ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA EMPRESA POWER DEDICATADA A LA PRODUCCION Y COMERCIALIZACION DE COMBUSTIBLE BIODIESEL

JOHAN NICOLÁS RODRÍGUEZ LEAL

YULIZA CASTELLANOS

DAVID CRISTANCHO

EDNA REYES

INSTITUCIÓN EDUCATIVA RURAL DEPARTAMENTAL

ADOLFO LEÓN GÓMEZ

PASCA-25 DE SEPTIEMBRE 2014

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA EMPRESA POWER DEDICATADA A LA PRODUCCION Y COMERCIALIZACION DE COMBUSTIBLE BIODIESEL

JOHAN NICOLÁS RODRÍGUEZ LEAL

YULIZA CASTELLANOS

DAVID CRISTANCHO

EDNA REYES

CARLOS

INSTITUCIÓN EDUCATIVA RURAL DEPARTAMENTAL

ADOLFO LEÓN GÓMEZ

PASCA-25 DE SEPTIEMBRE 2014

AGRADECIMIENTOS

Le damos gracias a Dios por darnos la vida, y su amor para terminar lo que con

tanto gozo y alegría un día comenzamos; gracias Dios por darnos fuerzas cada

momento para seguir adelante y hacer este sueño realidad.

A nuestras familias nuestros agradecimientos con todo nuestro amor, porque en

las dificultades, en nuestro cansancio, ellos levantaron nuestras manos y nos

decían ustedes pueden, hoy nos dicen lo lograron; gracias por darle alas a

nuestro proyecto.

Agradecimientos a nuestra institución educativa rural departamental Adolfo León

Gómez por otorgarnos tantos conocimientos a través de sus profesores y gracias

a estos hoy podemos desarrollar este proyecto.

Gracias a la profesora administradora de empresas con especialización en

pedagogía grupal Guillermina Pedraza Buitrago de la Facultad de gestión en

proyectos

Gracias a Edwin por hacer parte de este proyecto, por todo el tiempo que dedico

para que esto hoy fuera una realidad.

Brindamos nuestro más sincero agradecimiento a todas las personas que hicieron

posible la realización y culminación del proyecto.

Al gran equipo de Profesores que laboran en el colegio Adolfo León Gómez, ya

que gracias a su comprensión y solidaridad los alumnos pudieron cumplir con éxito

las actividades propuestas.

No podemos olvidar el apoyo que recibimos de parte del profesor Jaime Barrios de

en la materia de química quien nos colaboró con la elaboración del producto.

DEDICATORIA

Dedico este proyecto principalmente a Dios, por la sabiduría y la fuerza por estar a

nuestro lado en todo momento.

A nuestros padres, amigos incondicionales por la ayuda desinteresada brindada

en cada obstáculo que en nuestra vida se presenta, gracias a sus sugerencias hoy

hemos llegado a cumplir una de nuestras metas.

A nuestros hermanos, que con sus consejos nos han sabido orientar por el

sendero de la superación.

Y a todas las personas que de una u otra manera siempre me han apoyado.

Mil Gracias….

INTRODUCCIÓN

Las causas de la sustitución de combustibles fósiles por combustibles renovables

está marcada por la presión de los precios del petróleo y los problemas del medio

ambiente como puede ser el calentamiento global que es el principal desafío

medioambiental que hoy afronta la humanidad. Una de las alternativas para la

solución del problema es el llamado “Biodiesel”. Al sustituirse (en forma parcial o

total) los combustibles actuales por el Biodiesel puede lograrse un balance de

emisiones mucho más favorable. En el siguiente trabajo demostraremos que en el

uso de Biodiesel no todo son ventajas sino que si no se logra controlar por el

Gobierno la ambición de los inversionistas este podrá ser más prejuicioso que

benéfico. Llevaremos a cabo en el municipio de pasca el proyecto de elaboración

de combustible biodiesel avance de aceite casero o industrial para motores diesel

para automóviles rústicos y de maquinaria fuerte en el municipio de pasca y

aledaños lo cual permitirá bajar los índices de crecimiento de contaminación

ambiental.

JUSTIFICACION

La búsqueda de alternativas energéticas. Poco después de que se empezara a

usar masivamente el petróleo ya se proponía la investigación de una fuente

opcional de energía.

El sector propicia el escenario necesario para la puesta en marcha de la

investigación. De esta manera se pretende alcanzar un doble objetivo ambiental,

por una parte la obtención de energía a través de la valorización de dichos

residuos y, por otra parte la reducción, reutilización y reciclaje de los aceites

desechados. La eliminación y disposición de los residuos urbanos e industriales,

es actualmente una necesidad, por las molestias que ocasionan y por la falta de

gestión de éstos.

Queremos contribuir con la reducción de gases de invernadero que están

destruyendo la capa de ozono la cual produce el calentamiento global y reducir los

residuos de aceites caseros haciendo un proceso para su reutilización del el

mismo y que no siga contribuyendo a la contaminando las aguas de pasca

Cundinamarca.

OBJETIVOS: GENERAL Y ESPECÍFICOS

OBJETIVO GENERAL

Crear una empresa dedicada a la producción y comercialización del biodiesel con

el fin de reducir la contaminación ambiental del municipio de pasca y aledaños

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Presentar al biodiesel como nueva opción de combustible, ayudando a la

reducción de las emisiones de compuestos que contaminan y maltratan la

atmósfera.

• Mostrar de forma clara y concisa el proceso para la producción Biodiesel.

• Participar en la motivación de la cultura de la no contaminación a partir del uso

del biodiesel.

• Dar a conocer los grandes beneficios de la utilización de dicho biocombustible.

MISIÓN

Somos un programa de formación tecnológica que contribuye al desarrollo de los

sectores energéticos del municipio donde se busca Contribuir al fortalecimiento de

las condiciones de productividad y competitividad del emergente y estratégico

sector de los biocombustibles en el municipio, mediante la formación y oferta de

capital humano, calificado y competente, capaz de integrarse conveniente a la

cadena productiva de los biocombustibles (Biodiesel y Bioetanol) y estimular su

crecimiento y desarrollo de acuerdo a recursos, energía y sostenibilidad.

VISIÓN

La Visión de POWER es crear una empresa que sea capaz de aspirar a

distinguirse por una excelente calidad de su servicio y producto, aportando para

ello nuestra experiencia, aptitud de innovación y capacidad. Una empresa

sostenible capaz de generar riqueza en el entorno y estabilidad a las personas que

forman parte de ella. Una empresa responsable, eficiente y competitiva,

comprometida con la seguridad, la salud y sobre todo el medio ambiente.  

VALORES Y PRINCIPIOS

Transparencia

Procedemos con honestidad, rendimos cuentas sobre nuestras actuaciones y

promovemos el ejercicio de la contraloría ciudadana.

Compromiso y responsabilidad

Buscamos ante todo el bien común y asumimos nuestro trabajo con plena

conciencia y sentido del deber.

Excelencia

En todo lo que hacemos buscamos el máximo nivel eficiencia, eficacia y calidad.

Innovación

Resolvemos nuestros desafíos con ingenio y creatividad.

Equidad

Asumimos las diferencias entre las personas y promovemos que todas y todos

tengan acceso a oportunidades y beneficios sin discriminación alguna.

NOMBRE DEL PROYECTO

ORIGEN DEL NOMBRE PROYECTO

El origen del nombré de nuestro proyecto lo sacamos especial mente de la

energía. Porque es la base de nuestro proyecto es generar energía limpia y pura

para cuidar nuestro planeta.

Después de muchas opiniones dadas en el grupo decidimos es coger power por

que es energía en ingles. Y fue unos de los nombres que se acomodaron mejor a

nuestro proyecto de combustible biodiesel

MARCO GEOGRAFICO

HISTORIA

LLEGADA DE LOS ESPAÑOLESPasaron siete años para darse el descubrimiento del territorio colombiano después de la llegada  de los españoles  a las islas del Caribe. Los primeros conquistadores  españoles llegaron a la sabana de Bogotá, al mando de Gonzalo Jiménez de Quesada y desde allí iniciaron sus excursiones y conquistas en busca de oro y esmeraldas, pues venían con la codiciosa idea de hallar El Dorado, una supuesta ciudad indígena  con fabulosas riquezas. Los españoles poseían armas modernas como lanzas, arcabuces, espadas, pistolas y, además perros y caballos, que infundieron terror en los naturales quienes los desconocían. Cubrían sus cuerpos con corazas y yelmos metálicos pero poco les sirvieron para defenderse de los dardos y flechas de las americanos y del calor tropical, por lo que debieron idearse un nuevo tipo de vestimentas. En efecto, elaboraron unos trajes abullonados descritos por Fray Pedro de Aguado y que confeccionaban en algodón con sayas de tres dedos de grosor. Estos trajes cubrían totalmente el cuerpo, dejando únicamente un agujero para los ojos. De la cintura se desprendía una larga falda que cubría por completo al caballo en que montaban y la cabeza y cuello de la cabalgadura también eran protegidos. Los perros también eran vestidos con trajes abullonados similares. He aquí la explicación de porqué los nativos consideraban que caballo y jinete eran uno solo. Como quiera que el descubrimiento del país de los chibchas, de Cundinamarca, partió de Santa Marta, la primera ciudad continental de América, a  mediados de Diciembre de 1535 llegó allí una lucida y muy bien equipada expedición compuesta por 1500 hombres, entre quienes venían como Justicia Mayor el Licenciado Don Gonzalo Jiménez de Quesada y entre otros Gonzalo Suárez Rendón, Pedro Fernández de Valenzuela, Lázaro Fonte, Martín Galeano. Don Pedro y su hijo Alonso hicieron

algunas incursiones a tribus vecinas, que don pedro encomendó proseguir  a su hijo. Quien consiguió algunos tesoros y huyó con ellos a España traicionando a su padre.  El adelantado desde un principio se propuso organizar una expedición descubridora de las cabeceras del río Magdalena y de un camino para ir al Perú, la cual puso al mando del Licenciado Jiménez de Quesada, a quien nombró su teniente General. La expedición se Quesada salió de Santa Marta el 6 de abril de 1536. La integraban soldados y capitanes de los mejores como: Juan del Junco-Antonio de Lebrija  -   Gonzalo Suárez Rendón- Gonzalo García el Zorro - Juan de San Martín-Antonio de Olalla Juan de Céspedes -Juan Ortega - Pedro Fernández de Valenzuela - Juan Albarracín - Lázaro Fonte  Baltasar Maldonado Juan Ruiz de Orejuela. Quienes mucho se distinguieron en la conquista del Nuevo Reino de Granada. La expedición constaba de unos 600 hombres según unos cronistas, o de 750 según otros más aproximados; entre ellos venían 85 de a caballo y el célebre asno Arubare, aquel que los indios llevaron alzado a un elevado risco y luego rescatado vino al Nuevo Reino, pasó más tarde a la Conquista del Dorado y hubo de ser muerto para dar  de comer a la tropa.También venían el dominico Fray Domingo de las Casas y el padre Antón de Lezcamez. Otra parte de la expedición en 7 buques ascendía por el magdalena al mando de Diego de Urbina, con los capitanes Antonio Díaz Cardoso, Luis de Manjares, y otros, dice Ernesto Restrepo Tirado. Quesada y su tropa atravesaron la nación de los chimilas, por selvas, ríos, pantanos, cañadas, infestadas de toda clase de insectos ponzoñosos y poblados de fieras, a cuyos ataques se sumaba el de los indios, quienes a diario les causaban bajas en la tropa.  Pese a todos los inconvenientes encontrados para llegar hasta el país de los chibchas continuaron la excursión con 209 hombres. El lunes 12 de marzo  de 1537, al término de casi un año de su salida de Santa Marta, reducidos ahora, de los 750 o más que salieron a 166. Llegaron  al pueblo de Guacheta, primero de los chibchas. Fueron recibidos con recelo, pero luego los acogieron bondadosamente, regalando a Quesada  Algunos tejos de oro y varias esmeraldas. Los indios sintieron temor de los extranjeros, particularmente de los soldados de a caballo, que creyeron ser una sola persona o figura. Fue aquel un día feliz para los españoles, quienes encontraron comida y buen clima. Mientras tanto los caballos comían las deliciosas mazorcas de sus maizales. En esta tierra pródiga, sembrada de huertos de maíz y de papa, productos ordinarios de los Andes debieron conocer otros como las chuguas hibias y cubios. De allí partieron para Lenguazaque, Cucunubá, Suesca, nemocón donde antes de entrar al Pueblo fueron atacado por el ejército del Zipa.  Mientras Quesada permanecía en este pueblo la caballería avanzó hacia el sur llegando hasta Busongote. Quesada salió de Nemocón  pasó a Zipaquirá llegó a Busongote. El 24 de marzo pasaron por medio de muchas poblaciones a Chía, suba de donde marchó Quesada  hacia Bacatá. Capital del Imperio Chibcha y sede de la corte del Zipa. El 20 de Abril de 1537. Donde dispuso dos expediciones para hacer nuevos descubrimientos en tierras de los Panches, las cuales confió, una al Capitán Juan de Céspedes y la otra al Capitán Juan de Sanmartín. A finales de mayo salió Quesada rumbo a Somondoco, cruzó por Negativa, Usaquén, Teusacá,  Guasca y llegó a Guatavita, donde encontró mucho oro y se enteró de la famosa laguna.  De aquí partió para

Chocontá, Turmequé, Tunja, Duitama y Sogamoso. Quesada antes de partir para Tunja  en Julio de 1537 dispuso una expedición descubridora hacia el  sur a cargo del Capitán Juan de Céspedes Julio de 1537 llegó a  Pasca,  descubriendo sus tierras cuando iba en busca de los Panches, Pasca que  en lengua chibcha quiere decir  ¨Cercado del Padre¨    Según Acosta Ortegón. Era el último pueblo chibcha  al sur de la Sabana, ya en las altas montañas  donde comienza el Valle de los Sutagaos. Estaba en la Ruta de los Zipas en su marcha sobre los dominios del Fusagasugá. El Pueblo de los Pasca estaba habitado por los indios Sutagaos, pertenecientes a la familia Muisca, ocupaban los valles fértiles de la región del Sumapaz. Céspedes sufrió mucho por el frío, viviendo en los páramos de Sumapaz de tal cual sementera de para y de los conejos que hallaban por manadas. Desde pasca  dio aviso al General que se proponía  cruzar el Valle de los Sutagaos para entrar en la tierra de los panches. Una vez Céspedes instalado en Pasca fue aconsejado por los indios de  seguir al Occidente. Volvió a Pasca, pasó por Fusagasugá. Valle de los Sutagaos para continuar a Tibacuy pueblo chibcha fronterizo con los Panches viendo que era poca la gente que llevaba  mandó razón a quesada  pidiéndole un refuerzo. Quesada le mando a Sanmartín que venía del oriente con quien se encontraron antes de  llegar a Tibacuy posiblemente por los lados de Uzatama. Unidos los dos capitanes entraron a Tibacuy y a tierra de los Panches donde iniciaron la Batalla, venidos los panches, sus jefes pidieron permiso al español para recoger sus muertos y llevarlos a su pueblo para comérselos.MAPA

La superficie del Municipio de Pasca se encuentra dividida en los siguientes Pisos Térmicos: Páramo con 116.66 kms2 que equivale al 44% y Frío con 147.58 kms2  que ocupa el 56 % del total del área municipal.El Piso Térmico de Páramo hace parte de un ramal de la cordillera oriental con alturas mayores a los 3500 m.s.n.m., sus principales elevaciones son: Peña Blanca, Los Andes, Tembladales, Peña de la Novilla y La Pica.El Piso Térmico Frío, se halla en la parte central del municipio presentando una topografía ondulada y quebrada, con alturas comprendidas entre 2000 y 3000 m.s.n.m., sus principales elevaciones son: Amarillo, Roble y San Cristóbal, el área de este piso térmico es la más apta para las actividades de agricultura y

ganadería. El territorio del municipio de Pasca esta bañado por los ríos batan, cuja (quebrada San Joaquín, angostura y Sabaneta), y Juan viejo (quebrada los Cubios, Costa Rica, los salarios, peñuela y las antiguas), este municipio cuenta con un gran potencial hídrico agrupado en micro cuencas que drenan las aguas al rió cuja el cual es tributario del rió Sumapaz. Las subcuentas son corrales (quebradas llano unudo, trigo, olla grande, condado y colorados), el bosque (quebradas la cajita, la trolla, saldua y esmeralda), la angostura (quebradas san pacho, el retiro, sabaneta y san miguel), la cajita (tiene varios drenajes sin nombres)

Límites del municipio:Limita por el Norte con Fusagasugá, Sibaté, Soacha y Bogotá D.C., Por el Este con el Distrito Especial de Bogotá D.C. Por el Sur con Arbeláez Por el Oeste con Fusagasugá. Pasca pertenece al conjunto de municipios que conforman la Región del Sumapaz, junto a Fusagasugá, Arbeláez, Pandi, San Bernardo, Granada, Silvana, Tibacuy, Venecia y Cabrera.Extensión total: 264.24 Km2Extensión área urbana: 0.27 Km2Extensión área rural: 263.97 Km2Altitud de la cabecera municipal (metros sobre el nivel del mar): 2.180Temperatura media: 15, 4º CDistancia de referencia: 71 Km a Bogotá, D.C.MICRO LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

Localización del proyecto se encuentra en la vereda la mesa pasca CundinamarcaSaliendo por la plaza de toros India soratama. A diez minutos de del pueblo

MARCO CONCEPTUAL

El biodiesel se define como un combustible obtenido a partir de aceites vegetales o grasas animales, de características similares al diésel, que se prestan a sustituirlo total o parcialmente como combustible de motores de combustión interna, puesto que su uso representa una excelente opción desde el punto de vista ecológico al reducir las emisiones de dióxido de carbono y la dependencia de fuentes de energía no renovables (Encinar et al., 2011).

Generalmente las personas llaman “biodiesel” a cualquier combustible para motores diésel que sea originado de vegetales o animales, como el aceite usado para freír, sin cualquier tratamiento. Sin embargo, las definiciones de “biodiesel” que poseen mayor consistencia técnica son aquellas que caracterizan su composición química (mono-alquil ésteres de ácidos grasos), su origen (vegetal, animal), su empleo y sus características técnicas.

La mayoría del biodiesel producido en el mundo es proveniente de aceites vegetales principalmente del aceite de colza en Europa y Canadá, y aceite de soya en Estados Unidos (Andersen & Weinbach, 2010). En Colombia, la principal materia prima para la producción de biodiesel es el aceite de palma, pues actualmente cuenta con más de 300.000 hectáreas sembradas en palma de aceite y cinco plantas productoras de biodiesel (Federación Nacional de Biocombustibles de Colombia, 2012).

Es destacable la obtención de biodiesel a partir de materias primas alternativas, como los residuos grasos animales y aceites de fritura usado, utilizadas principalmente en países como Canadá, México e Irlanda (Atabani et al., 2012), estas son una materia prima ideal a bajo costo, ya que normalmente el biodiesel

se obtiene de aceites vegetales de alto valor que representan cerca del 85% de los costos de producción. Cabe mencionar que las grasas animales son altamente viscosas y en su mayoría sólida a temperatura ambiente, debido a su alto contenido de ácidos grasos saturados, por lo que su uso como combustibles puede conducir a mala atomización del mismo, y en consecuencia una combustión incompleta. La transesterificación y la emulsificación son dos de las soluciones principales que han aparecido como métodos eficaces para el uso de grasas animales en el motor diésel. Además, su índice de cetano alto y los valores de calefacción están cerca del combustible diésel, al igual que su contenido de oxígeno, que mejora la combustión con menor relación aire/combustible, así mismo se ha demostrado que existe una buena disponibilidad de estas materias primas, evitando los debates éticos de utilizar cultivos y tierras que se destinan para fines alimenticios, además estimaciones hechas en Noruega por Andersen y Weinbach (2010) muestran que es posible obtener 2,5 toneladas de ácidos grasos de residuos de origen animal por cada 1000 familias al año (Basha, Gopal & Jebaraj, 2009; Öner & Altun, 2009; Rivera, Villanueva & Sandoval, 2009; Encinar et al., 2011).

El biodiesel tiene en general un poder calórico inferior algo menor al diésel (7,795 kcal/l vs. 8,74 kcla/l). Su viscosidad cinemática en general está entre 1,9 y 6,0 cSt, aunque este parámetro no difiere sustancialmente del gasoil (1,3-4,1 cSt). Su densidad es de aproximadamente 0,878 kg/L a 15ºC, y su flash point llega a sobrepasar los 130ºC, a diferencia del gasoil, cuyo punto de inflamación es de apenas 60-80ºC, lo que lo hace más seguro como combustible. Posee además un número cetano ligeramente mayor al del gasoil, y duplica el poder de lubricación del mismo.

Tecnología para la producción de biodiesel

La obtención de biodiesel se realiza principalmente mediante: micro emulsión, pirólisis, dilución y transesterificación, esta última es la vía más empleada para producirlo, ya que es la más económica, ofreciendo ventajas como: elevada conversión (98%) con pocas reacciones secundarias y reducido tiempo de reacción y conversión directa a éster sin pasos intermedios (Lin et al., 2011).

La transesterificación de grasas y aceites, comprende la reacción de estas con alcohol metílico en ambiente básico, una molécula de triglicéridos, componente mayoritario en una grasa, reacciona con un alcohol primario, bajo la acción de un catalizador, para producir una mezcla de ésteres de ácidos grasos y glicerina, esta consta de tres etapas consecutivas en las que el triglicérido es convertido en diglicéridos, monoglicéridos y glicerina (Arévalo, Ulloa & Astudillo, 2008; Math, Kumar & Chetty, 2010; Keera, El Sabagh & Taman, 2011).

Tal como se muestra en las siguientes reacciones:

Los catalizadores a emplear pueden ser soda cáustica o metilato sódico, ambos en solución metanólica. La tecnología básica de producción consta de un reactor en el cual se lleva a cabo la transesterificación. Por un lado, en un tanque auxiliar, se prepara la solución de metóxido de sodio, a partir de alcohol –usualmente metílico– de alta pureza (el agua interfiere en la reacción) e hidróxido de sodio. No se utiliza alcóxido anhidro pues la reacción de dicha sustancia en agua es muy violenta y tiende al auto ignición. Esta mezcla fuertemente cáustica es vertida en el reactor principal que contiene los lípidos fundidos. La reacción a menudo se realiza a unos 50ºC para agilizar la misma. En los procesos industriales más complejos, se procede a separar el biodiesel y la glicerina formada mediante el uso de centrífugas que permiten remover constantemente los productos de reacción. Sin embargo, aún son comunes los procesos por lotes, en los que se procede a una decantación de la glicerina. Luego de separar la misma, el éster es lavado para eliminar jabones y otros subproductos de reacción indeseados (Larosa, 2003).

Ventajas y desventajas del biodiesel

La obtención y uso del biodiesel trae ventajas innumerables, así como desventajas, entre las que se destacan las siguientes:

Ventajas

No requiere mayores modificaciones para su uso en motores diesel comunes. Permite al productor agropecuario autoabastecerse de combustible y a países agrícolas independizarse de los países productores de petróleo. Tiene un gran poder de lubricación y minimiza el desgaste del motor. Se ha mostrado por muchos estudios como una alternativa de combustible que reduce las emisiones de: monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC), dióxido de azufre (SO2), hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), y material particulado (PM), en comparación con el combustible diesel. Su rendimiento en motores es similar al diesel común. Puede utilizarse en mezclas con gasoil común en cualquier proporción. Reduce en gran medida los humos visibles durante el arranque. Posee una gran biodegradabilidad. Es aproximadamente diez veces menos tóxico que la sal común de mesa. Su transporte y almacenamiento es más

seguro dado su alto flash point. No contiene azufre, y permite el uso de catalizadores. No es nocivo para la salud humana, para la vegetación, los animales vivos y no daña monumentos y/o edificios. El olor de combustión asemeja el olor a fritura, a diferencia del olor del gasoil (Lenoir, 2002; Öner & Altun, 2009; Balat & Balat, 2010).

Desventajas

Presenta elevados costos de materia prima, aunque en el caso de Colombia por ser un país agrícola y pecuario no habría problema. Su combustión puede acarrear un aumento de óxidos de nitrógeno (NOX). Presenta problemas de fluidez a bajas temperaturas (menores a 0ºC). Presenta escasa estabilidad oxidativa, y su almacenamiento no es aconsejable por períodos superiores a seis meses. Su poder solvente lo hace incompatible con una serie de plásticos y elementos derivados del caucho natural, y a veces obliga a sustituir mangueras en el motor. Su carga en tanques ya sucios por depósitos provenientes del gasoil puede presentar problemas cuando por su poder solvente “limpia” dichos depósitos (Lenoir, 2002; Balat & Balat, 2010).

METODOLOGÍA

Teniendo en cuenta el procedimiento general para la obtención de biodiesel descrito en el marco teórico, algunas de las variables que inciden en la calidad de este son: la pureza de los reactivos, la relación molar alcohol/grasa animal, tipo y cantidad de catalizador, agitación, temperatura y tiempo de reacción. Sin embargo, solo se tomaron las variables: relación molar alcohol/grasa animal, y cantidad de catalizador, como factores para el diseño de experimentos.

Selección de variables

Selección de materias primas: En el presente trabajo fueron seleccionadas como materias primas, grasas de origen animal, consideradas como subproductos originados de la actividad pecuaria que no son utilizados para consumo humano: grasa de pollo, grasa vacuna, y grasa de cerdo.

Catalizador: Los catalizadores que se emplean comúnmente en el proceso de transesterificación son básicos tales como el metóxido e hidróxido de sodio y potasio (Barrera, 2006), estos son catalizadores homogéneos y se escogieron debido a que la temperatura, tiempo de reacción, y cantidad de alcohol son menores al compararlos con otro tipo de catalizador, razón por la cual se decidió trabajar con hidróxido de sodio y potasio. Lo anterior aplica para trabajar con grasas de origen animal a excepción de la grasa vacuna en la cual se debe anteceder una catálisis ácida con ácido sulfúrico, con el fin de transformar los ácidos grasos como los triglicéridos (Fredman, Butterfield & Pryde, 1986).

Tipo de alcohol: Según la CEPAL y Naciones Unidas (2007), el proceso de producción de biodiesel necesita de un alcohol para la reacción. Los alcoholes por excelencia para la producción de biodiesel son el metanol y el etanol, en particular el metanol por sus propiedades físico-químicas, reacciona más rápidamente con los triglicéridos y en la mayoría de los países es más económico que el etanol. En general desde el punto de vista técnico de la reacción, el metanol presenta ventajas: requiere menor cantidad de alcohol en exceso que el etanol; posee mayor eficiencia de conversión de aceites; requiere menores temperaturas de reacción; y posee menor tiempo de reacción, por estas razones, se decidió usar metanol en el proceso.

Tiempo de reacción: Darnoko y Cheryan (2000), y Keera, El Sabagh y Taman (2011), encontraron que la reacción de transesterificación es muy rápida, y cerca del 80% de la conversión tiene lugar en los primeros 30 minutos, después de la primera hora se alcanza entre el 93 y el 98% de conversión, se obtiene el mejor rendimiento luego de hora y media, por lo cual se tomó este valor fijo.

Temperatura de reacción: Según Darnoko y Cheryan (2000) la temperatura para llevar a cabo la obtención de biodiesel es de 60°C, teniendo en cuenta que el punto de ebullición del metanol es 64°C. Por lo cual se tomó también como un valor fijo.

Agitación: Según lo reportado por Darnoko y Cheryan (2000) es adecuado un valor entre 120-600 rpm, se tomó de 300 rpm.

Rendimiento de la reacción: Para la presente investigación el rendimiento de la reacción es la variable respuesta, expresada como la relación entre la masa de biodiesel obtenido y la masa de grasa animal utilizada.

Diseño de experimentos

Se empleó un modelo factorial tipo 1k en donde K son los factores y el uno representa los niveles de cada factor, en este caso K es 2 (cantidad de catalizador y relación aceite/grasa animal), las restricciones del sistema son: temperatura, velocidad de agitación, tiempo de reacción y presión, para los cuales se asumieron valores fijos.

Los niveles de cada factor se toman dentro de los rangos estipulados en la literatura. Darnoko y Cheryan (2000), y Keera, El Sabagh y Taman (2011), reportan para el catalizador un rango entre 0,5% y 2%, considerando el valor óptimo de 1, puesto que el rendimiento decrece y se favorece la saponificación usando valores mayores a este, por lo cual se tomó como un valor fijo. De igual forma, para la relación metanol/grasa animal, se reporta que una relación 6:1 se considera adecuada (Arbeláez & Rivera, 2007), por lo cual también se tomó

como un valor fijo, aunque por estequiometria de la reacción se requiere una relación molar alcohol/grasa de 3:1 para convertir los triglicéridos a alquilésteres, como la reacción es reversible, se agrega un exceso de alcohol para favorecer la formación de ésteres (Rojas & Girón, 2011).

  Extracción de grasas de origen animal

Grasa de pollo

Se seleccionaron 2000 gramos de material de desecho (pellejos y sebo), sometiéndolos inicialmente a proceso de lavado y escurrido para eliminar impurezas, seguidamente se llevó a fundición en una mufla a 75ºC por el término de una hora y media, obteniéndose 1408,2 gramos de grasa líquida para un rendimiento en la extracción del 70,5%. Seguidamente, la grasa obtenida fue llevada a un proceso de winterizado, que consistió en enfriar la grasa obtenida a 7ºC durante 8 horas, con la finalidad de separar por precipitado las gomas y mucílagos con lo cual se logra mejorar su apariencia lográndose un color amarillo intenso y transparente, el rendimiento en este proceso fue del 85%.

Grasa de cerdo

La primera etapa del proceso consistió en la selección de las vísceras de cerdo para obtener una mayor cantidad de grasa. Luego se pesaron y lavaron 2000 gramos, utilizando para ello únicamente agua potable. Los residuos se colocaron en un recipiente metálico y se llevaron directamente a una estufa, hasta fundir toda la grasa, manteniendo la temperatura constante en 60ºC, con agitación periódica, para agilizar el proceso y obtener mejores resultados. Al cabo de 1,75 horas se obtuvieron 1800 ml, al finalizar el proceso se tomaron los residuos y se pesaron 300 gramos, para un rendimiento del 90% en el proceso de extracción de la grasa.

Grasa vacuna

La grasa vacuna fue conseguida en un establecimiento local (carnicería). Para la extracción de la grasa se cortó el sebo en pedazos muy pequeños, posteriormente se sometió a un proceso de pirólisis a una temperatura que oscila entre los 100ºC y 180ºC, estabilizándose a los 140ºC por un tiempo estimado de 3 horas; con el fin de obtener la grasa vacuna por fundición.

Fraccionamiento a 50ºC: La grasa vacuna fue estabilizada a 50ºC durante una hora en un sistema con agitación controlada (agitador mecánico). Luego se disminuyó la temperatura a una velocidad de 0,033ºC/min hasta 45ºC, temperatura a la cual se estabilizó durante una hora. Posteriormente por filtración a vacío en un embudo con camisa termostatizada a 45ºC, fueron separadas la

oleína y la estearina. Así mismo, se continuó trabajando durante las horas siguientes, bajando la temperatura cada 5 minutos hasta llegar a 40ºC, que es la temperatura mínima que indica formación de cristales en la grasa.

A diferencia de la grasa de cerdo y la de pollo, la grasa vacuna se solidifica a temperatura ambiente, como alternativa a esta situación, Veira, Grompone y Jachmanián (2004), recomiendan una destilación fraccionada

Proceso de obtención del biodiesel El procedimiento para la obtención de biodiesel, incluyó los siguientes pasos: preparación del metóxido, reacción de transesterificación, separación del biodiesel y la glicerina por decantación, lavado del biodiesel y secado.

MARCO TEORICO

ANTECEDENTES

En realidad, la idea de usar aceites vegetales como combustible no es una novedad. El primer motor Diesel de la historia funcionaba con aceite de maní. Su creador, el inventor alemán Rudolf Diesel, lo presentó en la Exposición de París de 1900 como un “motor de aceite” y pretendía con él potenciar la agricultura como fuente de energía. También se utilizaron como combustible de emergencia y para otros fines durante la Segunda Guerra Mundial. Por ejemplo, Brasil prohibió la exportación de aceite de semilla de algodón de modo que pudiera ser sustituido por el combustible diesel importado. Una reducción de las importaciones de combustible líquido se registró también en Argentina, lo que exigió la explotación comercial de los aceites vegetales.HISTORIA DEL BIODIESELEl primer motor, inventado por el alemán Rudolf Diesel, utilizó aceite maní como combustible. Los primeros motores de combustión interna funcionaban con aceites vegetales los combustibles derivados del petróleo se comenzaron a usar años más tarde porque eran mucho más económicos en aquel entonces. Países como Francia, Alemania, Brasil y Japón probaron con distintos aceites vegetales como combustibles en los años 30 pero se fueron decantando por los combustibles fósiles como el resto del mundo. El Belga G. Chavanne diseño la alcolisis de aceites vegetales con etanol para convertir los aceites en combustibles. Su proceso le valió una patente y hoy se considera como la primera producción de “Biodiesel”. Expedito Parente un científico brasileño desarrollo el primer proceso industrial de producción de Biodiesel que definió los parámetros de fabricación y

controles de calidad que sirven para calificar un combustible como Biodiesel. Hoy día Parente está trabajando junto con la NASA en la producción de Bioqueroseno otro combustible patentizado por él. En 1979 en Sudáfrica se desarrollo el proceso de transformar el aceite de girasol y refinarlo para convertirlo en combustible. La tecnología fue adquirida por una empresa Austriaca que 1987 construyó la primera planta piloto de producción. Desde finales de los ochenta en adelante plantas productoras de Biodiesel fueron propagándose por toda Europa. Hay más de 21 países con proyectos comerciales de Biodiesel.

En el 2005 el estado de Minessota (EEUU) hizo obligatorio mezclar el gasoil con un mínimo de 2% de Biodiesel. Para el futuro se espera que esta regulación se extienda en por todo el mundo para la preservación del medio ambiente.

Por ser de fuente renovable y sus reducidos impactos ambientales el Biodiesel es el combustible del futuro.

MARCO JURIDICO

REGULACIÓN Y NORMATIVIDAD COLOMBIANA

ANTECEDENTES GENERALES

Colombia cuenta con un marco legal para la producción, comercialización, distribución y uso de biocombustibles que contempla temáticas de calidad, reglamentación técnica, estructura de precios, estímulos tributarios y exenciones arancelarias para la importación de equipos requeridos. En este capítulo se realiza una revisión del marco regulatorio del sector de biocombustibles vigente en Colombia desde el punto de vista de reglamentación técnica y especificaciones de calidad de los diferentes productos que conforman los biocombustibles y sus mezclas. Así mismo, se presentan las normas emitidas en Colombia dentro del campo de la normalización técnica voluntaria. Antes de realizar el análisis objeto del presente capítulo, es necesario considerar que, si bien es cierto que el Consejo Nacional de Política Económica y Social no emite ningún documento dentro del marco legal, este Consejo como organismo encargado de la coordinación de la política económica en Colombia, expidió el documento CONPES 3510 del 31 de marzo de 2008 mediante el cual estableció los lineamientos de política para promover la producción sostenible de biocombustibles en el país. Entre los objetivos específicos de esta política se destacan los siguientes para el presente estudio:

Posicionar al país como exportador de biocombustibles a partir de la consolidación de esta agroindustria como un sector de talla mundial.

Incrementar competitivamente la producción sostenible de biocombustibles, contribuyendo a la generación de empleo, al desarrollo rural y al bienestar de la población.

Para cumplir los objetivos propuestos, el documento CONPES recomienda varias estrategias y acciones específicas entre las cuales se destacan las siguientes para el presente estudio:

Desarrollar un programa para diferenciar los biocombustibles colombianos en los mercados internacionales por los beneficios sociales y ambientales generados en toda la cadena productiva (definición de esquemas de certificación). (Recomendación No. 16).

Desarrollar un programa para ajustar la producción y la transformación de biomasas a los estándares ambientales y de calidad exigidos en los diferentes mercados internacionales.

Definir un programa orientado a reducir costos de producción de los biocombustibles en las etapas de producción y transformación, con criterios de sostenibilidad ambiental y social.

Continuar incentivando la producción eficiente de biocombustibles.

Continuar la política de mezclas de biocombustibles con combustibles fósiles.

La Ley 1450 de 2011 por la cual se expidió el Plan Nacional de Desarrollo 2010-2014, “Prosperidad para Todos”, se ratifica en las directrices del Documento CONPES 3510, y en especial las que son de interés primordial para el presente estudio, al afirmar lo siguiente:1

Bases del Plan Nacional de Desarrollo 2010-2014 – Capítulo VI. Sostenibilidad Ambiental y Prevención del

Riesgo - D. Canasta y Eficiencia Energética - 1. Combustibles líquidos y biocombustibles como insumo para el transporte.