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Gobierno Bolivariano   Ministerio del Poder Popular      Instituto Universitario de Tecnología
 de Venezuela           para la Educación Universitaria          José Antonio Anzoátegui

                             Departamento de Tecnología Química
                              Programa Nacional de Formación
                                     Procesos Químicos




                                           VALORIZACIÓN DE
                                  ACEITES VEGETALES USADOS,
                  MEDIANTE EL PROCESO DE TRANSESTERIFICACIÓN
                               PARA LA OBTENCIÓN DE BIODIESEL




Asesor Metodológico:                                                               Tutor Académico:
Dr. Luis Márquez                                                              Licda. Carmen Márquez
Asesor Técnico:                                                                           Trayecto IV
Mcs. Ing. Adriana Gómez                                                                Participantes:
                                                                   Amundaraín, Noel C.I: 19.939.192
                                                                     Gómez, Richard C.I: 17.808.460
                                                                   González, Glauber C.I: 18.453.094
                                                                       Medina, Jesús C.I: 19.030.639
                                                                       Sifontes, Eylin C.I: 17.560.713
                                                                Tremaria, María Elena C.I: 15.375.157




                                      EL TIGRE, JUNIO DE 2012
Gobierno Bolivariano   Ministerio del Poder Popular      Instituto Universitario de Tecnología
   de Venezuela           para la Educación Universitaria          José Antonio Anzoátegui

                               Departamento de Tecnología Química
                                Programa Nacional de Formación
                                       Procesos Químicos




PROYECTO SOCIO-INTEGRADOR COMO REQUISITO PARCIAL PARA
   OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO EN PROCESOS QUÍMICOS




Asesor Metodológico: Dr. Luis Márquez
Asesor Técnico: Mcs. Ing. Adriana Gómez
                                                                                     Tutor Académico:
                                                                                Licda. Carmen Márquez
                                                                                                Autores:
                                                                     Amundaraín, Noel C.I: 19.939.192
                                                                       Gómez, Richard C.I: 17.808.460
                                                                     González, Glauber C.I: 18.453.094
                                                                         Medina, Jesús C.I: 19.030.639
                                                                         Sifontes, Eylin C.I: 17.560.713
                                                                  Tremaria, María Elena C.I: 15.375.157




                                        EL TIGRE, JUNIO DE 2012


                                                                                                           ii
Gobierno Bolivariano   Ministerio del Poder Popular      Instituto Universitario de Tecnología
   de Venezuela           para la Educación Universitaria          José Antonio Anzoátegui

                               Departamento de Tecnología Química
                                Programa Nacional de Formación
                                       Procesos Químicos



ACTA DE APROBACIÓN DEL PROYECTO SOCIO-INTEGRADOR POR EL
    COLECTIVO DOCENTE: ASESOR TÉCNICO Y METODOLÓGICO




       Proyecto           Socio-Integrador            realizado        por       los     Técnicos   Superiores
Universitarios: Noel Amundaraín, Richard Gómez, Glauber González, Jesús
Medina, Eylin Sifontes, María Elena Tremaria. Titulado: Valorización de aceites
vegetales usados, mediante el proceso de transesterificación, para la obtención
de biodiesel, y aprobado en nombre del Instituto Universitario de Tecnología José
Antonio Anzoátegui, por el siguiente Colectivo de Docentes, en la ciudad de El Tigre,
a los 13 días del mes de junio de 2012.




Mcs. Ing. Adriana Gómez                                                            Dr. Luis Márquez
     C.I.: 13.846.405                                                                C.I.: 8.791.334
     Asesor Técnico                                                               Asesor Metodológico




                                                                                                                 iii
Gobierno Bolivariano   Ministerio del Poder Popular      Instituto Universitario de Tecnología
   de Venezuela           para la Educación Universitaria          José Antonio Anzoátegui

                               Departamento de Tecnología Química
                                Programa Nacional de Formación
                                       Procesos Químicos




 ACTA DE APROBACIÓN DEL JURADO EVALUADOR DEL PROYECTO
                                        SOCIO-INTEGRADOR




        En nuestro carácter de Jurado Evaluador del Proyecto Socio-Integrador
presentado por los Técnicos Superiores Universitarios: Noel Amundaraín, Richard
Gómez, Glauber González, Jesús Medina, Eylin Sifontes, María Elena Tremaria.
Titulado: Valorización de aceites vegetales usados, mediante el proceso de
transesterificación para la obtención de biodiesel, como requisito para optar al
título de Ingeniero en Procesos Químicos, considerando que dicho proyecto reúne los
requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la presentación pública por el
siguiente Jurado Evaluador, en la ciudad de El Tigre, a los 13 días del mes de junio de
2012.




 Dr. Luis Márquez                                                     Srta. Doralis Mata
   C.I.: 8.791.334                                                           C.I.:
Asesor Metodológico                                         Representante de la Comunidad El Ince




                                                                                                    iv
INDICE GENERAL




                                                                              pág.
Portada ……………………………………………………………………....…...                                     i
Acta de aprobación del Proyecto Socio-Integrador
  por el colectivo docente: asesor técnico y metodológico………………….........     iii
Acta de aprobación del jurado evaluador del Proyecto Socio-Integrador……..….   iv
Índice general………………………………………………………………....…..                                  v
Índice de anexo……………………………………………………………..……..                                  vii
Introducción………………………………………………………………….……                                       1

CAPÍTULO I                                                         5
DIAGNÓSTICO…………………………………………………………………
     Reseña histórica del sector el Ince……………………………………..... 6
     Dimensiones y potencialidades…………………………..…………..….. 8
     Herramientas para la priorización del problema…………..……..………. 10
     Criterios para la priorización del problema……………….………..……. 10
     Selección del problema………………………………………………….. 11

CAPÍTULO II
EL PROBLEMA……………….…..……………………………………..……..                                     12
     Justificación………………………………………………………………                                    12
     Objetivos: general y específicos……..…………………………..………..                    13
     Alcances de la investigación……………………………………..…..……                        14
     Limitaciones de la investigación……………………………………..……                       15

CAPÍTULO III
MARCO TEÓRICO REFERENCIAL…………………………………...……. 16
     Antecedentes………………….……………………………………….….. 16
     Fundamentación teórica……………………………………………….…. 20
         Aceite vegetal Comestible…………………………………………... 20
         Valorización……………………………………………………..……. 21
         Cómo valorizar los AVU………………………………………….…. 22
         Diesel…………………………………………………..……………. 23
         Biodiesel……………………………….………………….……….…. 24
         Transesterificación…………………...…………………………….… 24
         Glicerina………………………………………………………….…… 27
         Procesos industriales para la obtención de biodiesel…………….…… 28
         Propiedades del biodiesel………………………………………….….. 28
         Compatibilidad del biodiesel con algunos materiales…………….….. 30
         Gelificación del biodiesel………………………………………….…. 30
         Uso del biodiesel………………………………………………….….. 31



                                                                                     v
Calidad del biodiesel……………………………………………….… 33
      Fundamentación legal……………………………………………………. 35

CAPÍTULO IV
MARCO METODOLÓGICO………………………………………….………                                 39
     Tipo de investigación……………………………………………………..                       39
     Diseño de la investigación………………………………………………..                    40
     Población y muestra………………………………………………….……                         41
     Técnicas e instrumentos de recolección de datos…………………..……..      43
     Validez de contenido y confiabilidad de los instrumentos………….……   44
     Técnicas de análisis de datos……………………………………………..                  45
     Procedimiento experimental………………………………………………                      45
     Etapa I. Obtención del biodiesel………………………………………….                 45
         Materia prima para la obtención de biodiesel………………………..       45
         Tratamiento preliminar del AVU…………………………………….                 46
         Caracterización de los AVU………………………………………….                   46
         Preparación del metóxido y transesterificación……………………..      49
         Separación del biodiesel……………………………………………..                   49
         Lavado del biodiesel………………………………………………….                      50
         Secado del biodiesel………………………………………………….                      50
         Filtrado del Biodiesel…………………………………………………                     50
     Etapa II. Calidad del Biodiesel………………………..………..…………               51

CAPÍTULO V
RESULTADO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…….………                        56
     Resultado………………………………………………………………….                               56
     Conclusiones……………………………………….…………………...….                          59
     Recomendación……………………………………………………..……..                           62

Referencia bibliográfica…………………………………………………….…….. 63
Anexos……………………………………………………………………..……… 69




                                                                            vi
ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo                                                                            Pág.
 A      Constancia de Asistencia a la Comunidad El Ince……………………                   70
  B     Mapa del sector El Ince……………………………………………….                                71
  C     Estudio Demográfico y Socio-económico……………….……………                         72
 D      Decreto Nº 883. Normas para la clasificación y el control de la
          calidad de los cuerpos de agua y vertidos o efluentes líquidos…..…     73
 E      Norma COVENIN 30-97. Aceites y Grasas Vegetales Comestibles:
          Normas Generales……………………..……………………….….                                 90
  F     Norma COVENIN 662-98. Productos derivados del petróleo:
          combustibles para motores diesel y gasóleo industrial……………..           98
 G      Norma COVENIN 702-01. Aceites y grasas vegetales:
          determinación del índice de refracción……………….….…….….                   104
 H      Norma COVENIN 325-01. Aceites y grasas vegetales:
          determinación de la acidez……………………………..……...……                         110
  I     Norma COVENIN 3361-98. Líquidos dieléctricos: determinación
          del punto de inflamación y de fuego por el método de copa
          abierta Cleveland………………………….………….……………                                 116
  J     Norma COVENIN 422-82. Determinación de la cantidad de agua y
          sedimento en crudos de petróleo……..………..…………..….                       127
 K      Norma COVENIN 424-91. Petróleo crudo y sus derivados:
          determinación de la viscosidad cinemática y cálculo de la
          viscosidad dinámica…………………………………………………                                 157
 L      Norma COVENIN 2057-83. Cálculo del índice de cetano de los
          combustibles destilados……………………………………………..                             172
 M      Norma COVENIN 850-95. Productos derivados del petróleo:
          destilación………………………………………….………………..                                   175
 N      Norma COVENIN 883-02. Petróleo crudo y sus derivados:
          determinación de la gravedad API, método del hidrómetro……….            201
 O      Carta de Aceptación de Proyecto…………………………………….                           208
 P      Aceite recolectado en la comunidad…………………………………                          209
 Q      Total de ensayos de preparados…………………….…………….….                          209
 R      Hoja de cálculo utilizada para analizar los resultados de los análisis
          de calidad del biodiesel……………………………….…………….                            210
 S      Refractómetro Abbe utilizado para medir el índice de refracción…....     210
 T      Determinación del índice de acidez: Titulación de la muestra…..…...      210
 U      Reportes de la caracterización de los AVU para las corridas 1, 2, 3
          y 4………….……………………….………………….……………                                        211
 V      Proceso de transesterificación y separación del biodiesel….…………          215
 W      Secado, punto de inflamación y porcentaje de agua del biodiesel.…...     216
 X      Viscosidad y destilación del biodiesel………………………..…….….                   217
 Y      Reporte de calidad del biodiesel para los ensayos 10 y 11……….….          218




                                                                                        vii
INTRODUCCIÓN




         En los últimos tiempos los llamados biocombustibles1, como el bioetanol2 y el
biodiesel3, han venido siendo muy usados en todo el mundo, ya que estos
proporcionan rendimientos similares a los de los combustibles fósiles y además
aminoran el impacto ambiental producidos por ellos. El biodiesel, ha sido fuente de
múltiples investigaciones que lo han llevado a ser utilizado alrededor del mundo
como complemento en mezclas con combustibles fósiles, con proyecciones a ser
utilizado puro. Según Howell y Jobe (2005), entre los principales productores de
biodiesel se encuentran los Estados Unidos, Alemania, Francia e Italia. A nivel de
Latinoamérica se puede mencionar a Argentina y Brasil. (p. 172).

         Venezuela, a pesar de ser líder mundial en la producción de petróleo y contar
con el mayor reservorio de crudo conocido en el mundo (la Faja Petrolífera del
Orinoco), se plantea la utilización de fuentes energéticas alternativas a éste. Prueba de
ello, es la investigación emprendida por el Instituto de Tecnología Venezolana para el
Petróleo (INTEVEP, empresa filial de PDVSA), y el Centro de Investigaciones del
Estado para la Producción Experimental Agroindustrial (CIEPE), quienes proponen el
aprovechamiento de los residuos de la industria aceitera para la obtención de
biodiesel y demás subproductos. Con dicha propuesta se pretende brindar valor
agregado a los residuos de esta industria, a fin de disminuir el impacto ambiental

1
  Biocombustibles. Combustibles producidos a partir de la biomasa* (Universidad Rey Juan Carlos, 2008:5).
  * Biomasa. Materia orgánica originada en un proceso biológico, utilizable como fuente de energía (Real
    Academia Española (RAE), 2001).
2
  Bioetanol. Es etanol utilizado como combustible, obtenido fundamentalmente de semillas ricas en azúcares
  mediante fermentación (Universidad Rey Juan Carlos, 2008, p. 5).
3
  Biodiesel. Biocombustible obtenido a partir de la transesterificación** de aceites vegetales y grasas animales con
  un alcohol (Universidad Rey Juan Carlos, 2008, p. 5).
  ** Transesterificación. Es una reacción mediante la cual un éster se transforma en otro éster (Solomons, 1979, p.
    820).




                                                                                                                       1
(Ministerio del Poder popular para la Ciencia, Tecnología e Innovación, 2010).

         La presente investigación tiene como objetivo principal, plantear una
propuesta para atender las necesidades que afectan a la comunidad de El Ince (El
Tigre – Estado Anzoátegui). Por lo cual, se elabora un estudio exploratorio de dicha
comunidad basado en los criterios: percepción y valoración comunitaria, viabilidad
(la capacidad de enfrentar el problema con éxito en término de recursos políticos,
económicos), competencias del grupo del proyecto, y a la sinergia del problema.

         La valorización de los Aceites Vegetales Usados (AVU) implica una revisión
y análisis de los documentos teóricos y legales más importantes, referentes al tema.
De igual forma, implica un estudio metodológico que oriente la investigación hacia
una buena ejecución.

         La gestión de los AVU está encaminada a la producción de biodiesel; además
de la evaluación de ciertas propiedades de éstos, en corresponsabilidad con las
especificaciones descritas por la ASTM Internacional4 en su norma D6751, por medio
de las Normas Venezolanas COVENIN5 necesarias, como son:

                  Norma COVENIN 30-97. Aceites Vegetales comestibles. Norma
                  General.
                  Norma COVENIN 702-01. Aceites y Grasas Vegetales. Determinación
                  del Índice de Refracción.
                  Norma COVENIN 325-01. Aceites y Grasas Vegetales. Determinación
                  de la Acidez.
                  Norma COVENIN 622-98. Productos Derivados del Petróleo.
                  Combustibles para Motores Diesel y Gasóleo Industrial.
                  Norma COVENIN 3361-98. Líquidos Dieléctricos6. Determinación del
                  Punto de Inflamación y de Fuego por el Método de Copa Abierta de

4
  ASTM Internacional. Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM Internacional, 2012).
5
  COVENIN. La Comisión Venezolana de Normas Industriales, creada en 1958, es el organismo encargado de
  coordinar las actividades de Normalización y Calidad en el país (Norma COVENIN 30-97).
6
  Dieléctricos. Material poco conductor y a través del cual se ejerce la inducción eléctrica (RAE, 2001).



                                                                                                            2
Cleveland.
               Norma COVENIN 422-82. Determinación de la Cantidad de Agua y
               Sedimento en Crudo de Petróleo.
               Norma COVENIN 424-91. Petróleo Crudo y sus Derivados.
               Determinación de la Viscosidad Cinemática y Cálculo de la viscosidad
               Dinámica.
               Norma COVENIN 2057-83. Cálculo del Índice de Cetano de los
               Combustibles Destilados.
               Norma COVENIN 850-95. Productos derivados del Petróleo.
               Destilación.
               Norma COVENIN 883-02. Petróleo Crudo y sus Derivados.
               Determinación de la Gravedad API. Método del Hidrómetro.

       Este encartado está estructurado en cinco Capítulos, los cuales se encuentran
dispuestos de la siguiente forma:

             Capítulo I: Diagnóstico. Este apartado muestra información relacionada
             a la conformación organizacional del sector El Ince, y la forma como se
             aborda la problemática objeto de estudio.

             Capítulo II: El Problema. Este capítulo plantea el problema a tratar,
             además de la justificación, objetivos, alcances y limitaciones, que
             presenta la investigación.

             Capítulo III: Marco Teórico Referencial. Aquí se presentan, en orden de
             ideas, la teoría referente al tema en estudio, y de otros temas necesarios
             para la compresión y ejecución de los ensayos analíticos y cuantitativos.
             Además se muestra el engranaje de la propuesta con el Plan Nacional de
             Ciencia, Tecnología e Innovación 2005-2030, impulsado por el gobierno
             Bolivariano de Venezuela. De igual forma, señala que la investigación
             está enmarcada dentro los lineamientos de la Constitución de la
             República Bolivariana de Venezuela y otras Leyes Nacionales.


                                                                                          3
Capítulo IV: Marco Metodológico. Se exhibe de forma esquemática,
             paso a paso como se lleva a cabo la investigación.

             Capítulo V: Resultados, Conclusiones y Recomendaciones. Acá se
             despliegan los resultados obtenidos en el estudio, además se presentan
             las conclusiones y las recomendaciones expuestas por el grupo del
             proyecto, tras hacer un análisis de los resultados.

       Por último, se incluyen las referencias bibliográficas y los anexos que ilustran
las actividades realizadas durante la investigación. Cabe destacar que, para la
redacción y elaboración de las referencias y citas bibliográficas se manejó las normas
publicadas por la Asociación Americana de Psicología (APA – American
Psychological Association) en 2001.




                                                                                          4
CAPÍTULO I

                                     DIAGNÓSTICO




       Los integrantes del grupo del Proyecto Socio-Integrador exploraron el sector
El Ince, ubicado en el Municipio Simón Rodríguez (El Tigre – Estado Anzoátegui),
con el propósito de identificar las necesidades que presenta, y dar solución a éstas, de
acuerdo a las competencias del Programa Nacional de Formación (PNF) en Procesos
Químicos, por lo cual se convocó a una reunión con el Consejo Comunal el día 02 de
marzo de 2012 (ver Anexo A). A efectos del encuentro se realizó una entrevista no
estructurada que permitió detectar los principales problemas que presenta el sector.

       Arias (2006) en su libro “El Proyecto de Investigación”, define la entrevista
no estructurada como: “en esta modalidad no se dispone de una guía de preguntas
elaboradas previamente. Sin embargo, se orienta por unos objetivos prestablecidos,
lo que permite definir el tema de la entrevista.” (p. 74).

       Con la entrevista se pretendió alinear las ideas de la comunidad hacia la
especialidad de Procesos Químicos, y que de esta manera sean conscientes que el
problema a tratar debe estar enmarcado dentro de la mencionada área del
conocimiento.

       Debido a que el sector presenta problemas con las disposiciones finales de los
residuos (sólidos y líquidos), y por ser éste una zona residencial la mayoría de esos
desechos son de origen doméstico, entre ellos: la basura, aceites de motor y aceites
vegetales usados (AVU). De acuerdo a lo anterior se sugirió la reutilización de los
AVU para generar con ellos un producto energético aprovechable.




                                                                                           5
RESEÑA HISTÓRICA DEL SECTOR EL INCE

       La fundación del sector El Ince se remonta hacia el año 1962. A partir de
entonces, fue creciendo progresivamente, y en 1969 gran parte de los terrenos
pertenecientes a empresas petroleras que estaban aledañas al lugar, comienzan a ser
ocupados, bajo el liderazgo del Sr. Ángel Rojas (difunto); quien cerca, abona y
cultiva gran parte del terreno disponible.

       Años más tarde, fundaban una sede del Instituto Nacional de Capacitación y
Educación – INCE (hoy Instituto Nacional de Capacitación y Educación Socialista –
INCES), lo cual dio pie a los habitantes llamar al sector “El Ince”.

       Entre sus principales fundadores se puede nombrar a los hoy difuntos: Ángel
Rojas, Alfonzo González (dirigente político y escritor), Rafael Díaz, Mauro Rojas,
Norberto Sánchez, Rafael Guerra, María Castañeda, y los aún residentes, Rosamelia
Sánchez, Avelina Quilarquez, Julio Guerrero, Berenice Hernández, Jean Hércules
Regis, Lorenzo Will, y la familia Cervi.

       En sus inicios la actividad económica básica se fundamento en el cultivo de
plátano, cambur, aguacate, ciruela criolla, batata, ocumo blanco y chícharo; y luego la
producción en el “Manjar de los Cervi” donde se cosechaba frutas para la
exportación, tales como: mango, merey, jobo y coco. Los residentes también se
dedicaron a la cría de animales, como gallos, gallinas, cochinos y chivos que
utilizaban para su propio consumo. El mercadeo de las hortalizas se llevaba a cabo en
lo que hoy conocemos como el Mercado Municipal del Norte. En lo referente a la
parte educativa, los niños en el sector asistían a centros educativos como son: U. E.
Raúl Leoni, U. E. Estado Trujillo, U. E. Simón Rodríguez y el Liceo “Pedro Briceño
Méndez”.

       Actualmente, la actividad económica está orientada a la venta ferretera
(ferretería “Mario Cervi”), de servicios de herrería por la empresa “Ormeca”, venta
de repuestos de automóviles por Bellatrix y Auto-Periquitos “Belén”, servicios



                                                                                          6
petroleros por parte de la empresa Sotep y de fabricación de vidrio; igualmente
destacan las ventas de lotería, empanadas y de víveres en general, ya que existen dos
abastos en el sector.

       Los niños y niñas acuden a distintas escuelas de la ciudad, pero con mayor
afluencia a la cercana U. E. “Diego Bautista Urbaneja” (sector San Francisco de
Asís). Los Liceos “Juan Pablo Rojas Paul”, “Manuel Rafael Revenga” y “Pedro
Briceño Méndez”, son los centros educativos a los que comúnmente asisten los
jóvenes del sector. Respecto a la educación universitaria, los jóvenes tienen mayor
participación en el Instituto Universitario de Tecnología “José Antonio Anzoátegui”
(IUTJAA), en menores proporciones en la Universidad Nacional Experimental
Politécnica de la Fuerzas Armadas Bolivariana (UNEFA), Universidad “Gran
Mariscal de Ayacucho” (UGMA), Universidad Bolivariana de Venezuela (UBV) y la
Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL).

       La infraestructura vial, se encuentra en malas condiciones, sólo una pequeña
parte del sector está asfaltada, éstas son, la calle 9 Norte y parte de la calle Libertad.
El resto de las calles: Libertad, el callejón 9, el callejón Virgen Del Valle y el callejón
Libertad, todavía permanecen en sus aspectos iniciales, es decir, con calles de tierra.

       En lo relativo a la salud pública, se cuenta con el apoyo de un Módulo de
Barrio Adentro I, que está ubicado en el sector San Francisco de Asís.

       A pesar de la cercanía con empresas de larga trayectoria mundial, como son:
Halliburton, Schlumberger, Suelopetrol y Sotep, no se ha logrado la consolidación del
sector. Sus habitantes hasta ahora no han obtenido los beneficios económicos y
laborales que dichas empresas deben aportar al sector en retribución a su operatividad
en la zona. En relación a los factores ambientales, se puede decir, que existe un taller
mecánico que bota los residuos de aceite a la calle y cuando están reparando los
vehículos el sonido de los motores ocasiona contaminación sónica, también puede
observase la quema constante de basura en el sector y lo sectores aledaños.




                                                                                              7
DIMENSIONES Y POTENCIALIDADES DEL SECTOR EL INCE

       El sector El Ince esta ubicado en la ciudad El Tigre, parroquia Edmundo
Barrio, del Municipio Simón Rodríguez en el estado Anzoátegui. Limita al Norte con
el sector Ciudad Jardín, al Sur con la calle la Bomba (sector San Francisco de Asís),
al Este con el sector 12 de Marzo y al Oeste con la extensión de la séptima calle
Norte (Residencia: Halliburton y Sector “D” del IUTJAA), (ver Anexo B).

       El sector El Ince cuenta con una superficie aproximada de 5 hectáreas, con un
promedio de 102 casas y 108 familias. Los datos demográficos según el Concejo
Comunal arrojan una población de 359 habitantes, de los cuales un 46% es masculino
y el 54% es femenino (ver Anexo C). Se puede decir, que es un sector bastante
pequeño, cuenta con tres entradas: calle Nueve, calle La Bomba y calle Libertad.
Igualmente tiene tres callejones: Nueve, Libertad y Virgen del Valle, y la
continuación de la calle Panamá.

       La comunidad ejecuta acciones de acuerdo a su visión y misión, y está
organizada en un consejo comunal. El Consejo Comunal, según palabras de Rivero
(2006), “es la nueva estructura social, que funcionara como el ente planificador de
proyectos de necesidad y de proyectos de producción que desarrollen nuevas fuentes
de trabajos e impulsen el desarrollo social y económico de la comunidad. Es un
mecanismo de participación ciudadana.”. La estructura de Consejo Comunal El Ince
tiene una estructura horizontal, donde todos los participantes tienen el mismo
compromiso y, los mismos deberes y derechos de ser garantes y protagonistas de las
actividades comunales, el consejo está conformado en diez comités, como se muestra
enseguida:

              Comité de Salud: Yudeima Ramos, Yeily Guerra, Yusmeli Valera,
              Delia Martínez y Willian Martínez.
              Comité de Alimentación: Belén Amundarain, Perfecta González y
              Jenny Aray.




                                                                                        8
Comité de Comunicación: Franklin Bolívar, Freddy Sánchez, Luisa
             Regis y Wilfredo Córdoba.
             Comité de Educación y deporte: Yaselis Ramos, Dukens Michel,
             Fabiola Michel y Yosmely Lugo.
             Comité de Seguridad: David Campos, Robert Amundaraín, Luis
             Bermúdez, Luisa Regis y Ángel Luna.
             Comité de Mesa Técnica de Agua: Berenice Hernández, Lesbia
             Discury, Maritza Discury y Dilia Lara.
             Comité de Tierra Urbana: Rosangela Figueroa, Marielis García y
             Wilmer Hernández.
             Comité de Empleo: Pedro Rojas, Francisco Tineo y Jenry Ruíz.
             Comité de Banco Comunal: Víctor Hernández, Raici Moreno, Rosa
             Sánchez, Maira Figueroa y Mariana García.
             Comité de Contraloría Social: Aquiles Rodríguez, Darwin Mogollón,
             Antonio Amundarain, Sonia Díaz y Jean Naisette.

      El sector El Ince presenta algunas características que lo fortalecen como
comunidad:

             Consejo Comunal legalmente establecido.
             Articulación con los voceros de consejos comunales de los sectores
             adyacentes.
             Está abierta al cambio positivo en la comunidad.
             Venta de repuesto de vehículos y artículos ferreteros.
             Se encuentra establecida la sede Norte del INCES, en cuyas
             instalaciones se prevé la conformación de un núcleo de la Universidad
             de Oriente (UDO).
             Cuenta con locales comerciales como: venta de víveres, empanadas y
             artículos de limpieza.
             Cercanía con diferentes instituciones educativas.



                                                                                     9
Al sector brindan sus servicios una Bodega de Mercal y un Modulo de
                Barrio Adentro I, ubicados en el sector vecino San Francisco de Asís.
                Existen dos escuelas cercana al sector, la U. E. “12 de Marzo” y la U.
                E. “Diego Bautista Urbaneja”.
                Cuenta con el transporte público, prestado por la Cooperativa Rosines.




HERRAMIENTAS PARA LA PRIORIZACIÓN DEL PROBLEMA

       Utilizando una entrevista no estructurada, basada en preguntas sencillas, se
pudo detectar los principales problemas que afectan a la comunidad. Para la selección
del problema, se utilizó una matriz de priorización (Tabla 1). Según Vilar (1998)
“Esta herramienta se utiliza para priorizar actividades, temas, características de
productos/servicios, entre otros., en base a criterios de ponderación conocidos.” (p.
69).

                                  Tabla 1: Matriz de Priorización
                                        Percepción y
                                                                                       Total de
                Problema                 Valoración            Viabilidad   Sinergia
                                                                                        Votos
                                        Comunitaria
         Tratamiento de aguas
                                                6                  2           6         14
         residuales
         Disposición final de
                                                6                  3           6         19
         los desechos sólidos
         Desecho de aceites
                                                6                  6           6         23
         vegetales usados
         Desecho de aceite de
                                                6                  1           6         17
         motor
         Fuente: Elaborada por el grupo del proyecto (2012).




CRITERIOS PARA LA PRIORIZACIÓN DEL PROBLEMA

       Los criterios tomados en cuenta en la matriz de priorización, para la selección
del problema son:




                                                                                                  10
Percepción y valoración comunitaria. Se refiere a la visibilidad e
              interés de la población y de los actores relevantes del proyecto.
              Viabilidad. Capacidad de enfrentar el problema con éxito en término
              de recursos políticos, económicos y a las competencias de la mesa de
              trabajo del proyecto.
              Sinergia. Relación con otros problemas. En función de que el
              problema esté vinculado causalmente con otro.




SELECCIÓN DEL PROBLEMA

       El Ince es un sector de la ciudad de El Tigre y se encuentra ubicado al Noreste
de ésta, con un total de 359 habitantes (Concejo Comunal, 2012). El sector presenta
algunas necesidades que pueden ser atendidas por la Ingeniería en Procesos
Químicos, dentro de los cuales se pueden mencionar: el tratamiento de aguas
residuales o aguas negras, la falta de disposición final de los desechos sólidos no
biodegradables (por ejemplo: vidrio y plástico), y en las mismas condiciones se
encuentran los aceites usados de automóviles y comestibles.

       Considerando, que el sector El Ince es una zona residencial y generan más
desecho de aceites comestibles, que aceites de motor, se enfocó la atención de la
investigación en la valorización de los aceites vegetales usados. En la comunidad El
Ince, los habitantes de la misma desechan los AVU mayoritariamente en las cañerías
y otros directamente al suelo. Se estima en relación al número de familias del sector,
que se producen aproximadamente 240 litros de AVU por mes. En este sentido,
pensando en la posibilidad de su valoración, se proyecta la utilización de dichos
aceites con el fin de obtener un producto de valor comercial con potencial energético
aprovechable, como lo es el biodiesel.




                                                                                         11
CAPITULO II

                                                 EL PROBLEMA




JUSTIFICACIÓN

              La búsqueda de alternativas energéticas, no es nueva. Poco después de que
se empezara a usar masivamente el petróleo ya se proponía la investigación de una
fuente opcional de energía. Reflejo de esto fue el uso del aceite de maní, para
accionar un motor diesel en la Exposición de Paris en 1900 (Knothe, 2005, p. 4).

              Los residuos de los aceites vegetales (para consumo humano), aunque tienen
un impacto reducido en comparación con otros residuos oleosos provenientes de la
industria, el transporte terrestre y marítimo, entre otros; no deja de tener importancia,
ya que generalmente suelen ser eliminados a través de las redes de saneamiento,
generando problemas, tanto en la posible depuración de las aguas residuales, como de
toxicidad en los ecosistemas receptores del residuo.

            Los aceites vegetales usados son residuos particularmente contaminantes, en
el Decreto Venezolano N° 883. Normas para la Clasificación y el Control de la
Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos (Anexo D) – en el
Capítulo III, Sección II, Artículo 9 – se clasifican éstos en el Grupo II, esto quiere
decir que no se conocen sus efectos tóxicos pero afectan la biota 7 presentes en el
agua. Ya que, verter dichos residuos por el fregadero o cañería es una práctica
antiecológica, las posibilidades de su valorización energética con la producción de
biodiesel, unida a la necesidad de una gestión ambiental adecuada de los AVU en


7
    Biota. Conjunto de la fauna y la flora de una región. (RAE, 2001).




                                                                                            12
el sector El Ince, 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. El sector El Ince genera en promedio 240 L de AVU por mes. Para atender a
ésta problemática se plantea: ¿Cómo reutilizar los AVU para obtener un producto
energético, como es el biodiesel, que puede ser muy útil a la comunidad; así como
también la glicerina, que es el subproducto que se genera durante la reacción de
transesterificación?




OBJETIVOS: GENERAL Y ESPECÍFICOS

Objetivo general:

       Valorizar       los   aceites   vegetales   usados,   mediante   el   proceso   de
transesterificación para la obtención de biodiesel.

Objetivos específicos:

       Conocer los principales problemas o potencialidades que presenta.
       Seleccionar el problema o potencialidad a tratar en la investigación,
       relacionada con las competencias del PNF en Procesos Químicos.
       Proponer la elaboración del biodiesel a partir de los AVU generados por la
       comunidad El Ince.
       Sintetizar el proceso teórico-metodológico, utilizado en la valorización de los
       AVU para la elaboración del biodiesel.



                                                                                            13
Valorizar los AVU mediante el proceso de transesterificación.
       Determinar la calidad del biodiesel, de acuerdo a las normas internacionales
       ASTM D6751 (Tabla 4), tomando como guía las Normas Venezolanas
       COVENIN.
       Demostrar la capacidad de combustión del biodiesel mediante la puesta en
       marcha de un motor de combustión interna de una motosierra.




ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN

       La investigación se centra en la valorización de los AVU generados por la
comunidad del sector El Ince, mediante la producción de biodiesel a través del
proceso de transesterificación. El combustible está dirigido al uso en maquinas
desmalezadoras, cortadoras de grama, entre otras, y su posible comercialización. Para
la producción de biodiesel a partir de AVU, se deben incluir un plan de acción para la
recolección de los mismos en la comunidad.

       La valorización se basa específicamente en la producción de biodiesel,
mediante la aplicación del proceso de transesterificación. Para dicho proceso se debe
utilizar un reactor químico dispuesto con las herramientas primordiales, como son:
agitador, termómetro y una fuente de calor. Este tipo de procesos se puede realizar en
cualquier región o comunidad que genere cantidades importantes de AVU. Además
éste también se puede emplear en instituciones universitarias, que dicten la
especialidad o carrera de química.

       Cabe mencionar, que implícito en la valorización de los AVU, se encuentra
presente la conservación ambiental, ya que una consecuencia principal del proceso de
valorización, a parte de añadir valor comercial a los residuos, es la gestión de los
mismos para ser reutilizados.




                                                                                         14
LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN

       La investigación se desarrolla tomando en cuenta las posibilidades de
valorización de los AVU generados por la comunidad El Ince, considerando la
disponibilidad de estos residuos. Por otra parte, el logro de los objetivos del proyecto
está sujeto a un periodo de tiempo relativamente corto y a la disposición de los
recursos técnicos y financieros necesarios para la investigación. El proyecto está
centrado en el proceso de valorización de los AVU y la determinación de la calidad
del biodiesel obtenido, de acuerdo a las especificaciones de la normativa
internacional ASTM D6751, lo que limita ampliar la investigación, sobre el sub-
producto que se genera al reutilizar estos aceites.




                                                                                           15
CAPITULO III

                                MARCO TEÓRICO REFERENCIAL




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 Diesel8, 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.

           Al respecto de los antecedentes del biodiesel Knothe (2005) comenta:

           En general, se sabe que los aceites vegetales y grasas animales fueron
           investigados como combustible diesel, la crisis energética de la década
           de 1970 y principios de 1980 provocó un renovado interés en
           combustibles alternativos. También se sabe que Rudolf Diesel (1858-
           1913) –inventor del motor que lleva su nombre– tenía un cierto interés
           en estos combustibles.
           En un capítulo de su libro titulado: "Combustibles Líquidos", Diesel
           se refiere a la utilización de aceites vegetales como combustible. Para
           profundizar, es necesario hacer mención que en 1900 ya se usaba
           exitosamente aceites vegetales en un motor diesel. Durante la
           Exposición de París en 1900, un pequeño motor diesel fue operado
           con aceite de maní por la Compañía Francesa Otto. Funcionó tan bien
           que sólo unos pocos conocían esta información privilegiada. El motor
           fue construido para petróleo y se utilizó para el aceite vegetal sin
           ningún cambio. También en este caso, los experimentos de consumo
           de energía dieron lugar a un calor idéntico al del petróleo. (p. 4).

8
    Rudolf Christian Karl Diesel. Nació en París el 18 de marzo de 1858 y falleció 29 de septiembre de 1913 en
    Canal de la Mancha. Fue un ingeniero alemán inventor del motor de combustión de alto rendimiento que lleva
    su nombre, el motor diésel (Amengual, 2007, p.116).




                                                                                                                 16
El mismo autor, comenta: que los aceites vegetales 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. Los
investigadores en la India, impulsados por los acontecimientos de la Segunda Guerra
Mundial, extendieron sus investigaciones en 10 aceites vegetales como combustibles
para el desarrollo nacional (Knothe, 2005, p. 6).

       Knothe (2005), en el mismo artículo comenta con respecto a la producción de
biodiesel, que:

       Actualmente, el biodiesel puede ser producido a partir de muchas
       fuentes diferentes, incluyendo aceites vegetales, grasas animales,
       aceites de fritura e incluso de jabones. En los Estados Unidos, el aceite
       de soya se considera que es una materia prima principal; en Europa, es
       semilla de colza (canola), y en los países tropicales, es el aceite de
       palma. En numerosos informes, especialmente de Francia y Bélgica,
       que data de la década de 1920, el aceite de palma fue probablemente
       la materia prima que recibió la mayor atención, a pesar de que la
       semilla de algodón y algunos otros aceites fueron probados. Once
       aceites vegetales procedentes de la India fueron investigados como
       combustibles. Un estudio brasileño informó sobre 14 aceites vegetales
       que han sido investigados. (p. 7).

       Bravo (2006), argumenta que: “Las primeras pruebas técnicas con biodiesel
se llevaron a cabo en 1982 en Austria y Alemania, pero fue en 1985 en Silberberg
(Austria), donde se construyó la primera planta piloto productora de RME (biodiesel
a partir de aceite de colza).” (p. 33).




                                                                                       17
El biodiesel se ha producido a escala industrial en la Unión Europea (UE)
desde 1992, en gran parte en respuesta a las señales positivas de las instituciones de la
UE. Hoy en día, hay aproximadamente 120 plantas que producen hasta 6100000
toneladas de biodiesel al año. Estas plantas se encuentran principalmente en
Alemania, Italia, Austria, Francia y Suecia. (Junta Europea de Biodiesel – EBB).

       Investigaciones y pruebas con combustibles derivados de aceites vegetales
comenzaron en Brasil en los años 70. Pero fue en 2003, cuando esas iniciativas
fueron retomadas con el apoyo político y programático del gobierno federal,
mediante un decreto presidencial, se determinó la realización de estudios por
representantes de diversos órganos públicos federales con el objetivo de analizar la
viabilidad económica, social y ambiental de la producción y uso del biodiesel en
Brasil (Accarini y Rodrigues, 2010, p. 159).

       En 2005 en Buenos Aires – Argentina, se emite la Ley 1884, la cual tiene por
objeto la regulación, control y gestión de aceites vegetales usados, que comprende la
generación, manipulación, recolección, almacenamiento, transporte, tratamiento y
disposición final en el territorio de la ciudad.

       En 2008, la ASTM Internacional publicó los estándares y especificaciones de
biodiesel puro y sus mezclas con petrodiesel. La Unión Europea define la
composición y propiedades del biodiesel por medio de la norma EN 14214, cuya
versión fue publicada en noviembre de 2008. En España el biodiesel aparece
regulado en el Real Decreto 61, de 31 de enero de 2006.

       García y García (2006), señalan que: “en España existen 10 plantas que
producen biodiesel y decenas se encuentran en proyecto. Sin embargo, sólo 128 de
las más de 8.500 gasolineras que hay en España ofrecen biodiesel, por el contrario
en Alemania y Austria este producto se comercializa ya en 1.800 gasolineras.” (p.
67).




                                                                                            18
Por su parte en Venezuela en 2006, se llevó a cabo una investigación por
parte de los estudiantes de la Universidad Católica Andrés Bello -Guayana (UCAB):
Héctor Chamarro y Antonio Seijas, “Propuesta de Minimización del Impacto
Ambiental producido por los vertidos de aceites vegetales usados”, en la que se
construyó una planta piloto para estudiar las reacciones químicas involucradas en el
proceso de producción del biodiesel.

       En 2008 el Colegio de Ingenieros de Venezuela, emprende la jornada
denominada “Pensar en Venezuela” para dar a conocer las ventajas técnicas y
medioambientales que se obtienen al utilizar los bicombustibles y otras fuentes de
energías alternativas.

       Y en 2010, el Gobierno Bolivariano a través del INTEVEP y el CIEPE,
proponían el aprovechamiento de los residuos de la industria aceitera para la
obtención de biodiesel y demás subproductos. Con dicha propuesta se pretende
brindar valor agregado a los residuos de la industria aceitera, a fin de disminuir el
impacto ambiental al realizarse la gestión de los residuos (Ministerio del Poder
Popular para Ciencia, Tecnología e Innovación, 2010).




                                                                                        19
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Aceite Vegetal Comestible

         La Norma COVENIN 30-1997 (Anexo E), define a los Aceites Vegetales
Comestibles como: “una mezcla de aceites destinado al consumo humano, extraído
de semillas y frutos oleaginosos, tales como oliva, ajonjolí, algodón, maíz, maní,
soya, oleína de palma, canola y aquellos que se califiquen como tales por la
autoridad sanitaria competente”.

         La publicación “Estudio de la viscosidad y densidad de diferentes aceites para
su uso como biocombustible” de Legaz (2010), en cuanto a los aceites vegetales y su
clasificación señala que:

         La composición química de los aceites vegetales corresponde en la
         mayoría de los casos a una mezcla de 95 % de triglicéridos9 y 5 % de
         ácidos grasos libres10, de esteroles, ceras y otros componentes
         minoritarios. Los triglicéridos son triesteres formados por la reacción
         de ácidos grasos sobre las tres funciones como alcohol del glicerol11.

         Clasificación:

         Los aceites vegetales pueden dividirse en cuatro grandes grupos:

                   Los aceites saturados12.

                    Lóricos: copra, palmito, babasú.

                    Palmíticos: palma.

                    Esteáricos: carite.

                   Los aceites mono-insaturados13.


9
   Triglicéridos, triacilglicéridos o triacilgliceroles. Están formados por la condensación de una molécula de
   glicerol con tres ácidos grasos, para dar tres moléculas de agua y una de un triglicérido (Bailey, 1984, p. 4).
10
   Acidos Grasos Libres. Son ácidos carboxílicos con cadenas hidrocarbonadas largas no ramificados (Koolman y
   Köhm, 2004, p. 48).
11
   Glicerol. Es un alcohol con tres grupos hidroxilos (Chemical Abstracts, Registro Nº 56-81-5).
12
   Aceite saturado. Los átomos de su cadena se unen por enlaces simples hidrógeno (Bailey, 1984, p. 8).
13
   Aceite insaturado. Aceites en los que los átomos de su cadena contienen dobles enlaces (Bailey, 1984, p. 8).




                                                                                                                     20
 Oleicos: aceituna, maní, colza, sésamo.

               Los aceites bi-insaturados.

                Linoleíco: girasol, algodón, maíz, soja.

               Los aceites tri-insaturados.

       Desde el punto de vista de la calidad del combustible, mientras más
       saturado es el aceite, mejor es el combustible. (p. 23).

Para efectos de la presente investigación, se nombraran a los aceites vegetales como:

               Aceites vírgenes o aceites que no han sido utilizados después de su
               embazado por la empresa aceitera.
               Aceites vegetales usados denominados por defecto como AVU. Los
               AVU se producen en las cocinas de los hogares y restaurantes,
               generalmente son producto de frituras.

       Benjumea, Agudelo y Ríos (2009), argumentan que para los AVU:

       Se debe tener en cuenta que la fritura es un proceso físico-químico
       complejo que puede afectar significativamente la composición
       química del aceite original. Las condiciones en que se desarrolle el
       proceso pueden promover diverso reacciones de diverso tipo, como:
       hidrólisis (formación de ácidos grasos libres, glicerol libre, y mono y
       diglicéridos), oxidación (formación inicial de hidroperóxido y
       posterior de aldehídos, cetonas, hidrocarburos, alcoholes, entre otros)
       y polimerización (formación de dímeros o polímeros a partir de
       radicales libres provenientes de los enlaces dobles de los ácidos
       grasos). (p. 17).



Valorización

       Herrera (2004), define la valorización como: “la acción de generar valor a un
residuo a través de su debida separación, acopio y tratamiento, para hacer de él un
objeto mayormente comercializable.” (p. 22).




                                                                                        21
La “Ley 10 de Residuos de España” (1988) – en el Título I, Capítulo I,
Artículo 3 – define la valorización como: “todo procedimiento que permita el
aprovechamiento de los recursos contenidos en los residuos sin poner en peligro la
salud humana y sin utilizar métodos que puedan causar perjuicios al medio
ambiente”. De esta manera, en vez de considerarse un estorbo a eliminar, los residuos
adquieren un valor comercial, al poderse aprovechar como materia prima o para
generar energía.

       Por su parte el Diccionario de la Real Academia Española - DRAE (2001),
define valorización como, “la acción de aumentar el valor de algo”.

       El término Valorización, expuesto en el presente documento, no debe
confundirse con su uso en el lenguaje químico o en el económico (DRAE, 2001):

               Valorización (química). Determinar la composición exacta de una
               disolución.
               Valorización (economía). Señalar el precio de algo.




¿Cómo valorizar los AVU?

       Las posibilidades de reutilización de los AVU están encaminadas a la
obtención de productos utilizados en la comunidad para minimizar el gasto de los
recursos disponibles y aprovechar en primera instancia el potencial energético que
estos representan.

       La recuperación de AVU, permite que éstos sean destinados a la producción
de alimentos para ganado o utilizados en otros procesos industriales para la
producción de biodiesel, jabones, pinturas, entre otros (Diputación de Cádiz, 2008, p.
32).




                                                                                         22
Existen otras aplicaciones que permite la valorización de los aceites vegetales
usados una vez que se someten a una serie de tratamientos adecuados obteniéndose
un producto final estable, con una composición tipificada.

         Los posibles aprovechamientos son los siguientes:

                Aplicación    en    la   fabricación    de   lubricantes   industriales:
                principalmente en acerías (industria del acero).
                Aplicación en la fabricación de tenso-activos: para la producción de
                jabones y detergentes.
                Aplicación en combustión directa o en mezcla: aprovechando el poder
                calorífico del aceite siempre que sea superior a 8500 kcal/kg.




Diesel

         El diesel es un derivado del petróleo, es sinónimo de gasóleo.

         La Norma Venezolana COVENIN 622-1998 (Anexo F) “Productos derivados
del Petróleo”, define 3 tipos de gasóleo:

         Gasóleo Industrial. Es un compuesto destilado que es utilizado en
         quemadores industriales y turbinas a gas para la producción de calor o
         energía.

         Combustible diesel mediano. Es un combustible destilado que se
         utiliza en motores de combustión interna tales como: diesel de alta
         velocidad, estacionario, automotriz, bombas, generadores portátiles,
         turbinas a gas. También se conoce con el nombre de combustible
         diesel automotor.

         Combustible diesel pesado. Es un combustible destilado que se utiliza
         en motores de combustión interna tales como: diesel de mediana
         velocidad, en buques, plantas eléctricas. También se conoce con el
         nombre de combustible diesel marino.




                                                                                           23
Cuando el diesel es obtenido de la destilación del petróleo se denomina
petrodiesel y cuando es obtenido a partir de aceites vegetales se denomina biodiesel.




Biodiesel

       El biodiesel es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos
naturales como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo, mediante el
proceso de transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o
parciales del petrodiesel.

       La ASTM International (2010) define al biodiesel como sigue:

       El biodiesel es un combustible compuesto por ésteres mono-alquílicos
       de ácidos grasos de cadena larga derivados de aceites vegetales o
       grasas animales que cumplan las especificaciones de la norma ASTM
       D6751 y se designa como B100. El biodiesel es un ultra-bajo en
       cuanto a la cantidad de azufre del combustible, es renovable, puede ser
       utilizado como un combustible (puro), pero más a menudo se mezclan
       en el diesel de petróleo (petrodiesel). Para distinguir la cantidad en la
       mezcla, el convenio previsto en el D6751, es decir, la cantidad de
       biodiesel en la mezcla por el porcentaje de volumen precedido por la
       letra mayúscula “B”. Por lo tanto, una mezcla del 5 % de biodiesel en
       el diesel de petróleo es B5 y un 20 % de mezcla de biodiesel en el
       diesel de petróleo es el B20.


Transesterificación
       El aceite vegetal, cuyas propiedades para la impulsión de motores se conocen
desde la invención del motor diesel gracias a los trabajos de Rudolf Diesel, ya se
destinaba a la combustión en motores de ciclo diesel convencionales o adaptados. A
principios del siglo XXI, en el contexto de búsqueda de nuevas fuentes de energía, se
impulsó su desarrollo para la utilización en automóviles como combustible
alternativo a los derivados del petróleo.




                                                                                            24
Knothe y Gerpen (2005) comentan en el libro “Biodiesel Handbook” que:
             Se han investigado cuatro métodos para reducir la alta viscosidad de
             los aceites vegetales y permitir su uso en motores diesel comunes sin
             problemas operativos (depósitos en el motor) esto se logra: mezclando
             con el petrodiesel, con la pirolisis, microemulsificación (mezcla co-
             disolventes), y la transesterificación. Sólo la reacción de
             transesterificación conduce a los productos conocidos comúnmente
             como biodiesel, es decir, ésteres de alquilo de aceites y grasas. Los
             ésteres comúnmente preparados son los ésteres metílicos,
             principalmente porque el metanol es el alcohol más barato, aunque
             hay excepciones en algunos países. (p. 26).

             Los aceites vegetales están compuestos típicamente de triglicéridos, que son
esteres de ácidos grasos libres con glicerol. En el proceso, el alcohol es desprotonado
(se remueve un catión hidrógeno de una molécula) con una base para formar un
nucleófilo (anión con un par de electrones libres) más fuerte. Comúnmente son
usados etanol y metanol. Como se ve en el figura 1, la reacción no tiene otros
reactivos más que el triglicérido y el alcohol.




                                Figura 1: Reacción de Transesterificación

    R2


O            O                                                                                                    CH3
                                                            OH                 CH3             CH3
                 O        O
                                             Catalizador         OH
                                                                                 O +                 O                  O
                              + 3 CH3OH                               +                                  +
                                                                          R1              R2                 R3
         O           R3                                                              O               O                  O
                                                           OH

    R1       O

 Triglicérido                  Metanol (3)                 Glicerol                      Metil-Esteres
Fuente: The biodiesel Handbook (2005, p. 28).




             En condiciones ambientales normales, la reacción puede no ocurrir o hacerlo
de manera muy lenta. Se usa el calor para acelerar la reacción, además de una base.



                                                                                                                            25
Mundialmente, la mayor cantidad del biodiesel es producido a partir de aceites
vegetales vírgenes, usando una base como catalizador, debido a que es el método
más económico, requiriendo bajas temperaturas y presiones, y obteniendo una
conversión del 99 %.

       En relación al hecho de que el aceite y el alcohol no se mezclen con facilidad,
Knothe y Gerpen (2005) señalan:

       Han sido publicadas varias revisiones que se ocupan de la producción
       de biodiesel por transesterificación. En consecuencia, la producción de
       biodiesel por transesterificación ha sido objeto de numerosos trabajos
       de investigación. Generalmente, la transesterificación puede proceder
       mediante catálisis básica o ácida. Sin embargo, la catálisis homogénea
       alcalina (hidróxido de sodio o potasio, o los alcóxidos
       correspondientes) es un proceso mucho más rápido que la catálisis
       ácida. Además del tipo de catalizador (alcalino o ácido) y los
       parámetros de la reacción de transesterificación catalizada, han sido
       estudiados también: la relación molar de alcohol-aceite vegetal,
       temperatura, tiempo de reacción, el grado de refinación del aceite
       vegetal, y el efecto de la presencia de humedad y de ácidos grasos
       libres (AGL). Para que la transesterificación dé un rendimiento
       máximo, el alcohol debe estar libre de humedad y el contenido de
       AGL del aceite debe ser menor de 0,5 %. La ausencia de humedad en
       la reacción de transesterificación es importante porque de acuerdo con
       la ecuación: R-COOCH3+H2O→RCOOH+CH3OH, puede ocurrir la
       hidrólisis de los ésteres de alquilo. De manera similar, porque los
       triglicéridos también son ésteres, la reacción de los triglicéridos con el
       agua puede formar ácidos grasos libres. A 32 °C, la transesterificación
       muestra un rendimiento de 99 %. (p. 28).

       Estos mismos autores, hacen referencia que al usar alcoholes diferentes al
metanol se necesitan temperaturas más elevadas para que la reacción se lleve a cabo
de manera exitosa, por ejemplo el etanol y butanol requieren temperaturas de 75 y
114 ºC, respectivamente.

       El aceite de fritura usado es una de las alternativas con mejores perspectivas
en la producción de biodiesel, ya que es la materia prima más barata, y con su
utilización se evitan los costos de tratamiento como residuo (Universidad Rey Juan
Carlos, 2008, p. 37).


                                                                                         26
Glicerina

         El glicerol está presente en todos los aceites y grasas animales y vegetales de
forma combinada, es decir, vinculado a los ácidos grasos como el ácido esteárico,
oleico, palmítico y ácido láurico para formar una molécula de triglicéridos. Los
aceites de coco y de palma contienen una cantidad elevada (70-80 %) de ácidos
grasos de cadena de carbono 6 a 14 átomos de carbono.

         Estos producen más moléculas de glicerol en los aceites que contienen ácidos
grasos de 16 a 18 átomos de carbono, como las grasas, el aceite de semilla de
algodón, el aceite de soya, el aceite de oliva y el aceite de palma. El glicerol también
está presente en todas las células animales y vegetales como parte de su membrana
celular en forma de fosfolípidos14.

         Appleby (2005) en su artículo “Glicerol” en “The Biodiesel Handbook”,
explica:

         Glicerol es un alcohol trivalente, transparente, viscoso, de sabor dulce,
         e higroscópico15, a temperatura ambiente normal. El glicerol se
         descubrió por primera vez en 1779 por Scheele16, que calentó una
         mezcla de litargirio 17 y aceite de oliva y se extrajo con agua. El
         glicerol se produce de forma natural y combinada como glicéridos en
         todos los aceites y grasas animales y vegetales, y se recupera como un
         subproducto cuando estos aceites se saponifican en el proceso de
         fabricación de jabón, o cuando los aceites o grasas son
         transesterificados con metanol (u otro alcohol) en la producción de
         esteres de metilo, y se le llama glicerol bruto. Desde 1949, también se
         ha producido comercialmente por síntesis a partir de propileno. Son
         variados los usos del glicerol, grandes cantidades se utilizan en la
         fabricación de medicamentos, cosméticos, pasta de dientes, espuma de
         uretano, resinas sintéticas y gomas de éster. En la elaboración de
         tabaco y de los alimentos también se usan grandes cantidades. (p.
         247).


14
   Fosfolípidos. Componentes principales de las membranas biológicas (Koolman y Köhm, 2004, p. 50).
15
   Higroscópico. Propiedad de absorber la humedad según el medio en que se encuentran (RAE, 2001).
16
   Sheele. Carl Wilhelm Scheele, químico alemán (1742-1786), (Regis, 1959, p. 6).
17
   Litargirio. Óxido de plomo, fundido en láminas o escamas muy pequeñas (RAE, 2001).



                                                                                                      27
En cuanto a la recuperación de la glicerina, Appleby (2005) señala que:

            El glicerol bruto es generalmente de alta calidad cuando se utilizan
            como materias primas aceites vírgenes, sin embargo, las tendencias
            recientes en el tratamiento de aceites con baja calidad y/o alta
            concentración de ácidos grasos libres, tales como grasa amarilla, sebo,
            o aceites de fritura reciclados en la producción de biodiesel dan como
            resultado una glicerina en bruto de menos calidad que contiene
            diversas impurezas, sales, olores, colores y organismos que son
            difíciles de eliminar en el proceso de refinación. El glicerol en bruto
            procedente de la transesterificación o la separación de los aceites
            vegetales en un 100 %, por lo general demanda un valor más alto en el
            mercado. (p. 250).



Procesos industriales para la obtención de biodiesel

            La química que se ha descrito anteriormente constituye la base de la
producción industrial de biodiesel. Además, su procesamiento y calidad están
estrechamente relacionados. Los procesos utilizados para refinar la materia prima y
convertirla en biodiesel determinan si el combustible va a cumplir con las
especificaciones aplicables.

       En la actualidad existen diversos procesos industriales mediante los cuales se
pueden obtener biodiesel. Según Knothe y Gerpen (2005), los procesos más
importantes son los siguientes:

                 1. 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).
                 2. Proceso ácido-base. Este proceso consiste en hacer primero una
                      esterificación ácida y luego seguir el proceso normal. Se usa
                      generalmente para aceites con alto índice de acidez.
                 3. Procesos supercríticos. En este proceso ya no es necesario la presencia
                      de catalizador, simplemente se hacen a presiones elevadas en las que el

*
    El proceso base-base es el punto de partida de la presente investigación, debido a la sencillez de realización.




                                                                                                                      28
aceite y el alcohol reaccionan sin necesidad de que un agente externo,
              como el hidróxido, actúe en la reacción.
           4. 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.
           5. Método de reacción ultrasónica. En el método reacción ultrasónica, las
              ondas ultrasónicas causan que la mezcla produzca y colapse burbujas
              constantemente. Esta cavitación proporciona simultáneamente la
              mezcla y el calor necesarios para llevar a cabo el proceso de
              transesterificación. Así, utilizando un reactor ultrasónico para la
              producción del biodiesel, se reduce drásticamente el tiempo, la
              temperatura y la energía necesarios para la reacción. Y no sólo reduce
              el tiempo de proceso sino también de separación. 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. (p. 50).




Propiedades del biodiesel

       El biodiesel tiene mejores propiedades lubricantes y mucho mayor índice de
cetano que el petrodiesel. El agregado en una cierta proporción de biodiesel al
gasóleo reduce significativamente el desgaste del circuito de combustible; y, en baja
cantidad y en sistemas de altas presiones, extiende la vida útil de los inyectores que
dependen de la lubricación del combustible.

       Schumacher (2005) en su artículo “Lubricidad del Biodiesel” en el libro “The
Biodiesel Handbook” narra:




                                                                                          29
Cuando las primeras investigaciones apoyaban claramente la premisa
            de que el biodiesel tiene buen poder lubricante y que las pruebas
            realizadas indicaron que era capaz de proporcionar casi dos veces la
            lubricidad que el diesel de petróleo, los investigadores se propusieron
            determinar si el objetivo de las mezclas del nuevo combustible diesel
            bajo en azufre, sería proporcionar una lubricación adecuada para los
            sistemas de inyección de combustible del motor diesel. (p. 127).

            El biodiesel es un líquido a temperatura ambiente y su color varía entre
dorado y marrón oscuro según el tipo de materia prima usada. Es inmiscible con el
agua, tiene un punto de ebullición alto y baja presión de vapor. Su punto de
inflamación 130 °C, es mucho mayor que el del diesel común o petrodiesel (64 °C) o
la gasolina (-40 °C). Tiene una densidad de aproximadamente 0,88 g/cm3, menos que
el agua.




Compatibilidad del biodiesel con algunos materiales

                      Plásticos. Es compatible con el polietileno de alta densidad.
                      Al PVC18 lo degrada lentamente. A algunos polímeros los disuelve al
                      contacto directo.
                      Metales. Afecta a materiales basados en el cobre, también ataca
                      el zinc, el estaño, el plomo y el hierro fundido. Los materiales de acero
                      inoxidable y aluminio son inmunes.
                      Caucho. El biodiesel descompone al caucho natural de algunos
                      componentes de motores antiguos.



Gelificación del biodiesel

            Dunn (2005) en su publicación “Propiedades y rendimiento en frío, del
Biodiesel” en el libro “The Biodiesel Handbook”, explica que:


18
     PVC. El policloruro de vinilo se obtuvo por primera vez en 1835 (Bilurbina y Liesa, 1990:30).




                                                                                                     30
Todos los combustibles diesel son susceptibles a problemas de puesta
        en marcha y de rendimiento cuando los vehículos y sistemas de
        combustible están sujetos a bajas temperaturas. A medida que la
        temperatura ambiental enfría se acerca a la temperatura de saturación
        de las parafinas de alto peso molecular (C18-C30, n-alcanos) presentes
        en el petrodiesel y se comienzan a nuclear y formar cristales de cera
        en suspensión en una fase líquida compuesta de cadena más corta de
        n-alcanos y aromáticos. Si el combustible se deja desatendido a bajas
        temperaturas durante un largo período de tiempo (por ejemplo, una
        noche), la presencia de cristales de cera sólidas pueden causar
        problemas de puesta en marcha y de rendimiento de la mañana
        siguiente. (p. 83).

        Cuando el biodiesel se enfría hasta determinado punto, algunas moléculas se
agregan y forman cristales. El combustible empieza a “nublarse” una vez que los
cristales se hacen grandes. Este punto se llama punto de enturbiamiento. Cuanto más
frío esté el combustible, mayores son los cristales. La menor temperatura en la cual
el biodiesel pasa por un filtro de 45 micrones se la llama punto de obstrucción de
filtros en frío. A bajas temperaturas el biodiesel se convierte en gel y luego se
solidifica.




Uso del biodiesel

        El uso de biodiesel ofrece las siguientes ventajas e inconvenientes en
comparación con el gasóleo convencional (García y García, 2006, p. 62).

        Ventajas medioambientales frente al gasóleo, al reducirse las emisiones de:

               Monóxido de carbono
               Partículas
               Hidrocarburos
               Dióxido de carbono
               Óxidos de azufre
               Es biodegradable (98,3 % en 21 días)



                                                                                       31
No es tóxico

            Ventajas técnicas frente al gasóleo:

                     Mayor lubricidad, con lo cual se alarga la vida del motor y reduce su
                     ruido.
                     Mayor poder disolvente, que hace que no se produzca carbonilla 19 ni
                     se obstruyan los conductos y mantiene limpio el motor.

            Inconvenientes técnicos:

                     El biodiesel tiene un punto de congelación entre 0º y -5º C.
                     La primera vez que se empieza a consumir biodiesel y debido a su
                     poder disolvente, puede que se deba realizar el primer cambio de
                     filtros antes de lo normal, dependiendo del nivel de “suciedad”.

            Peterson y Möller (2005) en el artículo “Los combustibles de biodiesel:
biodegradabilidad, biológicas y demanda química de oxígeno, y toxicidad”
argumentan que:

            La biodegradabilidad de los combustibles de biodiesel en varios de los
            ambientes acuáticos y el suelo fueron examinada por el método de
            evolución de CO2, por cromatografía de gases y la germinación de la
            semilla. Los resultados demuestran que todos los combustibles
            biodiesel son “fácilmente biodegradable”. Además, se observó un co-
            metabolismo en la biodegradación de la mezcla de gasóleo biodiesel
            en la fase acuática, es decir, la tasa de degradación y el alcance de
            diesel de petróleo aumentó al doble en comparación con la del diesel
            de petróleo solo. (p. 135).

            Krahl, Munack, Schröder, Stein, y Bünger (2005) en su estudio de la
“Influencia de biodiesel y petrodiesel sobre las emisiones de escape y sus efectos en
la salud” presentado en el libro “The Biodiesel Handbook”, especifican que:

            Para evaluar las emisiones de biodiesel contra petrodiesel sobre una
19
     Carbonilla. Carbón en polvo o muy menudo (RAE, 2001).




                                                                                             32
base amplia, se investigaron cuatro combustibles diferentes. El
       combustible diesel sueco bajo en contenido de azufre MK1,
       cumpliendo con la Norma Sueca SS-15-54-35, y el biodiesel alemán
       RME, cumpliendo con la norma alemana DIN-51606 (estas normas
       han sido sustituidas por los Estándares de la Comisión Europea EN-
       14214) los combustibles examinados fueron un combustible diesel
       (DF) de petróleo, cumpliendo con la norma europea EN-590, y un
       combustible diesel bajo en contenido de azufre y con un alto
       contenido de compuestos aromáticos, cumpliendo con la norma EN-
       590 y se refiere como DF05. Debido a que las partículas de escape de
       los motores diesel probablemente plantean un riesgo de cáncer de
       pulmón a los seres humanos, la determinación del potencial
       mutagénico de partículas se llevó a cabo para estimar los posibles
       efectos cancerígenos en la salud. El biodiesel tiene efectos tanto
       positivos como negativos sobre las emisiones de escape. Además, la
       mutagenicidad de las emisiones de los biodiesel eran mucho menor
       que la de los combustibles fósiles, lo que indica un reducido riesgo en
       la formación de células cancerígenas. (p. 165).



Calidad del biodiesel

       El criterio principal para la calidad del biodiesel es el cumplimiento de las
normas pertinentes (Knothe y Gerpen, 2005, p. 35). En general, la calidad de los
biodiesel puede estar influenciada por varios factores, incluyendo la calidad de la
materia prima, la composición de ácidos grasos de la matriz vegetal o animal, el
proceso de producción, los otros materiales utilizados en este proceso, y los
parámetros de posproducción. Cuando se cumplan las especificaciones, el biodiesel
puede ser utilizado en motores más modernos sin modificaciones, manteniendo la
durabilidad del motor y la fiabilidad.

       Incluso cuando se usa en mezclas de bajo nivel de combustible con diesel de
petróleo, el biodiesel se espera cumpla con las especificaciones antes de ser
mezclado. Aunque algunas de las propiedades en las especificaciones, tales como el
número de cetano y la densidad, reflejan las propiedades de los compuestos químicos
que forman el biodiesel, otras propiedades proporcionar indicaciones de la calidad
del proceso de producción. En general, los parámetros indicados en la norma ASTM


                                                                                       33
D6751 (Tabla 2) se definen por otras normas ASTM. Sin embargo, otros métodos de
prueba, tales como las desarrolladas por las organizaciones profesionales de
químicos del aceite, como la AOCS20, también puede ser adecuada (o incluso más
apropiado, ya que se han desarrollado para las grasas y aceites, y no para los
derivados del petróleo como los materiales tratados en las normas ASTM).

                                Tabla 2: Especificaciones ASTM D6751.
                                Propiedad                             Límites                Unidad
                  Punto de inflamación                               130,0 mín.                 °C
                  Agua y sedimentos                                 0,050 máx.                 %V
                  Viscosidad cinemática a 40 °C                       1,9 – 6,0               mm2/s
                  Cenizas sulfatadas                                0,020 máx.               % masa
                  Azufre (Grado S 15)                               0,0015 máx.                ppm
                  Azufre (Grado S 500)                               0,05 máx.                 ppm
                  Corrosión en lámina de cobre                       N° 3 máx.                   -
                  Índice de cetano                                    47 mín.                    -
                  Punto de enturbiamiento                     A informar por cliente            °C
                  Residuo carbonoso                                 0,050 máx.               % masa
                  Acidez                                             0,80 máx.             mg KOH/g
                  Glicerina libre                                   0,020 máx.               % masa
                  Glicerina total                                   0,240 máx.               % masa
                  Contenido de fósforo                              0,001 máx.               % masa
                  Temperatura      de     destilación,
                  equivalente     en     temperatura                 360 máx.                   °C
                  atmosférica, 90% recuperado
                  Fuente: ASTM Internacional




20
      AOCS. American Oil Chemist’s Society (Sociedad Americana de Químicos del Aceite), es una sociedad
     científica mundial abierta a todas las personas que estén interesadas en grasas, aceites, surfactantes, detergentes
     y otros materiales relacionados (AOCS, 2012).




                                                                                                                           34
FUNDAMENTACIÓN LEGAL


      La producción de biodiesel lleva implícito una gestión ambiental, debido a
que se aminora el vertido de los AVU al medioambiente. Lo que tiene total
concordancia con lo expuesto en la Constitución de la República Bolivariana de
Venezuela – Capitulo IX. De los derechos ambientales– en su Artículo 127, que reza:

       “Es un derecho y deber de cada generación proteger y mantener el ambiente
en beneficio de sí misma y del mundo futuro…”.

       De igual manera el objetivo propuesto armoniza con lo reflejado en la Ley
Orgánica de Ciencia, Tecnología e Innovación, en su Artículo 5:

       “Las actividades de ciencia, tecnología, innovación y sus aplicaciones, así
como, la utilización de los resultados, deben estar encaminadas a contribuir con el
bienestar de la humanidad, la reducción de la pobreza, el respeto a la dignidad, a los
derechos humanos y la preservación del ambiente”.

      El presente proyecto se enmarca dentro del Plan Nacional de Ciencia,
Tecnología e Innovación 2005-2030, cuya primicia es atender las necesidades de los
sectores que más lo ameritan, para alcanzar su desarrollo en el uso de la tecnología
existente y la innovación en otras nuevas, permitiendo de esta forma la
interinstitucionalidad; esto es, la interacción de instituciones en torno a proyectos
comunes a la formulación, construcción y ejecución colectiva de programas y
acciones que involucren iniciativas tecnológicas; impulsando la multidisciplinariedad
que conlleva la ejecución de proyectos que trascienden las barreras de las
especialidades; garantizando de ésta manera el desarrollo del país en la práctica de
actividades de producción intelectual, que permita la solución de problemas
existentes en las comunidades.

       De acuerdo al Plan Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación de la
nación, la presente investigación está clasificada en el Área de Investigación:
Petróleo, Gas y Energía, específicamente en la Línea de Investigación: Innovación y
Desarrollo de Combustibles Sostenibles.




                                                                                         35
Los aceites vegetales usados generados por la comunidad El Ince, por lo
general se vierten en la red de agua residuales y al suelo. La Norma Para la
Clasificación y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Aguas y Vertidos o
Efluentes Líquidos – Decreto Venezolano Nº 883 (Anexo C) – en su Capitulo III,
Sección II, especifica:

           Artículo 9: “Los aceites naturales se clasifican en el Grupo II, es decir,
           como sustancias que aun cuando no se conozca de su efecto tóxico,
           agudo o crónico, genera: condiciones en el cuerpo receptor que afectan
           la biota y perjudican cualquier uso potencial de sus aguas”.

           Artículo 10: “Se establece el límite máximo de aceite vegetal que sean o
           vayan a ser descargados, en forma directa o indirecta, a ríos, lagos, y
           embalses como, 20 mg/L.”.

           Artículo 12: “Las descargas al medio marino-costero sólo podrán
           efectuarse en zonas donde se produzca mezcla rápida del vertido con el
           cuerpo receptor y cumplirán con 20 mg/L de densidad para los aceites
           vegetales de uso doméstico.”

           Artículo 15: “Los parámetros de calidad de los vertidos líquidos que
           sean o vayan a ser descargados a redes cloacales no deberá ser mayores
           de los rangos y límites permisibles establecidos: para el aceite vegetal es
           150 mg/L.



El protocolo de Kioto

       En 1992 durante la Cumbre de Río, los países acordaron la creación de la
Convención Marco del Cambio Climático como plataforma para tomar medidas
orientadas a resolver la problemática del calentamiento global, iniciando de esta
manera una rueda de consultas interdisciplinarias y multilaterales permanentes.

       En Diciembre de 1997 durante la tercera reunión de las Conferencia de las
Partes llevada a cabo en la ciudad de Kioto-Japón, unos 10000 delegados de más de



                                                                                         36
100 países asistieron a este evento de gran envergadura en el cual se llegó por
consenso a la decisión de aprobar un Protocolo en virtud del cual los países
industrializados se comprometían a reducir, para el período entre los años 2008-
2012, el total de sus emisiones de gases de efecto invernadero en por lo menos un 5
% con relación a los niveles de 1990, confiando en que este compromiso vinculante
produzca una reversión histórica de la tendencia ascendente de las emisiones.

       El Protocolo de Kioto consta de 28 artículos y entre las cuestiones que se
puede relacionar con los proyectos de biodiesel, puede destacarse el artículo 12 el
cual describe la creación de un “Mecanismo para el Desarrollo Limpio”.

       En base al “Mecanismo para el Desarrollo Limpio”, la producción de
biodiesel, es un granito de arena, dado que éste reduce considerablemente las
emisiones de gases de invernadero y su tasa de degradación es mayor que la del
petrodiesel. De acuerdo a los principios de desarrollo sustentable, al reutilizar los
AVU se obtiene un producto que beneficia a la comunidad, lo que impulsaría a un
crecimiento económico, que implica una mejora en la calidad de vida de la misma, y
además se estimula la reducción de los vertidos de los AVU al ambiente.

       En cuanto a la normativa utilizada, como ya se ha dicho anteriormente se
siguen las especificaciones para el biodiesel propuestas por la ASTM en la norma
ASTM D6751, también se utilizan las Normas Venezolanas COVENIN que se
enlistan en seguida:

               Norma COVENIN 30-97. Aceites Vegetales comestibles. Norma
               General (Anexo E).
               Norma COVENIN 702-01. Aceites y Grasas Vegetales. Determinación
               del Índice de Refracción (Anexo G).
               Norma COVENIN 325-01. Aceites y Grasas Vegetales. Determinación
               de la Acidez (Anexo H).




                                                                                        37
Norma COVENIN 622-98. Productos Derivados del Petróleo.
Combustibles para Motores Diesel y Gasóleo Industrial (Anexo F).
Norma COVENIN 3361-98. Líquidos Dieléctricos. Determinación del
Punto de Inflamación y de Fuego por el Método de Copa Abierta de
Cleveland (Anexo I).
Norma COVENIN 422-82. Determinación de la Cantidad de Agua y
Sedimento en Crudo de Petróleo (Anexo J).
Norma COVENIN 424-91. Petróleo Crudo y sus Derivados.
Determinación de la Viscosidad Cinemática y Cálculo de la viscosidad
Dinámica (Anexo K).
Norma COVENIN 2057-83. Cálculo del Índice de Cetano de los
Combustibles Destilados (Anexo L).
Norma COVENIN 850-95. Productos derivados del Petróleo.
Destilación (Anexo M).
Norma COVENIN 883-02. Petróleo Crudo y sus Derivados.
Determinación de la Gravedad API. Método del Hidrómetro (Anexo
N).




                                                                       38
CAPITULO III

                                         MARCO METODOLÓGICO




TIPO DE INVESTIGACIÓN

            Después de haber seleccionado a la comunidad El Ince, para el desarrollo de
la investigación, el grupo del Proyecto Socio-Integrador, organizó y planificó una
reunión el día 2 de marzo de 2012 (Anexo A), con el consejo comunal de la misma;
con la finalidad de conocer las necesidades que el sector presenta, en relación a los
alcances de la Ingeniería en Procesos Químicos. Dicho de otra manera, se realizó una
investigación exploratoria, a través de la recolección                             de datos directos de la
población en estudio, con la aplicación de la entrevista no estructurada, ejecutada
durante el encuentro; activando de esta forma la acción participativa 21 de la
comunidad en el diagnóstico de la problemática a tratar (en el Anexo O, se muestra la
carta de aceptación del proyecto por parte de la comunidad).

            “Una investigación exploratoria se realiza cuando se desea indagar sobre un
tema o problema a estudiar, generalmente poco conocido” (Hernández, Fernández y
Baptista, 2006, p. 101).

            Según esto último, la investigación exploratoria incluye la búsqueda, análisis,
crítica e interpretación de datos obtenidos y registrados por otros investigadores; que
ayuden a formular propuestas para la solución de problemas detectados en la
comunidad (Arias, 2006, p. 27).



21
     Acción Participativa. En este tipo de investigación el o la investigadora es participe y aprendiz comprometido en
     el proceso participativo, no un conocedor experto de la realidad (Úcar y otros, 2006, p. 74).




                                                                                                                         39
De acuerdo a las competencias del grupo de investigación, y a que la
generación de AVU en el sector es constante y considerable, se opta por hacer una
recuperación de estos aceites.

       La valorización de los AVU permite que sean destinados a la producción de
alimentos para ganados o utilizados en otros procesos industriales como la
producción de biodiesel, jabones y pinturas. Analizadas estas opciones para añadir
valor comercial a los AVU, se decide por generar biodiesel a partir de ellos, mediante
el proceso de transesterificación. Por ello, se planifica y analizan las metas que se
deben lograr para obtener el biocombustible y cumplir con los estándares
internacionales exigidos para el mismo.

       En este aspecto, se realiza una investigación descriptiva, la cual Hernández,
Fernández y Baptista (2006), define como “la búsqueda de propiedades,
características y rasgos importantes de cualquier fenómeno que se desea estudiar.”
(p. 103).

       En base a los resultados obtenidos en la investigación y a la teoría referida, se
pretende explicar por qué producir biodiesel, por medio de la transesterificación a
partir de los AVU del sector El Ince, es una buena alternativa. Una investigación
explicativa, según Arias (2006), “se encarga de buscar el porqué de los hechos
mediante el establecimiento de las relaciones causa-efecto.” (p. 26).




DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

       Dada la importancia que ha tomado en el mundo las recientes investigaciones
sobre la reutilización de los residuos en general, y el cuidado del ambiente. Se centró
la mirada en la valorización de los AVU, que son generalmente el producto que queda
después de haber utilizado los aceites para freír alimentos. Se escogen los AVU por el
fácil acceso a estos, ya que la mayoría de los habitantes del sector El Ince utilizan en




                                                                                           40
sus cocinas aceites comestibles. Para añadir valor a los aceites usados, se opta por
generar a partir de éstos, el conocido biodiesel.

        El biodiesel se obtiene al hacer pasar a los triglicéridos por un proceso
químico llamado transesterificación; el cual, consiste en adicionar un alcohol al
aceite, en presencia de un catalizador.

       Por lo tanto, la investigación se acoge a un diseño experimental. “Una
investigación experimental es un proceso que consiste en someter a un objeto o
grupo de individuos a determinadas condiciones, estimulo, tratamiento, para
observar los efectos o reacciones que se producen” (Arias, 2006, p. 33).




POBLACIÓN Y MUESTRA

       “En esta parte del proyecto, el interés se centra en qué o quiénes, es decir, en
los sujetos, objetos, sucesos o comunidades de estudio (las unidades de análisis), lo
cual depende directamente del planteamiento de la investigación” (Hernández,
Fernández y Baptista, 2006, p. 236).

       Para realizar la investigación se selecciona como población o unidad de
análisis a la comunidad El Ince. Una unidad de análisis, según Hernández, Fernández
y Baptista (2006), “se refiere a las personas, organizaciones, periódicos,
comunidades, situaciones, eventos, entre otros, en los cuales se van a recolectar los
datos.” (p. 236).

       Para el estudio de la comunidad se plantea una reunión con el Consejo
Comunal del mismo, en este caso los voceros del consejo se toman como muestra de
la unidad de análisis. “Una muestra es un subgrupo de la población de interés (sobre
el cual se recolectaran datos, y que tiene que definirse o delimitarse de ante mano
con precisión), este deberá ser representativo de la población” (Hernández,
Fernández y Baptista, 2006, p. 236).



                                                                                          41
Proyecto biodiesel
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Proyecto biodiesel

  • 1. Gobierno Bolivariano Ministerio del Poder Popular Instituto Universitario de Tecnología de Venezuela para la Educación Universitaria José Antonio Anzoátegui Departamento de Tecnología Química Programa Nacional de Formación Procesos Químicos VALORIZACIÓN DE ACEITES VEGETALES USADOS, MEDIANTE EL PROCESO DE TRANSESTERIFICACIÓN PARA LA OBTENCIÓN DE BIODIESEL Asesor Metodológico: Tutor Académico: Dr. Luis Márquez Licda. Carmen Márquez Asesor Técnico: Trayecto IV Mcs. Ing. Adriana Gómez Participantes: Amundaraín, Noel C.I: 19.939.192 Gómez, Richard C.I: 17.808.460 González, Glauber C.I: 18.453.094 Medina, Jesús C.I: 19.030.639 Sifontes, Eylin C.I: 17.560.713 Tremaria, María Elena C.I: 15.375.157 EL TIGRE, JUNIO DE 2012
  • 2. Gobierno Bolivariano Ministerio del Poder Popular Instituto Universitario de Tecnología de Venezuela para la Educación Universitaria José Antonio Anzoátegui Departamento de Tecnología Química Programa Nacional de Formación Procesos Químicos PROYECTO SOCIO-INTEGRADOR COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO EN PROCESOS QUÍMICOS Asesor Metodológico: Dr. Luis Márquez Asesor Técnico: Mcs. Ing. Adriana Gómez Tutor Académico: Licda. Carmen Márquez Autores: Amundaraín, Noel C.I: 19.939.192 Gómez, Richard C.I: 17.808.460 González, Glauber C.I: 18.453.094 Medina, Jesús C.I: 19.030.639 Sifontes, Eylin C.I: 17.560.713 Tremaria, María Elena C.I: 15.375.157 EL TIGRE, JUNIO DE 2012 ii
  • 3. Gobierno Bolivariano Ministerio del Poder Popular Instituto Universitario de Tecnología de Venezuela para la Educación Universitaria José Antonio Anzoátegui Departamento de Tecnología Química Programa Nacional de Formación Procesos Químicos ACTA DE APROBACIÓN DEL PROYECTO SOCIO-INTEGRADOR POR EL COLECTIVO DOCENTE: ASESOR TÉCNICO Y METODOLÓGICO Proyecto Socio-Integrador realizado por los Técnicos Superiores Universitarios: Noel Amundaraín, Richard Gómez, Glauber González, Jesús Medina, Eylin Sifontes, María Elena Tremaria. Titulado: Valorización de aceites vegetales usados, mediante el proceso de transesterificación, para la obtención de biodiesel, y aprobado en nombre del Instituto Universitario de Tecnología José Antonio Anzoátegui, por el siguiente Colectivo de Docentes, en la ciudad de El Tigre, a los 13 días del mes de junio de 2012. Mcs. Ing. Adriana Gómez Dr. Luis Márquez C.I.: 13.846.405 C.I.: 8.791.334 Asesor Técnico Asesor Metodológico iii
  • 4. Gobierno Bolivariano Ministerio del Poder Popular Instituto Universitario de Tecnología de Venezuela para la Educación Universitaria José Antonio Anzoátegui Departamento de Tecnología Química Programa Nacional de Formación Procesos Químicos ACTA DE APROBACIÓN DEL JURADO EVALUADOR DEL PROYECTO SOCIO-INTEGRADOR En nuestro carácter de Jurado Evaluador del Proyecto Socio-Integrador presentado por los Técnicos Superiores Universitarios: Noel Amundaraín, Richard Gómez, Glauber González, Jesús Medina, Eylin Sifontes, María Elena Tremaria. Titulado: Valorización de aceites vegetales usados, mediante el proceso de transesterificación para la obtención de biodiesel, como requisito para optar al título de Ingeniero en Procesos Químicos, considerando que dicho proyecto reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la presentación pública por el siguiente Jurado Evaluador, en la ciudad de El Tigre, a los 13 días del mes de junio de 2012. Dr. Luis Márquez Srta. Doralis Mata C.I.: 8.791.334 C.I.: Asesor Metodológico Representante de la Comunidad El Ince iv
  • 5. INDICE GENERAL pág. Portada ……………………………………………………………………....…... i Acta de aprobación del Proyecto Socio-Integrador por el colectivo docente: asesor técnico y metodológico…………………......... iii Acta de aprobación del jurado evaluador del Proyecto Socio-Integrador……..…. iv Índice general………………………………………………………………....….. v Índice de anexo……………………………………………………………..…….. vii Introducción………………………………………………………………….…… 1 CAPÍTULO I 5 DIAGNÓSTICO………………………………………………………………… Reseña histórica del sector el Ince……………………………………..... 6 Dimensiones y potencialidades…………………………..…………..….. 8 Herramientas para la priorización del problema…………..……..………. 10 Criterios para la priorización del problema……………….………..……. 10 Selección del problema………………………………………………….. 11 CAPÍTULO II EL PROBLEMA……………….…..……………………………………..…….. 12 Justificación……………………………………………………………… 12 Objetivos: general y específicos……..…………………………..……….. 13 Alcances de la investigación……………………………………..…..…… 14 Limitaciones de la investigación……………………………………..…… 15 CAPÍTULO III MARCO TEÓRICO REFERENCIAL…………………………………...……. 16 Antecedentes………………….……………………………………….….. 16 Fundamentación teórica……………………………………………….…. 20 Aceite vegetal Comestible…………………………………………... 20 Valorización……………………………………………………..……. 21 Cómo valorizar los AVU………………………………………….…. 22 Diesel…………………………………………………..……………. 23 Biodiesel……………………………….………………….……….…. 24 Transesterificación…………………...…………………………….… 24 Glicerina………………………………………………………….…… 27 Procesos industriales para la obtención de biodiesel…………….…… 28 Propiedades del biodiesel………………………………………….….. 28 Compatibilidad del biodiesel con algunos materiales…………….….. 30 Gelificación del biodiesel………………………………………….…. 30 Uso del biodiesel………………………………………………….….. 31 v
  • 6. Calidad del biodiesel……………………………………………….… 33 Fundamentación legal……………………………………………………. 35 CAPÍTULO IV MARCO METODOLÓGICO………………………………………….……… 39 Tipo de investigación…………………………………………………….. 39 Diseño de la investigación……………………………………………….. 40 Población y muestra………………………………………………….…… 41 Técnicas e instrumentos de recolección de datos…………………..…….. 43 Validez de contenido y confiabilidad de los instrumentos………….…… 44 Técnicas de análisis de datos…………………………………………….. 45 Procedimiento experimental……………………………………………… 45 Etapa I. Obtención del biodiesel…………………………………………. 45 Materia prima para la obtención de biodiesel……………………….. 45 Tratamiento preliminar del AVU……………………………………. 46 Caracterización de los AVU…………………………………………. 46 Preparación del metóxido y transesterificación…………………….. 49 Separación del biodiesel…………………………………………….. 49 Lavado del biodiesel…………………………………………………. 50 Secado del biodiesel…………………………………………………. 50 Filtrado del Biodiesel………………………………………………… 50 Etapa II. Calidad del Biodiesel………………………..………..………… 51 CAPÍTULO V RESULTADO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…….……… 56 Resultado…………………………………………………………………. 56 Conclusiones……………………………………….…………………...…. 59 Recomendación……………………………………………………..…….. 62 Referencia bibliográfica…………………………………………………….…….. 63 Anexos……………………………………………………………………..……… 69 vi
  • 7. ÍNDICE DE ANEXOS Anexo Pág. A Constancia de Asistencia a la Comunidad El Ince…………………… 70 B Mapa del sector El Ince………………………………………………. 71 C Estudio Demográfico y Socio-económico……………….…………… 72 D Decreto Nº 883. Normas para la clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o efluentes líquidos…..… 73 E Norma COVENIN 30-97. Aceites y Grasas Vegetales Comestibles: Normas Generales……………………..……………………….…. 90 F Norma COVENIN 662-98. Productos derivados del petróleo: combustibles para motores diesel y gasóleo industrial…………….. 98 G Norma COVENIN 702-01. Aceites y grasas vegetales: determinación del índice de refracción……………….….…….…. 104 H Norma COVENIN 325-01. Aceites y grasas vegetales: determinación de la acidez……………………………..……...…… 110 I Norma COVENIN 3361-98. Líquidos dieléctricos: determinación del punto de inflamación y de fuego por el método de copa abierta Cleveland………………………….………….…………… 116 J Norma COVENIN 422-82. Determinación de la cantidad de agua y sedimento en crudos de petróleo……..………..…………..…. 127 K Norma COVENIN 424-91. Petróleo crudo y sus derivados: determinación de la viscosidad cinemática y cálculo de la viscosidad dinámica………………………………………………… 157 L Norma COVENIN 2057-83. Cálculo del índice de cetano de los combustibles destilados…………………………………………….. 172 M Norma COVENIN 850-95. Productos derivados del petróleo: destilación………………………………………….……………….. 175 N Norma COVENIN 883-02. Petróleo crudo y sus derivados: determinación de la gravedad API, método del hidrómetro………. 201 O Carta de Aceptación de Proyecto……………………………………. 208 P Aceite recolectado en la comunidad………………………………… 209 Q Total de ensayos de preparados…………………….…………….…. 209 R Hoja de cálculo utilizada para analizar los resultados de los análisis de calidad del biodiesel……………………………….……………. 210 S Refractómetro Abbe utilizado para medir el índice de refracción….... 210 T Determinación del índice de acidez: Titulación de la muestra…..…... 210 U Reportes de la caracterización de los AVU para las corridas 1, 2, 3 y 4………….……………………….………………….…………… 211 V Proceso de transesterificación y separación del biodiesel….………… 215 W Secado, punto de inflamación y porcentaje de agua del biodiesel.…... 216 X Viscosidad y destilación del biodiesel………………………..…….…. 217 Y Reporte de calidad del biodiesel para los ensayos 10 y 11……….…. 218 vii
  • 8. INTRODUCCIÓN En los últimos tiempos los llamados biocombustibles1, como el bioetanol2 y el biodiesel3, han venido siendo muy usados en todo el mundo, ya que estos proporcionan rendimientos similares a los de los combustibles fósiles y además aminoran el impacto ambiental producidos por ellos. El biodiesel, ha sido fuente de múltiples investigaciones que lo han llevado a ser utilizado alrededor del mundo como complemento en mezclas con combustibles fósiles, con proyecciones a ser utilizado puro. Según Howell y Jobe (2005), entre los principales productores de biodiesel se encuentran los Estados Unidos, Alemania, Francia e Italia. A nivel de Latinoamérica se puede mencionar a Argentina y Brasil. (p. 172). Venezuela, a pesar de ser líder mundial en la producción de petróleo y contar con el mayor reservorio de crudo conocido en el mundo (la Faja Petrolífera del Orinoco), se plantea la utilización de fuentes energéticas alternativas a éste. Prueba de ello, es la investigación emprendida por el Instituto de Tecnología Venezolana para el Petróleo (INTEVEP, empresa filial de PDVSA), y el Centro de Investigaciones del Estado para la Producción Experimental Agroindustrial (CIEPE), quienes proponen el aprovechamiento de los residuos de la industria aceitera para la obtención de biodiesel y demás subproductos. Con dicha propuesta se pretende brindar valor agregado a los residuos de esta industria, a fin de disminuir el impacto ambiental 1 Biocombustibles. Combustibles producidos a partir de la biomasa* (Universidad Rey Juan Carlos, 2008:5). * Biomasa. Materia orgánica originada en un proceso biológico, utilizable como fuente de energía (Real Academia Española (RAE), 2001). 2 Bioetanol. Es etanol utilizado como combustible, obtenido fundamentalmente de semillas ricas en azúcares mediante fermentación (Universidad Rey Juan Carlos, 2008, p. 5). 3 Biodiesel. Biocombustible obtenido a partir de la transesterificación** de aceites vegetales y grasas animales con un alcohol (Universidad Rey Juan Carlos, 2008, p. 5). ** Transesterificación. Es una reacción mediante la cual un éster se transforma en otro éster (Solomons, 1979, p. 820). 1
  • 9. (Ministerio del Poder popular para la Ciencia, Tecnología e Innovación, 2010). La presente investigación tiene como objetivo principal, plantear una propuesta para atender las necesidades que afectan a la comunidad de El Ince (El Tigre – Estado Anzoátegui). Por lo cual, se elabora un estudio exploratorio de dicha comunidad basado en los criterios: percepción y valoración comunitaria, viabilidad (la capacidad de enfrentar el problema con éxito en término de recursos políticos, económicos), competencias del grupo del proyecto, y a la sinergia del problema. La valorización de los Aceites Vegetales Usados (AVU) implica una revisión y análisis de los documentos teóricos y legales más importantes, referentes al tema. De igual forma, implica un estudio metodológico que oriente la investigación hacia una buena ejecución. La gestión de los AVU está encaminada a la producción de biodiesel; además de la evaluación de ciertas propiedades de éstos, en corresponsabilidad con las especificaciones descritas por la ASTM Internacional4 en su norma D6751, por medio de las Normas Venezolanas COVENIN5 necesarias, como son: Norma COVENIN 30-97. Aceites Vegetales comestibles. Norma General. Norma COVENIN 702-01. Aceites y Grasas Vegetales. Determinación del Índice de Refracción. Norma COVENIN 325-01. Aceites y Grasas Vegetales. Determinación de la Acidez. Norma COVENIN 622-98. Productos Derivados del Petróleo. Combustibles para Motores Diesel y Gasóleo Industrial. Norma COVENIN 3361-98. Líquidos Dieléctricos6. Determinación del Punto de Inflamación y de Fuego por el Método de Copa Abierta de 4 ASTM Internacional. Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM Internacional, 2012). 5 COVENIN. La Comisión Venezolana de Normas Industriales, creada en 1958, es el organismo encargado de coordinar las actividades de Normalización y Calidad en el país (Norma COVENIN 30-97). 6 Dieléctricos. Material poco conductor y a través del cual se ejerce la inducción eléctrica (RAE, 2001). 2
  • 10. Cleveland. Norma COVENIN 422-82. Determinación de la Cantidad de Agua y Sedimento en Crudo de Petróleo. Norma COVENIN 424-91. Petróleo Crudo y sus Derivados. Determinación de la Viscosidad Cinemática y Cálculo de la viscosidad Dinámica. Norma COVENIN 2057-83. Cálculo del Índice de Cetano de los Combustibles Destilados. Norma COVENIN 850-95. Productos derivados del Petróleo. Destilación. Norma COVENIN 883-02. Petróleo Crudo y sus Derivados. Determinación de la Gravedad API. Método del Hidrómetro. Este encartado está estructurado en cinco Capítulos, los cuales se encuentran dispuestos de la siguiente forma: Capítulo I: Diagnóstico. Este apartado muestra información relacionada a la conformación organizacional del sector El Ince, y la forma como se aborda la problemática objeto de estudio. Capítulo II: El Problema. Este capítulo plantea el problema a tratar, además de la justificación, objetivos, alcances y limitaciones, que presenta la investigación. Capítulo III: Marco Teórico Referencial. Aquí se presentan, en orden de ideas, la teoría referente al tema en estudio, y de otros temas necesarios para la compresión y ejecución de los ensayos analíticos y cuantitativos. Además se muestra el engranaje de la propuesta con el Plan Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación 2005-2030, impulsado por el gobierno Bolivariano de Venezuela. De igual forma, señala que la investigación está enmarcada dentro los lineamientos de la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela y otras Leyes Nacionales. 3
  • 11. Capítulo IV: Marco Metodológico. Se exhibe de forma esquemática, paso a paso como se lleva a cabo la investigación. Capítulo V: Resultados, Conclusiones y Recomendaciones. Acá se despliegan los resultados obtenidos en el estudio, además se presentan las conclusiones y las recomendaciones expuestas por el grupo del proyecto, tras hacer un análisis de los resultados. Por último, se incluyen las referencias bibliográficas y los anexos que ilustran las actividades realizadas durante la investigación. Cabe destacar que, para la redacción y elaboración de las referencias y citas bibliográficas se manejó las normas publicadas por la Asociación Americana de Psicología (APA – American Psychological Association) en 2001. 4
  • 12. CAPÍTULO I DIAGNÓSTICO Los integrantes del grupo del Proyecto Socio-Integrador exploraron el sector El Ince, ubicado en el Municipio Simón Rodríguez (El Tigre – Estado Anzoátegui), con el propósito de identificar las necesidades que presenta, y dar solución a éstas, de acuerdo a las competencias del Programa Nacional de Formación (PNF) en Procesos Químicos, por lo cual se convocó a una reunión con el Consejo Comunal el día 02 de marzo de 2012 (ver Anexo A). A efectos del encuentro se realizó una entrevista no estructurada que permitió detectar los principales problemas que presenta el sector. Arias (2006) en su libro “El Proyecto de Investigación”, define la entrevista no estructurada como: “en esta modalidad no se dispone de una guía de preguntas elaboradas previamente. Sin embargo, se orienta por unos objetivos prestablecidos, lo que permite definir el tema de la entrevista.” (p. 74). Con la entrevista se pretendió alinear las ideas de la comunidad hacia la especialidad de Procesos Químicos, y que de esta manera sean conscientes que el problema a tratar debe estar enmarcado dentro de la mencionada área del conocimiento. Debido a que el sector presenta problemas con las disposiciones finales de los residuos (sólidos y líquidos), y por ser éste una zona residencial la mayoría de esos desechos son de origen doméstico, entre ellos: la basura, aceites de motor y aceites vegetales usados (AVU). De acuerdo a lo anterior se sugirió la reutilización de los AVU para generar con ellos un producto energético aprovechable. 5
  • 13. RESEÑA HISTÓRICA DEL SECTOR EL INCE La fundación del sector El Ince se remonta hacia el año 1962. A partir de entonces, fue creciendo progresivamente, y en 1969 gran parte de los terrenos pertenecientes a empresas petroleras que estaban aledañas al lugar, comienzan a ser ocupados, bajo el liderazgo del Sr. Ángel Rojas (difunto); quien cerca, abona y cultiva gran parte del terreno disponible. Años más tarde, fundaban una sede del Instituto Nacional de Capacitación y Educación – INCE (hoy Instituto Nacional de Capacitación y Educación Socialista – INCES), lo cual dio pie a los habitantes llamar al sector “El Ince”. Entre sus principales fundadores se puede nombrar a los hoy difuntos: Ángel Rojas, Alfonzo González (dirigente político y escritor), Rafael Díaz, Mauro Rojas, Norberto Sánchez, Rafael Guerra, María Castañeda, y los aún residentes, Rosamelia Sánchez, Avelina Quilarquez, Julio Guerrero, Berenice Hernández, Jean Hércules Regis, Lorenzo Will, y la familia Cervi. En sus inicios la actividad económica básica se fundamento en el cultivo de plátano, cambur, aguacate, ciruela criolla, batata, ocumo blanco y chícharo; y luego la producción en el “Manjar de los Cervi” donde se cosechaba frutas para la exportación, tales como: mango, merey, jobo y coco. Los residentes también se dedicaron a la cría de animales, como gallos, gallinas, cochinos y chivos que utilizaban para su propio consumo. El mercadeo de las hortalizas se llevaba a cabo en lo que hoy conocemos como el Mercado Municipal del Norte. En lo referente a la parte educativa, los niños en el sector asistían a centros educativos como son: U. E. Raúl Leoni, U. E. Estado Trujillo, U. E. Simón Rodríguez y el Liceo “Pedro Briceño Méndez”. Actualmente, la actividad económica está orientada a la venta ferretera (ferretería “Mario Cervi”), de servicios de herrería por la empresa “Ormeca”, venta de repuestos de automóviles por Bellatrix y Auto-Periquitos “Belén”, servicios 6
  • 14. petroleros por parte de la empresa Sotep y de fabricación de vidrio; igualmente destacan las ventas de lotería, empanadas y de víveres en general, ya que existen dos abastos en el sector. Los niños y niñas acuden a distintas escuelas de la ciudad, pero con mayor afluencia a la cercana U. E. “Diego Bautista Urbaneja” (sector San Francisco de Asís). Los Liceos “Juan Pablo Rojas Paul”, “Manuel Rafael Revenga” y “Pedro Briceño Méndez”, son los centros educativos a los que comúnmente asisten los jóvenes del sector. Respecto a la educación universitaria, los jóvenes tienen mayor participación en el Instituto Universitario de Tecnología “José Antonio Anzoátegui” (IUTJAA), en menores proporciones en la Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerzas Armadas Bolivariana (UNEFA), Universidad “Gran Mariscal de Ayacucho” (UGMA), Universidad Bolivariana de Venezuela (UBV) y la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL). La infraestructura vial, se encuentra en malas condiciones, sólo una pequeña parte del sector está asfaltada, éstas son, la calle 9 Norte y parte de la calle Libertad. El resto de las calles: Libertad, el callejón 9, el callejón Virgen Del Valle y el callejón Libertad, todavía permanecen en sus aspectos iniciales, es decir, con calles de tierra. En lo relativo a la salud pública, se cuenta con el apoyo de un Módulo de Barrio Adentro I, que está ubicado en el sector San Francisco de Asís. A pesar de la cercanía con empresas de larga trayectoria mundial, como son: Halliburton, Schlumberger, Suelopetrol y Sotep, no se ha logrado la consolidación del sector. Sus habitantes hasta ahora no han obtenido los beneficios económicos y laborales que dichas empresas deben aportar al sector en retribución a su operatividad en la zona. En relación a los factores ambientales, se puede decir, que existe un taller mecánico que bota los residuos de aceite a la calle y cuando están reparando los vehículos el sonido de los motores ocasiona contaminación sónica, también puede observase la quema constante de basura en el sector y lo sectores aledaños. 7
  • 15. DIMENSIONES Y POTENCIALIDADES DEL SECTOR EL INCE El sector El Ince esta ubicado en la ciudad El Tigre, parroquia Edmundo Barrio, del Municipio Simón Rodríguez en el estado Anzoátegui. Limita al Norte con el sector Ciudad Jardín, al Sur con la calle la Bomba (sector San Francisco de Asís), al Este con el sector 12 de Marzo y al Oeste con la extensión de la séptima calle Norte (Residencia: Halliburton y Sector “D” del IUTJAA), (ver Anexo B). El sector El Ince cuenta con una superficie aproximada de 5 hectáreas, con un promedio de 102 casas y 108 familias. Los datos demográficos según el Concejo Comunal arrojan una población de 359 habitantes, de los cuales un 46% es masculino y el 54% es femenino (ver Anexo C). Se puede decir, que es un sector bastante pequeño, cuenta con tres entradas: calle Nueve, calle La Bomba y calle Libertad. Igualmente tiene tres callejones: Nueve, Libertad y Virgen del Valle, y la continuación de la calle Panamá. La comunidad ejecuta acciones de acuerdo a su visión y misión, y está organizada en un consejo comunal. El Consejo Comunal, según palabras de Rivero (2006), “es la nueva estructura social, que funcionara como el ente planificador de proyectos de necesidad y de proyectos de producción que desarrollen nuevas fuentes de trabajos e impulsen el desarrollo social y económico de la comunidad. Es un mecanismo de participación ciudadana.”. La estructura de Consejo Comunal El Ince tiene una estructura horizontal, donde todos los participantes tienen el mismo compromiso y, los mismos deberes y derechos de ser garantes y protagonistas de las actividades comunales, el consejo está conformado en diez comités, como se muestra enseguida: Comité de Salud: Yudeima Ramos, Yeily Guerra, Yusmeli Valera, Delia Martínez y Willian Martínez. Comité de Alimentación: Belén Amundarain, Perfecta González y Jenny Aray. 8
  • 16. Comité de Comunicación: Franklin Bolívar, Freddy Sánchez, Luisa Regis y Wilfredo Córdoba. Comité de Educación y deporte: Yaselis Ramos, Dukens Michel, Fabiola Michel y Yosmely Lugo. Comité de Seguridad: David Campos, Robert Amundaraín, Luis Bermúdez, Luisa Regis y Ángel Luna. Comité de Mesa Técnica de Agua: Berenice Hernández, Lesbia Discury, Maritza Discury y Dilia Lara. Comité de Tierra Urbana: Rosangela Figueroa, Marielis García y Wilmer Hernández. Comité de Empleo: Pedro Rojas, Francisco Tineo y Jenry Ruíz. Comité de Banco Comunal: Víctor Hernández, Raici Moreno, Rosa Sánchez, Maira Figueroa y Mariana García. Comité de Contraloría Social: Aquiles Rodríguez, Darwin Mogollón, Antonio Amundarain, Sonia Díaz y Jean Naisette. El sector El Ince presenta algunas características que lo fortalecen como comunidad: Consejo Comunal legalmente establecido. Articulación con los voceros de consejos comunales de los sectores adyacentes. Está abierta al cambio positivo en la comunidad. Venta de repuesto de vehículos y artículos ferreteros. Se encuentra establecida la sede Norte del INCES, en cuyas instalaciones se prevé la conformación de un núcleo de la Universidad de Oriente (UDO). Cuenta con locales comerciales como: venta de víveres, empanadas y artículos de limpieza. Cercanía con diferentes instituciones educativas. 9
  • 17. Al sector brindan sus servicios una Bodega de Mercal y un Modulo de Barrio Adentro I, ubicados en el sector vecino San Francisco de Asís. Existen dos escuelas cercana al sector, la U. E. “12 de Marzo” y la U. E. “Diego Bautista Urbaneja”. Cuenta con el transporte público, prestado por la Cooperativa Rosines. HERRAMIENTAS PARA LA PRIORIZACIÓN DEL PROBLEMA Utilizando una entrevista no estructurada, basada en preguntas sencillas, se pudo detectar los principales problemas que afectan a la comunidad. Para la selección del problema, se utilizó una matriz de priorización (Tabla 1). Según Vilar (1998) “Esta herramienta se utiliza para priorizar actividades, temas, características de productos/servicios, entre otros., en base a criterios de ponderación conocidos.” (p. 69). Tabla 1: Matriz de Priorización Percepción y Total de Problema Valoración Viabilidad Sinergia Votos Comunitaria Tratamiento de aguas 6 2 6 14 residuales Disposición final de 6 3 6 19 los desechos sólidos Desecho de aceites 6 6 6 23 vegetales usados Desecho de aceite de 6 1 6 17 motor Fuente: Elaborada por el grupo del proyecto (2012). CRITERIOS PARA LA PRIORIZACIÓN DEL PROBLEMA Los criterios tomados en cuenta en la matriz de priorización, para la selección del problema son: 10
  • 18. Percepción y valoración comunitaria. Se refiere a la visibilidad e interés de la población y de los actores relevantes del proyecto. Viabilidad. Capacidad de enfrentar el problema con éxito en término de recursos políticos, económicos y a las competencias de la mesa de trabajo del proyecto. Sinergia. Relación con otros problemas. En función de que el problema esté vinculado causalmente con otro. SELECCIÓN DEL PROBLEMA El Ince es un sector de la ciudad de El Tigre y se encuentra ubicado al Noreste de ésta, con un total de 359 habitantes (Concejo Comunal, 2012). El sector presenta algunas necesidades que pueden ser atendidas por la Ingeniería en Procesos Químicos, dentro de los cuales se pueden mencionar: el tratamiento de aguas residuales o aguas negras, la falta de disposición final de los desechos sólidos no biodegradables (por ejemplo: vidrio y plástico), y en las mismas condiciones se encuentran los aceites usados de automóviles y comestibles. Considerando, que el sector El Ince es una zona residencial y generan más desecho de aceites comestibles, que aceites de motor, se enfocó la atención de la investigación en la valorización de los aceites vegetales usados. En la comunidad El Ince, los habitantes de la misma desechan los AVU mayoritariamente en las cañerías y otros directamente al suelo. Se estima en relación al número de familias del sector, que se producen aproximadamente 240 litros de AVU por mes. En este sentido, pensando en la posibilidad de su valoración, se proyecta la utilización de dichos aceites con el fin de obtener un producto de valor comercial con potencial energético aprovechable, como lo es el biodiesel. 11
  • 19. CAPITULO II EL PROBLEMA JUSTIFICACIÓN La búsqueda de alternativas energéticas, no es nueva. Poco después de que se empezara a usar masivamente el petróleo ya se proponía la investigación de una fuente opcional de energía. Reflejo de esto fue el uso del aceite de maní, para accionar un motor diesel en la Exposición de Paris en 1900 (Knothe, 2005, p. 4). Los residuos de los aceites vegetales (para consumo humano), aunque tienen un impacto reducido en comparación con otros residuos oleosos provenientes de la industria, el transporte terrestre y marítimo, entre otros; no deja de tener importancia, ya que generalmente suelen ser eliminados a través de las redes de saneamiento, generando problemas, tanto en la posible depuración de las aguas residuales, como de toxicidad en los ecosistemas receptores del residuo. Los aceites vegetales usados son residuos particularmente contaminantes, en el Decreto Venezolano N° 883. Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos (Anexo D) – en el Capítulo III, Sección II, Artículo 9 – se clasifican éstos en el Grupo II, esto quiere decir que no se conocen sus efectos tóxicos pero afectan la biota 7 presentes en el agua. Ya que, verter dichos residuos por el fregadero o cañería es una práctica antiecológica, las posibilidades de su valorización energética con la producción de biodiesel, unida a la necesidad de una gestión ambiental adecuada de los AVU en 7 Biota. Conjunto de la fauna y la flora de una región. (RAE, 2001). 12
  • 20. el sector El Ince, 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. El sector El Ince genera en promedio 240 L de AVU por mes. Para atender a ésta problemática se plantea: ¿Cómo reutilizar los AVU para obtener un producto energético, como es el biodiesel, que puede ser muy útil a la comunidad; así como también la glicerina, que es el subproducto que se genera durante la reacción de transesterificación? OBJETIVOS: GENERAL Y ESPECÍFICOS Objetivo general: Valorizar los aceites vegetales usados, mediante el proceso de transesterificación para la obtención de biodiesel. Objetivos específicos: Conocer los principales problemas o potencialidades que presenta. Seleccionar el problema o potencialidad a tratar en la investigación, relacionada con las competencias del PNF en Procesos Químicos. Proponer la elaboración del biodiesel a partir de los AVU generados por la comunidad El Ince. Sintetizar el proceso teórico-metodológico, utilizado en la valorización de los AVU para la elaboración del biodiesel. 13
  • 21. Valorizar los AVU mediante el proceso de transesterificación. Determinar la calidad del biodiesel, de acuerdo a las normas internacionales ASTM D6751 (Tabla 4), tomando como guía las Normas Venezolanas COVENIN. Demostrar la capacidad de combustión del biodiesel mediante la puesta en marcha de un motor de combustión interna de una motosierra. ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN La investigación se centra en la valorización de los AVU generados por la comunidad del sector El Ince, mediante la producción de biodiesel a través del proceso de transesterificación. El combustible está dirigido al uso en maquinas desmalezadoras, cortadoras de grama, entre otras, y su posible comercialización. Para la producción de biodiesel a partir de AVU, se deben incluir un plan de acción para la recolección de los mismos en la comunidad. La valorización se basa específicamente en la producción de biodiesel, mediante la aplicación del proceso de transesterificación. Para dicho proceso se debe utilizar un reactor químico dispuesto con las herramientas primordiales, como son: agitador, termómetro y una fuente de calor. Este tipo de procesos se puede realizar en cualquier región o comunidad que genere cantidades importantes de AVU. Además éste también se puede emplear en instituciones universitarias, que dicten la especialidad o carrera de química. Cabe mencionar, que implícito en la valorización de los AVU, se encuentra presente la conservación ambiental, ya que una consecuencia principal del proceso de valorización, a parte de añadir valor comercial a los residuos, es la gestión de los mismos para ser reutilizados. 14
  • 22. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN La investigación se desarrolla tomando en cuenta las posibilidades de valorización de los AVU generados por la comunidad El Ince, considerando la disponibilidad de estos residuos. Por otra parte, el logro de los objetivos del proyecto está sujeto a un periodo de tiempo relativamente corto y a la disposición de los recursos técnicos y financieros necesarios para la investigación. El proyecto está centrado en el proceso de valorización de los AVU y la determinación de la calidad del biodiesel obtenido, de acuerdo a las especificaciones de la normativa internacional ASTM D6751, lo que limita ampliar la investigación, sobre el sub- producto que se genera al reutilizar estos aceites. 15
  • 23. CAPITULO III MARCO TEÓRICO REFERENCIAL 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 Diesel8, 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. Al respecto de los antecedentes del biodiesel Knothe (2005) comenta: En general, se sabe que los aceites vegetales y grasas animales fueron investigados como combustible diesel, la crisis energética de la década de 1970 y principios de 1980 provocó un renovado interés en combustibles alternativos. También se sabe que Rudolf Diesel (1858- 1913) –inventor del motor que lleva su nombre– tenía un cierto interés en estos combustibles. En un capítulo de su libro titulado: "Combustibles Líquidos", Diesel se refiere a la utilización de aceites vegetales como combustible. Para profundizar, es necesario hacer mención que en 1900 ya se usaba exitosamente aceites vegetales en un motor diesel. Durante la Exposición de París en 1900, un pequeño motor diesel fue operado con aceite de maní por la Compañía Francesa Otto. Funcionó tan bien que sólo unos pocos conocían esta información privilegiada. El motor fue construido para petróleo y se utilizó para el aceite vegetal sin ningún cambio. También en este caso, los experimentos de consumo de energía dieron lugar a un calor idéntico al del petróleo. (p. 4). 8 Rudolf Christian Karl Diesel. Nació en París el 18 de marzo de 1858 y falleció 29 de septiembre de 1913 en Canal de la Mancha. Fue un ingeniero alemán inventor del motor de combustión de alto rendimiento que lleva su nombre, el motor diésel (Amengual, 2007, p.116). 16
  • 24. El mismo autor, comenta: que los aceites vegetales 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. Los investigadores en la India, impulsados por los acontecimientos de la Segunda Guerra Mundial, extendieron sus investigaciones en 10 aceites vegetales como combustibles para el desarrollo nacional (Knothe, 2005, p. 6). Knothe (2005), en el mismo artículo comenta con respecto a la producción de biodiesel, que: Actualmente, el biodiesel puede ser producido a partir de muchas fuentes diferentes, incluyendo aceites vegetales, grasas animales, aceites de fritura e incluso de jabones. En los Estados Unidos, el aceite de soya se considera que es una materia prima principal; en Europa, es semilla de colza (canola), y en los países tropicales, es el aceite de palma. En numerosos informes, especialmente de Francia y Bélgica, que data de la década de 1920, el aceite de palma fue probablemente la materia prima que recibió la mayor atención, a pesar de que la semilla de algodón y algunos otros aceites fueron probados. Once aceites vegetales procedentes de la India fueron investigados como combustibles. Un estudio brasileño informó sobre 14 aceites vegetales que han sido investigados. (p. 7). Bravo (2006), argumenta que: “Las primeras pruebas técnicas con biodiesel se llevaron a cabo en 1982 en Austria y Alemania, pero fue en 1985 en Silberberg (Austria), donde se construyó la primera planta piloto productora de RME (biodiesel a partir de aceite de colza).” (p. 33). 17
  • 25. El biodiesel se ha producido a escala industrial en la Unión Europea (UE) desde 1992, en gran parte en respuesta a las señales positivas de las instituciones de la UE. Hoy en día, hay aproximadamente 120 plantas que producen hasta 6100000 toneladas de biodiesel al año. Estas plantas se encuentran principalmente en Alemania, Italia, Austria, Francia y Suecia. (Junta Europea de Biodiesel – EBB). Investigaciones y pruebas con combustibles derivados de aceites vegetales comenzaron en Brasil en los años 70. Pero fue en 2003, cuando esas iniciativas fueron retomadas con el apoyo político y programático del gobierno federal, mediante un decreto presidencial, se determinó la realización de estudios por representantes de diversos órganos públicos federales con el objetivo de analizar la viabilidad económica, social y ambiental de la producción y uso del biodiesel en Brasil (Accarini y Rodrigues, 2010, p. 159). En 2005 en Buenos Aires – Argentina, se emite la Ley 1884, la cual tiene por objeto la regulación, control y gestión de aceites vegetales usados, que comprende la generación, manipulación, recolección, almacenamiento, transporte, tratamiento y disposición final en el territorio de la ciudad. En 2008, la ASTM Internacional publicó los estándares y especificaciones de biodiesel puro y sus mezclas con petrodiesel. La Unión Europea define la composición y propiedades del biodiesel por medio de la norma EN 14214, cuya versión fue publicada en noviembre de 2008. En España el biodiesel aparece regulado en el Real Decreto 61, de 31 de enero de 2006. García y García (2006), señalan que: “en España existen 10 plantas que producen biodiesel y decenas se encuentran en proyecto. Sin embargo, sólo 128 de las más de 8.500 gasolineras que hay en España ofrecen biodiesel, por el contrario en Alemania y Austria este producto se comercializa ya en 1.800 gasolineras.” (p. 67). 18
  • 26. Por su parte en Venezuela en 2006, se llevó a cabo una investigación por parte de los estudiantes de la Universidad Católica Andrés Bello -Guayana (UCAB): Héctor Chamarro y Antonio Seijas, “Propuesta de Minimización del Impacto Ambiental producido por los vertidos de aceites vegetales usados”, en la que se construyó una planta piloto para estudiar las reacciones químicas involucradas en el proceso de producción del biodiesel. En 2008 el Colegio de Ingenieros de Venezuela, emprende la jornada denominada “Pensar en Venezuela” para dar a conocer las ventajas técnicas y medioambientales que se obtienen al utilizar los bicombustibles y otras fuentes de energías alternativas. Y en 2010, el Gobierno Bolivariano a través del INTEVEP y el CIEPE, proponían el aprovechamiento de los residuos de la industria aceitera para la obtención de biodiesel y demás subproductos. Con dicha propuesta se pretende brindar valor agregado a los residuos de la industria aceitera, a fin de disminuir el impacto ambiental al realizarse la gestión de los residuos (Ministerio del Poder Popular para Ciencia, Tecnología e Innovación, 2010). 19
  • 27. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Aceite Vegetal Comestible La Norma COVENIN 30-1997 (Anexo E), define a los Aceites Vegetales Comestibles como: “una mezcla de aceites destinado al consumo humano, extraído de semillas y frutos oleaginosos, tales como oliva, ajonjolí, algodón, maíz, maní, soya, oleína de palma, canola y aquellos que se califiquen como tales por la autoridad sanitaria competente”. La publicación “Estudio de la viscosidad y densidad de diferentes aceites para su uso como biocombustible” de Legaz (2010), en cuanto a los aceites vegetales y su clasificación señala que: La composición química de los aceites vegetales corresponde en la mayoría de los casos a una mezcla de 95 % de triglicéridos9 y 5 % de ácidos grasos libres10, de esteroles, ceras y otros componentes minoritarios. Los triglicéridos son triesteres formados por la reacción de ácidos grasos sobre las tres funciones como alcohol del glicerol11. Clasificación: Los aceites vegetales pueden dividirse en cuatro grandes grupos: Los aceites saturados12.  Lóricos: copra, palmito, babasú.  Palmíticos: palma.  Esteáricos: carite. Los aceites mono-insaturados13. 9 Triglicéridos, triacilglicéridos o triacilgliceroles. Están formados por la condensación de una molécula de glicerol con tres ácidos grasos, para dar tres moléculas de agua y una de un triglicérido (Bailey, 1984, p. 4). 10 Acidos Grasos Libres. Son ácidos carboxílicos con cadenas hidrocarbonadas largas no ramificados (Koolman y Köhm, 2004, p. 48). 11 Glicerol. Es un alcohol con tres grupos hidroxilos (Chemical Abstracts, Registro Nº 56-81-5). 12 Aceite saturado. Los átomos de su cadena se unen por enlaces simples hidrógeno (Bailey, 1984, p. 8). 13 Aceite insaturado. Aceites en los que los átomos de su cadena contienen dobles enlaces (Bailey, 1984, p. 8). 20
  • 28.  Oleicos: aceituna, maní, colza, sésamo. Los aceites bi-insaturados.  Linoleíco: girasol, algodón, maíz, soja. Los aceites tri-insaturados. Desde el punto de vista de la calidad del combustible, mientras más saturado es el aceite, mejor es el combustible. (p. 23). Para efectos de la presente investigación, se nombraran a los aceites vegetales como: Aceites vírgenes o aceites que no han sido utilizados después de su embazado por la empresa aceitera. Aceites vegetales usados denominados por defecto como AVU. Los AVU se producen en las cocinas de los hogares y restaurantes, generalmente son producto de frituras. Benjumea, Agudelo y Ríos (2009), argumentan que para los AVU: Se debe tener en cuenta que la fritura es un proceso físico-químico complejo que puede afectar significativamente la composición química del aceite original. Las condiciones en que se desarrolle el proceso pueden promover diverso reacciones de diverso tipo, como: hidrólisis (formación de ácidos grasos libres, glicerol libre, y mono y diglicéridos), oxidación (formación inicial de hidroperóxido y posterior de aldehídos, cetonas, hidrocarburos, alcoholes, entre otros) y polimerización (formación de dímeros o polímeros a partir de radicales libres provenientes de los enlaces dobles de los ácidos grasos). (p. 17). Valorización Herrera (2004), define la valorización como: “la acción de generar valor a un residuo a través de su debida separación, acopio y tratamiento, para hacer de él un objeto mayormente comercializable.” (p. 22). 21
  • 29. La “Ley 10 de Residuos de España” (1988) – en el Título I, Capítulo I, Artículo 3 – define la valorización como: “todo procedimiento que permita el aprovechamiento de los recursos contenidos en los residuos sin poner en peligro la salud humana y sin utilizar métodos que puedan causar perjuicios al medio ambiente”. De esta manera, en vez de considerarse un estorbo a eliminar, los residuos adquieren un valor comercial, al poderse aprovechar como materia prima o para generar energía. Por su parte el Diccionario de la Real Academia Española - DRAE (2001), define valorización como, “la acción de aumentar el valor de algo”. El término Valorización, expuesto en el presente documento, no debe confundirse con su uso en el lenguaje químico o en el económico (DRAE, 2001): Valorización (química). Determinar la composición exacta de una disolución. Valorización (economía). Señalar el precio de algo. ¿Cómo valorizar los AVU? Las posibilidades de reutilización de los AVU están encaminadas a la obtención de productos utilizados en la comunidad para minimizar el gasto de los recursos disponibles y aprovechar en primera instancia el potencial energético que estos representan. La recuperación de AVU, permite que éstos sean destinados a la producción de alimentos para ganado o utilizados en otros procesos industriales para la producción de biodiesel, jabones, pinturas, entre otros (Diputación de Cádiz, 2008, p. 32). 22
  • 30. Existen otras aplicaciones que permite la valorización de los aceites vegetales usados una vez que se someten a una serie de tratamientos adecuados obteniéndose un producto final estable, con una composición tipificada. Los posibles aprovechamientos son los siguientes: Aplicación en la fabricación de lubricantes industriales: principalmente en acerías (industria del acero). Aplicación en la fabricación de tenso-activos: para la producción de jabones y detergentes. Aplicación en combustión directa o en mezcla: aprovechando el poder calorífico del aceite siempre que sea superior a 8500 kcal/kg. Diesel El diesel es un derivado del petróleo, es sinónimo de gasóleo. La Norma Venezolana COVENIN 622-1998 (Anexo F) “Productos derivados del Petróleo”, define 3 tipos de gasóleo: Gasóleo Industrial. Es un compuesto destilado que es utilizado en quemadores industriales y turbinas a gas para la producción de calor o energía. Combustible diesel mediano. Es un combustible destilado que se utiliza en motores de combustión interna tales como: diesel de alta velocidad, estacionario, automotriz, bombas, generadores portátiles, turbinas a gas. También se conoce con el nombre de combustible diesel automotor. Combustible diesel pesado. Es un combustible destilado que se utiliza en motores de combustión interna tales como: diesel de mediana velocidad, en buques, plantas eléctricas. También se conoce con el nombre de combustible diesel marino. 23
  • 31. Cuando el diesel es obtenido de la destilación del petróleo se denomina petrodiesel y cuando es obtenido a partir de aceites vegetales se denomina biodiesel. Biodiesel El biodiesel es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo, mediante el proceso de transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiesel. La ASTM International (2010) define al biodiesel como sigue: El biodiesel es un combustible compuesto por ésteres mono-alquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de aceites vegetales o grasas animales que cumplan las especificaciones de la norma ASTM D6751 y se designa como B100. El biodiesel es un ultra-bajo en cuanto a la cantidad de azufre del combustible, es renovable, puede ser utilizado como un combustible (puro), pero más a menudo se mezclan en el diesel de petróleo (petrodiesel). Para distinguir la cantidad en la mezcla, el convenio previsto en el D6751, es decir, la cantidad de biodiesel en la mezcla por el porcentaje de volumen precedido por la letra mayúscula “B”. Por lo tanto, una mezcla del 5 % de biodiesel en el diesel de petróleo es B5 y un 20 % de mezcla de biodiesel en el diesel de petróleo es el B20. Transesterificación El aceite vegetal, cuyas propiedades para la impulsión de motores se conocen desde la invención del motor diesel gracias a los trabajos de Rudolf Diesel, ya se destinaba a la combustión en motores de ciclo diesel convencionales o adaptados. A principios del siglo XXI, en el contexto de búsqueda de nuevas fuentes de energía, se impulsó su desarrollo para la utilización en automóviles como combustible alternativo a los derivados del petróleo. 24
  • 32. Knothe y Gerpen (2005) comentan en el libro “Biodiesel Handbook” que: Se han investigado cuatro métodos para reducir la alta viscosidad de los aceites vegetales y permitir su uso en motores diesel comunes sin problemas operativos (depósitos en el motor) esto se logra: mezclando con el petrodiesel, con la pirolisis, microemulsificación (mezcla co- disolventes), y la transesterificación. Sólo la reacción de transesterificación conduce a los productos conocidos comúnmente como biodiesel, es decir, ésteres de alquilo de aceites y grasas. Los ésteres comúnmente preparados son los ésteres metílicos, principalmente porque el metanol es el alcohol más barato, aunque hay excepciones en algunos países. (p. 26). Los aceites vegetales están compuestos típicamente de triglicéridos, que son esteres de ácidos grasos libres con glicerol. En el proceso, el alcohol es desprotonado (se remueve un catión hidrógeno de una molécula) con una base para formar un nucleófilo (anión con un par de electrones libres) más fuerte. Comúnmente son usados etanol y metanol. Como se ve en el figura 1, la reacción no tiene otros reactivos más que el triglicérido y el alcohol. Figura 1: Reacción de Transesterificación R2 O O CH3 OH CH3 CH3 O O Catalizador OH O + O O + 3 CH3OH + + R1 R2 R3 O R3 O O O OH R1 O Triglicérido Metanol (3) Glicerol Metil-Esteres Fuente: The biodiesel Handbook (2005, p. 28). En condiciones ambientales normales, la reacción puede no ocurrir o hacerlo de manera muy lenta. Se usa el calor para acelerar la reacción, además de una base. 25
  • 33. Mundialmente, la mayor cantidad del biodiesel es producido a partir de aceites vegetales vírgenes, usando una base como catalizador, debido a que es el método más económico, requiriendo bajas temperaturas y presiones, y obteniendo una conversión del 99 %. En relación al hecho de que el aceite y el alcohol no se mezclen con facilidad, Knothe y Gerpen (2005) señalan: Han sido publicadas varias revisiones que se ocupan de la producción de biodiesel por transesterificación. En consecuencia, la producción de biodiesel por transesterificación ha sido objeto de numerosos trabajos de investigación. Generalmente, la transesterificación puede proceder mediante catálisis básica o ácida. Sin embargo, la catálisis homogénea alcalina (hidróxido de sodio o potasio, o los alcóxidos correspondientes) es un proceso mucho más rápido que la catálisis ácida. Además del tipo de catalizador (alcalino o ácido) y los parámetros de la reacción de transesterificación catalizada, han sido estudiados también: la relación molar de alcohol-aceite vegetal, temperatura, tiempo de reacción, el grado de refinación del aceite vegetal, y el efecto de la presencia de humedad y de ácidos grasos libres (AGL). Para que la transesterificación dé un rendimiento máximo, el alcohol debe estar libre de humedad y el contenido de AGL del aceite debe ser menor de 0,5 %. La ausencia de humedad en la reacción de transesterificación es importante porque de acuerdo con la ecuación: R-COOCH3+H2O→RCOOH+CH3OH, puede ocurrir la hidrólisis de los ésteres de alquilo. De manera similar, porque los triglicéridos también son ésteres, la reacción de los triglicéridos con el agua puede formar ácidos grasos libres. A 32 °C, la transesterificación muestra un rendimiento de 99 %. (p. 28). Estos mismos autores, hacen referencia que al usar alcoholes diferentes al metanol se necesitan temperaturas más elevadas para que la reacción se lleve a cabo de manera exitosa, por ejemplo el etanol y butanol requieren temperaturas de 75 y 114 ºC, respectivamente. El aceite de fritura usado es una de las alternativas con mejores perspectivas en la producción de biodiesel, ya que es la materia prima más barata, y con su utilización se evitan los costos de tratamiento como residuo (Universidad Rey Juan Carlos, 2008, p. 37). 26
  • 34. Glicerina El glicerol está presente en todos los aceites y grasas animales y vegetales de forma combinada, es decir, vinculado a los ácidos grasos como el ácido esteárico, oleico, palmítico y ácido láurico para formar una molécula de triglicéridos. Los aceites de coco y de palma contienen una cantidad elevada (70-80 %) de ácidos grasos de cadena de carbono 6 a 14 átomos de carbono. Estos producen más moléculas de glicerol en los aceites que contienen ácidos grasos de 16 a 18 átomos de carbono, como las grasas, el aceite de semilla de algodón, el aceite de soya, el aceite de oliva y el aceite de palma. El glicerol también está presente en todas las células animales y vegetales como parte de su membrana celular en forma de fosfolípidos14. Appleby (2005) en su artículo “Glicerol” en “The Biodiesel Handbook”, explica: Glicerol es un alcohol trivalente, transparente, viscoso, de sabor dulce, e higroscópico15, a temperatura ambiente normal. El glicerol se descubrió por primera vez en 1779 por Scheele16, que calentó una mezcla de litargirio 17 y aceite de oliva y se extrajo con agua. El glicerol se produce de forma natural y combinada como glicéridos en todos los aceites y grasas animales y vegetales, y se recupera como un subproducto cuando estos aceites se saponifican en el proceso de fabricación de jabón, o cuando los aceites o grasas son transesterificados con metanol (u otro alcohol) en la producción de esteres de metilo, y se le llama glicerol bruto. Desde 1949, también se ha producido comercialmente por síntesis a partir de propileno. Son variados los usos del glicerol, grandes cantidades se utilizan en la fabricación de medicamentos, cosméticos, pasta de dientes, espuma de uretano, resinas sintéticas y gomas de éster. En la elaboración de tabaco y de los alimentos también se usan grandes cantidades. (p. 247). 14 Fosfolípidos. Componentes principales de las membranas biológicas (Koolman y Köhm, 2004, p. 50). 15 Higroscópico. Propiedad de absorber la humedad según el medio en que se encuentran (RAE, 2001). 16 Sheele. Carl Wilhelm Scheele, químico alemán (1742-1786), (Regis, 1959, p. 6). 17 Litargirio. Óxido de plomo, fundido en láminas o escamas muy pequeñas (RAE, 2001). 27
  • 35. En cuanto a la recuperación de la glicerina, Appleby (2005) señala que: El glicerol bruto es generalmente de alta calidad cuando se utilizan como materias primas aceites vírgenes, sin embargo, las tendencias recientes en el tratamiento de aceites con baja calidad y/o alta concentración de ácidos grasos libres, tales como grasa amarilla, sebo, o aceites de fritura reciclados en la producción de biodiesel dan como resultado una glicerina en bruto de menos calidad que contiene diversas impurezas, sales, olores, colores y organismos que son difíciles de eliminar en el proceso de refinación. El glicerol en bruto procedente de la transesterificación o la separación de los aceites vegetales en un 100 %, por lo general demanda un valor más alto en el mercado. (p. 250). Procesos industriales para la obtención de biodiesel La química que se ha descrito anteriormente constituye la base de la producción industrial de biodiesel. Además, su procesamiento y calidad están estrechamente relacionados. Los procesos utilizados para refinar la materia prima y convertirla en biodiesel determinan si el combustible va a cumplir con las especificaciones aplicables. En la actualidad existen diversos procesos industriales mediante los cuales se pueden obtener biodiesel. Según Knothe y Gerpen (2005), los procesos más importantes son los siguientes: 1. 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). 2. Proceso ácido-base. Este proceso consiste en hacer primero una esterificación ácida y luego seguir el proceso normal. Se usa generalmente para aceites con alto índice de acidez. 3. Procesos supercríticos. En este proceso ya no es necesario la presencia de catalizador, simplemente se hacen a presiones elevadas en las que el * El proceso base-base es el punto de partida de la presente investigación, debido a la sencillez de realización. 28
  • 36. aceite y el alcohol reaccionan sin necesidad de que un agente externo, como el hidróxido, actúe en la reacción. 4. 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. 5. Método de reacción ultrasónica. En el método reacción ultrasónica, las ondas ultrasónicas causan que la mezcla produzca y colapse burbujas constantemente. Esta cavitación proporciona simultáneamente la mezcla y el calor necesarios para llevar a cabo el proceso de transesterificación. Así, utilizando un reactor ultrasónico para la producción del biodiesel, se reduce drásticamente el tiempo, la temperatura y la energía necesarios para la reacción. Y no sólo reduce el tiempo de proceso sino también de separación. 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. (p. 50). Propiedades del biodiesel El biodiesel tiene mejores propiedades lubricantes y mucho mayor índice de cetano que el petrodiesel. El agregado en una cierta proporción de biodiesel al gasóleo reduce significativamente el desgaste del circuito de combustible; y, en baja cantidad y en sistemas de altas presiones, extiende la vida útil de los inyectores que dependen de la lubricación del combustible. Schumacher (2005) en su artículo “Lubricidad del Biodiesel” en el libro “The Biodiesel Handbook” narra: 29
  • 37. Cuando las primeras investigaciones apoyaban claramente la premisa de que el biodiesel tiene buen poder lubricante y que las pruebas realizadas indicaron que era capaz de proporcionar casi dos veces la lubricidad que el diesel de petróleo, los investigadores se propusieron determinar si el objetivo de las mezclas del nuevo combustible diesel bajo en azufre, sería proporcionar una lubricación adecuada para los sistemas de inyección de combustible del motor diesel. (p. 127). El biodiesel es un líquido a temperatura ambiente y su color varía entre dorado y marrón oscuro según el tipo de materia prima usada. Es inmiscible con el agua, tiene un punto de ebullición alto y baja presión de vapor. Su punto de inflamación 130 °C, es mucho mayor que el del diesel común o petrodiesel (64 °C) o la gasolina (-40 °C). Tiene una densidad de aproximadamente 0,88 g/cm3, menos que el agua. Compatibilidad del biodiesel con algunos materiales Plásticos. Es compatible con el polietileno de alta densidad. Al PVC18 lo degrada lentamente. A algunos polímeros los disuelve al contacto directo. Metales. Afecta a materiales basados en el cobre, también ataca el zinc, el estaño, el plomo y el hierro fundido. Los materiales de acero inoxidable y aluminio son inmunes. Caucho. El biodiesel descompone al caucho natural de algunos componentes de motores antiguos. Gelificación del biodiesel Dunn (2005) en su publicación “Propiedades y rendimiento en frío, del Biodiesel” en el libro “The Biodiesel Handbook”, explica que: 18 PVC. El policloruro de vinilo se obtuvo por primera vez en 1835 (Bilurbina y Liesa, 1990:30). 30
  • 38. Todos los combustibles diesel son susceptibles a problemas de puesta en marcha y de rendimiento cuando los vehículos y sistemas de combustible están sujetos a bajas temperaturas. A medida que la temperatura ambiental enfría se acerca a la temperatura de saturación de las parafinas de alto peso molecular (C18-C30, n-alcanos) presentes en el petrodiesel y se comienzan a nuclear y formar cristales de cera en suspensión en una fase líquida compuesta de cadena más corta de n-alcanos y aromáticos. Si el combustible se deja desatendido a bajas temperaturas durante un largo período de tiempo (por ejemplo, una noche), la presencia de cristales de cera sólidas pueden causar problemas de puesta en marcha y de rendimiento de la mañana siguiente. (p. 83). Cuando el biodiesel se enfría hasta determinado punto, algunas moléculas se agregan y forman cristales. El combustible empieza a “nublarse” una vez que los cristales se hacen grandes. Este punto se llama punto de enturbiamiento. Cuanto más frío esté el combustible, mayores son los cristales. La menor temperatura en la cual el biodiesel pasa por un filtro de 45 micrones se la llama punto de obstrucción de filtros en frío. A bajas temperaturas el biodiesel se convierte en gel y luego se solidifica. Uso del biodiesel El uso de biodiesel ofrece las siguientes ventajas e inconvenientes en comparación con el gasóleo convencional (García y García, 2006, p. 62). Ventajas medioambientales frente al gasóleo, al reducirse las emisiones de: Monóxido de carbono Partículas Hidrocarburos Dióxido de carbono Óxidos de azufre Es biodegradable (98,3 % en 21 días) 31
  • 39. No es tóxico Ventajas técnicas frente al gasóleo: Mayor lubricidad, con lo cual se alarga la vida del motor y reduce su ruido. Mayor poder disolvente, que hace que no se produzca carbonilla 19 ni se obstruyan los conductos y mantiene limpio el motor. Inconvenientes técnicos: El biodiesel tiene un punto de congelación entre 0º y -5º C. La primera vez que se empieza a consumir biodiesel y debido a su poder disolvente, puede que se deba realizar el primer cambio de filtros antes de lo normal, dependiendo del nivel de “suciedad”. Peterson y Möller (2005) en el artículo “Los combustibles de biodiesel: biodegradabilidad, biológicas y demanda química de oxígeno, y toxicidad” argumentan que: La biodegradabilidad de los combustibles de biodiesel en varios de los ambientes acuáticos y el suelo fueron examinada por el método de evolución de CO2, por cromatografía de gases y la germinación de la semilla. Los resultados demuestran que todos los combustibles biodiesel son “fácilmente biodegradable”. Además, se observó un co- metabolismo en la biodegradación de la mezcla de gasóleo biodiesel en la fase acuática, es decir, la tasa de degradación y el alcance de diesel de petróleo aumentó al doble en comparación con la del diesel de petróleo solo. (p. 135). Krahl, Munack, Schröder, Stein, y Bünger (2005) en su estudio de la “Influencia de biodiesel y petrodiesel sobre las emisiones de escape y sus efectos en la salud” presentado en el libro “The Biodiesel Handbook”, especifican que: Para evaluar las emisiones de biodiesel contra petrodiesel sobre una 19 Carbonilla. Carbón en polvo o muy menudo (RAE, 2001). 32
  • 40. base amplia, se investigaron cuatro combustibles diferentes. El combustible diesel sueco bajo en contenido de azufre MK1, cumpliendo con la Norma Sueca SS-15-54-35, y el biodiesel alemán RME, cumpliendo con la norma alemana DIN-51606 (estas normas han sido sustituidas por los Estándares de la Comisión Europea EN- 14214) los combustibles examinados fueron un combustible diesel (DF) de petróleo, cumpliendo con la norma europea EN-590, y un combustible diesel bajo en contenido de azufre y con un alto contenido de compuestos aromáticos, cumpliendo con la norma EN- 590 y se refiere como DF05. Debido a que las partículas de escape de los motores diesel probablemente plantean un riesgo de cáncer de pulmón a los seres humanos, la determinación del potencial mutagénico de partículas se llevó a cabo para estimar los posibles efectos cancerígenos en la salud. El biodiesel tiene efectos tanto positivos como negativos sobre las emisiones de escape. Además, la mutagenicidad de las emisiones de los biodiesel eran mucho menor que la de los combustibles fósiles, lo que indica un reducido riesgo en la formación de células cancerígenas. (p. 165). Calidad del biodiesel El criterio principal para la calidad del biodiesel es el cumplimiento de las normas pertinentes (Knothe y Gerpen, 2005, p. 35). En general, la calidad de los biodiesel puede estar influenciada por varios factores, incluyendo la calidad de la materia prima, la composición de ácidos grasos de la matriz vegetal o animal, el proceso de producción, los otros materiales utilizados en este proceso, y los parámetros de posproducción. Cuando se cumplan las especificaciones, el biodiesel puede ser utilizado en motores más modernos sin modificaciones, manteniendo la durabilidad del motor y la fiabilidad. Incluso cuando se usa en mezclas de bajo nivel de combustible con diesel de petróleo, el biodiesel se espera cumpla con las especificaciones antes de ser mezclado. Aunque algunas de las propiedades en las especificaciones, tales como el número de cetano y la densidad, reflejan las propiedades de los compuestos químicos que forman el biodiesel, otras propiedades proporcionar indicaciones de la calidad del proceso de producción. En general, los parámetros indicados en la norma ASTM 33
  • 41. D6751 (Tabla 2) se definen por otras normas ASTM. Sin embargo, otros métodos de prueba, tales como las desarrolladas por las organizaciones profesionales de químicos del aceite, como la AOCS20, también puede ser adecuada (o incluso más apropiado, ya que se han desarrollado para las grasas y aceites, y no para los derivados del petróleo como los materiales tratados en las normas ASTM). Tabla 2: Especificaciones ASTM D6751. Propiedad Límites Unidad Punto de inflamación 130,0 mín. °C Agua y sedimentos 0,050 máx. %V Viscosidad cinemática a 40 °C 1,9 – 6,0 mm2/s Cenizas sulfatadas 0,020 máx. % masa Azufre (Grado S 15) 0,0015 máx. ppm Azufre (Grado S 500) 0,05 máx. ppm Corrosión en lámina de cobre N° 3 máx. - Índice de cetano 47 mín. - Punto de enturbiamiento A informar por cliente °C Residuo carbonoso 0,050 máx. % masa Acidez 0,80 máx. mg KOH/g Glicerina libre 0,020 máx. % masa Glicerina total 0,240 máx. % masa Contenido de fósforo 0,001 máx. % masa Temperatura de destilación, equivalente en temperatura 360 máx. °C atmosférica, 90% recuperado Fuente: ASTM Internacional 20 AOCS. American Oil Chemist’s Society (Sociedad Americana de Químicos del Aceite), es una sociedad científica mundial abierta a todas las personas que estén interesadas en grasas, aceites, surfactantes, detergentes y otros materiales relacionados (AOCS, 2012). 34
  • 42. FUNDAMENTACIÓN LEGAL La producción de biodiesel lleva implícito una gestión ambiental, debido a que se aminora el vertido de los AVU al medioambiente. Lo que tiene total concordancia con lo expuesto en la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela – Capitulo IX. De los derechos ambientales– en su Artículo 127, que reza: “Es un derecho y deber de cada generación proteger y mantener el ambiente en beneficio de sí misma y del mundo futuro…”. De igual manera el objetivo propuesto armoniza con lo reflejado en la Ley Orgánica de Ciencia, Tecnología e Innovación, en su Artículo 5: “Las actividades de ciencia, tecnología, innovación y sus aplicaciones, así como, la utilización de los resultados, deben estar encaminadas a contribuir con el bienestar de la humanidad, la reducción de la pobreza, el respeto a la dignidad, a los derechos humanos y la preservación del ambiente”. El presente proyecto se enmarca dentro del Plan Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación 2005-2030, cuya primicia es atender las necesidades de los sectores que más lo ameritan, para alcanzar su desarrollo en el uso de la tecnología existente y la innovación en otras nuevas, permitiendo de esta forma la interinstitucionalidad; esto es, la interacción de instituciones en torno a proyectos comunes a la formulación, construcción y ejecución colectiva de programas y acciones que involucren iniciativas tecnológicas; impulsando la multidisciplinariedad que conlleva la ejecución de proyectos que trascienden las barreras de las especialidades; garantizando de ésta manera el desarrollo del país en la práctica de actividades de producción intelectual, que permita la solución de problemas existentes en las comunidades. De acuerdo al Plan Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación de la nación, la presente investigación está clasificada en el Área de Investigación: Petróleo, Gas y Energía, específicamente en la Línea de Investigación: Innovación y Desarrollo de Combustibles Sostenibles. 35
  • 43. Los aceites vegetales usados generados por la comunidad El Ince, por lo general se vierten en la red de agua residuales y al suelo. La Norma Para la Clasificación y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Aguas y Vertidos o Efluentes Líquidos – Decreto Venezolano Nº 883 (Anexo C) – en su Capitulo III, Sección II, especifica: Artículo 9: “Los aceites naturales se clasifican en el Grupo II, es decir, como sustancias que aun cuando no se conozca de su efecto tóxico, agudo o crónico, genera: condiciones en el cuerpo receptor que afectan la biota y perjudican cualquier uso potencial de sus aguas”. Artículo 10: “Se establece el límite máximo de aceite vegetal que sean o vayan a ser descargados, en forma directa o indirecta, a ríos, lagos, y embalses como, 20 mg/L.”. Artículo 12: “Las descargas al medio marino-costero sólo podrán efectuarse en zonas donde se produzca mezcla rápida del vertido con el cuerpo receptor y cumplirán con 20 mg/L de densidad para los aceites vegetales de uso doméstico.” Artículo 15: “Los parámetros de calidad de los vertidos líquidos que sean o vayan a ser descargados a redes cloacales no deberá ser mayores de los rangos y límites permisibles establecidos: para el aceite vegetal es 150 mg/L. El protocolo de Kioto En 1992 durante la Cumbre de Río, los países acordaron la creación de la Convención Marco del Cambio Climático como plataforma para tomar medidas orientadas a resolver la problemática del calentamiento global, iniciando de esta manera una rueda de consultas interdisciplinarias y multilaterales permanentes. En Diciembre de 1997 durante la tercera reunión de las Conferencia de las Partes llevada a cabo en la ciudad de Kioto-Japón, unos 10000 delegados de más de 36
  • 44. 100 países asistieron a este evento de gran envergadura en el cual se llegó por consenso a la decisión de aprobar un Protocolo en virtud del cual los países industrializados se comprometían a reducir, para el período entre los años 2008- 2012, el total de sus emisiones de gases de efecto invernadero en por lo menos un 5 % con relación a los niveles de 1990, confiando en que este compromiso vinculante produzca una reversión histórica de la tendencia ascendente de las emisiones. El Protocolo de Kioto consta de 28 artículos y entre las cuestiones que se puede relacionar con los proyectos de biodiesel, puede destacarse el artículo 12 el cual describe la creación de un “Mecanismo para el Desarrollo Limpio”. En base al “Mecanismo para el Desarrollo Limpio”, la producción de biodiesel, es un granito de arena, dado que éste reduce considerablemente las emisiones de gases de invernadero y su tasa de degradación es mayor que la del petrodiesel. De acuerdo a los principios de desarrollo sustentable, al reutilizar los AVU se obtiene un producto que beneficia a la comunidad, lo que impulsaría a un crecimiento económico, que implica una mejora en la calidad de vida de la misma, y además se estimula la reducción de los vertidos de los AVU al ambiente. En cuanto a la normativa utilizada, como ya se ha dicho anteriormente se siguen las especificaciones para el biodiesel propuestas por la ASTM en la norma ASTM D6751, también se utilizan las Normas Venezolanas COVENIN que se enlistan en seguida: Norma COVENIN 30-97. Aceites Vegetales comestibles. Norma General (Anexo E). Norma COVENIN 702-01. Aceites y Grasas Vegetales. Determinación del Índice de Refracción (Anexo G). Norma COVENIN 325-01. Aceites y Grasas Vegetales. Determinación de la Acidez (Anexo H). 37
  • 45. Norma COVENIN 622-98. Productos Derivados del Petróleo. Combustibles para Motores Diesel y Gasóleo Industrial (Anexo F). Norma COVENIN 3361-98. Líquidos Dieléctricos. Determinación del Punto de Inflamación y de Fuego por el Método de Copa Abierta de Cleveland (Anexo I). Norma COVENIN 422-82. Determinación de la Cantidad de Agua y Sedimento en Crudo de Petróleo (Anexo J). Norma COVENIN 424-91. Petróleo Crudo y sus Derivados. Determinación de la Viscosidad Cinemática y Cálculo de la viscosidad Dinámica (Anexo K). Norma COVENIN 2057-83. Cálculo del Índice de Cetano de los Combustibles Destilados (Anexo L). Norma COVENIN 850-95. Productos derivados del Petróleo. Destilación (Anexo M). Norma COVENIN 883-02. Petróleo Crudo y sus Derivados. Determinación de la Gravedad API. Método del Hidrómetro (Anexo N). 38
  • 46. CAPITULO III MARCO METODOLÓGICO TIPO DE INVESTIGACIÓN Después de haber seleccionado a la comunidad El Ince, para el desarrollo de la investigación, el grupo del Proyecto Socio-Integrador, organizó y planificó una reunión el día 2 de marzo de 2012 (Anexo A), con el consejo comunal de la misma; con la finalidad de conocer las necesidades que el sector presenta, en relación a los alcances de la Ingeniería en Procesos Químicos. Dicho de otra manera, se realizó una investigación exploratoria, a través de la recolección de datos directos de la población en estudio, con la aplicación de la entrevista no estructurada, ejecutada durante el encuentro; activando de esta forma la acción participativa 21 de la comunidad en el diagnóstico de la problemática a tratar (en el Anexo O, se muestra la carta de aceptación del proyecto por parte de la comunidad). “Una investigación exploratoria se realiza cuando se desea indagar sobre un tema o problema a estudiar, generalmente poco conocido” (Hernández, Fernández y Baptista, 2006, p. 101). Según esto último, la investigación exploratoria incluye la búsqueda, análisis, crítica e interpretación de datos obtenidos y registrados por otros investigadores; que ayuden a formular propuestas para la solución de problemas detectados en la comunidad (Arias, 2006, p. 27). 21 Acción Participativa. En este tipo de investigación el o la investigadora es participe y aprendiz comprometido en el proceso participativo, no un conocedor experto de la realidad (Úcar y otros, 2006, p. 74). 39
  • 47. De acuerdo a las competencias del grupo de investigación, y a que la generación de AVU en el sector es constante y considerable, se opta por hacer una recuperación de estos aceites. La valorización de los AVU permite que sean destinados a la producción de alimentos para ganados o utilizados en otros procesos industriales como la producción de biodiesel, jabones y pinturas. Analizadas estas opciones para añadir valor comercial a los AVU, se decide por generar biodiesel a partir de ellos, mediante el proceso de transesterificación. Por ello, se planifica y analizan las metas que se deben lograr para obtener el biocombustible y cumplir con los estándares internacionales exigidos para el mismo. En este aspecto, se realiza una investigación descriptiva, la cual Hernández, Fernández y Baptista (2006), define como “la búsqueda de propiedades, características y rasgos importantes de cualquier fenómeno que se desea estudiar.” (p. 103). En base a los resultados obtenidos en la investigación y a la teoría referida, se pretende explicar por qué producir biodiesel, por medio de la transesterificación a partir de los AVU del sector El Ince, es una buena alternativa. Una investigación explicativa, según Arias (2006), “se encarga de buscar el porqué de los hechos mediante el establecimiento de las relaciones causa-efecto.” (p. 26). DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN Dada la importancia que ha tomado en el mundo las recientes investigaciones sobre la reutilización de los residuos en general, y el cuidado del ambiente. Se centró la mirada en la valorización de los AVU, que son generalmente el producto que queda después de haber utilizado los aceites para freír alimentos. Se escogen los AVU por el fácil acceso a estos, ya que la mayoría de los habitantes del sector El Ince utilizan en 40
  • 48. sus cocinas aceites comestibles. Para añadir valor a los aceites usados, se opta por generar a partir de éstos, el conocido biodiesel. El biodiesel se obtiene al hacer pasar a los triglicéridos por un proceso químico llamado transesterificación; el cual, consiste en adicionar un alcohol al aceite, en presencia de un catalizador. Por lo tanto, la investigación se acoge a un diseño experimental. “Una investigación experimental es un proceso que consiste en someter a un objeto o grupo de individuos a determinadas condiciones, estimulo, tratamiento, para observar los efectos o reacciones que se producen” (Arias, 2006, p. 33). POBLACIÓN Y MUESTRA “En esta parte del proyecto, el interés se centra en qué o quiénes, es decir, en los sujetos, objetos, sucesos o comunidades de estudio (las unidades de análisis), lo cual depende directamente del planteamiento de la investigación” (Hernández, Fernández y Baptista, 2006, p. 236). Para realizar la investigación se selecciona como población o unidad de análisis a la comunidad El Ince. Una unidad de análisis, según Hernández, Fernández y Baptista (2006), “se refiere a las personas, organizaciones, periódicos, comunidades, situaciones, eventos, entre otros, en los cuales se van a recolectar los datos.” (p. 236). Para el estudio de la comunidad se plantea una reunión con el Consejo Comunal del mismo, en este caso los voceros del consejo se toman como muestra de la unidad de análisis. “Una muestra es un subgrupo de la población de interés (sobre el cual se recolectaran datos, y que tiene que definirse o delimitarse de ante mano con precisión), este deberá ser representativo de la población” (Hernández, Fernández y Baptista, 2006, p. 236). 41