
girasol, de maiz y de oliva, para esteblecer la eficiencia del biodisel obtenido. El
aceite de girasol presentó características de mayor calidad referente al producto
obtenido, tratado a temperatura 20 oC; la investigación también proyecto las
emisiones de CO2 ante el uso de biodiesel, los estándares se limitaron por debajo
del 4.1%, siendo factible el empleo.
El empleo del biodiesel aun tiene poca relevancia en algunos paises
subdesarrollados, es por ello que en Ecuador no se encuentran muchas
investigaciones sobre este tema, sin embargo se puede resaltar el trabajo de
Santana (2019) donde aplico la transesterificación derivando como catalizador
lejia. Se empleo un diseño experimental en bloques al azar, para realizar la
filtración, dilución, calentamiento, mezclado, agitación, transterificación, lavado,
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decantación, separación de fases y secado, los resultados fueron adecuados
frente a concentraciones de 0.8% - 1%, y temperaturas de 40 – 60 oC.
Bases teóricas
Biodiesel
El biodiesel es definido como ésteres mono alquílicos de cadena larga (C14-
C22), ácidos grasos, ácido láurico, palmítico, oleico, esteárico y alcoholes de
cadena corta. Es un biocombustible sintético que se encuentra en estado líquido,
se obtiene a partir del aceite vegetal de cocina, a través de un proceso de
transesterificación (Pardal, 2012).
Se caracteriza por ser de color amarillo oscuro, biodegradable, no toxico. Es
considerado como combustible alternativo renovable para motores de combustión.
El biodiesel puro 100% es conocido como B100 (Pardal, 2012).
Ventajas del biodiesel
✓ Producción sostenible
✓ Sustitución de energías fósiles
✓ Reducción de gases efecto invernadero
✓ Los biocombustibles pueden ser usados solos o en mezcla
✓ Garantizan el poder de lubricación y minimiza el desgaste del motor
(Chiriboga, 2014)
Características de los parámetros del biodiesel
2.2.2.1. Densidad
Se determina mediante ASTM D 128 (Standard test method for density),
contempla la gravedad API (GAPI), gravedad específica y densidad relativa (G)
(Villamil, 2013).
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2.2.2.2. Poder calorífico
Se determina mediante una bomba calorimétrica adiabática, tomando en
cuenta el método ASTM D 240 Stand test method for heat of combustión of liquid
hydrocarbon fuels by bomb calorimeter. El PCS aumenta ligeramente a medida
que desarrolla el número de átomos de carbono del grupo alquilo (Hernadez,
2007).
2.2.2.3. Viscosidad
Se determina con un viscosímetro con base en la norma ASTM D 445 Stand
test method for kinematic viscosity of transparent and opaque liquids (and de
calculation of dynamics viscosity). Las constantes de los capilares son
suministradas por los fabricantes y se rectifican con los líquidos de calibración y
su valor a distintas temperaturas se obtuvo mediante regresión lineal (Fernandes,
2009).
Materia prima para la elaboración de biodiesel
2.2.3.1. Aceite vegetal de cocina
Los aceites y las grasas se diferencian en el contenido de ácidos grasos. Los
aceites con proporciones altas de ácidos grasos insaturados mejoran el
rendimiento del biodiesel a bajas temperaturas, los aceites con altos contenidos
en instauraciones como es el caso del aceite de girasol (Avlonitis, 2008).
Obtención del biodiesel a partir del aceite vegetal de cocina
2.2.4.1. Pretratamiento
Acondicionar los aceites usados de cocina para ser procesados con catálisis
alcalinas, eliminación de solidos disueltos, humedad y contenido de ácidos grasos
libres en el proceso de transesterificación (Espinoza, 2009).
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2.2.4.2. Filtrado
Retención de impurezas sólidas, se realiza con un tamiz de 5 micras. Se realiza
el proceso caliente para que pueda agilizar el flujo del aceite para eliminar grasas
que solidifican productos con bajos puntos de fusión provenientes de las frituras
(Neira, 2010).
2.2.4.3. Desgomado
Las fosfatidas y goma son complejos coloidales que fomentan la hidrólisis del
aceite en la etapa de almacenamiento e interfiere con los procesos de refinado.
Los ácidos grasos y entre otras impurezas consumen 3 litros de ácido fosfórico
en cada tonelada de aceite a una potencia de 30Kw (Neira, 2010).
2.2.4.4. Lavado
Se adiciona agua al biodiesel y agitar durante una hora, este proceso permite
retirar las impurezas (Neira, 2010).
2.2.4.5. Secado
En esta etapa se acondiciona el proceso a 110°C, debido a que garantiza la
evaporización del agua (Neira, 2010).
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Marco legal
Constitución de la República del Ecuador Título II: Derechos Capítulo primero Principios de aplicación de los derechos Articulo. 14.- Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak kawsay. Se declara de interés público la preservación del ambiente, la conservación de los ecosistemas, la biodiversidad y la integridad del patrimonio genético del país, la prevención del daño ambiental y la recuperación de los espacios naturales degradados. Capítulo séptimo De los derechos de la naturaleza Artículo. 71.- La naturaleza o Pacha Mama, donde se reproduce y realiza la vida, tiene derecho a que se respete integralmente su existencia y el mantenimiento y regeneración de sus ciclos vitales, estructura, funciones y procesos evolutivos. Toda persona, comunidad, pueblo o nacionalidad podrá exigir a la autoridad pública el cumplimiento de los derechos de la naturaleza. Para aplicar e interpretar estos derechos se observarán los principios establecidos en la Constitución, en lo que proceda. El Estado incentivará a las personas naturales y jurídicas, y a los colectivos, para que protejan la naturaleza, y promoverá el respeto a todos los elementos que forman un ecosistema. Artículo. 72.- La naturaleza tiene derecho a la restauración. Esta restauración será independiente de la obligación que tienen el Estado y las personas naturales o jurídicas de Indemnizar a los individuos y colectivos que dependan de los sistemas naturales afectados. En los casos de impacto ambiental grave o permanente, incluidos los ocasionados por la explotación de los recursos naturales no renovables, el Estado establecerá los mecanismos más eficaces para alcanzar la restauración, y adoptará las medidas adecuadas para eliminar o mitigar las consecuencias ambientales nocivas. Artículo. 73.- EI Estado aplicará medidas de precaución y restricción para las actividades que puedan conducir a la extinción de especies, la destrucción de ecosistemas o la alteración permanente de los ciclos naturales. Se prohíbe la introducción de organismos y material orgánico e inorgánico que puedan alterar de manera definitiva el patrimonio genético nacional. La secretaria del agua, como gobierno central, tiene a su cargo la rectoría, la planificación, la regulación, el control y la gestión del agua, mientras que los gobiernos autónomos descentralizados, de acuerdo a la constitución y al COOTAD, le corresponde ejecutar la presentación de los servicios de agua potable, alcantarillado y depuración de aguas residuales. * Decreto presidencial 005 del 30 de mayo del 2013, agua potable y saneamiento, riego y drenaje: iniciara la campaña denominada “recuperemos nuestros ríos y quebradas”. * Decreto presidencial registro oficial suplemento N°14 (13-06-2013), se transfiere a la secretaria nacional del agua las competencias sobre agua potable, saneamiento, riego y drenaje que tiene el MAGAP Y MIDUVI.
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Artículo 86.- Declara de interés público la Preservación del Medio Ambiente, la conservación de los ecosistemas, la biodiversidad y la integridad del patrimonio genético del país; así como la prevención de la contaminación ambiental, la recuperación de los espacios naturales degradados; el manejo sustentable de los recursos naturales.
Código orgánico del ambiente Ley 0 Registro Oficial Suplemento 983 de 12-abr.-2017 Última modificación: 21-ago.-2018 Estado: Reformado Art. 5.- Derecho de la población a vivir en un ambiente sano. El derecho a
vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado comprende: 1. La conservación, manejo sostenible y recuperación del patrimonio
natural, la biodiversidad y todos sus componentes, con respeto a los derechos de la naturaleza y a los derechos colectivos de las comunas, comunidades, pueblos y nacionalidades;
4. La conservación, preservación y recuperación de los recursos hídricos, cuencas hidrográficas y caudales ecológicos asociados al ciclo hidrológico 8. El desarrollo y uso de prácticas y tecnologías ambientalmente limpias y sanas, así como de energías alternativas no contaminantes, renovables, diversificadas y de bajo impacto ambiental; Art. 9.- Principios ambientales. En concordancia con lo establecido en la
Constitución y en los instrumentos internacionales ratificados por el Estado, los principios ambientales que contiene este Código constituyen los fundamentos conceptuales para todas las decisiones y actividades públicas o privadas de las personas, comunas, comunidades, pueblos, nacionalidades y colectivos, en relación con la conservación, uso y manejo sostenible del ambiente. Los principios ambientales deberán ser reconocidos e incorporados en toda manifestación de la administración pública, así como en las providencias judiciales en el ámbito jurisdiccional. Estos principios son:
1. Responsabilidad integral. La responsabilidad de quien promueve una actividad que genere o pueda generar impacto sobre el ambiente, principalmente por la utilización de sustancias, residuos, desechos o materiales tóxicos o peligrosos, abarca de manera integral, responsabilidad compartida y diferenciada. Esto incluye todas las fases de dicha actividad, el ciclo de vida del producto y la gestión del desecho o residuo, desde la generación hasta el momento en que se lo dispone en condiciones de inocuidad para la salud humana y el ambiente.
2. Mejor tecnología disponible y mejores prácticas ambientales. El Estado deberá promover en los sectores público y privado, el desarrollo y uso de tecnologías ambientalmente limpias y de energías alternativas no contaminantes y de bajo impacto, que minimicen en todas las fases de una actividad productiva, los riesgos de daños sobre el ambiente, y los costos del tratamiento y disposición de sus desechos. Deberá también promover la implementación de mejores prácticas en el diseño, producción, intercambio y consumo sostenible de bienes y servicios, con el fin de evitar o reducir la contaminación y optimizar el uso del recurso natural.
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Art. 80.- Del biocomercio. La Autoridad Ambiental Nacional regulará el biocomercio, para lo cual deberá considerar los objetivos de la conservación de la biodiversidad, la sostenibilidad social, económica y ambiental, así como la distribución justa de los beneficios, de conformidad con las disposiciones de este Código, la Constitución y los instrumentos internacionales ratificados por el Estado.
Art. 81.- Fomento al biocomercio. La Autoridad Ambiental Nacional en coordinación con la autoridad rectora del Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología, Innovación y Saberes Ancestrales, fomentará el uso y aprovechamiento sostenible de la biodiversidad nativa y sus componentes en el marco de biocomercio, para lo cual deberá evitar la degradación genética o la afectación a los fines de la conservación. Se garantizará el acceso, aprovechamiento y participación de las comunas, comunidades, pueblos y nacionalidades en los resultados y beneficios del biocomercio generados en sus territorios, de conformidad con las disposiciones establecidas en la Constitución y la ley.
Art. 225.- Políticas generales de la gestión integral de los residuos y desechos. Serán de obligatorio cumplimiento, tanto para las instituciones del Estado, en sus distintos niveles y formas de gobierno, regímenes especiales, así como para las personas naturales o jurídicas, las siguientes políticas generales:
1. El manejo integral de residuos y desechos, considerando prioritariamente la eliminación o disposición final más próxima a la fuente;
2. La responsabilidad extendida del productor o importador; 3. La minimización de riesgos sanitarios y ambientales, así como
fitosanitarios y zoosanitarios; 4. El fortalecimiento de la educación y cultura ambiental, la participación
ciudadana y una mayor conciencia en relación al manejo de los residuos y desechos;
5. El fomento al desarrollo del aprovechamiento y valorización de los residuos y desechos, considerándolos un bien económico con finalidad social, mediante el establecimiento de herramientas y mecanismos de aplicación;
6. El fomento de la investigación, desarrollo y uso de las mejores tecnologías disponibles que minimicen los impactos al ambiente y la salud humana;
7. El estímulo a la aplicación de buenas prácticas ambientales, de acuerdo con los avances de la ciencia y la tecnología, en todas las fases de la gestión integral de los residuos o desechos;
8. La aplicación del principio de responsabilidad compartida, que incluye la internalización de costos, derecho a la información e inclusión económica y social, con reconocimientos a través de incentivos, en los casos que aplique;
9. El fomento al establecimiento de estándares para el manejo de residuos y desechos en la generación, almacenamiento temporal, recolección, transporte, aprovechamiento, tratamiento y disposición final;
10. La sistematización y difusión del conocimiento e información, relacionados con los residuos y desechos entre todos los sectores;
11. La jerarquización en la gestión de residuos y desechos; y, 12. Otras que determine la Autoridad Ambiental Nacional.
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Código Orgánico Penal Artículo. 437 B.- El que infringiere las normas sobre protección del ambiente, vertiendo residuos de cualquier naturaleza, por encima de los límites fijados de conformidad con la ley, si tal acción causare o pudiere causar perjuicio o alteración a la flora, la fauna, el potencial genético, los recursos hidrobiológicos o la biodiversidad, será reprimido con prisión de uno a tres años, si el hecho no constituye un delito más severamente reprimido. Artículo. 437 C.- La pena será de tres a cinco años de prisión cuando: a) Los actos previstos en el artículo anterior ocasionen daños a la salud de las personas o a sus bienes; b) El perjuicio o alteración ocasionados tengan el carácter irreversible; c) El acto sea parte de actividades desarrolladas clandestinamente por su autor; o, d) Los actos contaminantes afecten gravemente recursos naturales necesarios para la actividad económica
Ley de Gestión Ambiental Artículo. 1.- La presente Ley establece los principios y directrices de política ambiental; determina las obligaciones, responsabilidades, niveles de participación de los sectores público y privado en la gestión ambiental y señala los límites permisibles, controles y sanciones en esta materia. Artículo. 2.- La gestión ambiental se sujeta a los principios de solidaridad, corresponsabilidad, cooperación, coordinación, reciclaje y reutilización de desechos, utilización de tecnologías alternativas ambientalmente sustentables y respecto a las culturas y prácticas tradicionales. Artículo 20.- El inicio de toda actividad que suponga riesgo ambiental debe contar con licencia respectiva, otorgada por el Ministerio del ramo, quien podrá otorgar o negar la emisión de la misma.
Plan Nacional del buen vivir Objetivo 4: Garantizar los derechos de la naturaleza y promover un ambiente sano y sustentable
a. Aplicar programas, e implementar tecnología e infraestructura orientadas al ahorro y a la eficiencia de las fuentes actuales y a la soberanía energética.
b. Aplicar esquemas tarifarios que fomenten la eficiencia energética en los diversos sectores de la economía.
c. Impulsar la generación de energía de fuentes renovables o alternativas con enfoque de sostenibilidad social y ambiental.
d. Promover investigaciones para el uso de energías alternativas renovables, incluyendo la mareomotriz y la geotermia, bajo parámetros de sustentabilidad en su aprovechamiento.
e. Reducir gradualmente el uso de combustibles fósiles en vehículos, embarcaciones y generación termoeléctrica, y sustituir gradualmente vehículos convencionales por eléctricos en el Archipiélago de Galápagos.
f. Diversificar y usar tecnologías ambientalmente limpias y energías alternativas no contaminantes y de bajo impacto en la producción agropecuaria e industrial y de servicios.
26
Materiales y métodos
Enfoque de la investigación
Tipo de investigación
La investigación documentada es una estrategia de comprensión y análisis
teórico mediante comparaciones de otras fuentes bibliográficas, datos e
interpretaciones con temas similares referentes a propuesta de elaboración de
biocombustible a partir de aceite vegetal de cocina.
Diseño de investigación
La investigación demanda un diseño no experimental el cual se realiza sin
manipular deliberadamente las variables. Se fundamenta en la observación de
fenómenos tal y como se dan en su contexto natural para luego ser analizado.
Metodología
Variables
Variable independiente
Aceite reutilizado
Variable dependiente
Volumen de aceite
Volumen de producción de biodiesel
Diseño no experimental
Se considera un diseño descriptivo utilizando como base la información teórica
disponible y estudios de casos reales para la aplicación de dichos procedimientos.
Este método no manipula las variables en estudio para luego observar el factor
respuesta de las otras variables.
27
Recolección de datos
Con respecto al análisis final del documento se toman en cuenta datos de
fuentes primarias y secundarias.
En caso de que se ejecute esta documentación se sugiere tomar datos en diez
restaurantes de la zona durante 15 días.
3.2.4.1. Recursos
Materiales
- Revistas científicas
- Artículos científicos
- Libros
- Periódicos
Equipos
- Computadora
- Celular
3.2.4.2. Métodos y técnicas
Realizamos el presente estudio en el cantón Catarama, provincia Los Ríos,
para lo cual se identificó los restaurantes generadores de aceite vegetal, estos
fueron georreferenciados mediante las aplicaciones ArcGIS, los mapas se
obtuvieron de la base cartográfica Land Viewer (sitio web).
Ejecutamos una visita al área para corroborar los datos de nuestro mapa,
además llevamos a cabo una encuesta descriptiva de preguntas cerradas a los
restaurantes, esto fue importante para evaluar la cantidad y destino final del aceite
residual generada.
Además, se efectuó la redacción del manual para la obtención del biodiesel
mediante la reutilización de aceites y el detalle de la prueba piloto, estos
28
documentos ocuparon base en la previa investigación y síntesis de fuentes
bibliográficas (Libros, revistas artículos científicos, aula virtual), datos de la
encuesta, el análisis de variables y el campo georreferenciado.
Análisis estadístico
El análisis estadístico descriptivo permite hacer un detalle del proceso para
corroborar la eficacia de nuestra investigación, se estableció la media aritmética, a
la población con base en las encuestas y observaciones de la muestra
seleccionada en el estudio, cabe indicar que se muestrearon todos los 14
restaurantes existentes, siendo la mayoría de propiedad familiar, donde por lo
general solo opera una persona, máximo 2.
Proponer la elaboración de biodiesel mediante el proceso de transesterificación
a partir de la reutilización de aceite vegetal de restaurantes en el Cantón
Catarama
29
Resultados
Identificación la zona de estudio y geo-referenciación los restaurantes
generadores de aceite vegetal mediante el sistema de información
geográfica en el Cantón Catarama.
Para la creación del mapa, se utilizó cartografía de libre acceso del
GEOPORTAL Ecuador, donde se georreferenciaron los establecimientos de venta
de comida mediante el uso de la herramienta cartográfica ArcGIS. Se realizó una
encuesta y recorrido de campo, para la factible localización de puesto de comida,
tomando coordenadas con GPS. Encontramos que la parroquia Catarama, cuenta
con 14 restaurantes los cuales son: El Olam, Gallo pinto de Playita, Asadero
Marisol, Gallo pinto “El chino”, Burger sol, Las Papas de Anita, Arepitas y algo
más, Chifa Ok, Cevichera, Crepes y Wafles, Fritadita para llevar y 2 restaurantes
informales de venta de almuerzo. El mapa exhibe que la mayoría de los
restaurantes se encuentran cercanos a ríos y efluentes, cabe recalcar que la
población tiene alcantarillado con el 80% de cobertura.
30
Reyes, 2020
Resultados de encuesta
1. Qué tipo de aceite es la más usada en la preparación de sus comidas?
31
Los resultados derivan que el aceite Palma de Oro (Comúnmente conocida
como Oro, originaria de palma africana) lidera las encuestas con el 57%, seguida
de aceite la Favorita (elaborada a partir de soya con oleína de palma) usada en el
22% del mercado, siendo las menos comerciales aceite girasol, oliva y otras
(Grasa vegetal) con el 7%. En este punto se generaron los niveles en
dependencia de costos de aceite del mercado, sabor a sus comidas, sin embargo,
no se considera propiedades y características como numero de grasas saturadas,
densidad o estabilidad frente al calor, la dependencia de estos factores radica en
el posterior uso y formas de conservación para brindar un biodiesel de calidad.
2. Cuál es la cantidad aproximada promedio de desperdicio generado
por aceite a la semana?
7%
22%
57%
7%
7%
TIPO DE ACEITE
Girasol La favorita Oro Oliva Otros
32
El 43% de los restaurantes del sector generan residuos alrededor de 1 – 2
litros por semana, el 36% de 2 – 5 litros promedio y el 21% establecen 5 – 10
litros, en esta sección los valores se reflejan acorde a los servicios que se
brindan, horarios y afluencia. Los que generan mayor cantidad de aceite residual
son aquellos que ofrecen servicio fijo diario (desayunos y almuerzos para
trabajadores de las diferentes haciendas del sector).
3. ¿Usa los sistemas de recogida de aceite vegetal de cocina?
43%
36%
21%
0%
PROMEDIO DE ACEITE RESIDUAL
1 - 2 L 2 - 5 L 5 - 10 L 10 - 15 L
33
La mayor parte de los habitantes colectan los residuos del aceite, como vemos
según el recuadro, tan solo el 36% de la población no lo hace, ya que no conoce
de algunos impactos ambientales que podría provocar el desechar estos restos de
una forma directa.
4. En caso de no utilizar los sistemas de recogida, ¿qué destino le da al
aceite usado?
64%
36%
SISTEMA DE RECOLECCION
Si No
43%
43%
7%0%
7%
DESTINO DEL ACEITE RESIDUAL
Contenedor de basura Arrojado al fregadero Combustible para chimeneas
Jabon de perros Ninguno
34
Al no brindarse un sistema de recolección diario, semanal o mensual, la falta de
concienciación, capacitación, entre otros factores, ayudan a que los desechos de
aceite no cuenten con un tratamiento adecuado, lo que provoca que desinterés en
los pobladores, proporcionando como destino final 43% contenedor de basura, 43
% arrojado al fregadero (sistema de alcantarillado), 7% combustible para
chimenea y 7% desconoce el destino final. Ellos aducen que si lo envían por el
fregadero o el contenedor de basura son contaminaciones directas hacia el factor
agua y suelo, sin embargo, su trabajo no hace gran diferencia, porque uno de los
principales contaminantes son los sistemas municipales, que se deshacen de los
desechos en espacios vacíos.
5. ¿Cree usted que se le puede brindar un segundo uso a estas grasas
desechadas?
El aceite residual se usa en algunos procesos como la fabricación de jabones,
betún asfaltico, biocombustibles, agroquímicos, etc. El 57% conoce de las
propiedades y derivados que se podrían obtener al colectar el aceite, pero no
57%
43%
CONOCIMIENTO DE REUTILIZACION DE ACEITE RESIDUAL
Si No
35
existe un agente recolector del mismo. Además, indican que no cuentan con los
recursos para transformar esta materia.
Manual de la obtención de biodiesel mediante la reutilización de aceite
vegetal de cocina para la minimización de la contaminación ambiental.
Manual de la obtención de biodiesel mediante la reutilización de
aceite vegetal de cocina
4.2.1.1 Introducción
A nivel mundial presenciamos un incremento en consumo de energía, pues la
humanidad ha desarrollo un sin número de objetos de uso diario que requieren
combustible, sin embargo, el consumo excesivo de combustibles fósiles (Carbón,
gas, derivados del petróleo) trae consigo efectos contraproducentes, los cuales
nos afectan de forma social, económica y ambiental. En medida que los
combustibles se agotan debemos buscar alternativas, es por ello que surge el
biocombustible. Los biocarburantes instituyen alternativas de energías renovables
que procuran mitigar impactos y promover la búsqueda de técnicas para
transformar materia. La transesterificación se ha mostrado como un método eficaz
para la producción de biodiesel a partir del aceite residual vegetal. El aceite de
cocina usado plantea un gran problema ambiental, pues por cada litro de aceite
residual desechado se consigue contaminar 1000 L de agua. El presente estudio
compila información de previas investigaciones para la obtención de biodiesel y la
reutilización de aceite residual vegetal.
36
4.2.1.2 Aspectos generales
Biocombustible
El biocombustible puede presentarse en estado líquido o gaseoso dependiente
del uso, los biocarburantes son renovables y excelentes sustitutos de los
combustibles fósiles. El biocombustible se presenta como energía limpia,
sostenible y equilibrada con el ambiente, además de ser una oportunidad de
crecimiento para los países en vía de desarrollo (Garrido, 2010).
Aceite vegetal residual
Los aceites son esteres de ácidos grasos con glicerina, constituidos por
triglicéridos, establecido así desde un punto de vista químico. Las propiedades del
aceite como temperatura de solidificación, toxicidad, comportamiento, plasticidad,
estarán acorde a la concentración de ácidos grasos (Horrach, 2018).
El aceite vegetal o animal desechado conlleva una serie de problemas como
contaminación de suelos, incendios en vertederos, contaminación de agua e
inhibición de oxígeno a la superficie acuática. Estos desechos componen el 25%
de la contaminación acuática, por lo que se les debe brindar un tratamiento para
la mitigación de la polución. El reciclaje de aceites para un posterior
aprovechamiento es la mejor opción en estos tiempos debido a la producción del
biodiesel (Perdomo, 2016).
Fuentes para la obtención de aceite vegetal
Palma africana, Esta es una palma de clima cálido, sembrada a 500 metros
sobre el nivel del mar, proporciona dos tipos de aceite, una a partir de la pulpa de
la fruta y aceite palmiste a partir de la semilla. Este oleo presenta ácidos grasos
saturados mayores que el insaturado.
37
Girasol, el aceite se obtiene a través de sus semillas, su composición
proporciona grandes cantidades ácidos grasos polinsaturados, ácido linoleico y
oleico.
Soja, es una herbácea anual, que se desarrolla a los 30oC, no exige muchos
nutrientes en suelo, se origina en China, Japón. El aceite que provee tiene su
procedencia del prensado, con abundantes ácidos grasos polinsaturados. El
aceite de soja es uno de los más nominados para la obtención del biodiesel ya
que cumple con propiedades establecidas por la industria.
Oliva, su obtención se da a partir del uso del molino en presión del olivo, un
aceite esencial en las comidas, tiene sabor amargo debido a los compuestos
fenólicos, sus propiedades son un poco inestables, debido a que solo se usa con
fines culinarios, cosméticos e industrial como el jabón.
Biodiesel
Es un biocombustible generado a partir de desechos de aceite vegetal o grasas
animales, procesado por el ser humano que genera combustión limpia
imponiéndose como un recurso energético de gran valor (Marilin, Gandón, &
Maqueira, 2013). El principal productor de biodiesel a nivel mundial es Alemania
con el 63% de producción, proseguido de Francia 10%, Estados Unidos 10%,
Italia 7% y Austria 3%, los cuales han disminuido su huella de carbono y emisión
de partículas contaminantes en un 65% tras la implementación de los
biocombustibles. El proceso para obtención es llamado transesterificación, el cual
se lleva a cabo cuando el aceite se combina con un alcohol, y estos son alterados
químicamente (Llinares, 2016).
38
Transesterificación
La transesterificación o alcohólisis se produce a partir de la reacción entre el
aceite vegetal y un alcohol de cadena corta (metanol, etanol, propanol u butanol),
en presencia de un catalizador. El aceite vegetal o animal se constituye por
triglicéridos, que, en combinación con el alcohol apropiado, se obtiene glicerina y
éster, productos listos para usarse como biocarburantes. Sin embargo, la reacción
no se produce en una sola fase, por lo contrario, está constituida en tres
reacciones reversibles tales como:
Triglicérido + metanol <-> éster metílico + diglicérido
Diglicérido + metanol <-> éster metílico + monoglicérido
Monoglicérido + metanol <-> éster metílico + glicerina
(Murcia, Chaves, Rodríguez, Andredy, & Alvarado, 2013)
Variables influyentes en la transesterificación
Para un buen procesado se debe considerar:
Relación molar: la relación molar y el aceite son de influencia debido a que
estas disponen el rendimiento de la reacción de transesterificación. Sin embargo,
la relación optima molar se recomienda establecer bajo experimento debido a que
si la relación molar es alta dificulta la separación de glicerina y si es baja no se
podría desplazar el equilibrio hacia la formación de alquil-ésteres (Chiriboga,
2014).
Temperatura y tiempo de reacción: La reacción de transesterificación se
lleva a cabo entre los 60 – 70 oC, sin embargo, los estudios varían de 25 a 250oC
dependiente del tipo de aceite en uso. El tiempo de reacción debe ser superior a
una hora y media, el rendimiento de la reacción está en dependencia de la
39
temperatura debido a que conforme aumenta la temperatura, mayor es el
rendimiento (Herrero, 2013).
Pureza y calidad de reactivo: La calidad del producto se deriva de la pureza
de su materia principal, es por ello que el aceite a usarse no debe contar con
material exento o en suspensión, además de ser refinado. Los ácidos grasos
contenidos en el aceite juegan un valor fundamental debido a que, si estos se
presentan en abundancia, baja la eficiencia de reacción de transesterificación
(Pérez, Gusberti, & Gallardo , 2009).
Filtración o refinado: La filtración se puede efectuar en caliente a
temperaturas mayores a 60°C o a baja temperatura, la cual depende del estado
físico del aceite, en el primer caso se remueven sustancias carbonosas
producidas a partir de material orgánico quemado, trozos de papel, restos de
comida y otros sólidos infusibles; en el segundo caso, además de lo mencionado
es factible eliminar grasas sólidas o productos con bajo punto de fusión
provenientes de los procesos de fritura. Este paso se realiza previo al
procesamiento (Santana, 2019).
4.2.1.3 Procesamiento
➢ Primera etapa: se carga el aceite y el metanol en un recipiente, con la
ayuda de un embudo (previo el aceite debe ser filtrado), se fusionarán
cantidades establecidas para el experimento. Para llevar a cabo la
reacción de transesterificación se mixtura y se deja reposar. El tiempo
que transcurre para la reacción es de 12 horas.
➢ Segunda etapa: Finalizada la reacción se vierte el producto en el
embudo y se deja un tiempo de decantación de dos horas, pasado este
40
tiempo se garantiza una buena separación de las fases biodiesel y
glicerina.
➢ Tercera etapa: una vez separada la glicerina del biodiesel se continúa a
realizar el lavado en embudos. Se realizaron dos tipos de lavados según
el proceso establecido por la planta. Uno con agua acidulada (ácido
cítrico – jugo de limón) y el siguiente con agua potable, los dos a
temperatura ambiente (32°C). Cada uno de los lavados se agregó
lentamente, para que cruce el biodiesel y arrastre las impurezas hasta el
fondo, luego son separadas del biodiesel. El tiempo de lavado depende
del tiempo que demore las muestras en separar el agua de las
impurezas del biodiesel.
4.2.1.4 Tratamiento.
Los tratamientos respectivos para la elaboración de biodiesel a partir de aceite
vegetal en el caso de que se ejecute esta propuesta:
Para la obtención del biodiesel es necesario mezclar aceite vegetal, ya sea
usado o no, con un alcohol en presencia de un catalizador. A este proceso se le
denomina reacción de transesterificación.
Luego de la transesterificación y la separación de las dos fases biodiesel y
glicerol, se requiere de un postratamiento para asegurar que el biodiesel cumpla
con los estándares de calidad exigidos, pues este aun contiene impurezas
derivadas del proceso.
Los metil-esteres se someten a temperatura para evaporar el metanol,
recuperarlo y luego son llevados a un proceso de lavado para separar todas las
impurezas. El lavado se realiza con agua acidulada. El ácido neutraliza el
41
catalizador residual presente y separar los jabones que se puedan haber formado
en la reacción.
Los jabones se convierten en ácidos grasos libres que se quedan en el
biodiesel. De esta manera los residuos de jabón, sales, glicerina y metanol se
eliminan en el agua de lavado.
Este lavado se realiza hasta eliminar las impurezas del catalizador hasta que el
efluente tenga un color claro
4.2.1.5 Técnica de acopio y recolección de aceite residual.
Se recomienda la recolección del aceite residual en bidones plásticos de 30 a
20 litros o botellas de 5 litros, que se puedan sellar herméticamente, para el
almacenamiento y posterior recolección mensual por un agente autorizado para el
posterior empleo y aprovechamiento, cabe mencionar que el envase debe tener el
correcto etiquetado. Para optimizar el posterior tratamiento, es primordial que el
aceite sea filtrado, para evitar impurezas y mantener las propiedades del desecho.
La conservación del aceite residual se puede realizar de forma exitosa si están en
un área fresca, no expuestas al sol, en botellas o envases de preferencia oscuras.
Detalle de la prueba piloto de combustión del biodiesel en un motor a
diésel para comprobar el proceso de transesterificación
Se llevó a cabo el proceso de transesterificación mediante la mixtura del aceite
residual usado y el metanol, se dejó reposar durante 12 horas. Se obtuvo la
separación de la glicerina y el biodiesel, luego de esto procedimos a incorporar el
biodiesel en un motor y se efectuó la prueba pertinente en comparación al
biodiesel.
42
Se formalizaron los experimentos con combustibles diésel y con biodiesel (BAR),
para constatar desigualdades significativas en los comportamientos de los dos
combustibles que conforman las mezclas, el motor en uso fue de un tractor de
200 caballos de fuerza. Se evidencio mayor emanación de gases y menor
rendimiento de fuerza en el motor con el diésel. El biodiesel estableció menor
emanación de gases, además de la mejora de trabajo en la cámara de
combustión cuando se emplea biodiesel, este podría ser producido a una mayor
velocidad del proceso de combustión y a un leve aumento en la eficiencia de la
combustión. Este es un fenómeno típico de biodiesel ya que tiene un numero de
cetano mayor al combustible diésel y por aquello se acorta el tiempo de retardo de
la ignición.
Hasta aquí muestran los resultados un biodiesel que genera mayor presión,
combustiona más rápido, y genera una mayor presión de inyección. Y podemos
llegar a evidenciar una reducción considerable de las emisiones de CO Y CO2
cuando se emplea biodiesel mezclando con diésel hasta un 20%.
43
Discusión
Se logró contar con la georreferenciación del área de estudio y establecer los
puntos exactos de los restaurantes, Lorena (2017) indica que es preciso la
ubicación de entidades cartograficas, pues nos permite tener una vision mas
amplia del area de estudio, ademas emplazar de forma exacta los puntos de
muestreo para futuras investigaciones. Gonzalez (2020) sugiere que toda área de
estudio debe ser georreferenciada y geolocalizada para llevar un control pleno de
las areas de investigacion, pues si estos son fuentes de contaminación, se
deberia establecer una vigilancia mensual o anual para derivar posibles
soluciones y contrarrestar impactos. Una de las principales fuentes de
contaminación las aguas servidas debido a que domicilios, restaurantes, fincas y
demas tienen un sistema de conexión directo al rio, sobre todo los pobladores que
viven al borde de este (Burlatski, 2015). El aceite usado mal vertido provoca
contaminación ambiental ya que un litro dispersado puede contaminar hasta
40000 litros de agua, y sobrecostes en las estructuras de saneamiento
(alcantarillado) debido a que con el tiempo estas se forman como bolas de grasas
obstruyentes para la ciurculacion de aguas servidas (Gonzalez Canal & Gonzalez
Ubierna, 2018).
Conforme a la encuesta es importante la evaluacion y caracterización de
grasas y aceites residuales, debido al consumo excesivo en restaurantes y la falta
de tratamiento que collevan. La caracterización física y química de las grasas es
esencial debido al potencial que pueden brindar y los parametros físicos –
quimicos que pueden ofrecer, los restaurantes formales (permanentes) y de
comida rápida son los mayores generadores de aceites residuales (Tacias,
Rosales, & Torrestiana, 2016). El diseño de estrategias para el tratamiento o
44
manipulacion de los residuos de aceite vegetal es importante, debido al mal uso e
inadecuado dispocion final que estos poseen, la recopilacion de informacion es
primordial para plantear bases del tema y brindar soluciones afines. Solarte &
Vargas, (2013), creen que las estrategias deberian brindarle a las personas
metodos y tecnicas, para que crezca el interes en ellos como alternativa de fuente
economica, dando un paso amigable con el ambiente.
La prueba piloto ejerció resultados favorecidos para la producción de biodiesel,
varios investigadores han llegado a esta conclusión debido a las continuas
evaluaciones, es asi que Zanchett , Bellé, Zanchett , Flores, & Cericato, (2016),
recomiendan la produccion del biodiesel debido a las pruebas realizadas en un
motor donde la eficiencia fue al 100% con el biodiesel generado a partir de
frituras, la comparación se realizó con pruebas de diesel y biodiesel a partir de
girasol, señalan que el biocombustible es viable en costos y desempeño. Garcia ,
Gandon, & Maqueira (2013), concuerdan en la factibilidad del biodiesel debido a
que ellos realizaron pruebas de laboratorio donde la viscosidad y pH fueron
marcaban niveles similares a los estandares del diesel, el rendimiento fue un 5%
menor sin embargo las cantidades de gases emanados eran mínimas en la
combustión.
45
Conclusiones
La georreferenciación de los puntos establecidos se trabajó en cartografía de la
parroquia, estableciendo los datos tomados en campo. La información fue
descargada y procesada mediante el sistema de información geográfica, los datos
fueron comparados con un mapa base en Arcgis, lo que permitió establecer con
facilidad los puntos. Debido a las encuestas se reveló que gran parte de los
propietarios de los restaurantes no mantienen el adecuado de los residuos
generados, por ello no se le brinda un segundo uso. La mayoría de los
restaurantes usan aceites en proporciones mayores de 1 – 2 L el cual podría ser
aprovechado para otros fines.
Se generó el manual de obtención de biodiesel mediante la reutilización de
aceite vegetal de cocina para la minimización de la contaminación ambiental,
donde se detalla el proceso de la transesterificación y como emplearla, además
de recomendaciones para el correcto manejo del aceite vegetal residual.
La descripción de una prueba piloto de combustión del biodiesel en un motor a
diésel ayudó a comprobar el proceso de transesterificación quedando en claro su
eficacia y eficiencia, en comparación al diésel, además de ser renovable. La
prueba piloto nos especifica que los parámetros entre el biodiesel y diésel son
similares en función, sin embargo, el biocombustible presenta ventajas de costo y
disminución de contaminación.
46
Recomendaciones
Realizar la encuesta y medir las cantidades de aceite residual emitida en
temporadas de alta afluencia, ya que los valores estipulados por ahora son
mínimos debido a la poca afluencia de personas.
Promover campañas de concienciación sobre las técnicas de manejo y
reutilizaciones del aceite vegetal residual, así mismo presentar los impactos por la
incorrecta gestión de los residuos.
Poder establecer un sistema de recolección de aceite residual vegetal, para el
tratamiento de las mismas, debería ser indispensable el compromiso de los
municipios y administradores de restaurantes, sobre el almacenamiento temporal
y la disposición final de los desechos.
Incentivar la creación de productos a partir de la reutilización de aceites
residuales, como alternativa económica y ayuda al ambiente.
47
Bibliografía
Aguirre, H. (2013). Diseño de un prototipo demostrativo para la producción de
biodiesel. EAFIT . Medellín : Bioresource Technology.
Alfonso, J. (2013). Obtención de biodiesel a partir de aceites usados en casa
habitación de la comunidad del Refugio. Tesis Pregrado (págs. 5 - 76).
Chihuahua: Centro de investigacion en materiales avanzados, S.C.
Avlonitis, D. (2008). Conventional and in situ transesterification of sunflower seed
oil for the production of biodiesel. Ministerio de Agricultura y Desarrollo
Rural. Panamá: Biomass andBioenergy.
Burlatski, F. (2015). Plan de desarrollo y ordenamiento territorial de Urdaneta.
Moscu: Editorial Progreso.
Castrillon, O. (2012). Estimacion de la cantidad de grasas y aceites utilizados en
restaurantes . Files Operaciones , 124.
Chiriboga, P. (2014). La produccion de biocombustible frente al uso del territorio
para garantizar la soberania alimentaria y e buen vivir. Tesis pregrado
(págs. 5 - 80). Guayaquil: Universidad de las Americas.
Constitución de la República del Ecuador. (2008). Ecuador: Registro Oficial 449.
Echavarria, J. (2012). El desarrollo sostenible y el reciclaje del aceite usado de
cocina. Varela , 14-39.
Echeverría , J. A., Martínez , J. H., Martínez, O., Medina, J., Rodríguez, H., &
Ruiz, B. (2013). Obtencion de biodiesel a partir de aceites vegetales
usados y catalizadores básicos. Memorias del XXXIV Encuentro Nacional y
III Congreso Internacional de la AMIDIQ (págs. 449 - 454). Mazatlán,
Sinaloa, Mexico: ResearchGate.
48
Elías, D. (2016). Combustibles alternativos. Universidad de Cartagena ,
Especialista en Ingeniería Sanitaria y Ambiente , Colombia .
Espinoza, A. (2009). Diseño y construcción de un reactor batch para obtención
por transesterificación de biodiesel a partir de aceite de cocina reciclado.
Tecnología Química, 1, 26.
FAO. (2014). Tendencias globales sobre la disponibilidad de los aceites y grasas
comestibles. Docrep, 2(14), 15.
Fernandes, N. (2009). Optimization of the production of biodiesel from soybean oil
by ultrasound assisted methanolysis. Ecointeligencia , 27.
Garcia , M., Gandon, J., & Maqueira , Y. (2013). Estudio de la obtención de
biodiesel a partir de aceite comestible usado. Scielo, 33(2), 6 - 15.
Garrido, S. (2010). Tecnología, territorio y sociedad. Producción de biodiesel a
partir de aceites usados. Tesis pregrado (págs. 8 - 12). Ecuador: Facultad
Latinoamericana de Ciencias Sociales FLACSO.
Gonzalez Canal, I., & Gonzalez Ubierna, J. (2018). Aceites usados de cocina,
problematica ambiental, incidencia en redes de saneamiento y costes del
tratamiento en depuradoras. Scielo, 5 - 12.
Gonzalez, J. (2020). La importancia de la georreferenciación y geolocalizacion
para las empresas. DataCentric, 1 - 5.
Hernadez, R. (2007). Base-catalyzed fast transesterification of soybean oil using
ultrasonication. Ecointeligencia, 14(24), 26.
Herrero, L. (2013). Grasas y aceites comestibles para fritura industrial. Royal
Society of Chemistry , 21.
Horrach, J. M. (2018). Residuos de aceite para cocinar y su impacto ambiental.
España: Iresiduo.
49
Lawson, H. (2015). Aceites y grasas alimentarios: tecnología, utilización y
nutrición. Journal Food Engineering, 3(10), 20.
Ley de Gestión Ambiental. (2008). Ecuador.
Llinares, F. (2016). Biodiesel en el mundo. Adiveter, 2 - 7.
Lorena, J. (2017). Certicalia. Obtenido de Georreferenciacion :
https://www.certicalia.com/blog/georreferenciacion-que-es-y-para-que-se-
utiliza
Marilin, G., Gandón, J., & Maqueira, Y. (2013). Estudio de la obtención de
biodiesel a partir de aceite comestible usado. Scielo, 33(2), 23.
Martinez, O. (2013). Diseño de un prototipo demostrativo para la producción de
biodiesel. Ecointeligencia , 15.
Murcia, B., Chaves, L., Rodríguez, W., Andredy, M., & Alvarado, E. (2013).
Caracterización de biodiesel obtenido de aceite residual de cocina. Dialnet,
15(1), 61 - 70.
Neira, J. (2010). DISEÑO CONCEPTUAL DE PLANTA PILOTO PARA
PRODUCCION DE BIODIESEL A PARTIR DE GRASAS ANIMALES. Int. J.
Electr. Power Energy Syst, 26-37.
Obregon, C. (2016). Protocolo para la determinación de Grasas y aceites.
Ecologismo, 4(10), 25. Obtenido de
http://www.bajoelagua.com/articulos/reportajes-buceo/630.htm.
Pardal, B. (2012). Obtención de biodiesel por transesterificación de aceites
vegetales. a Chemistry and Material Research, 6(9), 23.
Parzanece, M. (2013). Protocolo para la determinación de Grasas y aceites. Diaz
Santos, 14(26), 89.
50
Pena, F. (2016). Aprovechamiento de aceites residuales del proceso de fritura
como sustrato para el desarrollo de microorganismos productores de
lipasas. Unisaba , 258.
Perdomo, J. (2016). Recuperación de aceite de fritura al vacío mediante la
aplicación de tierra filtrante. Lipidlibrary, 26.
Pérez, P., Gusberti, P., & Gallardo , A. (2009). Producción de biodiesel a partir de
aceites usados de cocina a escala piloto en la provincia de Mendoza.
Avances en energia y medio ambiente, 13(1), 2 - 8.
Piloto, R., Sotolongo , A., Melo-Espinoza , E., & Suárez , J. (2018). Resultado de
pruebas de banco de motores a diesel. Conferencia internacional de
energia, Innovacion y cambio climatico (págs. 12 - 20). La Habana, Cuba:
Fuentes de enrgias Alternativas.
Plan Nacional del Buen Vivir . (2017). Ecuador : Secretaria Técnica .
Santana, V. (2019). Obtención de biodiesel a partir de aceite vegetal usado en
frituras de alimentos utilizando diferentes concentraciones de lejía. Tesis
Pregrado (págs. 1 - 60). Quevedo: Universidad Tecnica Estatal de
Quevedo.
Solarte , N., & Vargas, M. (2013). DISEÑO DE LAS ESTRATEGIAS DE
RECOLECCIÓN DEL ACEITE DE COCINA USADO PARA SU
REUTILIZACIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL EN CUATRO (4)
BARRIOS DE LA CIUDAD DE CALI. Santiago de Cali: Departamento de
ciencias adeministrativas.
Tacias, V., Rosales, A., & Torrestiana, B. (2016). Evaluación y caracterización de
grasas y aceites residuales de cocina para la producción de biodiésel: un
caso de estudio. Scielo, 32(3), 5 - 15.
51
Velecela, F. (Febrero de 2015). Diagnóstico de la contaminación ambiental
causada por aceites usados provenientes del sector automotor y
planteamiento desoluciones viables para el Gobierno Autónomo
Descentralizado del Cantón Azogues. Politécnica , 34, 81.
Veljkovic, J. (2012). Biodiesel production by ultrasoundassisted transesterification.
State of the art, 258.
Villamil, D. (2013). Evaluación de procesos de producción de biodiesel a partir de
grasas amarillas conaltos contenidos de ácidos grasos libres. (F. d.
Básicas, Ed.) Bistua, 6, 25.
Wang, J. (2016). Preparation of biodiesel with the help of ultrasonic and
hydrodynamic cavitation. State of the art, 58.
Zanchett , M., Bellé, C., Zanchett , M., Flores, M., & Cericato, A. (2016).
Producción y viabilidad del uso de biodiesel proveniente de aceite residual
de fritura. Scielo, 20(2), 1 - 5.
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Anexos
Tabla 1. Componentes para elaborar biodiesel
Elementos Cantidad
Aceite 135 g
Hidróxido de potasio (KOH) 0.67 g
Metanol 40 ml
Reyes, 2020
Tabla 2. Normas ASTM D6751 para biodiesel
Propiedad Limites Unidad
Punto de inflamación 130.0 min °C
Agua y sedimentos 0.050 máx. % Volumen
Viscosidad a 40°C 1.9 - 6.0 cSt
Cenizas sulfatadas 0.020 máx. % masa
Azufre (Grado S 15) 0.0015 máx. Ppm
Azufre (Grado S 500) 0.05 máx. Ppm
Corrosión en lámina de
cobre
N° 3 máx. -
Índice de cetano 47 min -
Residuos carbonosos 0.050 máx. % masa
Acidez 0.80 máx. mg KOH/g
Glicerina libre 0.020 máx. % masa
Glicerina total 0.240 máx. % masa
Contenido de fosforo 0.001 máx. % masa
Temperatura de
destilación
360 máx. °C
ASTM, 2009
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Tabla 3 Comparación de pruebas viscosidad - densidad
Combustible a 40°C Viscosidad dinámica (mPa·s) Densidad (kg/m3) a 15°C
Diesel 4-5 mPa·s 850,5
Biodiesel (B100) 6 mPa·s 870,1
