Universidad Católica de Santa María

Programa profesional de Arquitectura e Ingenierías Civil y del Ambiente.

PROGRAMA: Ingeniería Civil

VI Semestre

ASIGNATURA: Ecología

TEMA: Aplicación de las tecnologías limpias en el Perú

INTEGRANTES:

- Ampuero Rodríguez, Paul

- Aguilar Chávez, Alex

- Flores Delgado, Miguel

- Manchego Riveros, A. Rodolfo

- Miranda Vega, Andrés Gonzalo

04/12/2013

AREQUIPA

APLICACIÓN DE LAS TECNOLOGIAS LIMPIAS EN EL PERU

DISEL - BIODISEL

1.- Introducción

Desde hace años se tiene el propósito de promover la generación de proyectos

que sustenten un eficiente uso de los recursos naturales en especial el recurso

agua y la conservación del ambiente. Además de difundir el desarrollo

sostenible y la eco eficiencia, impulsando soluciones eco eficientes que

incluyan: adaptación de tecnologías limpias, conservación del recurso de

agua disminución de consumo de energía y disminución de desechos y

emisiones.

La eco-eficiencia es el principal medio a través del cual las personas,

empresas u organizaciones ayudan a las naciones a avanzar hacia el

desarrollo sostenible, al tiempo que mejoran su propia competitividad. Este

concepto significa agregar cada vez un mayor valor a los productos y

servicios, consumiendo menos materiales, y generando cada vez menos

contaminación.

2.- Descripción del proceso

El actual sistema energético mundial no es sostenible en el largo plazo

debido a los impactos ambientales que genera y a la inequidad en su

distribución. En el Perú, la energía primaria proviene aproximadamente en

un 45% del petróleo y en un 30% de la leña. En el caso específico de la

Amazonía peruana, los poblados más aislados tienen un limitado acceso a la

electricidad debido a la dificultad y el elevado costo de la prolongación de la

red de distribución. Es por eso que los pobladores utilizan leña y/o

generadores eléctricos de tipo diesel. Este último combustible es

transportado por vía fluvial, lo cual incrementa su costo y las probabilidades

de constituirse en fuente contaminante de los ríos. Por otro lado, en las

grandes ciudades del país, la contaminación del aire producida por las

emisiones vehiculares se ha acentuado en los últimos años, principalmente

por el crecimiento del parque automotor alimentado por diesel y por el mal

estado de los motores. Así, si en l990 en Lima Metropolitana y el Callao se

consumían 5 l90 mil barriles de diesel al año, en l998 se consumieron 9 l77

mil barriles, mientras que el consumo de gasolina permaneció relativamente

constante en el mismo periodo (6 563 mil barriles en l990 a 6 920 mil en

l998). Según estudios realizados en el año 2000 por la Dirección General de

Salud Ambiental (DIGESA) del Ministerio de Salud, el principal

contaminante atmosférico en Lima es el material particulado emitido por

motores de combustión diesel. El Perú por su lado cuenta desde 2003 con la

Ley de Promoción del Mercado de Biocombustibles, la cual busca promover

las inversiones para la producción y comercialización de biocombustibles y

difundir las ventajas económicas, sociales y ambientales de su uso.

3.- Tecnología Limpia aplicable al proceso

Se hace necesario investigar mecanismos que permitan obtener fuentes

alternativas de energía, que sean de bajo costo y que reduzcan los impactos

ambientales negativos de su generación y utilización.

Consideraciones a tener para la elección de la fuente de energía:

Se requiere de una fuente de energía renovable de modo que se independice

al parque automotor de una zona tan inaccesible como lo es la selva

amazónica y que evite cualquier forma de contaminación posible de la

misma.

Esta fuente debe ser de origen natural y el tratamiento de la materia prima

necesaria deber de tener un costo beneficioso para la empresa proveedora y

para el medio ambiente.

La ubicación de la zona donde se cuente con la materia prima a explotar no

debe generar mayor problema ya que la fuente que se utiliza es ya lo

bastante inaccesible como para ofrecer alguna barrera al cambio de energía.

4.- Denominación de la tecnología

“Cambio de combustible de diesel a biodiesel para producir energía que

alimente el parque automotor nacional utilizando tecnologías limpias”

5.- Descripción de la tecnología

El biodiesel es un combustible renovable derivado de aceites vegetales o

grasas animales que puede ser utilizado como sustituto o aditivo del diesel

convencional. La Sociedad Americana de Ensayos y Materiales (ASTM)

define al biodiesel como ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena

larga derivados de insumos grasos renovables, como los aceites vegetales o

grasas animales. El término bio hace referencia a su naturaleza renovable y

biológica en contraste con el combustible diesel tradicional derivado del

petróleo; mientras que diesel se refiere a su uso en motores de este tipo.

El proceso de producción de biodiesel se basa en la reacción de

transesterificación del aceite. Los aceites están compuestos principalmente

por moléculas de triglicéridos compuestas de tres cadenas de ácidos grasos

unidas a una molécula de glicerol. La transesterificación consiste en

reemplazar el glicerol por un alcohol simple, como el metanol o el etanol, de

forma que se produzcan ésteres metílicos o etílicos de ácidos grasos. Este

proceso permite disminuir la viscosidad del aceite, la cual es principalmente

ocasionada por la presencia de glicerina en la molécula. La alta viscosidad

del aceite impide su uso directo en motores diesel no modificados,

desventaja que se supera mediante este proceso.

Para lograr la reacción se requieren temperaturas entre 40 y 60°C, así como

la presencia de un catalizador alcalino. Después de la reacción se separan

dos fases en la mezcla: una superior líquida y cristalina, el biodiesel; y otra

inferior, de color por lo general más oscuro y alta viscosidad, la glicerina

Luego de la separación del biodiesel y la glicerina, se realiza un

postratamiento de purificación al biodiesel

6.- Consideraciones económicas de la aplicación de la tecnología limpia

Dentro de los componentes fundamentales evaluados en la determinación del

valor del cambio que se realizara a biodiesel, se tienen costos directos e

indirectos. Y por ello será necesario tener una planta extractora y de

biodiesel.

Estos valores y los cálculos detallados hacen parte del documento “Aspectos

económicos y de mercado de la implementación de la tecnología de

producción de aceite vegetal y de los subproductos” el cual hace parte de los

productos que se entregan a la UPME como componentes del proyecto

“Programa Estratégico para la Producción de Biodiesel – Combustible

Automotriz – a partir de Aceites Vegetales”.

Costos directos

• Equipos de proceso

• Mano de obra en el montaje de los equipos de proceso

• Material de proceso

• Subestructuras de concreto

• Tubería y trabajo de ductos

• Electricidad

• Aislamiento

• Instrumentación

• Pintura

• Mano de obra de los materiales de proceso

Costos indirectos

• Costos de oficina

• Ingeniería

• Planos

• Compras

• Construcción

• Viajes

• Comunicaciones

• Costos de campo

• Herramientas de construcción

• Personal de campo

• Viajes

• Impuestos y aseguramiento

El valor del precio de venta de los créditos de CO2 se obtuvo aplicando el

concepto empleado por algunas de las entidades internacionales5 que

actualmente generan proyectos de reducción de emisiones por el uso de la

biomasa como fuente de combustible.

US$/Ton CO2 = Costo de capital / (Ton de CO2 totales reducidas en el

período de vida útil del proyecto).

Ton CO2 reducidas = Ton CO2 línea base – Ton CO2 por la producción de

Biodiesel

Las toneladas de CO2 en la producción de biodiesel se determinan teniendo

en cuenta el programa de crecimiento esperado por el sector palmero en el

país, determinando las cantidades de combustible utilizado en las plantas de

extracción del aceite y de producción de biodiesel, y la cantidad de CO2

capturado por las plantas de palma.

Valor del crédito de CO2 (US$/Ton CO2)

COSTO DE CAPITAL (PLANTA

EXTRACTORA + PLANTA DE

BIODIESEL) (US$)

TON CO2 REDUCIDAS

PERÍODO 2011 – 2021 US$/TON CO2

75´000,000 60´000,000 1.25

El factor obtenido de 1.25 se genera por la relación entre el costo de capital

relacionado con la planta extractora y la planta de biodiesel y las toneladas

total reducidas de CO2 por la implementación del proyecto en el periodo de

tiempo del 2011 al 2021.

7.- Ventajas

El biodiesel tiene diversas ventajas sobre el diesel

convencional, como por ejemplo:

- No contiene sulfuros, disminuyendo las emisiones de SO2, y

mejorando la lubricidad del combustible.

- Es más seguro de manipular gracias a su punto de inflamación

elevado (l50ºC).

- Se puede producir a partir de insumos locales.

- Es altamente biodegradable en el agua, por lo que es ideal para

transporte fluvial.

- Prácticamente no es tóxico en caso de ingestión, tanto en peces como

en mamíferos.

- Contribuye a la reducción del calentamiento global, ya que emite

menos CO2 en su ciclo de vida que el fijado mediante fotosíntesis

por las plantas usadas para producirlo.

- Al ser un combustible oxigenado, el biodiesel tiene una combustión

más completa que el diesel, reduciendo las emisiones de CO, materia

particulada e hidrocarburos no quemados

8.- Desventajas

Las propiedades fisicoquímicas del biodiesel son muy similares a las del

diesel de petróleo y su uso no requiere mayores cambios en los motores

diesel. Así, puede emplearse directamente en el motor, pudiéndose también

utilizar como aditivo, mezclado en cualquier proporción con el diesel.

Puede ser bombeado, almacenado y manipulado con los mismos equipos,

procedimientos e infraestructura que el diesel. El encendido, rendimiento,

torque y potencia de los motores no varía significativamente, pero el

consumo puede incrementarse hasta en un 5%.

9.- Evaluación de las mejoras medio ambientales

Este combustible vegetal reduce los efectos contaminantes desde diversos

puntos de vista. Por un lado, elimina completamente (en un 100%) las

emisiones de CO2 y reduce la producción de hollín entre un 40 y un 60%.

También lo hace con las emisiones de hidrocarburos, que disminuyen con el

biodiesel entre un 10 y un 50%. El monóxido de carbono también desciende

en la misma proporción, entre un 10 y un 50%.

Estos indicadores pueden aplicarse para el biodiesel 100% puro, ya que este

combustible vegetal también se emplea en combinación con fuentes

energéticas de origen fósil.

Pero los aportes al medio ambiente no acaban aquí, ya que además reduce

de forma importante la emisión de muchos de los denominados

hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAHs), derivados que en su mayoría

poseen acción cancerígena. Entre ellos, se encuentra el Fenantrén, el

Benzoflúorantren o los Benzopirenos.

Asimismo, el biodiesel es totalmente biodegradable, desapareciendo por

completo su presencia en el planeta en un período menor a los 21 días. Para

concluir, puede decirse que no genera olores desagradables en su

combustión y que su toxicidad es mínima.

El único combustible alternativo que puede utilizarse directamente en

cualquier motor diesel, sin requerir ningún tipo de modificación es el

Biodiesel. Hoy en día, dichos motores requieren un combustible que al ser

sometido a distintas condiciones en las que opera, permanezca estable y por

otra parte sea limpio al quemarlo.

Al poseer propiedades similares al combustible diesel de petróleo, ambos se

pueden mezclar en cualquier proporción, sin generar problema alguno.

El biodiesel resulta un combustible ideal por sus bajas emisiones, en las

áreas marinas, parques nacionales y bosques y sobre todo en las grandes

ciudades como por ejemplo Estados Unidos que lo utiliza en sus distintas

mezclas para el transporte público.

La gran fortaleza que representa el Biodiesel como combustible radica en su

posibilidad de generarse a partir de cultivos que en nuestro país son

abundantes como la soja y el girasol entre otros, generando un rédito para el

sector agrícola y consecuentemente un descenso del desempleo.

Proviene de un recurso renovable.

Es biodegradable.

Es menos contaminante que el gasoil mineral.

Reduce partículas (smog) en más de un 50% y las emisiones de CO2.

Está libre de sulfuro, benceno y aromatizantes potencialmente

cancerígenos.

Posee productos derivados del residuo de su proceso como glicerina y

fertilizantes orgánicos.

10.- Nivel actual de utilización

El uso de biodiesel en automoción está totalmente extendido en Europa desde

los últimos 10-12 años. En países como Alemania y Austria hay más de 1.800

gasolineras que incorporan un surtidor de biodiesel (ya sea 100% o mediante

una mezcla del 2% al 30% de biodiesel y el resto de gasóleo).

La razón de realizar una mezcla con gasóleo convencional (EN590), radica en

que los aceites vegetales tienen, entre otras cosas, la particularidad de

disolver la goma y el caucho. Debido a que estos aceites vegetales son la

materia prima para la fabricación del biodiesel, dicho producto también

disuelve la goma y el caucho, materiales empleados en la fabricación de los

conductos y las juntas del sistema de alimentación de los vehículos

(latiguillos o manguitos) por lo que con el uso prolongado de biodiesel 100%,

se podrían llegar a degradar dichos conductos, produciendo algún poro o

pérdida de combustible (el biodiesel es biodegradable en un 98,3% en 21

días).

Desde mediados de los años 90, casi todos los fabricantes de vehículos

(principalmente marcas alemanas), ya han substituido dichos conductos por

conductos fabricados con materiales plásticos o derivados, con lo que el

biodiesel no los disuelve.

En España, ante la imposibilidad de controlar si los vehículos que repostan en

las estaciones de servicio están o no preparados para la utilización de

biodiesel 100%, se emplea la mezcla BDP-10 (10% biodiesel + 90%

gasóleo), y así cualquier vehículo lo puede utilizar sin ningún tipo de

problema.

Otros productores de la Unión Europea, y debido a su política comercial,

venden toda su producción a una empresa petrolera, la cual opta por la

mezcla del biodiesel en un 5% máximo en todos sus gasóleos.

PLANTAS PRODUCTORAS DE PALMA EN EL PERU

11.- Panel Fotográfico

IMAGEN N°1

EL CICLO DEL BIODISEL

IMAGEN N°2

EL CICLO DEL BIODIESEL

IMAGEN N°2

BIODIESEL