REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA ÁREA DE INGENIERÍA CARRERA INGENIERÍA INDUSTRIAL

APROVECHAMIENTO DE LOS ACEITES COMESTIBLES RESIDUALES PROVENIENTES DE LOS RESTAURANTES Y COMEDORES DE LA CIUDAD DE MATURÍN TRANSFORMANDOLOS EN BIODIESEL

Tutor Académico: Ing.: Pedro Cova Dr.: Carlos Rivas C.I.: 6.922.423

Tutor Empresarial: C.I.: 13.941.126

Carolina de los S. Naranjo de Vidal C.I.: 6.825.610

Centro Local Monagas Oficina de Apoyo 14 Septiembre, 2014 i

INDICE GENERAL DEDICATORIA........................................................................................................III AGRADECIMIENTO……………………………………………………………………..IV INDICE……………………………………………………………………………………..V INDICE DE TABLAS………………………………………………………………….….IX INDICE DE GRAFICOS…………………………………………………………………XI INDICE DE FIGURAS…………………………………………………………………..XII RESUMEN………………………………………………………………………………XIV INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1 CAPITULO I Planteamiento del problema .................................................................................... 3 Objetivos del trabajo................................................................................................ 6 Objetivo general ...................................................................................................... 6 Objetivos específicos .............................................................................................. 6 Justificación del trabajo ........................................................................................... 7 Delimitación del trabajo ........................................................................................... 9 Limitaciones del trabajo........................................................................................... 9 CAPITULO II MARCO TEORICO ............................................................................................... 10 Historia del Biodiesel ............................................................................................. 10 Antecedentes ........................................................................................................ 11 Bases teóricas....................................................................................................... 13 Aceites y Grasas ................................................................................................... 13 Reacciones químicas comunes de grasas y aceites. ............................................ 15 Propiedades físicas de grasas y aceites. .............................................................. 17 Fuente de grasas y aceites ................................................................................... 18 v

Biodiesel................................................................................................................ 19 Materias primas para la obtención de biodiesel: ................................................... 20 Ventajas del biodiesel: .......................................................................................... 23 Desventajas del biodiesel:..................................................................................... 24 Normas para calificación del biodiesel. ................................................................. 25 Contaminación ambiental: ..................................................................................... 26 Educación ambiental: ............................................................................................ 27 Protocolo de Kioto: ................................................................................................ 29 Definición de términos básicos .............................................................................. 24 Operacionalización de las variables ...................................................................... 44 CAPITULO III MARCO METODOLÓGICO .................................................................................. 46 Diseño de la investigación..................................................................................... 47 Procedimiento de la investigación ......................................................................... 49 Población .............................................................................................................. 51 Muestra ................................................................................................................. 51 Técnicas de observación y recolección de datos .................................................. 52 Técnica de análisis de resultados ......................................................................... 55 CAPITULO IV ANALISIS DE LOS RESULTADOS ....................................................................... 56 Fase 1Investigación de Campo ............................................................................. 57 Resultado y análisis de la encuesta ...................................................................... 62 Fase IIInvestigación Experimental ........................................................................ 73 Análisis químico de los aceites residuales provenientes de los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín. ..................................................................... 73 vi

Proceso de elaboración del biodiesel a través de transesterificación básica. ....... 77 Proceso ................................................................................................................. 78 Caracterización del biodiesel ................................................................................ 81 Color y apariencia.. ............................................................................................... 82 Densidad. . ........................................................................................................... 82 Índice de refracción: . ............................................................................................ 83 Viscosidad Cinemática y Dinámica.. ..................................................................... 84 Punto de Inflamación y Combustión. ................................................................... 85 Corrosión en lámina de Cobre.. ........................................................................... 86 Determinación de humedad. . .............................................................................. 87 Índice de Yodo. . .................................................................................................. 88 Destilación............................................................................................................. 89 Gravedad API........................................................................................................ 91 Índice de Cetano. ................................................................................................ 92 Punto de nube. . ................................................................................................... 93 Residuo Carbonoso.. ............................................................................................ 94 Cenizas sulfatadas.. .............................................................................................. 95 Índice de Acidez. .................................................................................................. 96 Análisis de espectro infrarrojo del biodiesel obtenido.. ........................................ 97 Análisis cromatógrafico………………………………………………………………….99 CAPITULO V PROPUESTA ...................................................................................................... 103 CAPÍTULO VI EVALUACIÓN ECONÓMICA .............................................................................. 104 CAPITULO VII vii

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 114 Conclusiones....................................................................................................... 114 Recomendaciones .............................................................................................. 116 ANEXOS ............................................................................................................. 117 [A] Encuesta…………………………………………………………………………….118 [B] Tabla de composicion de ácidos grasos en los aceites de soja y palma……120 [C] Composición quimica y peso molecular del biodiesel………………………….121 [D] Normas ASTM D6751 Biodiesel………………………………………………….122 [E] Especificaciones para biodiesel…………………………………………………..125 [F] Ficha de informacion y seguridad del biodiesel…………………………………126 [G] Prueba de biodiesel en maquina desmalezadora………………………………127 [H] Prueba de flama en lampara con biodiesel……………………………………...128 [I]Preciones de la gasolina mundial…………………………………………………..129 [I] Planta para produccion de biodiesel………………………………………………133 REFERENCIAS CONSULTADAS……………………………………………………134

viii

INDICE DE TABLAS

TABLA 1 ÁCIDOS GRASOS IMPORTANTES PRESENTES EN GRASAS Y ACEITES. ............... 15 TABLA 2 ESPECIFICACIONES PARA BIODIESEL (B100) NORMAS A.S.T.M.6751 Y EN.14214 ........................................................................................................ 26 TABLA 3 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES .......................................................... 45 TABLA 4 RECOLECCIÓN DE DATOS ........................................................................... 53 TABLA 5 RESTAURANTES ENCUESTADOS DEL MUNICIPIO MATURÍN .............................. 58 TABLA 6 ANÁLISIS ESTADÍSTICOS PARA VALORES DE ACEITE DESECHADO .................... 62 TABLA 7 TIPOS DE ACEITES ..................................................................................... 63 TABLA 8 CONSUMO MENSUAL DE ACEITE .................................................................. 64 TABLA 9 CANTIDAD DE ACEITE DESECHADO .............................................................. 65 TABLA 10 CRITERIO DE DESECHO ............................................................................ 66 TABLA 11 LUGAR DONDE ES DESECHADO LOS ACEITES .............................................. 67 TABLA 12 ALMACENAJE DE ACEITES RESIDUALES ...................................................... 68 TABLA 13 POLÍTICA DE RECICLAJE ........................................................................... 69 TABLA 14 CONOCIMIENTO DE LEYES ........................................................................ 70 TABLA 15. CONOCIMIENTO DE RECICLAJE DE LOS ACEITES DESECHADOS .................... 71 TABLA 16 CONOCIMIENTO DE BIODIESEL COMO COMBUSTIBLE .................................... 72 TABLA 17 ÍNDICE DE ACIDEZ DE LOS RESTAURANTES MUESTREADOS ........................... 73 TABLA 18 ÍNDICE DE ACIDEZ DE MEZCLA DE ACEITES MUESTREADOS........................... 77 TABLA 19 PARÁMETROS ESTABLECIDOS PARA EL PROCESO DE TRANSESTERIFICACIÓN. 77 TABLA 20 RESULTADOS DE ANÁLISIS DE DENSIDAD DE BIODIESEL OBTENIDO ................ 82 TABLA 21 RESULTADO DE ANÁLISIS DE ÍNDICE DE REFRACCIÓN................................... 83 TABLA 22 RESULTADO DE ANÁLISIS DE VISCOSIDAD. .................................................. 84 TABLA 23 RESULTADO DE ANÁLISIS DE PUNTO DE INFLAMACIÓN Y COMBUSTIÓN ........... 85 TABLA 24 RESULTADO DE ANÁLISIS DE CORROSIÓN EN LÁMINA DE COBRE. .................. 86 TABLA 25 RESULTADO DE ANÁLISIS DE HUMEDAD ...................................................... 87 TABLA 26 RESULTADO DE ANÁLISIS DE ÍNDICE DE YODO ............................................ 88 TABLA 27 RESULTADO DE ANÁLISIS DE DESTILACIÓN DE BIODIESEL ............................. 89 TABLA 28 RESULTADO DE ANÁLISIS DE LA DENSIDAD API ........................................... 91 ix

TABLA 29 RESULTADO DEL CÁLCULO DE ÍNDICE DE CETANO ....................................... 92 TABLA 30 RESULTADO DE ANÁLISIS

DE PUNTO DE NUBE ............................................ 93

TABLA 31 RESULTADO DE ANÁLISIS DE DETERMINACIÓN DE RESIDUO CARBONOSO ...... 94 TABLA 32 RESULTADO DE ANÁLISIS EN LA DETERMINACIÓN DE CENIZAS SULFATADAS ... 95 TABLA 33 RESULTADO DE ANÁLISIS DE ÍNDICE DE ACIDEZ. ......................................... 96 TABLA 34 Resultados obtenidos en análisis por cromatografía de gases………99 TABLA 35 COMPARACIÓN

DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL BIODIESEL OBTENIDO Y LO

ESTABLECIDO EN LA NORMA ASTM 6751- 11ª ................................................... 102

TABLA 36 COSTO DE INVERSIÓN INICIAL ................................................................. 106 TABLA 37 COSTO DE MANO DE OBRA ...................................................................... 107 TABLA38 COSTO DE MATERIA PRIMA ...................................................................... 107 TABLA 39 COSTO DE MATERIAL INDIRECTO ............................................................. 108 TABLA 40 COSTO DE PRODUCCIÓN DEL BIODIESEL .................................................. 109

x

INDICE DE GRAFICOS

GRAFICO 1 PROCESO DE OBTENCIÓN DE BIODIESEL USANDO ACEITES USADOS COMO MATERIA PRIMA

................................................................................................. 48

GRAFICO 2 TIPOS DE ACEITES .................................................................................. 63 GRAFICO 3 CONSUMO MENSUAL DE ACEITE................................................................ 64 GRAFICO 4 CANTIDAD DE ACEITE DESECHADO............................................................ 65 GRAFICO 5 CRITERIO DE DESECHO ........................................................................... 66 GRAFICO 6 LUGAR DONDE ES DESECHADO LOS ACEITES ............................................. 67 GRAFICO 7 ALMACENAJE DE ACEITES RESIDUALES ..................................................... 68 GRAFICO 8 POLÍTICA DE RECICLAJE........................................................................... 69 GRAFICO 9 CONOCIMIENTO DE LEYES ....................................................................... 70 GRAFICO 10 CONOCIMIENTO DE RECICLAJE DE LOS ACEITES DESECHADOS................... 71 GRAFICO 11 CONOCIMIENTO DE BIODIESEL COMO COMBUSTIBLE ................................. 72 GRAFICO 12 CURVA DE TEMPERATURA DE DESTILACIÓN DE BIODIESEL ......................... 90

xi

INDICE DE FIGURAS

FIGURA 1 MOLÉCULA DE GLICEROL .......................................................................... 13 FIGURA 2 MOLÉCULA DE TRIGLICÉRIDO. ................................................................... 14 FIGURA 3. REACCIÓN DE HIDROLISIS EN GRASAS Y ACEITES ....................................... 16 FIGURA 4. REACCIÓN DE OXIDACIÓN DE GRASAS Y ACEITES ........................................ 17 FIGURA 5. REACCIÓN DE TRANSESTERIFICACIÓN ....................................................... 21 FIGURA 6 ETAPAS DE LA REACCIÓN DE TRANSESTERIFICACIÓN ................................... 22 FIGURA 7 REDUCCIÓN DE EMISIONES, UTILIZANDO BIODIESEL (B100) VS DIESEL FÓSIL. 24 FIGURA 8. MAPA DE MUNICIPIO MATURÍN .................................................................. 57 FIGURA 9 MUESTRAS DE ACEITES RECOGIDOS EN LOS RESTAURANTES ........................ 61 FIGURA 10. ANÁLISIS DE ÍNDICE DE ACIDEZ DE ........................................................... 76 FIGURA 11 PROCESO DE ELABORACIÓN DE BIODIESEL................................................ 78 FIGURA 12 BIODIESEL Y GLICERINA OBTENIDA ........................................................... 79 FIGURA 13 LAVADO DEL BIODIESEL ........................................................................... 80 FIGURA 14 SECADO DEL BIODIESEL .......................................................................... 80 FIGURA 15 COMPARACIÓN ENTRE BIODIESEL OBTENIDO Y ACEITE RESIDUAL ................ 81 FIGURA 16 DETERMINACIÓN DE DENSIDAD ................................................................ 82 FIGURA 17 DETERMINACIÓN DE ÍNDICE DE REFRACCIÓN ................................................. FIGURA 18 DETERMINACIÓN DE VISCOSIDAD CINEMÁTICA A TRAVÉS DE

CAPILAR DE

OSWALD ........................................................................................................... 84 FIGURA 19 PUNTO DE INFLAMACIÓN Y COMBUSTIÓN CON COPA ABIERTA DE CLEVELAND 85 FIGURA 20 ANÁLISIS DE CORROSIÓN EN LÁMINA DE COBRE ......................................... 86 FIGURA 21 DETERMINACIÓN DE HUMEDAD POR MÉTODO ASTM 2709 ......................... 87 FIGURA 22. DETERMINACIÓN DE ÍNDICE DE YODO ...................................................... 88 FIGURA 23. ANÁLISIS DE DESTILACIÓN DEL BIODIESEL ................................................ 90 FIGURA 24 ANÁLISIS DE DENSIDAD API DE BIODIESEL ................................................ 91 FIGURA 25 ANÁLISIS PUNTO DE NUBE DEL BIODIESEL ................................................. 93 xii

FIGURA 26 ANÁLISIS DE RESIDUO CARBONOSO .......................................................... 94 FIGURA 27 ANÁLISIS DE CENIZAS SULFATADAS .......................................................... 95 FIGURA 28. DETERMINACIÓN DE ÍNDICE DE ACIDEZ DE BIODIESEL ................................ 96 FIGURA29 ESPECTRO INFRARROJO DE BIODIESEL OBTENIDO ....................................... 97 FIGURA 30 ESPECTRO INFRARROJO DE BIODIESEL OBTENIDO VS ACEITE DE OLIVA Y METIL NONANOATE ...................................................................................................... 98

xiii

RESUMEN

Como una medida apropiada para el cuidado y protección del medio ambiente haciendo uso del reciclaje, se estudió la producción de biodiesel a partir de los aceites residuales obtenidos en los comedores y restaurantes del municipio Maturín, a través de una transesterificación básica, con metanol e hidróxido de sodio como catalizador. Los aceites residuales recogidos se sometieron a un proceso de filtración y secado, para quitar los residuos sólidos existentes y el agua respectivamente presentes. Una vez realizado este paso se procedió a determinar la acidez de los aceites residuales, parámetro importante en la reacción de transesterificación. Teniendo este parámetro bajo control se llevó a cabo la reacción obteniendo el biodiesel y glicerina como subproducto de la reacción. Al biodiesel obtenido se le realizaron análisis fisicoquímicos para comprobar si se encontraba dentro de las normas establecidas para biodiesel como las normas ASTM D 6751. Las pruebas realizadas al biodiesel obtenido se encontraban dentro de los rangos establecidos. Un aspecto importante de mencionar es la prueba realizada usando el biodiesel como combustible en motor de combustión de una desmalezadora, debido a que densidad del biodiesel es mayor que el de la gasolina se dificulta el paso por los inyectores y la prueba no tuvo éxito ya que la misma no permanecía encendida. De manera general resumimos que la obtención de biodiesel usando los aceites residuales es un trabajo viable y a su vez favorable para el cuidado del medio ambiente.

xiv

INTRODUCCIÓN

Durante los estudios universitarios se escuchan frases que destacan sobre otras y una de ellas representa uno de los principios fundamentales sobre el cual se funda la ingeniería industrial “Toda solución puede ser de mejorada”. Las personas que estudian ingeniería son observadores por naturaleza, en sus mentes siempre está presente: añadir, corregir, cambiar y modificar el entorno por algo mejor, por un mayor beneficio, y por una mejor calidad de vida. Uno de los elementos de ese entorno es la población de nuestro país la cual crece a un ritmo acelerado; los resultados del último censo nacional del 2011 indican una población de 28.946.101 habitantesfuente tomada del Instituto Nacional de Estadísticas (INE).Por esta razón se puede inferir que el consumo de alimentos y servicios también ha ido en aumento, generándose así más desperdicios. Como resultado de este crecimiento poblacional, los desechos generados en los comercios también se ha incrementado tal es el caso de los restaurantes. Uno de los desechos resultantes, que tanto daño hace al ambiente, son los aceites comestibles residuales. En el portal de internet de la empresa Eko3r ubicada en España se puede leer que un litro de aceite puede llegar a contaminar mil litros de agua, y que una persona consume un promedio de 20 litros de aceite al año de los cuales 4 litros son desechados. Así puesse tiene que si el aceite es vertido a través de los desagües y cañerías, contaminará las aguas de ríos y mares; al igual dejará sin efecto la fertilidad de los suelos y subsuelos si es desechado sobre los mismos. Evidentemente los restaurantes y comedores consumen mucho aceite para la preparación de comidas y el tiempo de uso se ve limitado debido a su rápida descomposición. En este orden de ideas se debe señalar la importancia de que los

aceites

comestibles usados que se generan en los restaurantes y comedores de las ciudades deben almacenarse y no pueden ser desechados por desagües, ni verterse en los suelos ya que estos aceites degradan el ambiente, las mismas 15

premisas deben ser consideradas en ciudades como Maturín, caracterizada por el aumento poblacional e industrial y por ende comercial, donde la prestación de servicios de diferentes restaurantes la hace propensa a ser foco contaminante, producto de los aceites residuales que se generan en ellos. Los científicos en la búsqueda de la reducción del pasivo ambiental que representan los aceites comestibles residuales, han desarrollados nuevas opciones que van desde la generación de energía térmica hasta la obtención de combustibles. El biodiesel es un combustible que reduce la contaminación y es amigable con el ambiente ya que con su uso se reducen las emisiones de dióxido de carbono (CO2),principal causante del efecto invernadero, según lo indica Ricardo G. Carlstein de Central Biodiesel. Así se contribuye con la conservación del ambiente que tan amenazado se encuentra por la mano del hombre.Una tendencia tecnológica que se está aplicando actualmente es la transformación del aceite gastado en biocombustible, es por esta razón que se propone para la presente investigación la síntesis de un biodiesel por medio de una reacción de transesterificación del aceite comestible residual. Para alcanzar los objetivos planteados se cuantificó las cantidades de aceite comestible residualque se generan en los comedores y restaurantes de la ciudad de Maturín del Estado Monagas. De igual manera se realizó un muestreo para determinar las características fisicoquímicas de cada aceite comestible residual. Teniendo caracterizado las muestras de aceite comestible usado, se procedió a realizar a nivel de laboratorio la obtención del biodiesel a través de un proceso de transesterificación

con alcoholisis

básica.

Una vez obtenido y purificado el

biodiesel se realizaron pruebas para verificar si se encontraba entre los rangos establecidos en las normas para el uso del biodiesel.

16

CAPITULO I

EL PROBLEMA

Planteamiento del problema

Los aceites comestibles provienen principalmente de las semillas de soya, girasol, maíz, palma, canola, olivo y en menor proporción de otras semillas, también puedenser obtenidos de grasas animales. Los aceites tienen tres componentes básicos que son oxígeno, carbono e hidrógeno. Cuando los aceites comestible son calentados y sometidos a temperaturas altas o por tiempos prolongados (frituras); el hidrogeno es separado de los enlaces y liberado en su entorno, en su lugar entra a formar parte otro elemento que permite reacciones de descomposición. Cuando el lugar del hidrogeno es tomado por el elemento oxígeno, ocurre una peroxidación; y el producto final es un aceite toxico, no apto para el consumo. Otro proceso de descomposición que ocurre es la hidrólisis a consecuencia del cocimiento a altas temperaturas de productos que contienen agua como es el caso de las papas. Y el último factor de descomposición son las bacterias y hongos, ya que al haber hidrógenos libres, facilitan su crecimiento y propagación. Estos tres factores modifican las características organolépticas y fisicoquímicas de los aceites, transformándolos en aceites no aptos para el consumo humano; pasando a ser considerados como aceites de desechos o residuales.

Resulta entonces importante señalar que en la ciudad de Maturín, en Venezuela y el resto del mundo, los residuos provenientes de aceites comestibles residuales son un problema de índole ambiental ya que los mismos no pueden ser vertidos por las tuberías del desagüe, ni desecharse en los suelos y subsuelos. Según el artículo 80 de la Ley Orgánica del Ambiente, esta es una actividad capaz de 17

degradar al ambiente. La cual está penada ycontemplada en los artículos 84 y 99. Los cuales dicen textualmente lo siguiente: Artículo 84.Vertido de Materiales Degradantes en Cuerpos de Agua. La persona natural o jurídica que vierta o arroje materiales no biodegradables, sustancias, agentes biológicos o bioquímicos, efluentes o aguas residuales no tratadas según las disposiciones técnicas dictadas por el Ejecutivo Nacional, objetos o desechos de cualquier naturaleza en los cuerpos de aguas, sus riberas, cauces, cuencas, mantos acuíferos, lagos, lagunas o demás depósitos de agua, incluyendo los sistemas de abastecimiento de aguas, capaces de degradarlas, envenenarlas o contaminarlas, será sancionada con prisión de uno a dos años o multa de un mil unidades tributarias (1.000 U.T.) a dos mil unidades tributarias (2.000 U.T.). Artículo 99.Disposición Indebida de Residuos o Desechos Sólidos no Peligrosos. La persona natural o jurídica que infiltre o entierre en los suelos o subsuelos, sustancias, productos o materiales no biodegradables, agentes biológicos o bioquímicos, agroquímicos, residuos o desechos sólidos o de cualquier naturaleza que no sean peligrosos, en contravención a las normas técnicas que rigen la materia, que sean capaces de degradarlos, esterilizarlos, envenenarlos o alterarlos nocivamente, será sancionada con arresto de uno a tres años o multa de trescientas unidades tributarias (300 U.T.) a un mil unidades tributarias (1000 U.T.). El juez o jueza ordenará el retiro de los residuos o desechos y, de no ser suficiente para lograr que los suelos o subsuelos recuperen las características que tenían antes de la agresión, ordenará las medidas de recuperación necesarias. Por otra parte el crecimiento poblacional acelerado, ha repercutido para que cada día se generen más desechos de aceites en los comedores y restaurantes, en Maturín existen aproximadamente 1679 restaurantes, información suministrada por el departamento de Contraloría Sanitaria del Ministerio del Poder Popular para la Salud (2013).

Los cuales, deben ser almacenados en envases plásticos, por

largos periodos detiempo ya que en Venezuela no existe una normativa específica para manejo, almacenamiento, transporte disposición final y utilización de aceites vegetales usados. 18

En una exploración inicial se encontró quelos aceites residuales de algunos restaurantes eran vertidos por desagües al igual que desechados en la basura para que posteriormente el aseo urbano se los lleve.La población de la ciudad de Maturín no posee cultura ni política para el reciclaje de estos aceites residuales y considerando que al verter estos aceites en las aguas y suelos se ocasionan daños como: obstrucción de tuberías de aguas negras, alteración de la fauna acuática, infertilidad de los suelos etc.Es por ello que urge tomar medidas alternativas para su reciclaje y aprovechamiento, una de las nuevas tendencias tecnológicas es la producción de biodiesel. Un combustible amigable con el ambiente y que puede obtenerse de los aceites comestibles residuales. Reciclar los aceites comestibles residuales de la ciudad de Maturín es de gran beneficio para el medio ambiente evitando el deterioro y contaminación de las aguas, suelos y subsuelos por lo tanto la elaboración de biodiesel a partir de los aceites comestibles usados se convierte en una buena alternativa de uso para su aprovechamiento. Por lo que surge la siguiente interrogante: ¿Dónde y cómo puede ser aprovechado el combustible obtenido de los aceites residuales desechados por los restaurantes?

Objetivos del trabajo

19

Objetivo general Proponer el uso del biodiesel obtenido del aprovechamiento de los aceites comestibles residuales provenientes de los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín.

Objetivos específicos Diagnosticar el consumo de aceites residuales en los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín. Analizar los aceites residuales provenientes de los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín. Obtener biodiesel a partir de los aceites residuales provenientes de los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín. Caracterizar el Biodiesel obtenido a partir de los aceites provenientes de los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín. Establecer el aprovechamiento del biodiésel obtenido a partir de los aceites residuales provenientes de los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín

Justificación del trabajo

20

Después de la revolución industrial, el incrementode las industrias extractoras y procesadoras, y el auge del petróleo; el medio ambiente sufrió un deterioro considerable pudiéndose observar en la actualidad cambios climáticos y daños a la capa de ozono. En el año 1987, en Montreal se reúnen por primera vez un grupo de representantes de diferentes

países, para discutir lo relativo a las

sustancias que agotan la capa de ozono. En 1988 se reúnen el

Grupo

Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, establecido por la Organización Meteorológica Mundial y el Programa de las Naciones Unidas por el Medio Ambiente, y en el año de 1988 se realiza el Protocolo de Kioto buscando llegar a acuerdos sobre políticas y medidas que reduzcan al mínimo los efectos adversos del cambio climático y las repercusiones sociales, ambientales y económicas que se generan.Información obtenida del Programa de las naciones unidas para el medio ambiente (PNUMA). En el artículo 2 del protocolo de Kioto en su ítem iv, hace referencia del apoyo a la investigación, promoción, desarrollo y aumento de usos de nuevasformasde energías renovables. El reusar, reciclar y reutilizar, se ha convertido en un aliado para cumplir con los acuerdos establecidos. El presente trabajo de investigación está enfocado en desarrollar una metodología basada en un proceso de reciclaje de aceites comestibles usados para obtener biodiesel, un combustible renovable. La aplicación de este método de reciclaje permite obtener beneficios importantes para el cumplimiento de los acuerdos contemplados en el Protocolo de Kioto, ya que con el uso de este tipo de combustible se disminuye la emisión de gases tipo invernadero, que es uno de los gases causante del cambio climático. De la misma manera se evita el vertido de estos aceites usados en aguas y suelos que conllevan a su contaminación. Otro de los aspectos importantes a resaltar es que ante una situación de escasez y encarecimiento de alimentos se recomienda el uso de biodiesel de segunda generación (procedente de fuentes no alimentarias). Es decir, se deben considerar como materias primas fuentes poco valiosas tales como: los residuos de aceites y 21

grasas de cocina y las grasas animales recogidas en los supermercados, los mataderos, etc., (Vivas 2010). La implementación de esta tecnología y su posterior aprovechamiento traería beneficios socioeconómicos y medio ambientales al municipio Maturín, ya que principalmente se estaría preservando el ambiente y se estaría reciclando un producto que de manera arbitraria es desechado por los fregaderos y suelos de nuestra ciudad. Otra de las ventajas es el desarrollo de proyectos de inversión encaminados a la producción de biodiesel generándose así nuevas fuentes de empleos.

Delimitación del trabajo

22

El presente trabajo de investigación se enmarcó en la ciudad de Maturín en el estado Monagas y se estudiaron solo los restaurantes y comedores principales que se encuentren en esta área según el registro arrojado por la división de Contraloría Sanitaria del Ministerio del Poder Popular para la Salud para el año 2013. Para la obtención del biodiesel a partir de los aceites comestibles usados se utilizó el laboratorio de Química Orgánica de la Universidad de Oriente, el cual está parcialmente dotado de los implementos necesarios para llevar a cabo la investigación.

Limitaciones del trabajo

En los laboratorios de la Universidad de Oriente donde se llevó a cabo la investigación faltan equipos especializados de análisis,por tal motivo, el producto terminado (biodiesel) se envió a laboratorios externos para realizar cromatografía de gases y espectrofotometría infrarrojo. Debido a este percance la principal limitante en el trabajo de investigación fue del tipo económico ya que esta evaluación se realizó con recursos propios

CAPITULO II 23

MARCO TEÓRICO

Historia del Biodiesel

La obtención de biodiesel a partir de aceites no es nada nuevo, ya que a finales del siglo XIX. Rudolf Diesel (1858-1913) un ingeniero alemán, inventa el motor de combustión que utiliza fuel oíl y a partir de allí implemento tempranas versiones de una máquina que utilizaba aceite de maní como energía. (Nextfuel, portal de información y noticias sobre el biodiesel y energías renovables) De igual manera en 1970 el biodiesel se desarrolló de forma significativa a raíz de la crisis energética y el elevado precio del petróleo. Para el año 1982 en Austria y Alemania se llevaron a cabo las primeras pruebas técnicas con este combustible vegetal. Y para el año 1985 en Austria se construyó la primera planta piloto productora de biodiesel a partir de semillas de colza o canola. En la actualidad, Alemania, Austria, Canadá, Estados Unidos, Francia, Italia, Malasia, España y Suecia son los pioneros en la producción, ensayo y uso de biodiesel en automóviles. En el mismo orden Brasil, Argentina y Colombia son los únicos países latinoamericanos que figuran entre los principales productores de bioetanol y biodiesel del mundo, según datos del el último estudio sobre biocombustibles publicado por la comisión económica para América Latina y el Caribe (CEPAL 2009)

Antecedentes

24

Con respecto a producir biodiesel con aceites vegetales residuales, se encontraron varios trabajos referentes al tema. Y que guardan relación con el tema a tratar. Entre estas podemos mencionar: 

Publicación del blog de Eco Tech, Ecolosfera de España (2013) llevando por título “Reutilizar el aceite usado para fabricar biodiesel casero”. Donde se citan ideas de como procesar el aceite usado para producir biodiesel. Esta consulta fue de gran aporte para ver las ventajas y desventajas de usar biodiesel de aceite usado.



Por otro lado se consultó la revista Journey to Forever que hace mención a los biocombustibles y desarrollo sostenible, se realizó consulta en la sección de “Como hacer biodiesel” una guía práctica y completa referente a la fabricación de biodiesel. Siendo de interés para el proceso de fabricación del biodiesel.



Un antecedente a nivel nacional es el publicado por la universidad del Zulia en marzo del 2009 donde “Convierten aceite comestible usado y borra de café en biodiesel” observando aquí la organización de la universidad para recolectar el aceite proveniente de frituras de una comunidad. Aportando como institución educativa incentivos referentes al reciclado, y ayudando a la comunidad a tomar conciencia acerca de la contaminación que producen estos residuos al ser desechados al ambiente.



Arias Tamayo Ana Cecilia. (2012) “Obtención de biodiesel a partir de aceites comestibles usados (ACVUs) como una alternativa para el reciclaje de material de desecho altamente contaminante para el medio ambiente”. Trabajo de investigación realizado en la Universidad Técnica de Ambato en Ecuador. Donde se obtuvo biodiesel a partir de aceites usados y usando el mecanismo de transesterificación por calor convencional y a través de microondas, aportando de este modo información para el momento de llevar a cabo la reacción de transesterificación.



Saavedra, Juan Miguel. (2011), “Determinación de la calidad y el rendimiento del biodiesel obtenido a partir de los desechos de aceite 25

comestible”. El objetivo de Saavedra era medir la calidad del biodiesel obtenido. De este modo se observa los tratamientos previos que deben realizarse al aceite residual al momento de su uso como producto para reciclar. 

Vivas Castaño Andrea Maritza. (2010),“Estudio y obtención de biodiesel a partir de residuos grasos de origen bovino”. El objetivo de Vivas consistió en aprovechar los residuos de la grasa bovina que se generan para obtener combustible. La importancia que aporta al proyecto de investigación consiste en que en nuestro país por la falta de aceites de origen vegetal algunos restaurantes hacen uso de grasas animales, de esta manera sidurante el proceso de la investigación algunos restaurantes de los visitados posee este aceite como residuo se podrá tratar para obtener el biodiesel.

26

Bases teóricas

Aceites y Grasas

Todos los aceites y grasas son predominantemente triesteres del glicerol con ácidos grasos, comúnmente denominados triglicéridos. El termino lípidos engloba todo e incluye a los triglicéridos, esteroles (incluido el colesterol) fosfáticos, monoglicéridos, digliceridos, ácidos grasos libres, alcoholes grasos, ceras, terpenos, vitaminas y otros productos. (Lawson,H (1994) El átomo de carbono es el elemento básico en la química de los alimentos, incluyendo los aceites y grasas. Los átomos de carbono con una valencia de 4, pueden enlazarse con otros átomos de carbono para formar moléculas de cadena larga. Además la capacidad del carbono para formar enlaces o reaccionar con otros elementos como el hidrogeno, oxigeno, iodo, nitrógeno y fosforo es fundamental para comprender la química de los aceites y grasas. Básicamente, los aceites y las grasas son mezclas de triglicéridos. Esta es su composición:

Figura 1.Molécula de Glicerol

La molécula de glicerol tiene tres átomos de carbono, conjuntamente con cinco átomos de hidrogeno y tres grupos OH o hidroxilo. Es necesario destacar que hay 27

cuatro enlaces o uniones por cada uno de los tres átomos de carbono. Cuando se combina tres ácidos grasos con una molécula de glicerol, obtenemos un triglicérido.

Figura 2.Molécula de Triglicérido

Cualquier ácido graso no unido a glicerol o a algunas otras moléculas en un aceite o grasa se denomina ácido graso libre. El componente mayoritario de todas las grasa y aceites son los triglicéridos, representando más del 95% del peso de la mayoría de las grasas alimentarias en la forma en la cual son consumidas. Algunos de los ácidos grasos más comúnmente presentes en los aceites y grasas naturales son el butírico, laúrico, palmítico, esteárico, oleico y linoleico.

28

Tabla 1. Ácidos grasos importantes presentes en grasas y aceites. Acido

Átomos

Dobles

graso

De

enlaces de

carbono

Punto

Aceites y grasas naturales en los que están mayormente presentes

fusión °C

Butírico

4

0

-8

Mantequilla

Laúrico

12

0

44

Aceite de coco

Mirístico

14

0

54

Mantequilla, aceite de coco, aceite de palma

Palmítico

16

0

63

Aceite

de

palma,

mantequilla

y

grasas animales como la grasa de pollo, manteca de cerdo y sebo Esteárico

18

0

69

Sebo, manteca de cacao, manteca de cerdo y mantequilla

Oleico

18

1

14

Oliva, cacahuete, manteca de cerdo, palma, maíz, semilla de colza y canola

Linoleico

18

2

-5

Soja,

cártamo,

girasol,

maíz

y

semilla de algodón Linolénico 18

3

-11

Soja y canola

Fuente: Lawson, Harry. (1994)

Reacciones químicas comunes de grasas y aceites.

El conocimiento de los cambios químicos importantes que pueden sufrir los aceites y grasas es necesario para comprender como se elaboran los diversos productos así como para hacer frente a los posibles problemas que pueden existir durante el almacenamiento, transporte y uso. Las reacciones químicas más importantes tienen lugar en (1) los puntos de insaturación de la cadena de los ácidos grasos y (2) en el punto donde los ácidos grasos están unidos en la 29

molécula de glicerol (la unión éster). Este conocimiento será especialmente útil en la comprensión de los cambios que tienen lugar en las grasas usadas en las frituras. (Aceites residuales o de desechos). Hidrólisis.La hidrolisis es la reacción del agua con una sustancia, como las grasas. Esto se traduce en la separación de algunos de los ácidos grasos a partir del aceite o de la grasa, dando lugar a ácidos grasos libres. Se producen algunos monoglicéridos y digliceridos, pero en las operaciones de fritura esto no es significativo. Las pequeñas cantidades producidas se destilaran a partir de la grasa caliente de fritura. Además, en algunas situaciones la hidrolisis llega a ser total, generándose glicerol y ácidos grasos libres.

C3H5(OOCR)3 + 3H2O GRASA

C3H5(OH)3 + 3HOOCR GLICEROL + ÁCIDOS GRASOS

+ AGUA

Figura 3. Reacción de Hidrolisis en grasas y aceites

Hidrogenación. Es una de las reacciones químicas más importantes de los aceites y grasas alimentarios, especialmente de los aceites. Se trata del típico ejemplo de reacción que tiene lugar en los puntos de insaturación o dobles enlaces. Es una reacción que se utiliza para optimizar las propiedades de las grasas y aceites necesarios para usos concretos. La reacción de hidrogenación se controla fácilmente y puede ser detenida en cualquier punto. Habitualmente se elabora una variedad de productos con diferentes grados de hidrogenación, desde aceites hidrogenados muy ligeramente hasta aceites con grado de hidrogenación y productos totalmente hidrogenados.

30

Oxidación.La oxidación de las grasas se produce por la acción del oxígeno sobre los ácidos grasos, formándose peróxidos y radicales libres. La función de la luz en esta reacción es que actúa como catalizador. El proceso se presenta en tres etapas como se muestra en la reacción de oxidación. (Figura 4). La oxidación de las grasas da paso a la formación de olores y sabores desagradables, al oscurecimiento del aceite, al aumento de la viscosidad y a la formación de espumas.

Temp, Luz

R*

RH

R*

O2

ROO*

ROOH+ R*

ROO* + RH

ROOH

Descomposición

Aldehídos, Cetonas, ácidos orgánicos, etc.

Figura 4. Reacción de oxidación de grasas y aceites.

Propiedades físicas de grasas y aceites.

Las propiedades físicas de los aceites y grasas son de importancia práctica en la comprensión de la constitución de estos materiales y en cómo deben ser usados.Los aceites y grasa pueden ser caracterizados según sus propiedades físicas (densidad, viscosidad, punto de fusión, índice de refracción) o químicas (índice de acidez, índice de yodo, índice de peróxido, índice de saponificación, índice de éster). Las grasas que son líquidas a temperatura ambiente tienden a ser más insaturadas que las que son sólidas. El grado de insaturación puede ser 31

expresado en términos de índice de yodo de la grasa. Cuanto mayor sea el índice de yodo, mayor será la insaturación de un aceite en concreto.A medida que aumenta el tamaño de la cadena de los ácidos grasos, el punto de fusión también aumenta.

Fuente de grasas y aceites

Hay numerosas fuentes de aceites y grasas que se utilizan en la producción de alimentos. Pueden ser de origen animal o vegetal. Entre los más consumidos de origen vegetal están de soja, coco, canola, semilla de algodón y maíz. Las grasas de origen animal más importante son la manteca de cerdo, el sebo comestible y la grasa de la leche. Cambios en la grasa y reacciones durante la fritura. Las grasas empleadas en la fritura experimentan gradualmente ciertos cambios químicos durante su uso. Los cambios más importantes son: (1) formación de color, (2) oxidación, (3) polimerización e (4) hidrólisis. Además de estas transformaciones químicas, se observan otros cambios físicos como el desarrollo del olor y sabor. Los cambios que tienen lugar en el aceite y grasa durante el calentamiento en la fritura incluyen un modelo complejo de reacciones hidrolíticas, oxidativas y poliméricas. Los productos resultantes son de gran interés e importancia en la industria alimentaria ya que influirán en la aceptabilidad por parte del consumidor. Algunos de los productos de las reacciones son volátiles los cuales incluyenhidrocarburos, aldehídos, cetonas furanos y ácidos carboxílicos. Estos compuestos son interesantes porque: (1) son indicativos de las reacciones químicas que tienen lugar durante la fritura, (2) son inhalados por los operarios de las freidoras, (3) algunos permanecen en el aceite y al penetrar en el producto frito son ingeridos y (4) como el sabor se encuentra muy influenciado por el olor, 32

colaboran con la aceptabilidad organoléptica del alimento frito. Los productos de descomposición no volátiles son polares y no polares. Estos son monómeros cíclicos, no cíclicos, dímeros, trímeros y compuestos de alto peso molecular. Obviamente, permanecen en el aceite y son absorbidos por el alimento frito y comido por el consumidor. Son indicadores fiables del abuso en la utilización de la grasa, porque su acumulación es constante, al ser no volátiles. Estos productos de reacción son responsables de los cambios físicos en el medio de la fritura (incremento de la viscosidad, color y formación de espuma) y de los cambios químicos como los aumentos de compuestos polares, índice de carbonilos, contenido de hidroxilos, y disminuciones de la insaturación y en último término, incrementos en la formación de compuestos de alto peso molecular. Se debe prestar mucha atención a las sustancias polares que incluyen compuestos polares, monoglicéridos y digliceridos, monómeros, dímeros, polímeros ácidos grasos oxidados, jabones, productos de la reacción de emparde amiento y otros materiales en traza como metales. La mayoría de los métodos para medir el deterioro de las grasas de fritura se basan en las variaciones en los productos de descomposición no volátiles. Tradicionalmente se han empleado métodos no específicos como los ácidos grasos libres, índice de yodo, viscosidad, esteres que no forman complejos con la urea, sustancias insolubles en éter de petróleo y ácidos grasos oxidados.

Biodiesel

El biodiesel es un combustible ecológico alternativo al diesel fósil ampliamente utilizado en motores de ciclo diesel y calderas. Es el nombre común que se les da a los esteres metílicos o etílicos de ácidos grasos. Se obtiene a partir de aceites vegetales de semillas, plantas y/o algas oleaginosas, aceites vegetales usados en frituras y grasas animales, en presencia de un alcohol y un catalizador. Cualquiera

33

sea su origen, es completamente compatible con el diesel fósil por lo que pueden ser mezclados en cualquier proporción. (ABC del Biodiesel, 2006) Cuando el biodiesel sustituye completamente al diesel fósil,

se conoce como

B100; mientras que si está presente como aditivo se conoce como BX, donde la “X” representa la proporción de esta en la mezcla. Así por ejemplo B30, estaría formada por 30% de biodiesel y 70% de diesel fósil. (ABC del Biodiesel, 2006). Materias primas para la obtención de biodiesel:

Como materia prima en el proceso de obtener biodiesel se emplea: Aceites El aceite puede ser: vegetales sin usar, que son los provenientes de semilla de plantas oleaginosas como girasol, soja, colza, palma, maíz, ricino, cardo, algas. Al igual se pueden utilizar aceites vegetales usados; residuos procedentes de la industria de alimentación como son los aceites de fritura de la red de restaurantes, comedores o domiciliarios. O Grasas animales procedentes de las industrias cárnicas. Alcohol El alcohol a emplearse puedes ser metílico o etílico, cualquiera de los dos que se use debe poseer un 95% de pureza, la cantidad a usarse será de aproximadamente de 15 a 20% sobre el peso del aceite que se vaya a utilizar Catalizador Puede ser acido como el ácido sulfúrico o básico como el hidróxido de sodio (NaOH) o hidróxido de potasio (KOH).Hay que tener presente que estos compuestos son corrosivos y se deben manipular tomando en cuenta las medidas de seguridad.

Proceso para obtención de biodiesel:

El proceso para obtener biodiesel se lleva a cabo a través de una reacción de transesterificación (o alcoholisis) de los aceites o grasas, en el cual una 34

molécula de triglicérido, componente mayoritario en un aceite, reacciona con un alcohol, generalmente ligero, bajo la acción de un catalizador, para producir una mezcla de esteres de ácidos grasos y glicerina (Schuchardt, citado en Rodrigo, 2003). En la figura 5. Se muestra la reacción de transesterificación que se lleva a cabo entre un aceite vegetal con metanol, para producir esteres metílicos de ácidos grasos y glicerina. O R1 H3C

O O

O O R2

R1 O + 3 H3C

O

OH Cat.

OH

R2

+

HO

O

H3C

OH R3

Triglicérido

O

O O R3

Glicerina

Metanol

H3C Ri: Cadena Carbonatada del ácido graso

O

Ésteres Metílicos de Ácidos Grasos

Figura 5. Reacción de Transesterificación.

Según la estequiometria de la reacción por cada mol de triglicérido se necesitaran tres moles de metanol y se obtienen tres moles de esteres metílicos y un mol de glicerina.

La reacción de transesterificación de aceites vegetales con alcoholes ligeros consta de tres etapas consecutivas reversibles en las que el triglicérido es convertido

consecutivamente

en

digliceridos,

monoglicéridos

y

glicerina

(Freedman, citado en Rodrigo, 2003). En la figura 6. Se muestra la secuencia de etapas que tiene lugar en la transesterificación de aceites vegetales con metanol.

35

OH

O O O

O

R1 O + H3C

O R2

O

O

R2

O

Cat.

OH

R3

Diglicérido

O

+

R3 Triglicérido

O

Metanol

R1 H3C

O

Éster Metílico OH OH

O

HO

O

+

O

R2

H3C

OH

O

Cat.

O

R3

Diglicérido

R3

Monoglicérido

O

+

Metanol

O R2 H3C

O

Éster Metílico

OH

OH HO

O

+

H3C

OH

Cat.

HO OH

O Monoglicérido

Glicerina

R3

+

Metanol

O R3 H3C

O

Éster Metílico Ri: Cadena Carbonatada del ácido graso

Figura 6. Etapas de la reacción de transesterificación.

36

Ventajas del biodiesel:

El biodiesel posee varias cualidades que lo hacen más ventajoso frente a los combustibles fósiles, entre estas cualidades podemos encontrar: El biodiesel

es menos contaminante al ambiente ya que emite menos

dióxido de carbono (CO2), uno de los gases que contribuye con el efecto invernadero. Es un combustible renovable y biodegradable. Reduce emisiones toxicas al ambiente, con el uso del biodiesel se mejoran notablemente las emisiones de monóxido de carbono (CO), Óxidos de azufre

(SOX),

aldehídos

como

el

formaldehido

y

acetaldehído

y

prácticamente elimina las emisiones de benceno, compuesto contaminante y cancerígeno. (figura 7) Por ser un combustible oxigenado y no contener azufre tiene una combustión más completa que los combustibles fósiles. El uso del biodiesel produce menos humo visible y menos olores desagradables. Posee efecto lubricante en los motores, disminuyendo la necesidad de incluir aditivos. Producto del aprovechamiento de un residuo, (reciclado), minimizando las consecuencias que estos traen con la contaminación ambiental. Su transporte y almacenamiento resulta más seguro que los combustibles fósiles ya que posee un punto de ignición más elevado. El biodiesel puro posee un punto de ignición de 148° C contra los escasos 51° C del gasoil.

37

Figura 7. Reducción de emisiones, utilizando Biodiesel (B100) vs Diesel fósil Desventajas del biodiesel:

La principal desventaja que posee el biodiesel, es sus altos costos de producción, los costos de producción del biodiesel son mayores que en el caso de los combustibles derivados del petróleo, al menos por ahora, porque el alza del crudo puede llegar a igualas los costos a mediano plazo (Cárdenas, 2012). Incertidumbre y falta de información respecto a los biocarburantes. Aunque se han realizado notables esfuerzos en la investigación y publicación de estudios sobre biocarburantes, es una realidad la falta de confianza que consumidores, fabricantes de vehículos y componentes, compañías petroleras y talleres mecánicos presentan ante el nuevo combustible. Son necesarias campañas de promoción y de información sobre el rendimiento del biodiesel en motores y sobre todo el respaldo de los fabricantes de sistemas de inyección, que den seguridad y garantías al usuario (como ocurre en otros países de la EU) al usuario que emplea biodiesel en su vehículo. (Cárdenas, 2012) Precio y seguridad de abastecimiento de la materia prima. Una opción de materia prima es la compra de aceites en el mercado agrícola, pero está sujeto a una alta volatilidad definida por las cosechas y la demanda para 38

uso alimentario. La otra fuente de materia prima que es la usada en el presente trabajo de investigación, son los aceites vegetales usados que resultan más económicos por ser un residuo, sin embargo, presenta una serie de dificultades para su recolección, control y clasificación, por la dispersión de donde se originan estos desperdicios, la falta de concienciación de su capacidad contaminante y de su potencial reciclable.

Normas para calificación del biodiesel.

Los componentes básicos de los aceites y las grasas son los triglicéridos, los cuales provienen tanto de ácidos grasos saturados o insaturados; dependiendo de éstas y otras características del origen de los triglicéridos se obtendrá un biodiesel con diferentes propiedades, de tal manera que las propiedades fisicoquímicas del biodiesel obtenido

han de ser evaluadas dependiendo de la materia prima

utilizada, los parámetros que son función del proceso de elaboración y los que son función del post-tratamiento. Entre los parámetros que dependen de la materia prima que se relacionan con el origen y variedad de los aceites y grasas están, contenido de fosforo y azufre, índice de yodo, número de cetano, contenido de monoglicéridos, digliceridos y triglicéridos. Los que dependen del proceso de elaboración corresponden a las condiciones y tecnologías aplicadas en la elaboración entre ellos encontramos, la viscosidad, densidad, contenidos de esteres, humedad entre otros. Los parámetros que depende del post-tratamiento; punto de inflamación, contenido de alcohol, glicerol libre, pH. Estos parámetros tienen que ver con el tratamiento, la manipulación, y el transporte del biodiesel. Hay dos Normas que reúnen los estándares para biodiesel. Estos se basan en el criterio de varios países, y siempre están en continua revisión. Hay parámetros que se ajusten dependiendo la conveniencia del país donde se fabrica el biodiesel. Las normas mencionadas corresponden a la EN 14214 y la

A.S.T.M. 6751,

normas Europea y Norteamericana respectivamente. En la tabla 2. Podemos observarque las normas A.S.T.M 6751 son las más completas. 39

Tabla 2. Especificaciones para Biodiesel (B100) Normas A.S.T.M.6751 y EN.14214 Propiedades

Unidad

Densidad 15°C Kg/m3 Viscosidad cinemática a 40° mm2/sec. C Punto de inflamación °C Índice de Iodo Número de Cetano Azufre (grado S15) % masa Azufre (grado S 500) Contenido de Fosforo Agua y sedimentos

% masa mg/kg mg/kg

Norma 14214 860-900 3,5-5,0

EN ASTM D6751

Min. 120 Max. 120 Min. 51 Max. 10 mg/kg Max. 10 Max. 500

Min.130 Min. 47 en Max.0,0015

860 -900 1,9 - 6

Max. 0.05 0,001 % masa Max.0,05 % masa Max.0,020 Max. N ° 3

Cenizas sulfatadas % masa Corrosión en lámina de cobre Residuo carbonoso % masa Max. 0,05 Acidez mg KOH/g Max. 0,5 Glicerina libre % masa Max. 0,02 Max. 0,020 Glicerina total % masa Max. 0,25 Max. 0,240 Temperatura de destilación °C Max. 360 Contenido de metanol % masa Max. 0,2 Max. 0,2 Sodio /Potasio combinado Ppm(µg/g) Max. 5 Estabilidad en oxidación horas Min. 3 Fuente: Standard Specification for Biodiesel Fuel Blend Stock (B100)

Contaminación ambiental:

La contaminación es la introducción de sustancias en un medio que provocan que este sea inseguro o no apto para su uso. El medio puede ser un ecosistema, un medio físico o un ser vivo. El contaminante puede ser una sustancia química, energía (como sonido, calor, luz o radiactividad). Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio, y por lo general, se genera como consecuencia de la actividad humana considerándose una forma de impacto ambiental. 40

La contaminación puede clasificarse según el tipo de fuente de donde proviene, o por la forma de contaminante que emite o medio que contamina. Existen muchos agentes contaminantes entre ellos las sustancias químicas (como plaguicidas, cianuro, herbicidas y otros.), los residuos urbanos, el petróleo, o las radiaciones ionizantes. Todos estos pueden producir enfermedades, daños en los ecosistemas o el medioambiente. Además existen muchos contaminantes gaseosos que juegan un papel importante en diferentes fenómenos atmosféricos, como la generación de lluvia ácida, el debilitamiento de la capa de ozono, y el cambio climático. Hay muchas formas de combatir la contaminación, y legislaciones internacionales que regulan las emisiones contaminantes de los países que adhieren estas políticas. La contaminación esta generalmente ligada al desarrollo económico y social. Actualmente muchas organizaciones internacionales como la ONU ubican al desarrollo sostenible como una de las formas de proteger al medioambiente para las actuales y futuras generaciones.

Educación ambiental:

La educación ambiental se define como: tipo de educaciónrelacionada con los conocimientos

medioambientalescomo

la

ecología,

el

cambioclimático,

la

desertificación, el desarrollosostenible, etc. Un proceso por el cual las personas reconocen valores y aclaran conceptos con el objeto de fomentar las actitudes y aptitudes para comprender y apreciar las interrelaciones entre el ser humano y el medio ambiente (UNESCO, 2013) Funciones de la educación ambiental. Un propósito fundamental de la educación ambiental es lograr que tanto los individuos como las colectividades comprendan la naturaleza compleja del medio ambiente (resultante de la interacción de sus diferentes aspectos: físicos, biológicos, sociales, culturales, económicos, etc.) y adquieran los conocimientos, los valores y las habilidades

41

prácticas para participar responsable y eficazmente en la prevención y solución de los problemas ambientales y en la gestión de la calidad del medio ambiente. La educación ambiental resulta clave para comprender las relaciones existentes entre los sistemas naturales y sociales, así como para conseguir una percepción más clara de la importancia de los factores socioculturales en la génesis de los problemas ambientales. En esta línea, debe impulsar la adquisición de la conciencia, los valores y los comportamientos que favorezcan la participación efectiva de la población en el proceso de toma de decisiones. La educación ambiental así entendida puede y debe ser un factor estratégico que incida en el modelo de desarrollo establecido para reorientarlo hacia la sostenibilidad y la equidad. Por lo tanto, la educación ambiental, más que limitarse a un aspecto concreto del proceso educativo, debe convertirse en una base privilegiada para elaborar un nuevo estilo de vida. Ha de ser una práctica educativa abierta a la vida social para que los miembros de la sociedad participen, según sus posibilidades, en la tarea compleja y solidaria de mejorar las relaciones entre la humanidad y su medio. Objetivos de la Educación Ambiental. Conciencia: Ayudar a las personas y a los grupos sociales a que adquieran mayor sensibilidad y conciencia del medio ambiente en general y de los problemas conexos.Conocimientos: Ayudar a las personas y a los grupos sociales a adquirir una comprensión básica del medio ambiente en su totalidad, de los problemas conexos y de la presencia y función de la humanidad en él, lo que entraña una responsabilidad crítica.Actitudes: Ayudar a las personas y a los grupos sociales a adquirir valores sociales y un profundo interés por el medio ambiente que los impulse a participar activamente en su protección y mejoramiento.Aptitudes: Ayudar a las personas y a los grupos sociales a adquirir las aptitudes necesarias para resolver los problema ambientales.Capacidad de evaluación: Ayudar a las personas y a los grupos sociales a evaluar las medidas y los programas de educación ambiental en función de

los factores

ecológicos,

políticos, económicos,

sociales,

estéticos y

educacionales.Participación: Ayudar a las personas y a los grupos sociales a que 42

desarrollen su sentido de responsabilidad y a que tomen conciencia de la urgente necesidad de prestar atención a los problemas del medio ambiente, para asegurar que se adopten medidas adecuadas al respecto.Definidos en el Seminario Internacional de Educación Ambiental de Belgrado. 1975. (UNESCO, 2013). Educación ambiental en Venezuela. En el caso de Venezuela, la historia de la educación ambiental se ha venido dando de una manera lenta tratando de enfocar cada vez más la importancia de preservar y mantener una ambiente sano, seguro y ecológicamente equilibrado como parte de un derecho humano; en este sentido legalmente tiene sus inicios en 1976, donde la Ley Orgánica del Ambiente vigente para la fecha refiere en su artículo 3 numeral 6 que para lograr la conservación, defensa y mejoramiento del ambiente debe existir una orientación en los procesos educativos y culturales a fin de fomentar una conciencia ambiental, posteriormente en el año 1977 se crea la Fundación de Educación Ambiental adscrita al Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales Renovables (MARNR), hoy día Ministerio del Poder Popular para el Ambiente, concretándose aún más en el año 1980 con la incorporación del tema en los programas escolares y en 1999 adquiere rango constitucional mediante el artículo 107 de nuestra carta magna que ha implicado su obligatoriedad en todo el sistema educativo nacional, al igual que lo expresa el numeral 1 del artículo 35 de la Ley Orgánica del Ambiente vigente.(Colarebo Ambiente, 2013)

Protocolo de Kioto:

El Protocolo de Kioto es un acuerdo internacional que se deriva de la Convención Marco de Naciones Unidas sobre Cambio Climático. Fue negociado en 1997 y pretende que 37 países desarrollados reduzcan sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en un 5 por ciento para el año 2012, con respecto a sus niveles de emisiones de 1990.

43

Este acuerdo detalla cómo esa meta grupal puede ser alcanzada a través de metas legalmente vinculantes que cada país desarrollado decide a nivel doméstico. Los alcances de este acuerdo han sido muy limitados debido a que Estados Unidos, principal productor de GEI, no lo ratificó y, por tanto, tampoco lo acató. El comercio de emisiones, el principal mecanismo para alcanzar esta meta, fue impulsado por los Estados Unidos a raíz de la fuerte presión de las grandes empresas. El acuerdo divide y privatiza la atmósfera como si fueran parcelas e instituye un mecanismo de compra y venta de 'permisos de contaminación' como si se tratara de una mercancía cualquiera. De acuerdo con el Protocolo de Kioto, los 'contaminantes' son países que han aceptado unos objetivos para reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero durante un período de tiempo predeterminado. Estos países son los que más contaminan, es decir, los que se suelen conocer como “desarrollados”. Estos países reciben entonces una serie de 'permisos de derechos de emisión', que serían equivalentes a sus niveles de emisión en 1990 más/menos su compromiso de reducción de emisiones. Estos permisos se calculan en unidades de dióxido de carbono, uno de los principales gases de efecto invernadero. Una tonelada de dióxido de carbono equivaldría a un permiso. Los permisos, en realidad, no son otra cosa que licencias para poder contaminar hasta los límites fijados por los acuerdos de Kioto. Los países, posteriormente, asignan los permisos a las industrias más contaminantes de su territorio nacional, normalmente de forma gratuita. Con este sistema, el que contamina es recompensado. Una vez disponen de los permisos, las industrias pueden utilizarlos de varias formas: Si la industria contaminante no utiliza toda su asignación, puede guardarse los permisos para el próximo período o vendérselos a otra industria contaminante en el mercado. 44

Si la industria contaminante utiliza toda su asignación durante el período de tiempo fijado, pero contamina más, debe comprar permisos a otra industria que no haya utilizado toda su asignación. La industria contaminante puede invertir en programas para reducir la contaminación en otros países o regiones y, de este modo, 'generar' créditos que después puede vender, depositar o utilizar para compensar el déficit de la asignación original. Observemos el siguiente análisis: Los proyectos de generación de créditos que se despliegan en un país que no tiene un objetivo para reducir emisiones, que suelen ser países del llamado 'mundo en vías de desarrollo', están cubiertos por el polémico Mecanismo para un desarrollo limpio (MDL). Los proyectos que se ejecutan en países que sí cuentan con objetivos de reducción se realizan según lo dispuesto por lo que se conoce como Aplicación conjunta (AC). Los proyectos MDL y AC pueden ser de muy diversos tipos: plantaciones con monocultivo de árboles para absorber dióxido de carbono; proyectos con energías renovables, con fuentes solares o eólicas, por ejemplo; mejoras tecnológicas en la generación de energía; captura de metano de vertederos; mejoras básicas en fábricas contaminantes, etcétera. La cantidad de créditos generados por cada proyecto se obtiene calculando la diferencia entre el nivel de emisiones con el proyecto y el nivel de emisiones que se produciría en un hipotético futuro alternativo sin el proyecto. Partiendo de este futuro imaginario, la industria contaminante puede elaborar un cuadro catastrófico de las emisiones que supuestamente se habrían producido sin el proyecto MDL o AC de la empresa. Este sistema fomenta que se hagan suposiciones sobre lo que habría sucedido en el futuro sin el proyecto y en el peor de los escenarios posibles. Cuantos mayores sean las emisiones hipotéticas, mayores serán las supuestas reducciones y mayor será también el número de créditos que se podrá vender. Sin embargo, es imposible saber cuántas emisiones se habrían generado sin el proyecto.El comercio de emisiones es un sutil método para aplazar los cambios que se deben realizar para que la economía mundial reduzca sus emisiones. Estos cambios son, en teoría, muy sencillos: reducir el consumo de energía, ir abandonando los combustibles fósiles, y adoptar modelos equitativos y justos para la producción y el consumo de energía. Pero en la práctica, estos cambios plantean un desafío global que comporta un cambio social y político, y que atañe a cuestiones como derechos territoriales, explotación neocolonial, comercio y relaciones entre Norte y Sur. El Sur no es un vertedero para la contaminación del Norte. Es fundamental reconstruir estas relaciones entre el Norte y el Sur y abordar la histórica deuda ecológica. La incapacidad del Protocolo de Kioto para abordar el 45

cambio climático es también un ejemplo de los problemas que padecen los procesos de decisión democrática y un síntoma muy claro de las injusticias que inundan las relaciones internacionales entre los pueblos. De este modo, el cambio climático se puede contemplar como un marco a través del que afrontar un verdadero cambio social. (CarbonTradeWatch, 2008).

Definición de términos básicos

Aceite comestible usado: Se entiende por aceite comestible usado los provenientes en forma continua y discontinua de todo establecimiento que genere, produzca, suministre, fabrique aceites comestibles que han sufrido un tratamiento térmico de desnaturalización en su utilización cambiando así las características fisicoquímicas del producto de origen. Los aceites comestibles usados deben ser desechados de manera apropiada para evitar la contaminación hídrica, la afectación de suelos y los conductos subterráneos de la ciudad. Así mismo la gestión y reciclaje de este tipo de residuos permite su reutilización en productos como biocombustibles, jabones y perfumes. Aceite refinado: Es aquel aceite comestible que ha sido sometido a procesos tecnológicos aprobados por la autoridad sanitaria competente para eliminar la acidez, colores, olores y sabores no deseables. Aceite vegetal comestible: Es la mezcla de aceite destinado al consumo humano, extraído de semillas y frutos oleaginosos como oliva, ajonjolí, algodón, maíz, maní, soya, girasol oleína de palma, canola y aquellos que se clasifiquen como tales por la autoridad sanitaria competente. Aceite virgen: 46

Es el producto comestible extraído por procesos mecánicos y/o

por aplicación al

calor o purificación únicamente por lavado, filtración o centrifugación. Biocombustible: Combustible obtenido mediante el tratamiento físico o químico de materia vegetal o de residuos orgánicos. Biodegradable: Material

de

cualquier

origen

que

se

descompone

por

la

acción

de

microorganismos. Biodiesel: Compuesto de esteres mono alquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de aceites vegetales o grasas animales. Es decir un combustible alternativo de combustión limpia hecho con grasa o aceite, que se ha sujetado a un proceso químico para extraerle la glicerina. Calidad del ambiente: Características de los elementos y procesos naturales, ecológicos y sociales, que permiten el desarrollo, el bienestar individual y colectivo del ser humano y la conservación de la diversidad biológica. Cambio climático: Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional. Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobre todos los parámetros meteorológicos: temperatura, presión atmosférica, precipitaciones, nubosidad, etc. En teoría, son debidos tanto a causas naturalescomo antropogénicas Capa de ozono:

47

Se denomina capa de ozono, a la zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta1 de ozono. Esta capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 50 km de altitud, reúne el 90% del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97% al 99% de la radiación ultravioleta de alta frecuencia. Características organolépticas: Son todas aquellas descripciones de las características físicas que tiene la materia en general, según las pueden percibir los sentidos, por ejemplo su sabor, textura, olor, color. Su estudio es importante en las ramas de la ciencia en que es habitual evaluar inicialmente las características de la materia sin la ayuda de instrumentos científicos. Caracterizar: Determinar los atributos peculiares de alguien o de algo, de modo que claramente se distinga de los demás. Contaminación: Liberación o introducción al ambiente de materia, en cualquiera de sus estados, que ocasione modificación al ambiente en su composición natural o la degrade. Contaminante: Toda materia, energía o combinación de éstas, de origen natural o antrópico, que al liberarse o actuar sobre la atmósfera, agua, suelo, flora, fauna o cualquier otro elemento del ambiente, altere o modifique su composición natural o la degrade. Control ambiental: Conjunto de actividades realizadas por el Estado conjuntamente con la sociedad, a través de sus órganos y entes competentes, sobre las actividades y sus efectos capaces de degradar el ambiente. Corrosión: 48

Destrucción paulatina de los cuerpos metálicos por acción de agentes externos, persista o no su forma. Daño ambiental: Toda alteración que ocasione pérdida, disminución, degradación, deterioro, detrimento, menoscabo o perjuicio al ambiente o a alguno de sus elementos. Desarrollo sustentable: Proceso de cambio continuo y equitativo para lograr el máximo bienestar social, mediante el cual se procura el desarrollo integral, con fundamento en medidas apropiadas para la conservación de los recursos naturales y el equilibrio ecológico, satisfaciendo las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las generaciones futuras. Desecho sólido: Todo material o conjunto de materiales remanentes de cualquier actividad, proceso u operación, para los cuales no se prevé otro uso o destino inmediato o posible, y debe ser eliminado, aislado o dispuesto en forma permanente. Educación ambiental: Proceso continuo, interactivo e integrador, mediante el cual el ser humano adquiere conocimientos y experiencias, los comprende y analiza, los internaliza y los traduce en comportamientos, valores y actitudes que lo preparen para participar protagónicamente en la gestión del ambiente y el desarrollo sustentable. Estudio de impacto ambiental y socio cultural: Documentación técnica que sustenta la evaluación ambiental preventiva y que integra los elementos de juicio para tomar decisiones informadas con relación a las implicaciones ambientales y sociales de las acciones del desarrollo. Evaluación de impacto ambiental: 49

Es un proceso de advertencia temprana que opera mediante un análisis continuo, informado y objetivo que permite identificar las mejores opciones para llevar a cabo una acción sin daños intolerables, a través de decisiones concatenadas y participativas, conforme a las políticas y normas técnicas ambientales. Fritura: Tipo de cocción seca, donde el alimento se somete a una inmersión rápida en un baño de grasa o aceite a temperaturas altas, de entre 150 y 180 °C. Efecto invernadero: Fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera terrestre, retienen parte de la energía que la superficie planetaria emite por haber sido calentada por la radiación solar. Afecta a todos los cuerpos planetarios rocosos dotados de atmósfera. Este fenómeno evita que la energía recibida constantemente vuelva inmediatamente al espacio, produciendo a escala planetaria un efecto similar al observado en un invernadero. El efecto invernadero se está viendo acentuado en la Tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el metano, debido a la actividad humana. No obstante lo que se señala aquí, el aire forma en la troposfera una mezcla de gases bastante homogénea a una temperatura y presión determinadas, hasta el punto de que su comportamiento es el equivalente al que tendría si estuviera compuesto por un solo gas. Gestión del ambiente: Todas las actividades de la función administrativa, que determinen y desarrollen las políticas, objetivos y responsabilidades ambientales y su implementación, a través de la planificación, el control, la conservación y el mejoramiento del ambiente. Gravimetría:

50

Es un método analítico cuantitativo, es decir que determina la cantidad de sustancia midiendo el peso de la misma con una balanza analítica. Hidrolisis: Descomposición de los triglicéridos (TG), en contacto con la humedad o agua. Dando lugar a digliceridos (DG), monoglicéridos (MG), y ácidos grasos libres. Índice de acidez: Cantidad de KOH necesaria para neutralizar el ácido acético que se combina por acetificación,

con 1 g de grasa refleja los ácidos hidroxi-grasos, mono y

diacilgliceroles, así como el glicerol libre. Índice de cetano: El número o índice de cetano guarda relación con el tiempo que transcurre entre la inyección del carburante y el comienzo de su combustión, denominado “Intervalo de encendido”. Una combustión de calidad ocurre cuando se produce una ignición rápida seguida de un quemado total y uniforme del carburante. Cuanto más elevado es el número de cetano, menor es el retraso de la ignición y mejor es la calidad de combustión. Por el contrario, aquellos carburantes con un bajo número de cetano requieren mayor tiempo para que ocurra la ignición y después queman muy rápidamente, produciendo altos índices de elevación de presión. Si el número de cetano es demasiado bajo, la combustión es inadecuada y da lugar a ruido excesivo, aumento de las emisiones, reducción en el rendimiento del vehículo y aumento de la fatiga del motor. Humo y ruido excesivos son problemas comunes en los vehículos diésel, especialmente bajo condiciones de arranque en frío. En definitiva, es un indicativo de la eficiencia de la reacción que se lleva a cabo en los motores de combustión interna. Índice de humedad:

51

Se denomina humedad al agua que impregna un cuerpo o al vapor presente en la atmósfera. El agua está presente en todos los cuerpos vivos, ya sean animales o vegetales, y esa presencia es de gran importancia para la vida. Índice de yodo: Es una medida del número de dobles enlaces o del grado de instauración y, por lo tanto, un indicador de la estabilidad oxidativa. No es un buen indicador de la vida útil para fritura. Índice de peróxido: Mili equivalentes de oxigeno activo contenidos en 1 Kg de grasa a partir del yodo liberado del yoduro potásico. Las sustancias que oxidan el yoduro potásico se asumen que son peróxidos u otros productos similares de oxidación de la grasa. Índice de refracción: Es una medida que determina la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un medio homogéneo. Índice de saponificación: Cantidad de KOH necesaria para hidrolizar 1 g de grasa; da una idea del peso molecular de los ácidos grasos que componen la grasa. Medidas ambientales: Son todas aquellas acciones y actos dirigidos a prevenir, corregir, restablecer, mitigar, minimizar, compensar, impedir, limitar, restringir o suspender, entre otras, aquellos efectos y actividades capaces de degradar el ambiente. Oxidación: Esta reacción tiene lugar en los dobles enlaces o puntos de instauración. Es la reacción de un aceite de un aceite o grasa con el oxígeno del aire, y según el alimento es indeseable ya que la reacción afectara negativamente el sabor de la 52

grasa y del alimento en el cual se usa esta. De hecho, se guarda un cuidado considerable durante la fabricación, almacenamiento y utilización para detener esta reacción una vez iniciada o enlentecerla tanto como sea posible.

A la

oxidación inducida por el aire se le denomina auto oxidación. Planificación ambiental: Proceso dinámico que tiene por finalidad conciliar los requerimientos del desarrollo socio económico del país, con la conservación de los ecosistemas, los recursos naturales y un ambiente sano, seguro y ecológicamente equilibrado. Política ambiental: Conjunto de principios y estrategias que orientan las decisiones del Estado, mediante instrumentos pertinentes para alcanzar los fines de la gestión del ambiente, en el marco del desarrollo sustentable. Preservación: Aplicación de medidas para mantener las características actuales de la diversidad biológica, demás recursos naturales y elementos del ambiente. Punto de inflamación: Punto de inflamación de una materia combustible al conjunto de condiciones físicas (presión, temperatura) necesarias para que la sustancia empiece a arder y se mantenga la llama sin necesidad de añadir calor exterior. Reciclaje: Reciclaje es un proceso fisicoquímico o bien mecánico, el cual consiste en exponer una materia o un producto que ha sido utilizado con anterioridad ante un tratamiento que puede ser parcial o total y que tiene como objetivo obtener materia prima o incluso un nuevo producto a partir del producto que hemos reciclado. Recursos naturales: 53

Componentes del ecosistema, susceptibles de ser aprovechados por el ser humano para satisfacer sus necesidades. Riesgo Ambiental: Probabilidad de ocurrencia de daños en el ambiente, por efecto de un hecho, una acción u omisión de cualquier naturaleza. Segregador o recuperador: Persona que se dedica a separar, en forma clasificada, residuos sólidos que puedan ser aprovechables. Titulación: Es un método corriente de análisis químico cuantitativo en el laboratorio, que se utiliza para determinar la concentración desconocida de un reactivo conocido. Debido a que las medidas de volumen juegan un papel fundamental en las titulaciones, se le conoce también como análisis volumétrico. Tóxico: Es cualquier sustancia, artificial o natural, que posea toxicidad (es decir, cualquier sustancia que produzca un efecto dañino sobre los seres vivos al entrar en contacto con ellos). Transesterificación: La transesterificación es el proceso de intercambiar el grupo alcoxi de un alcohol. Estas reacciones son frecuentemente catalizadas mediante la adición de un ácido o una base. Viscosidad: Es una medida de la fricción interna entre moléculas. En general, la viscosidad de los aceites desciende ligeramente con un incremento en la insaturación, por lo tanto la viscosidad resulta incrementada ligeramente por la hidrogenación. 54

Bases Legales

El presente proyecto de investigación

está

sustentado bajo algunas bases

legales correspondientes a la Ley Orgánica del Ambiente. A la Ley de Gestión de Integral de la Basura. Y la Ley Penal del Ambiente. Ley Orgánica del Ambiente Artículo 1. Esta Ley tiene por objeto establecer las disposiciones y los principios rectores para la gestión del ambiente, en el marco del desarrollo sustentable como derecho y deber fundamental del Estado y de la sociedad, para contribuir a la seguridad y al logro del máximo bienestar de la población y al sostenimiento del planeta, en interés de la humanidad.De igual forma, establece las normas que desarrollan las garantías y derechos constitucionales a un ambiente seguro, sano y ecológicamente equilibrado. Artículo 2. A los efectos de la presente Ley, se entiende por gestión del ambiente el proceso constituido por un conjunto de acciones o medidas orientadas a diagnosticar, inventariar, restablecer, restaurar, mejorar, preservar, proteger, controlar,

vigilar

y

aprovechar

los

ecosistemas,

la

diversidad

biológica

y demás recursos naturales y elementos del ambiente, en garantía del desarrollo sustentable. Artículo 23. Los lineamientos para la planificación del ambiente son: 1. La conservación de los ecosistemas y el uso sustentable de éstos asegurando su permanencia. 2. La investigación como base fundamental del proceso de planificación, orientada a determinar el conocimiento de las potencialidades y las limitaciones de los recursos naturales, así como el desarrollo, transferencia y adecuación de tecnologías compatibles con desarrollo sustentable. 3. La armonización de los aspectos económicos, socioculturales y ambientales, con base en las restricciones y potencialidades del área. 55

4. La participación ciudadana y la divulgación de la información, como procesos incorporados en todos los niveles de la planificación del ambiente. 5. La evaluación ambiental como herramienta de prevención y minimización de impactos al ambiente. 6. Los sistemas de prevención de riesgos para garantizar su inserción en los planes nacionales.

Ley de Gestión Integral de la Basura. En segundo lugar los siguientes artículos de Ley de Gestión Integral de la Basura. (2010) Se hace uso de normas regulatorias para la generación de desechos o residuos como es el caso de la presente investigación. Artículo 2. Principios. La gestión integral de los residuos y desechos sólidos se regirá conforme a los principios de prevención, integridad, precaución, participación ciudadana, corresponsabilidad, responsabilidad civil, tutela efectiva, prelación del interés colectivo, información y educación para una cultura ecológica, de igualdad y no discriminación, debiendo ser eficiente y sustentable, a fin de garantizar un adecuadomanejo de los mismos. Artículo 5. Gestión y manejo. La gestión integral de los residuos y desechos sólidos comprende las políticas, recursos, acciones, procesos y operaciones que se aplican en todas las fases del manejo. El manejo integral de residuos y desechos sólidos comprende desde la generación de los residuos hasta la disposición final de los desechos. Artículo 53. Sistemas de aprovechamiento. El aprovechamiento de residuos es el proceso mediante el cual se obtiene un beneficio de los residuos sólidos, como un todo o parte de él. Se consideran sistemas de aprovechamiento de residuos sólidos, el 56

reciclaje, la recuperación, la reutilización y otros que la ciencia y la tecnología desarrollen. Ley Penal del Ambiente. Y en tercer lugar la Ley Penal del Ambiente, (2012) que establece sanciones y penalizaciones a todos aquellos organismos, instituciones o entes personales o gubernamentales que propicien o realicen alguna acción que produzca daños al medio ambiente. He aquí algunos de estos artículos: Artículo 63. Degradación de Suelos Aptos para la Producción de Alimentos. La persona natural o jurídica que provoque la degradación de los suelos o la destrucción de la cobertura vegetal de suelos clasificados como aptos para la producción de alimentos, sin tomar en cuenta sus condiciones agroecológicas específicas, los planes de ordenación del territorio, los planes del ambiente o las normas técnicas o legales que dicte la autoridad competente, será sancionada con prisión de cinco a ocho años o multa de cinco mil unidades tributarias (5.000 U.T.) a ocho mil unidades tributarias (8.000 U.T.). Artículo 84. Vertido de Materiales Degradantes en Cuerpos de Agua.La persona natural o jurídica que vierta o arroje materiales no biodegradables, sustancias, agentes biológicos o bioquímicos, efluentes o aguas residuales no tratadas según las disposiciones técnicas dictadas por el Ejecutivo Nacional, objetos o desechos de cualquier naturaleza en los cuerpos de aguas, sus riberas, cauces, cuencas, mantos acuíferos, lagos, lagunas o demás depósitos de agua, incluyendo los sistemas de abastecimiento de aguas, capaces de degradarlas, envenenarlas o contaminarlas, será sancionada con prisión de uno a dos años o multa de un mil unidades tributarias (1.000 U.T.) a dos mil unidades tributarias (2.000 U.T.). Artículo 85. Daños a Aguas Subterráneas. La persona natural o jurídica que realice trabajos que puedan ocasionar daños, contaminación o alteración de aguas subterráneas o de las fuentes de aguas minerales, será sancionada con prisión de 57

dos a cuatro años o multa de dos mil unidades tributarias (2.000 U.T.) a cuatro mil unidades tributarias (4.000 U.T.). Artículo 99. Disposición Indebida de Residuos o Desechos Sólidos no Peligrosos. La persona natural o jurídica que infiltre o entierre en los suelos o subsuelos, sustancias, productos o materiales no biodegradables, agentes biológicos o bioquímicos, agroquímicos, residuos o desechos sólidos o de cualquier naturaleza que no sean peligrosos, en contravención a las normas técnicas que rigen la materia, que sean capaces de degradarlos, esterilizarlos, envenenarlos o alterarlos nocivamente, será sancionada con arresto de uno a tres años o multa de trescientas unidades tributarias (300 U.T.) a un mil unidades tributarias (1000 U.T.

Operacionalizaciónde las variables

En todo proyecto de investigación se hace necesario presentar un sistema deOperacionalización de variables. Para

Fidias (2006:57) “Variable es una

característica o cualidad; magnitud o cantidad, que puede sufrir cambios, y que es objeto de análisis, medición, manipulación o control en una investigación”. En el siguiente cuadro se presenta las variables a objeto de estudio.

58

Tabla 3. Operacionalización de Variables Objetivos específicos

Diagnosticar el consumo de aceites residuales en los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín

Analizar los aceites residuales provenientes de los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín

Variables

Indicadores

-Cantidad de comedores y Consumo de aceite en restaurantes. los comedores -Cantidad de restaurantes en la aceite consumido. ciudad de Maturín -Tipo de aceites usados - Características organolépticas. Aceites residuales - Índice de acidez. - % de humedad - Índice de yodo - Índice de peróxido

Obtener biodiesel a partir de los Elaboración aceites residuales provenientes de biodiesel los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín

de Reacción química

-% de humedad - Índice de Caracterizar el refracción Biodiesel obtenido a partir de los Biodiesel obtenido por - Punto de aceites provenientes de los reacción de inflamación restaurantes y comedores de la transesterificación - Viscosidad ciudad de Maturín - Corrosión en lámina de cobre - Índice de cetano - Índice de acidez - Temperatura de destilación. Estudiar posibles alternativas para el uso del biodiesel obtenido a partir - Uso de los aceites residuales automotriz provenientes de los restaurantes y Alternativas de uso del - Para elemento comedores de la ciudad de Maturín Biodiesel comburente - Fluidos para perforación

Fuente: Naranjo, Carolina. (2013)

59

CAPITULO III MARCO METODOLÓGICO

En esta sección

se describe la metodología usada, referente al tipo de

investigación, las técnicas de recolección de datos, los instrumentos utilizados, los procedimientos seguidos y las técnicas usadas para el de análisis de resultados. Tipo de investigación La investigación se ejecutó en dos fases, la primera bajo un Diseño de Campo donde se diagnosticó el consumo de aceites residuales en los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín. Fidias, (2006:31) señala: La investigación de campo es aquella que consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos (datos primarios), sin manipular o controlar variable alguna, es decir, el investigador obtiene la información pero no altera las condiciones existentes. De allí su carácter de investigación no experimental.

Los datos se obtuvieron directamente de la fuente, es decir visitando directamente a los restaurantes y comedores de la ciudad de Maturín, donde se aplicó encuesta (ver anexo A). La segunda fase consistió en una investigación experimental aplicada. Investigación Experimental la cual está definida por Arias (2006:33), como: “Es un proceso que consiste en someter a un objeto o grupo de individuos a determinadas condiciones, estímulos o tratamiento (variable independiente), para

observar

los

efectos

o

reacciones

que

se

producen

(variable

dependiente).” En el mismo orden según el diseño básico de la investigación experimental será del tipo aplicada,según Zorrilla (1993:43), La investigación aplicada, guarda íntima relación con la básica, pues depende de los descubrimientos y avances de la investigación básica y se enriquece con ellos, pero se caracteriza por su interés en la aplicación, utilización y consecuencias 60

prácticas de los conocimientos. La

investigación aplicada busca el conocer

para hacer, para actuar, para construir, para modificar. Esta segunda fase constó de Análisis a los aceites residuales, obtención del biodiesel, caracterización del biodiesel obtenido y estudio de posibles alternativas de uso. Todo este proceso fue llevado a cabo bajo un procedimiento científico a nivel de laboratorio con herramientas y equipos debidamente diseñados y seleccionados para tal fin, el procedimiento se describe a continuación.

Diseño de la investigación

Para llevar a cabo el presente trabajo de investigación se procedió bajo el siguiente diseño de investigación Investigación de campo. A través de visita a entes gubernamentales se recogió información de la cantidad de restaurantes y comedores existentes en la ciudad de Maturín. Posteriormente se sometieron a una encuesta los restaurantes y comedores que resultaron seleccionados al azar. Investigación experimental. Para llevar a cabo el diseño experimental se siguieron los pasos del siguiente diagrama de flujo.

61

Recolección de aceites usados

Proceso de filtrado (eliminación de impurezas)

Proceso de secado (eliminación de humedad)

Análisis del aceite (índice de acidez)

Índice de acidez> 5

Preparación de Metóxido (MetanolHidróxido de sodio)

Índice de acidez < 5

Proceso de reposo (24-48 horas)

Proceso de transesterifica ción

Saponificar para eliminar ácidos grasos libres (AGL)

Decantación

Biodiesel

Decantar (separar AGL del aceite)

Lavado de biodiesel

Secado del aceite

Secado del biodiesel

Determinación de índice de acidez