investigación de los Avances tecnológicos del siglo XXI
315 josé calle biodiesel de aceites residuales
1. ““Producción de biodiesel a partirProducción de biodiesel a partir
de grasas animales y aceitesde grasas animales y aceites
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIAUNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
LA MOLINALA MOLINA –– LIMA PERULIMA PERU
CYTED RED BIALEMA - COBER IV
de grasas animales y aceitesde grasas animales y aceites
vegetalesvegetales residualesresiduales””
José L. Calle M.,José L. Calle M., Ph.D.Ph.D.
Jefe Laboratorio Energías RenovablesJefe Laboratorio Energías Renovables
Departamento de Ordenamiento TerritorialDepartamento de Ordenamiento Territorial
y Desarrollo Sostenibley Desarrollo Sostenible
Facultad de Ingeniería AgrícolaFacultad de Ingeniería Agrícola
erenovables@lamolina.edu.peerenovables@lamolina.edu.pe
biodiesel@lamolina.edu.pebiodiesel@lamolina.edu.pe
2. Gas
20.5% 6.2%
Nuclear
Hidro 2.2%
Solar, Eólica
Geotérmica
Mareomotríz
0.6%
ENERGIA PRIMARIA EN EL MUNDO
Biomasa
Tradicional
80%
Biomasa
Comercial
20%
Carbón
26.0%
Petróleo
34.4%
6.2%
Biomasa
10.1%
Fuente: Adaptado del “International Energy Agency, Key World Energy Statistics 2008”
4. Gases de efecto invernadero
?
Impacto en el Medio Ambiente
“Calentamiento Global”
Combustibles
Fósiles
Etanol,
maíz, USA
Biodiesel,
colza, EU
Etanol,
caña de azúcar,
Brasil
Con cambio
en el uso de
la tierra
Fuente : IEA y FAO
10-30%
40-60%
80-90%
5. Tendencia Futuras De Los
Biocombustibles
2020
2050
BIOREFINERIAS
Sistemas complejos
“3da y 4ta GENERACION”
2005
2010
“1ra GENERACION”
Mejorar tecnologías existentes
“2da GENERACION”
Lignucelulosicos, biomasa, cultivos energéticos.
“3da y 4ta GENERACION”
Genéticamente modificados: Alta producción de
Biocombustibles y captura de carbono.
6. o Manejo del medio ambiente; evitar desechar y contaminar las
fuentes de agua de desagüe.
o Biocarburante en motores diesel; reduce los gases efecto
¿Por qué Biodiesel a partir de
aceites y grasas residuales?
o Biocarburante en motores diesel; reduce los gases efecto
invernadero.
o Bajo costo de producción. Aceite gratuito.
o Promueve alimentación sana: evita su rehúso y problemas de salud
desechándolos correctamente.
o Otros usos; calderos y como solvente en mantenimiento de equipos
industriales.
o Oportunidad de trabajo; pequeñas empresas “pymes”.
7. ¿¿ EsEs PosiblePosible Biodiesel ABiodiesel A PartirPartir
DeDe AceitesAceites VirgenesVirgenes??
yy Seguridad Alimentaria;Seguridad Alimentaria; competencia principalmente porcompetencia principalmente por agua yagua y
tierras.tierras.
yy Crecimiento de la población;Crecimiento de la población; necesidad de alimentaciónnecesidad de alimentación,, desnutrición ydesnutrición y
pobreza no ha disminuido.pobreza no ha disminuido.pobreza no ha disminuido.pobreza no ha disminuido.
yy MonocultivosMonocultivos a gran escala causan pérdidas de bosques ya gran escala causan pérdidas de bosques y
biodiversidad.biodiversidad.
yy Balance de energía fósil bajo en algunos casos.Balance de energía fósil bajo en algunos casos. ( maíz 1:2 , soya 1:3( maíz 1:2 , soya 1:3
))
yy FinalmenteFinalmente: “: “No son una formula mágica pero es una oportunidadNo son una formula mágica pero es una oportunidad
interesanteinteresante””
8. Investigaciones en biodiesel en
la FIA-UNALM
y Zonas urbanas con aceites y grasasy grasas
residuales:
x Reciclar aceites comestibles usados y disminuir contaminación
x Reciclado de grasas animales: pollo, residuo industria pesquera
Zonas Rurales aisladas amazónicasy Zonas Rurales aisladas amazónicas
x Diseño de sistemas de producción de biodiesel a pequeña escala
(+1,800 comunidades aisladas, 15% población peruana selva )+1,800 comunidades aisladas, 15% población peruana selva ):
y Prueba en motores
xx Potencia, torque, rendimiento, emisionesPotencia, torque, rendimiento, emisiones
yy Segunda generación:Segunda generación:
xx Evaluación del potencial biomasa (cascarilla arroz, aserrín)Evaluación del potencial biomasa (cascarilla arroz, aserrín)
xx Diseño deDiseño de gasificadoresgasificadores (pirolisis) a pequeña escala(pirolisis) a pequeña escala
9. Tipos de aceite a usar enTipos de aceite a usar en
producción de biodieselproducción de biodiesel
yyAceiteAceite refinadorefinado::
xx MásMás costosocostoso
yyAceiteAceite crudocrudo sin refinarsin refinar::
xx MásMás económicoeconómicoxx MásMás económicoeconómico
xx Puede contenerPuede contener impurezasimpurezas que dificultan su manejoque dificultan su manejo
xx RequeriráRequerirá unun refinamientorefinamiento parcialparcial
yyAceiteAceite usadousado previamente:previamente:
xx El más económicoEl más económico
xx Puede contenerPuede contener agua y/o impurezasagua y/o impurezas
xx Puede estar muyPuede estar muy degradadodegradado
10. Procesos de producciónProcesos de producción
dede biodiéselbiodiésel
yyProcesos físico químicosProcesos físico químicos (más comunes):(más comunes):
xx Proceso ácidoProceso ácido –– basebase (aceites con alto IA):(aceites con alto IA):
•• EsterificaciónEsterificación
•• TransesterificaciónTransesterificación•• TransesterificaciónTransesterificación
xx Proceso alcalinoProceso alcalino
•• TransesterificaciónTransesterificación
yyOtros procesosOtros procesos::
xx Procesos enzimáticosProcesos enzimáticos
xx ProcesosProcesos supercríticossupercríticos
xx DirectamenteDirectamente a partir dea partir de semillas oleaginosassemillas oleaginosas
13. Ensayos básicos para determinarEnsayos básicos para determinar
calidad de biodieselcalidad de biodiesel
La elaboración de biodiesel no solo es el proceso deLa elaboración de biodiesel no solo es el proceso de transesterificacióntransesterificación
si no también hay que tener presente la purificación y calidad delsi no también hay que tener presente la purificación y calidad del
biodiesel finalbiodiesel final..
Entre los principales parámetros a tomar en cuenta para la calidad delEntre los principales parámetros a tomar en cuenta para la calidad del
biodiesel se tienen:biodiesel se tienen:
Glicerina total y glicerina libreGlicerina total y glicerina libre
ViscosidadViscosidad
Punto de inflamaciónPunto de inflamación
Residuo de carbónResiduo de carbón conrradsonconrradson
Contenido de aguaContenido de agua
Numero deNumero de cetanocetano
Cenizas sulfatadasCenizas sulfatadas
Fluidez a bajas temperaturasFluidez a bajas temperaturas
Poder caloríficoPoder calorífico
15. Recojo de Aceites residualesRecojo de Aceites residuales
UNALMUNALM
y El Comedor atiende entre 2,000-
Antecedentes
y El Comedor atiende entre 2,000-
3,000 raciones diarias
y Bota al desagüe 300 a 600 lts de
aceite usado.
y Los Buses, tractores y vehículos
de la UNALM consumen 1,500 gal/
mes diesel 2
19. Biodiesel a partirBiodiesel a partir
de grasa de pollode grasa de pollo
En Lima se consumen aproximadamente 27 millones de kilogramos de pollo
mensual. La grasa mayormente se desperdicia. Esta se puede aprovechar
usando de enzimas hidrolizantés para producir grasa liquida y proteínas
20. 93% de93% de
rendimientorendimiento en elen el
tratamientotratamiento
hidrolizado yhidrolizado y
Rendimientos de biodiesel a partirRendimientos de biodiesel a partir
de la grasa de pollode la grasa de pollo
Biodiesel
Hidrolizado
Control
hidrolizado yhidrolizado y
control.control.
Biodiesel
glicerin
a
Biodiesel
glicerina
22. Biodiesel a partir de grasa deBiodiesel a partir de grasa de
vacunosvacunos
Sebo de vacuno a TºSebo de vacuno a Tº
ambiente (ambiente (estado sólidoestado sólido))
Se calienta a 50 ºC para queSe calienta a 50 ºC para que
este en estado liquido y asíeste en estado liquido y así
poder procesarlopoder procesarlo
23. Tratamiento de aguas
residuales con micro algas
80% aguas residuales se vierte al mar
sin tratamiento.
Problemas de falta de agua y calidad de
estas.
Uso de la biomasa Algas; como alimentoUso de la biomasa Algas; como alimento
y biocarburante.
Buenas condiciones de radiación solar
Capturan CO2 de la atmósfera
Ciclos de producción muy cortos
Rendimientos promedios:
• Soja 400 Lts. x Há. x Año
• Palma 6.000 Lts. x Há x Ano
• Algas 100.000 lts. x há/año (laboratorio)
• Algas 45,000 lts x ha/año a nivel de campo
