CAPÍTULO I El Problema PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A lo largo de la historia de la humanidad, se conoce que esta ha tenido una necesidad de evolucionar, lo cual se evidencia cuando los primeros hombres idearon herramientas y crearon técnicas para facilitar su supervivencia. Con la llegada de la revolución industrial y la creación de motores en serie, se aumentó en grandes proporciones la producción en todos los ámbitos, vinieron invenciones que cubrieron necesidades generales, entre ellas las de transporte; con el descubrimiento del petróleo y su refinación, surgieron nuevas formas de producir energía: la combustión de carburos fósiles; y gracias a esta forma de obtención de energía, nacieron los automóviles, lo que no se conocía es que los residuos de la combustión de gasolina tienen sus consecuencias, las cuales se evidencian claramente en las cifras del deterioro en la salud humana y ambiental, síntomas que son cada vez más visibles. Actualmente se observan gran cantidad de vehículos, tanto privados como de transporte público, especialmente en las ciudades más desarrolladas, en Venezuela la flota de vehículos es bastante antigua, encontrando fácilmente en cualquier esquina vehículos con muchos años de circulación, principales contaminantes ambientales, estos
automóviles
tienen
desechos
químicos
dañinos
para
el
ecosistema, como el dióxido de carbono, causante del efecto
invernadero
e
hidrocarburos
aromáticos
policiíclicos
que
son
cancerígenos, tales como el naftaleno, acenafteno, acenaftileno, fluoreno, fenantreno, antraceno, fluoranteno, pireno, criseno, entre otros. Por otra parte, en nuestra cultura gastronómica se consumen muchas frituras, razón por la cual se generan grandes cantidades de aceites vegetales a usar tanto en nuestros hogares como en locales comerciales, como fuentes de sodas, restaurantes, ventas de comida rápida, entre otros, cuyo destino, luego de su uso es la cañería de desagüe, o pipotes de basura, contaminando así los efluentes de la ciudad y las corrientes fluviales a las que son desechados, afectando a toda la biodiversidad que pueda existir en esas aguas y en las que desemboca, así como en las tierras que la bordean. Sin embargo, este aceite es reciclable, pudiendo, en vez de ser desechado, usarse como materia prima para la formación de combustible, en este caso, el biodiesel, el cual es un combustible ecológico, ya que sirve para reducir la contaminación, pues su uso produce menos desechos contaminantes, evitando la continuidad del deterioro ambiental y de la salud de los habitantes. En tal sentido, se propone como alternativa a los combustibles convencionales el uso de aceites vegetales empleados en el hogar o en diferentes locales comerciales, siendo esto, de carácter usado, con la finalidad de crear un combustible ecológico (biodiesel) que permita disminuir el grado de contaminación ambiental.
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN General Elaborar un combustible ecológico (biodiesel) a partir de aceites vegetales usados, para preservar el estado ambiental.
Específicos 1. Determinar los niveles de contaminación en las zonas este, centro y oeste de la ciudad de Barquisimeto, a través de la técnica de gravimetría. 2. Recolectar de establecimientos comerciales los aceites vegetales para la elaboración del combustible ecológico. 3. Transformar los residuos de aceites comestibles en biodiesel para evitar la contaminación del medio ambiente. 4. Concientizar a la población sobre las ventajas del uso de biodiesel como alternativa para mejorar el medio ambiente.
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA Actualmente en el mundo se presentan altos niveles de contaminación, especialmente en el aire de las ciudades muy pobladas, cuyo principal causante son los efluentes de los vehículos automotores, Barquisimeto no escapa de este problema, por ello se hace importante determinar el grado de contaminación existente, así como los efectos que estos producen en los habitantes. De ahí que, el biodiesel tiene gran relevancia, ya que proviene de aceites naturales usados, los cuales no contienen azufre, monóxido de carbono y contamina mucho menos que otros. Como combustible es mucho más ecológico que los convencionales, pues está comprobado que en su proceso de combustión las emisiones contaminantes son un 55% a 80% más bajas que con los combustibles convencionales. Por otra parte, el biodiesel es fácil de obtener, pues para su elaboración se usa el aceite vegetal usado en hogares y locales comerciales comunes, que normalmente es desechado al desagüe o en pipotes de basura; al reciclarlo en la formación de combustible se evita que ese sea desechado por desagües y que contamine los suelos y efluentes donde se vierte. Por este motivo, la importancia de esta propuesta de generar un combustible más ecológico que sirva para minimizar los contaminantes, mejorar el medio ambiente, reciclar la energía de algo que normalmente se desecha, además ayuda a disminuir el efecto invernadero, y en un futuro a generar nuevos empleos.
ALCANCES Y LIMITACIONES A pesar de la débil infraestructura gubernamental que posee nuestro país con respecto a la investigación de métodos y técnicas para la conservación del ambiente, la existencia de antecedentes en el exterior y la posibilidad de consultarlos a través de la internet abre un mundo de posibilidades que hace posible tener entre los alcances la creación de biodiesel a través de la transformación de los residuos de aceite comestible, para lo cual se cuenta con los recursos necesarios, como la adquisición de materiales, el conocimiento de la técnica y la accesibilidad a la materia prima y demás componentes necesarios. Sin embargo, la creación de biodiesel se limita a solo pequeñas cantidades, debido a que se transformará de forma manual, sin máquinaria especializada, bajo la Técnica de Procesamiento y Lavado del Dr. Pepper.
CAPITULO II Marco Referencial ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN Desde hace varios años se ha venido implementando nuevas alternativas de producción de energía con el fin de sustituir los agentes más contaminantes, en materia de combustibles, el biodiesel es el más ecológico, el mismo tuvo su primeros signos de creación alrededor de los años 1900, siendo Rudolph Diesel, quien usó por primera vez aceite vegetal como combustible para un motor de ignición. Durante la segunda guerra mundial, y ante la escasez de combustibles fósiles, se destacó la investigación realizada por Otto y Vivacqua en el Brasil, sobre diesel de origen vegetal, pero fue hasta el año de 1970, que el biodiesel se desarrolló de forma significativa a raíz de la crisis energética que se sucedía en el momento y al elevado costo del petróleo. Las primeras pruebas técnicas con biodiesel se llevaron a cabo en 1982 en Austria y Alemania, pero solo hasta el año de 1985 en Silberberg (Austria), se construyó la primera planta piloto productora de RME (Rapeseed Methyl Ester - metil éstero aceite de semilla de colza). En atención a lo expuesto, Pérez, I. Juan (2009) en su proyecto “Situación del Biodiesel en la República de Argentina”, en la que s e
trataron temas como: matriz energética mundial, calentamiento global, mercado local e internacional de biocombustibles, entre otros.
Asimismo se analizaron las razones de la crisis energética actual; la sensibilidad de los países ante el aumento del precio del petróleo; acciones tendientes a disminuir su vulnerabilidad; potencialidades y debilidades de los países en desarrollo para captar la demanda mundial de biocombustibles; se concluyo que las relaciones de interdependencia entre los actores relevantes del mercado, en el orden nacional e internacional, han incidido significativamente en el margen de maniobra del Estado para la definición de políticas de fomento y desarrollo, asi como tambien dejó en claro la importancia y ventajas que tienen las nuevas formas de combustibles ecológicos en comparación con los tan contaminantes combustibles fósiles. De igual manera lo hace Lozano, C. Yolanda (Mayo, 2009), en su investigación titulada “Viabilidad de los Biocombustibles: Biodiésel y Bioetanol”, estudió la factibilidad de la creación de combustibles a partir
de aceites vegetales en España, analizando las distintas variables, aplicando encuestas y consultando a empresas con experiencia en la materia, Concluye que es una salida muy viable a los altos costos de la gasolina en España y al reciclaje de los aceites vegetales. También estudian el tema, Miguel
A. Luis L.; Douglas J.
Escalante A. y Villegas A. María C. (Septiembre 2009) con su proyecto “Desarrollo de un sistema de reacción para la obtención de biodiesel a
partir de aceites naturales mediante catálisis heterogénea”, con la finalidad de diseñar y montar una mini planta para la obtención de biodiesel a partir de aceites naturales en la faculta experimental de ciencias y tecnología de la Universidad de Carabobo, UC para
establecer el análisis de comportamiento de diferentes catalizadores para la reacción de trans-esterificación de aceites vegetales para dar biodiesel, encontrándose las condiciones óptimas de reacción; concluyendo que este es el método más optimo para obtener biodiesel en menor tiempo y dar un aporte en cuanto a la investigación de energías alternativas en el país. Similarmente lo hacen: Texto, Juan C.; Betancur, Carlos I. y Duque, Juan P. (Octubre, 2009) en “Perspectivas Generales de la Industria de los Biocombustibles en el Uruguay ”, proyecto cuyo objetivo fue el análisis de la influencia del desarrollo de proyectos de producción y utilización de biocombustible y su contribución en la diversificación de la oferta energética y la reducción de la dependencia hacia los combustibles derivados de petróleo sobre los mercados económicos del Uruguay, concluyendo que en dicho país se emplea este combustible ecológico con el propósito de disminuir el consumo de combustibles fósil como también la utilización del biodiésel para la comercialización de otras fuentes energéticas. Finalmente, se puede concluir que el biodiesel está empezando a producirse en diversos países, debido a las grandes ventajas con las que este combustible contribuye, como las son el reciclaje, el cuidado ambiental, el ahorro monetario y la producción de energía.
BASES TEÓRICAS El Biodiesel es un aceite combustible. Biodiesel es el nombre de un combustible alternativo de combustión limpia, logrado a través de la reacción de cualquier grasa de origen vegetal o animal con el alcohol en la presencia de un catalizador El Biodiesel es simple para ser usado, biodegradable, no tóxico y esencialmente libre de compuestos sulfurados y aromáticos. El Biodiesel no contiene petróleo, pero puede ser agregado a él, formando una mezcla. Considerado como ambientalmente
correcto,
el
Biodiesel
reduce
la
emisión
de
contaminantes en la atmósfera, pues no contiene azufre en su composición y es un combustible de origen renovable. A fines de Siglo XIX. Rudolf Diesel (1858-1913) un ingeniero alemán, inventa el motor de combustión que utiliza fuel oil y a partir de allí implementó tempranas versiones de una máquina que utilizaba aceite de maní como energía. 1970. El biodiesel se desarrolló de forma significativa a raíz de la crisis energética y el elevado costo del petróleo 1982. En Austria y Alemania, se llevaron a cabo las primeras pruebas técnicas con este combustible vegetal 1985. En Silberberg (Austria) se construyó la primera planta piloto productora de biodiesel a partir de las semillas de colza o canola
Actualmente
Alemania,
Austria,
Canadá,
Estados
Unidos,
Francia, Italia, Malasia y Suecia son pioneros en la producción, ensayo y uso de biodiesel en automóviles.
Características del Biodiesel:
Es un combustible ecológico de origen renovable y respetuoso con el medio ambiente.
Es seguro, fácil para transportarlo y almacenarlo.
Es biodegradable como el azúcar, es diez veces menos tóxico que la sal de cocina y tiene un punto de inflación aproximadamente de 150 °C, comparado al diesel su punto de inflación es 50 °C.
El uso del biodiesel reduce aproximadamente en 80% las emisiones del anhídrido carbónico y un 100% las de dióxido de azufre. También la combustión del biodiesel disminuye en 90% la cantidad de hidrocarburos totales no quemados y entre el 75%- 90% en los hidrocarburos aromáticos. Contiene 11% de oxígeno en peso y o contiene azufre.
El uso de biodiesel puede extender la vida de los motores por que posee mejor calidad lubricante que el diesel.
Los derrames de este combustible en las aguas de ríos y mares son menos contaminantes que otros combustibles.
Los olores de la combustión del biodiesel son aromas de palomitas de maíz o papas fritas.
Diversos estudios realizados se demostró que el biodiesel reduce en un 90% el riesgo de contraer cáncer
Propiedades químicas del Biodiesel:
El biodiésel se describe químicamente como compuestos orgánicos de ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga y corta.
Reacciones de síntesis: El proceso de transesterificación consiste en combinar, el aceite (normalmente aceite vegetal) con un alcohol ligero, normalmente metanol, y deja
como
residuo
de
valor
añadido
propanotriol (glicerina).
Procesos industriales para la obtención de biodiesel: En la actualidad existen diversos procesos industriales mediante los cuales se pueden obtener biodiesel. Los más importantes son los siguientes:
Proceso base-base, mediante el cual se utiliza como catalizador
un hidróxido.
Este
hidróxido
puede
ser hidróxido de sodio (soda cáustica) o hidróxido de potasio (potasa cáustica). Dentro de este proceso se incluye la técnica del Dr. Pepper, la cual utiliza como catalizador el hidróxido de sodio para así formar el
metóxido con el que será mezclado el biodiesel, luego pasando por varios procesos químicos es dejado reposar hasta poder ser separada la guicerina del biocombustible y ser preparado para su último paso en la producción: la limpieza o purificicación.
Proceso ácido-base: Este proceso consiste en hacer primero una esterificación ácida y luego seguir el proceso normal (base-base), se usa generalmente para aceites con alto índice de acidez.
Procesos supe críticos: En este proceso ya no es necesario la presencia de catalizador, simplemente se hacen a presiones elevadas en las que el aceite y el alcohol reaccionan sin necesidad de que un agente externo, como el hidróxido, actúe en la reacción.
Procesos
enzimáticos:
En
la
actualidad
se
están
investigando algunas enzimas que puedan servir como aceleradores de la reacción aceite-alcohol. Este proceso no se usa en la actualidad debido a su alto costo, el cual impide que se produzca biodiesel en grandes cantidades.
Método de reacción Ultrasónica: En este proceso, las ondas ultrasónicas causan que la mezcla produzca y colapse
burbujas
constantemente.
proporciona
simultáneamente
la
necesarios
para
cabo
llevar
a
Esta
mezcla el
cavitación y
el
proceso
calor de
transesterificación. Así, utilizando un reactor ultrasónico
para la producción del biodiesel, se reduce drásticamente el tiempo, temperatura y energía necesaria para la reacción. Y no sólo reduce el tiempo de proceso sino también de separación.2 De ahí que el proceso de transesterificación puede correr en línea en lugar de utilizar el
lento
método
de
procesamiento
por
lotes.
Los
dispositivos ultrasónicos de escala industrial permiten el procesamiento de varios miles de barriles por día. Especialmente durante el último año el uso del equipo ultrasónico aumentaba signifitivacamente a causa de sus ventajas económicas.
Principales ventajas del Biodiesel como combustible:
Es el único combustible alternativo que funciona en cualquier motor
diesel
convencional,
sin
ser
necesaria
ninguna
modificación.
Puede usarse puro o mezclarse en cualquier proporción con el combustible diesel de petróleo. La mezcla más común es de 20% de biodiesel con 80% diesel de petróleo, denominado "B20."
El ciclo biológico en la producción y el uso del Biodiesel reduce aproximadamente en 80% las emisiones de anhídrido carbónico, y casi 100% las de dióxido de azufre. La combustión de Biodiesel disminuye en 90% la cantidad de hidrocarburos totales no quemado, y entre 75-90% en los hidrocarburos aromáticos. Además proporciona significativas
reducciones en la emanación de partículas y de monóxido de carbono, que el diesel de petróleo y proporciona un leve incremento
o
decremento
en
óxidos
de
nitrógeno
dependiendo del tipo motor.
Contiene 11% de oxígeno en peso y no contiene azufre. El uso de biodiesel puede extender la vida útil de motores porque
posee
mejores
cualidades
lubricantes
que
el
combustible de diesel de petróleo.
Es seguro de manejar y transportar porque es biodegradable como el azúcar, es10 veces menos tóxico que la sal de la mesa, y tiene un flash-point de aproximadamente 150º C comparado al diesel de petróleo cuyo flash-point es de 50º C. Se degrada el 85 % en 28 días.
Los derrames de este combustible en las aguas de ríos y mares resultan menos contaminantes y letales para la flora y fauna marina que los combustibles fósiles.
Desarrollo local y regional: Mejora la cohesión económica y social y posibilita la creación de puestos de trabajo. Porque puede producirse a partir, de cultivos que abundan en nuestro país, como por ejemplo la soja.
Es un combustible que ya ha sido probado satisfactoriamente en más de 15 millones de Km. en EE.UU. y por más de 20 años en Europa.
Los olores de la combustión en los motores diesel por parte del diesel de petróleo, son reemplazados por el aroma de las palomitas de maíz o papas fritas.
La Oficina de Presupuesto Del Congreso, y el Departamento Americano de Agricultura, junto con otros organismos han determinado que el Biodiesel es la opción más económica de combustible alternativo que reúne todos los requisitos del Energy Policy Act.
Posee efectos positivos para la salud, ya que reduce compuestos cancerígenos como PAH y PADH.
Factores perjudiciales de la producción del Biodiesel:
La explotación de plantaciones para palmas de aceite (utilizadas para hacer biodiesel) fue responsable de un 87% de la desforestación de Malasia hasta el año 2000. En Sumatra y Borneo, millones de hectáreas de bosque se convirtieron en tierra de cultivo de estas palmeras y en los últimos años se ha conseguido más que doblar esa cifra, la tala y los incendios perduran. Hasta deforestaron por completo el famoso parque nacional Tanjung Puting de Kalimantan. Orangutanes, gibones, rinocerontes, tapires tigres, panteras nebulosa, etc. se van a extinguir por la destrucción del hábitat. Miles de indígenas han sido desalojados de sus tierras y 1500 indoneses fueron torturados. Pero los gobiernos, mientras Europa siga comprando su palma de aceite para hacer biodiesel, seguirán promoviendo el
cultivo
de
estas
plantas
para
su
propio
beneficio.
Debido
a
su
mejor
capacidad
solvente
con
respecto
al petrodiésel, los residuos existentes son disueltos y enviados por la línea de combustible, pudiendo atascar los filtros, caso que se da únicamente cuando se utiliza por primera vez después de haber estado consumiendo diesel mineral.
Tiene una menor capacidad energética, aproximadamente un 3% menos, aunque esto, en la práctica, no es tan notorio ya que es compensado con el mayor índice cetano, lo que produce una combustión más completa con menor compresión.
Ciertas hipótesis sugieren que se producen mayores depósitos de combustión y que se degrada el arranque en frío de los motores, pero esto aún no está documentado.
Otros problemas que presenta se refieren al área de la logística de
almacenamiento,
ya
que
es
un
producto hidrófilo y
degradable, por lo cual es necesaria una planificación exacta de su
producción
y
expedición.
El
producto
se
degrada
notoriamente más rápido que el petrodiésel.
El rendimiento promedio para oleaginosas como girasol, maní, arroz, algodón, soja o ricino ronda los 900 litros de biodiesel por hectárea cosechada. Esto puede hacer que sea poco práctico para países con poca superficie cultivable; sin embargo, la gran variedad de semillas aptas para su producción (muchas de ellas complementarias en su rotación o con subproductos utilizables en otras industrias) hace que sea un proyecto sustentable. No obstante, se está comenzando a utilizar la jatrofa para producir
aceite vegetal y, posteriormente, biodiesel y que puede cultivarse incluso en zonas desérticas.
Experiencia y penetración del Biodiesel en el mercado financiero: En Europa y los EE UU, el biodiesel es producido y utilizado en cantidades comerciales. En 1998, la DOE designó al biodiesel puro ("B100" - 100%), como un combustible alternativo y estableció un programa de créditos para el uso de biodiesel. Sin embargo el biodiesel mezclado, cuya forma más común se llama B20 (20% biodiesel, 80% diesel convencional), no ha sido designado como un combustible alternativo.
En los EE UU, flotas de carga mediana y liviana que son centralmente llenadas de combustible en el medio oeste y en el este son actualmente las principales usuarias del combustible biodiesel. Las porciones del mercado total son bajas: por ejemplo, en Alemania, donde el biodiesel está disponible en cerca de 1.000 de un total de 16.000 estaciones de llenado de combustible, la participación del biodiesel está en el orden de 0,3% del diesel vendido, lo cual equivale a 100.000 t. Se espera que esto se eleve a quizás 300.000 en el futuro anticipable, pero incluso los optimistas no esperan que la participación se eleve por sobre un 5%-10% como máximo.
Varias flotas de buses escolares y de transporte público están usando biodiesel en los EE UU. Según, el uso del biodiesel como un combustible alternativo (esto es, en su forma pura) no se espera que sea importante, pero como una mezcla puede aumentar en los EE UU y en otras partes, aunque quizá principalmente en flotas cautivas con llenado de combustible central o nicho de mercado en áreas ambientales sensibles.
Demanda de biodiesel: La demanda sigue creciendo especialmente en Estados Unidos su demanda en el 2005 se ha situado en el entorno de 2500 millones de
toneladas,
siendo Alemania
con
cerca
del
75%
del
consumo, Francia e Italia los países con mayor consumo. España, Reino Unido y Polonia están abriendo nuevos mercados para los actuales productores y para el desarrollo de nuevas plantas. El biodiesel más común es el B20, es decir una mezcla de 20% de biodiesel con un 80% de diesel convencional este tipo de biodiesel es la más comercial. La demanda del biodiesel en Estado Unidos el año pasado fue de 208 000 millones de litros entonces se observa una bastante demanda del producto. La demanda del biodiesel está impulsando a niveles récord la producción de colza en la Unión Europea alcanzó los 15.75 toneladas y las semillas de girasol 4.14 millones de toneladas.
Si se llega a realizar la ampliación de los cultivos de palma aceitera
y
colza
y
la
demanda
de
aceites
para
producción
de alimentos y para exportación no varía, de acuerdo a estudios realizados se llegaría a la conclusión de disponer aproximadamente 104 mil toneladas de aceites para la producción de biodiesel. El incremento en la producción de aceite tomaría varios años. Es muy probable que para iniciar la producción de biodiesel a gran escala en el Perú requieran iniciar sus operaciones con aceite importado.
BASES LEGALES Primeramente, los artículos referenciados en la carta magna de la república:
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, Marzo del año 2000 Capitulo IX De los derechos ambientales
Artículo 127. “Es un derecho y un deber de cada generación proteger y
mantener el ambiente en beneficio de sí misma y del mundo futuro. Toda persona tiene derecho individual y colectivamente a disfrutar de una vida y de un ambiente seguro, sano y ecológicamente equilibrado. El Estado protegerá el ambiente, la diversidad biológica, genética, los procesos ecológicos, los parques nacionales y monumentos naturales y demás áreas de especial importancia ecológica. El genoma de los seres vivos no podrá ser patentado, y la ley que refiera a los principios bioéticos regulará
la
materia.
Es una obligación fundamental del Estado, con la activa participación de la sociedad, garantizar que la población se desenvuelva en un ambiente libre de contaminación, en donde el aire, el agua, los suelos, las costas, el clima, la capa de ozono,
las
especies
vivas,
sean
especialmente
protegidos,
de
conformidad con la ley.”
Por lo expuesto en dicho artículo, es evidente que la preservación del ambiente es tanto un derecho como un deber, de todos los ciudadanos. Ley Penal del Ambiente Título II: De los delitos contra el ambiente
Capítulo I De La Degradación, Envenenamiento, Contaminación Y Demás Acciones o Actividades Capaces de Causar daños a las Aguas.
Artículo 28. “Vertido
ilícito.
El
que
vierta
o
arroje
materiales
no
biodegradables, sustancias, agentes biológicos o bioquímicos, efluentes o aguas residuales no tratadas según las disposiciones técnicas dictadas por el Ejecutivo Nacional, objetos o desechos de cualquier naturaleza en los cuerpos de las aguas, sus riberas, cauces, cuencas, mantos acuífero, lagos, lagunas o demás depósitos de agua, incluyendo los sistemas de abastecimiento de aguas, capaces de degradarlas, envenenarlas o contaminarlas,
será sancionado con prisión de tres (3) meses a un (1) año y multa de trescientos (300) días a mil (1.000) días de salario mínimo.”
Artículo 35. “Descargas contaminantes. El que descargue al medio lacustre,
marino y costero, en contravención a las normas técnicas vigentes, agua residuales, efluentes, productos, sustancias o materiales no biodegradables o desechos de cualquier tipo, que contengan contaminantes o elementos nocivos a la salud de las personas o al medio lacustre, marino o costero, será sancionado con prisión de tres (3) a doce (12) meses y multa de trescientos (300) a mil (1.000) días de salario mínimo.”
Título II De los delitos contra el ambiente Capítulo III: De La Degradación, Alternación Deterioro, Contaminación y Demás Acciones Capaces de Causar Daños a los Suelos, la Topografía y el Paisaje
Artículo 41. “Actividades y objetos degradantes. El que vierta, arroje,
abandone, deposite o infiltre en los suelos o subsuelos, sustancias, productos o materiales no biodegradables, agentes biológicos o bioquímicos, agroquímicos, objetos o desechos sólidos o de cualquier naturaleza, en contravención de las
normas Técnicas que rigen las materia, que sean capaces de degradarlos o alterarlos nocivamente, será sancionado con arresto de tres (3) meses a un (1) año y multa de trescientos (300) a mil (1.000) días de salario m ínimo.” En estos artículos se evidencia la responsabilidad que acarrea a los ciudadanos la forma inadecuada de deshacerse de sus desechos y residuos que generen efectos perjudiciales sobre el medio ambiente y sus respectivas sanciones.
Ley Orgánica del Ambiente Gaceta Oficial Nº 5.833 Extraordinario del 22 de diciembre de 2006
Artículo 4. “La gestión del ambiente comprende:
1. Corresponsabilidad: Deber del Estado; la sociedad y las personas
de
conservar
un
ambiente
sano,
seguro
y
ecológicamente equilibrado…” “…4. Participación ciudadana: Es un deber y un derecho de
todos los ciudadanos la participación activa y protagónica en la gestión del ambiente….”
Artículo 12. “El Estado, conjuntamente con la sociedad, deberá orientar sus
acciones para lograr una adecuada calidad ambiental que
permita alcanzar condiciones que aseguren el desarrollo y el máximo bienestar de los seres humanos, así como el mejoramiento de los ecosistemas, promoviendo la conservación de los recursos naturales, los procesos ecológicos y demás elementos del ambiente, en los términos establecidos en esta Ley.”
Tanto el estado como la sociedad, tienen el deber de promover mediante diversas acciones, el bienestar ambiental.
Artículo 39. “Todas las personas tienen el derecho y el deber de participar en los asuntos relativos a la gestión del ambiente.”
Artículo 42. “Las organizaciones ambientalistas, los pueblos y comunidades
indígenas,
los
consejos
comunales,
las
comunidades
organizadas y otras formas asociativas, podrán desarrollar proyectos enmarcados en una gestión del ambiente compartida y comprometida con la conservación de los ecosistemas, los recursos
naturales
y
el
desarrollo
sustentable
bajo
las
modalidades de la autogestión y cogestión.”
Se refiere a la permisividad de diversas sociedades para llevar a cabo proyectos con el fin de favorecer la conservación ambiental.
Artículo 59.
“El aire como elemento natural de la atmósfera constituye un bien fundamental que debe conservarse.”
Artículo 58. “La gestión integral de la atmósfera está orientada a asegurar su conservación, garantizando sus condiciones de calidad.”
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS Aceite: es un término genérico para designar numerosos líquidos grasos de orígenes diversos que no se disuelven en el agua y que tienen menor densidad que ésta.
El aceite vegetal: es un compuesto orgánico obtenido a partir de semillas u otras partes de las plantas en cuyos tejidos se acumula como fuente de energía. Algunos no son aptos para consumo humano, como el de castor, algodón o maíz.
Biodegradable: es la facultad de algunos productos o sustancias de descomponerse en elementos químicos naturales en un período de tiempo relativamente corto y por acción de organismos vivos (bacterias, microorganismos, hongos, gusanos, insectos, etc.) que las utilizan para producir energía y crear otras sustancias como aminoácidos, nuevos tejidos o nuevos organismos.
Biodiesel: El biodiesel es un combustible renovable derivado de 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, siendo un combustible menos volátil y menos toxico que el combustible fósil.
Contaminantes: La presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza, así como que puedan atacar a
distintos
materiales,
reducir
la
visibilidad
o
producir
olores
desagradables.
Dióxido de Carbono (CO2): es un gas incoloro, denso y poco reactivo, forma parte de la composición de la tropósfera (capa de la atmósfera más próxima a la Tierra). Se estima que el aumento de (CO2) es causado por factores el uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo y derivados, gas) y las quemas con fines agrícolas
lo cual ocasione
cambios climáticos considerables.
Efecto Invernadero: el calentamiento global es la acumulación de los gases de invernadero (CO2, H2O, O3, CH4 y CFC´s) provocada por la actividad humana, principalmente desde la revolución industrial por la quema de combustibles fósiles y la producción de nuevos productos químicos.
Motor diesel guarda relación con el señor Rudolf Diesel, quien en el año 1892, inventó y luego patentó este motor. Su primera aparición fue en la Feria Internacional de París en 1900, y fue presentado como el primer motor para biocombustibles; fue diseñado para la combustión de aceite de palma con un 100% de pureza.
Capítulo III Marco metodológico NATURALEZA DE LA INVESTIGACIÓN La presente investigación tiene por objetivo la elaboración de un combustible o de biodiesel a partir de aceites vegetales usados, para preservar el estado ambiental, la misma se encuentra enmarcada entre las investigaciones de naturaleza experimental, debido a que para su elaboración es necesaria su manipulación de todos los instrumentos y materiales necesarios. Al respecto de esta metodología, Alba Lucía Marín Villada (2001) define que esta obtiene su información de la actividad intencional realizada por el investigador y que se encuentra dirigida a modificar la realidad con el propósito de crear el fenómeno mismo que se indaga, y así poder observarlo, sobre la misma se puede o no usar un grupo de control, con el fin de hacer las comparaciones necesarias para comprobar las hipótesis o rechazarlas según el caso; lo cual el nivel de conocimientos que se adquieren se divide en: exploratoria, descriptiva o explicativa. Según esta definición la presente investigación se clasifica entre la naturaleza experimental descriptiva debido a que fundamentalmente por describir un fenómeno o situación concreta indicando sus rasgos más peculiares o diferencias.
POBLACIÓN Y MUESTRA Población En líneas generales, la población es un conjunto de individuos de la misma clase, limitada por el estudio. Al respecto Ramírez, T (1999), dice que “la población, es la reunión de individuos, objetos, entre otros.,
que pertenece a una misma clase, con la diferencia que se refiere a un conjunto limitado por el ámbito del estudio a realizar”.
Muestra Según Hernández, 2000 dice que: “La muestra es, un subgrupo
de elementos que pertenecen a ese conjunto definido en sus características a los que llamamos población. ” Un muestreo intencional, según Ramírez, T (1996 ), “Es un tipo de muestreo que implica que el investigador obtiene información de unidades de la población escogidas de acuerdo con criterios previamente
establecidos,
seleccionando
unidades
tipo
o
representativas”.
En función de esto se tomo como muestra una encuesta del tipo semi-cerrada realizada a una población accidental de 100 personas pertenecientes al estado Lara, los datos y la información suministrada por esta encuesta, es una gran herramienta para llevar a cabo esta investigación y para conocer las tendencias de la comunidad en cuanto al tema, las mismas fueron suministradas durante el mes de mayo de 2010.
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS Las técnicas e instrumentos para la recolección de datos, constituyen un recurso que permiten acceder a los datos requeridos para conocer más sobre la investigación, a fin de alcanzar los objetivos específicos propuestos. En la presente investigación se aplican diversas técnicas como se detallan a continuación: observación directa, experimentación y encuestas.
Así
mismo,
los
instrumentos
utilizados
fueron
un
cuestionario e implementos para la creación satisfactoria del biodiesel.
Observación Directa La
observación
directa
puede
aplicarse
en
algunas
investigaciones con el objeto de tener un registro sistemático del evento que se desea analizar. Según Sabino (1976), “la observación
directa es definida como el uso sistemático de nuestros sentidos, en la búsqueda de los datos que necesitamos para resolver un problema de investigación.”
Experimentación ´
La experimentación consiste en el estudio de un fenómeno,
reproducido generalmente en un laboratorio, en las condiciones particulares de estudio que interesan, eliminando o introduciendo aquellas variables que puedan influir en él.
Encuesta Este instrumento de investigación, según Busot (2002), “consiste en obtener de los sujetos de la muestra la información relacionada con el problema que se investiga, por medio de un instrumento destinado para tal fin.” En tal sentido, para la encuesta se e laboró un cuestionario
estructurado por preguntas del tipo semi-cerradas, las cuales se utilizaron para obtener respuesta a los objetivos ya planteados y el cual se le aplicó a la muestra seleccionada para tal fin.
PROCEDIMIENTO Técnica de Procesamiento del Dr. Pepper Esta es una técnica que se enmarca en los procedimientos tipo base-base; en este caso se utilizara 500ml de aceite vegetal.
Materiales Requeridos • 5 litros de aceite vegetal – nuevo o usado • Por lo menos 3g d e NaOH (hidróxido de sodio) o 5g de KOH
(hidróxido de potasio) –conocidos comúnmente como lejía o soda cáustica. • Por lo menos 125 mL de metanol.
Equipo Requerido • Una botella de soda (bebidas carbonatadas) de un o dos litros en
buena condición y con una tapadera sin fugas. • Una pequeña jarra de vidrio u otro contenedor de por lo menos 200
mL para mezclar el metóxido. • Tazas medidoras o beakers para medir 120 mL de metanol y 500mL
de aceite. • Una balanza para medir NaOH o KOH. • Un embudo.
• Guantes de látex y protección para los ojos.
La Técnica Preparación Del Aceite • Medir
500mL de aceite y póngalo en una hoyita, en una estufa
eléctrica para calentar el aceite hasta aproximadamente 55°C. Si utiliza aceite usado y hay agua en el aceite, el aceite chispeará a medida que el aceite se calienta. Si el contenido de agua es alto, el chispeo puede incrementar; si nota que esto sucede, intente utilizar otra fuente de aceite usado que tenga menos agua o hierva el agua para removerla del aceite. Esto se hace al calentar el aceite a más de 100C hasta que termine de chispear y/o burbujear por varios minutos. Luego deje que el aceite se entibie. Mucha agua en el aceite le dará malos resultados.
Preparación Del Metoxido • Mientras el aceite se está calentando, mezclar el metanol y el NaOH
(lejía) para formar el metóxido. Use 120 ml de metanol. Si está usando aceite nuevo, mida 2.5g de NaOH (3.5g de KOH) en un contenedor pequeño y liviano, tal como un vasito de papel. Si usa aceite usado, debe hacer una titulación para determinar la cantidad correcta de NaOH que utilizará. • Poner los 2.5g de NaOH (3.5g de KOH) en su recipiente. Si está
usando cristales grandes de catalizador, es recomendable aplastarlos usando la base de una cuchara. Esto ayudará a que se disuelvan más fácilmente en el metanol. Puede tener que doblar su taza para
asegurarse que pueda verter sus contenidos dentro de la boca del bote de plástico. • Verter los 125 ml de metanol en la botella, usando un embudo para
asegurarse de no derramar el líquido. Tape la botella seguramente y agite gentilmente la mezcla para que el NaOH se disuelva en el metanol. Esto puede tomar unos pocos minutos, así que sea paciente. Primero verá los cristales de NaOH moviéndose dentro de la mezcla, pero después de unos cuantos minutos, al parar de agitar, todos los cristales habrán desaparecido y todo el NaOH estará disuelto. El recipiente se calentará a medida que se disuelve el NaOH ya que este proceso libera energía. No inhale los vapores. • Debe parar de agitar la botella periódicamente y destapar el recipiente
sólo un poquito para liberar una parte de la presión que se acumula dentro de la botella durante este proceso. Recuerde, sin embargo, que no debe inhalar los vapores que salen.
Fabricando El Biodiesel • Mientras esta mezc lando el NaOH y el metanol, se revisa
ocasionalmente el aceite que se está calentando. Apague la estufa una vez que la temperatura del aceite haya alcanzado los 55C. Si el aceite está más caliente que esto déjelo que se enfríe antes de agregarlo al contenido de la botella. Cuando el aceite haya alcanzado la temperatura correcta, use un embudo y vierta los 500ml de aceite dentro de la botella de plástico que contiene la mezcla de metanol y
NaOH (comúnmente conocida como metóxido). Luego ajuste la tapadera a la botella con mucha fuerza. • Agite la botella vigorosamente por aproximadamente 5 minutos. No se
genera mucha presión durante esta agitación. A medida que agita, debería notar un cambio en el aceite: de una apariencia lechosa a una apariencia más oscura pero más clara. Debe agitar el biodiesel por 5 minutos cada 15 minutos. Después de hacer esto 4 veces, déjelo reposar. • Dentro de 10-15 minutos, el producto secundario (comúnmente
conocido como glicerina) comienza a asentarse y a formar una capa al fondo de la botella. A medida que la glicerina continua asentándose, se debe notar que una separación clara de las dos capas comienza a formarse, con la oscura glicerina abajo y la capa de biodiesel más liviano y más claro arriba. • Dentro de una hora, la mayor parte de la glicerina se habrá asentado.
Ahora debe tener una botella con el biodiesel arriba de una capa más oscura de glicerina. El biodiesel todavía puede ser muy nubloso y tomara uno o dos días para que comience a aclararse. La capa de biodiesel seguirá poniéndose más y más clara durante las siguientes semanas. Luego de tener fabricado el biodiesel, se hace necesario que pase por un procedimiento de limpieza, el cual se detalla a continuación:
La técnica de lavado de Dr. Pepper Se debe estar consciente que el biodiesel no lavado contiene jabón. Si agita sus primeros lavados violentamente o demasiado fuerte, existe una gran probabilidad que el agua, el jabón y el biodiesel formarán una emulsión que puede tomar muchos días o hasta semanas para separarse.
La Técnica Primer Lavado • Vierta un litro de biodiesel en una botella de plástico de 2 litros. • Gentilmente vierta dentro de esta misma botella aproximadamente
500mL de agua a temperatura ambiente. • Asegúrese que la tapadera no tenga fugas. • Suavemente rote la botella de un lado al otro por unos 30 segundos. • Después de 30 segundos pare la botella verticalmente. • Si ha sido gentil, el agua y el biodiesel se separarán inmediatamente. • Se notará que el agua no está clara. • Remueva la tapadera y usando su dedo pulgar como tapón, invierta la
botella, aprete los lados de la botella para que el aire no se introduzca
de nuevo a la botella a través del líquido y drene el agua utilizando su dedo pulgar como una válvula. • Cuando toda el agua haya sido drenada, invierta la botella de nuevo a
suposición vertical y permita que la botella regrese a su forma original. • El primer lavado ha sido terminado.
Segundo lavado • Vierta otros 500mL de agua en la botella y repita los mismos pasos
del primer lavado, pero esta vez rote la botella gentilmente por un minuto • Drene el agua como en el primer lavado • El segundo lavado ha sido finalizado.
Tercer Lavado • De nuevo vierta otros 500mL de agua y gentilmente agite la botella
por un minuto. • Cuando el agua y el biodiesel se separen, drene el agua de la misma
manera que en los lavados previos.
Cuarto Lavado • Agregue otros 500mL de agua y agite por un minuto .
• Después de la separación del agua y el biodiesel drene el agua como
lo ha hecho anteriormente.
Quinto Lavado • Ahora se debe poder agitar relativamente fuerte.
Se sabe que el lavado ha terminado cuando, después de la agitación, el agua se ve casi transparente. Debe tener presente que durante los últimos lavados su mezcla debería poder ser agitada violentamente, sin emulsiones. El agua y el biodiesel tomarán más tiempo en separarse porque el agua forma pequeñas burbujas en el biodiesel, las cuales toman tiempo para asentarse. El biodiesel lavado se ve bastante nubloso, mucho mas claro que el biodiesel original y frecuentemente parece jugo de naranja. Después de uno a tres días de asentamiento y secado en el sol sin una tapadera, el biodiesel se aclarará. Después del lavado y el secado, el biodiesel estará listo para ser utilizado en el tanque de un vehículo.
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G.
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2002 .
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emisiones
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hidrocarburos aromáticos policíclicos en generación de energía ”, Lozano, C. Yolanda, 2009, “Viabilidad de los Biocombustibles: Biodiésel y Bioetanol”, Albacete, España. Pérez, I. Juan, 2009, “Situación del Biodiesel en la República de Argentina”, Buenos Aires, Argentina.
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