UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

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EVALUACIÓN TÉCNICA PARA EL PROCESAMIENTO Y REUSO DE ACEITE GASTADO Trabajo especial de grado para optar al título de Ingeniero Químico

Realizado por: ROMAY FARÍA, VANESSA CRISTINA C.I.- 16.121.948 LÓPEZ ZAMBRANO, MARCO ANTONIO C.I.- 17.368.740 Tutor: Ing. MSc. Antonio De Turris MARACAIBO, ABRIL DE 2008

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EVALUACIÓN TÉCNICA PARA EL PROCESAMIENTO Y REUSO DE ACEITE GASTADO

RESUMEN

S O D RVA E La EVALUACIÓN TÉCNICA PARASEL PROCESAMIENTO Y REUSO E R S en base a la problemática existente a Orealizada H DE ACEITE GASTADO fue C RE E D nivel mundial en donde hacen presencia el manejo inadecuado de residuos peligrosos como el aceite lubricante gastado. Se estudiaron 5 diferentes técnicas de recuperación de aceite gastado, se establecieron parámetros técnicos para evaluar los distintos procesos (matriz de evaluación), de los cuales se destacó un proceso que cumplió con los criterios requeridos, y se profundizó la investigación del mismo mediante un estudio técnico y económico.

La investigación fue desarrollada en cuatro (4) fases: Fase I, se realizó la recolección de datos mediante libros, artículos de revistas científicas, páginas web, y Trabajos Especiales de Grado, referentes al tema, logrando obtener la información necesaria para su estudio y análisis; Fase II, por medio de los datos obtenidos en la fase anterior, se tomaron criterios y parámetros para evaluar los procesos de recuperación, y resultó con 104 puntos el Proceso Extracción por Solvente como más óptimo. En la Fase III, se describió detalladamente el proceso de recuperación (aditivos añadidos, equipos utilizados, tiempo de ejecución, etc.), y se realizó un diagrama de bloques del mismo. En la Fase IV, se estableció una comparación económica

entre las técnicas de recuperación térmica (opción 1) y de re-refinamiento

S O D VAsus productos el reRentre E costosa que el re-refinamiento, peroSque E R S HyO refinamiento es superior es menos contaminante y tiene más ganancias, C E R DE

(opción 2), teniendo como resultados que la recuperación térmica es menos

según la cotización del mercado, que la destrucción térmica, esto es, 275% por galón la opción 2 con respecto a 209% por galón de la opción 1.

ABSTRACT

S O D A Vabout R E OIL was based on the existing global problematic the used oil waste S E R S Otechniques H management. Five different were studied about refining used oil. C E R DE TECHNICAL EVALUATION FOR PROCESSING AND REUSING USED

There were established technical parameters to evaluate the different processes (matrix evaluation), and one process achieved all the required

parameters, and the investigation was finished by a technical and economical study.

The investigation was developed in four (4) phases: Phase I: it was perform by the data recollection: books, scientific articles, web pages, and thesis, achieving the obtention of the needed information to study and analyze it. Phase II: through the data obtained in the past phase, there were chosen some parameters and criteria to evaluate the re-refining processing and one of the got 104 points, the Solvent Extraction process as the best technically. Phase III: the process of re-refining was described detailly, (added components, equipment used, execution time, etc.) and a block diagram was made. Phase IV: an economical comparative chart was made between the thermical recuperation (option 1), and the re-refining process (option 2). The results were that option 1 was cheaper but less productive (209% in gain), and option 2 was a little bit more expensive but more productive (275% in gain).

ÍNDICE GENERAL

S O D 1.1. Planteamiento del Problema…………………..……………………….…….2 VA R E S E R 1.2. Formulación del Problema……………………..……………………….……9 OS H C E 1.3. Objetivos deE Investigación…………………..…………………….………9 D la R

CAPÍTULO I. FUNDAMENTACIÓN………………………………………………1

1.3.1. Objetivo General…………………………..…………………….………9

1.3.2. Objetivos Específicos……………………..………………….…………9 1.4. Justificación de la Investigación……………….………………….………...10 1.5. Delimitación de la Investigación………………………………….…………12

CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO……………………………………….……...13 2.1. Antecedentes de la Investigación……………………………….………….14 2.2. Bases Teóricas…………………………………………………….…………27 2.2.1. Aceite Lubricante Nuevo…………………………………..………...27 a. Aceite Mineral………….……………………………….………...30 b. Aceite Sintético…………….………………………….………….30 c. Aceite Vegetal……….……………………………………………30 2.2.2. Aditivos……………………………………………………..………....32 a. Inhibidores de corrosión………………………….……………...32 b. Detergentes y dispersantes……………………….…………….33 c. Aditivos antidesgaste…………………………….………………33 d. Aditivos para presiones extremas………………..……………..34 e. Antiespumantes…………………………….…………………….34

f. Reductores del punto de fluidez……………….…..…………….34 2.2.3. Características físicas……………………………………………….35 a.- Color…………………………………….………..........…………35

S O D b.- Numero Total de Bases (TBN)…………………..……..……...36 VA R E S E R c.- Punto de fluidez……………………………………….…………36 OS H C E d.- cenizas DER sulfatadas…………………………………….…………37 e.- Viscosidad…………………………………...…………..……….37 2.2.4. Características químicas………………….…...……………………38 2.2.5. Sistemas de Clasificación……………………..……………………39 2.2.6. Aceite Lubricante Usado………………………………….…………41 a.- Factores de deterioro del aceite usado……….........…………47 b.- Temperatura de Operación……………………..……………...48 c.- Agua………………………………………………………..……..49 d.- Combustibles……………………………………………….……50 e.- Sólidos y polvo……………………………………………..…….50 2.2.7. Recuperación y reciclado de aceites usados……………….…….50 a. Destilación…………………………………..…………………….51 b. Combustión………………………………..………………………52 c. Regeneración……………………………..………………………54 d. Procesos de los aceites usados………………..……………….55 d.1 Proceso Berk………………………………………………55 d.2 Extracción por solvente…………………………………..55 d.3 Proceso Selecto Propano-Hidroterminado……………..57 d.4 Proceso Selecto Propano Ácido-Arcilla…………...……58

d.5 Proceso Interline-Sener…………………………………..59 2.2.5 Destrucción Térmica………………………………………………….63 2.2.6 Impacto Ambiental…………………………………………………….63

S O D 2.2.7 Estudio Técnico del Proceso Seleccionado………………..……...65 VA R E S E R a. Viabilidad Técnica……………………………..…………………..69 OS H C E b. Viabilidad DER Económica…………………………..………………….69

2.3 Mapa de Variables………………..…………………………………………..74 2.4 Definición de términos básicos……………………………..……………….75

CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO………...………………………….82 3.1 Tipo de Investigación……………………………….………………………...83 3.2 Diseño de Investigación……………………….……………………………..86 3.3 Población y Muestra……………………………………………………..……89 3.4 Técnicas de Procedimiento y Análisis de Datos…………………..……….91 3.5 Metodología………………………………………………………..…………..93

CAPÍTULO IV. RESULTADOS DE LA INVESTIGACION……….….………..96 4.1 Análisis de los Resultados…………………………………….…….……….97 FASE I…………………………………………………………………..…………..97 Proceso Berk……………………………………...………………………..98 Extracción por solvente…………………………………………..……….99 Proceso Selecto-Propano Hidroterminado…………………………….100 Proceso Selecto-Propano Ácido-Arcilla………………………………..100 Proceso Interline-Sener………………………………………………….100

FASE II…………………………………………………………………...…….....100 FASE III……………………………………………………………..………….....102 FASE IV…………………………………………………………………………...107

S O D Opción #1: Aprovechamiento del aceite usado como combustible..…108 VA R E S E R Opción #2: Re-refinamiento…………………………………………....…109 OS H C E 4.2 Conclusiones……………………………………………………….……...…114 DER 4.3 Recomendaciones………………………………………………....………..116 4.4 Referencias Bibliográficas………….......................................................118

INDÍCE DE CUADROS Y TABLAS

Mapa de variables

S O D Técnicas de Recuperación de Aceite Gastado VA R E S E R Fases de la investigación OS H C E Tabla 1. Composición DERde un aceite usado según el hidrocarburo base y los tipos de aditivos

Matriz de Evaluación Características de los Aceites Bases (Parte I y II) Tabla 2 Comparación de Opciones

INDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1. Planta de Reprocesamiento del Aceite Lubricante Usado

INTRODUCCIÓN

OS D A RV

Un aceite lubricante es un liquido usado para disminuir la fricción

E S E SR O H donde las condiciones C de operación hacen que después de cierto periodo E R DE entre dos superficies. Estos son usados en el interior de los motores

de uso se degraden en compuestos cuyas características no permiten su utilización como lubricantes.

Los aceites lubricantes, están constituidos por una base lubricante la cual provee las características lubricantes primarias. La base lubricante puede ser base lubricante mineral (proveniente del petróleo crudo), base lubricante sintético o aceite base lubricante vegetal según la aplicación que se le va a dar al aceite.

Después de su uso, el aceite lubricante adquiere concentraciones elevadas de metales pesados, producto principalmente del desgaste del motor, y al perder también sus propiedades lo convierte en un desecho tóxico que debe ser reemplazado. Este desecho debe ser manejado con mucha precaución para evitar así problemas a la sociedad, y disminuir el impacto ambiental (contaminación de las aguas, aire y tierra), ya que esto es un tema de gran interés e importancia para el mundo entero.

La regeneración es uno de los métodos para reutilizar los aceites usados con menor impacto ambiental, y los dispone de forma tal que se puedan volver a usar como lubricantes.

OS D A RV

E S E SR O H En el presente C trabajo de investigación E R DE

se describen algunos

tratamientos que se les dan a los aceites usados, y las diversas formas en que es posible sacar provecho de los desechos de los aceites lubricantes. Se estableció como objetivo general de la investigación: EVALUAR DE FORMA TECNICA EL PROCESAMIENTO Y REUSO DEL ACEITE GASTADO.

De la misma forma para obtener un mejor desarrollo y evolución de la investigación se plantearon cuatro objetivos específicos: 1- Evaluar las diferentes alternativas de proceso de recuperación del aceite gastado. 2Realizar una matriz de evaluación para seleccionar el proceso más óptimo. 3- Hacer un estudio técnico del proceso seleccionado. 4- Elaborar un estudio económico del proceso seleccionado para la posible instalación de planta recuperadora de aceite gastado.

Se obtendrán los resultados luego de haber desarrollado las fases de la investigación (4 fases). Se transmitirá conocimiento acerca del tema, permitiendo dar una serie de recomendaciones con el propósito de solventar la gran problemática existente.

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CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

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La visión innovadora del hombre lo conduce a realizar actividades de

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investigación y desarrollo que le permiten poner en el mercado nuevos

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productos, procesos y servicios que satisfagan las más variadas demandas; además, introducirse en un mercado global cada vez más competitivo requiere de elementos innovadores capaces de generar profundas transformaciones en la economía mundial.

Aunque en sus inicios la comercialización, partía de la preocupación por vender y obtener ganancias; con el tiempo fue vista como parte del proceso entre la producción del producto adecuado y las necesidades humanas. La comercialización y la producción son parte importante de todo un sistema de mercado destinado a suministrar los bienes y servicios que satisfacen necesidades. Mientras mayores son las necesidades, mayores serán las exigencias del mercado. Esto es debido a la búsqueda de nuevos productos o mejorar los existentes en función de obtener beneficios, posicionamiento en el mercado, y desarrollo tecnológico.

Es indudable que, de una situación de recursos abundantes, donde los costos de operación y producción eran relativamente poco importantes frente a márgenes de ganancia y presupuestos generosos, se ha pasado a situaciones de inflación, presupuestos decrecientes, mercados restringidos y

a la vez más competitivos.

S O D VA R E Es por ello, que siendo Venezuela un país rico en crudo en donde S E R OS la Industria Petrolera, Manufacturera y H existen organizaciones como C RE E D Servicios, se muestra que han madurado y han hecho esfuerzos importantes por implantar el concepto de procesamiento, promoviendo tecnologías y procedimientos de alto rigor técnico, cuidando sus cualidades y cumpliendo sus funciones con un buen nivel de exigencia.

Razón por la cual, en Venezuela se cuenta con las Normas Covenin 829-2002, denominada “Productos Derivados del Petróleo. Aceites Básicos”, la cual fue revisada de acuerdo a las directrices del Comité Técnico de Normalización, CT4 petroleros, gas y sus derivados, la cual expone los requisitos mínimos de calidad que deben cumplir los diferentes tipos de aceites básicos derivados del petróleo.

En la Norma Covenin 829-2002, define al aceite básico, como un componente tipo hidrocarburo de aceites lubricantes terminados, diferente del aditivo o paquete de aditivos, producido por un mismo fabricante según las mismas especificaciones de manufactura, independientemente del tipo de crudo y/o sitio de producción.

Por su parte, el Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales de

S O D VA R E S y prepararse para obtener de petróleo pueden elaborarse, mezclarse E R S O H C numerosos tipos de productos para múltiples aplicaciones. Los usuarios de E DER

El Salvador (2006), expone que los aceites que tienen su origen en el crudo

los aceites no son sólo las empresas industriales y comerciales sino, debido

en particular a su uso como lubricantes y aceites combustibles, los particulares.

Ahora bien, en Venezuela, un vehiculo particular alcanza 5000 kilómetros de recorrido aproximadamente cada dos (2) o tres (3) meses, tiempo estimado donde se debe cambiar el aceite del motor y su filtro (Manual del Vehículo). Una vez retirado el aceite, es desechado en los desagües cercanos, en terrenos y calles. Es por lo expuesto en líneas anteriores, que a través de entrevistas informales realizadas a dueños de establecimientos encargados del cambio de aceite, se observó que estos muestran despreocupación hacia donde se desechan estos compuestos ya sea por ignorancia o mala información. En este sentido expone Blanco (2006) que los aceites que son desechados por los establecimientos que prestan este servicio a la comunidad, no toman en cuenta la gravedad del asunto puesto que estos son

arrojados en cualquier sitio sin importarles que estos desechos deterioran al

S O D VAun fuerte deterioro a la R E que es un compuesto no biodegradable, causando S E R OS H flora, la fauna y al hombre. C E DER

medio ambiente, siendo su recuperación al ambiente de gran dificultad ya

Según la normativa europea contemplada en la Directiva 87/101/CEE, así como en la española, Orden de 13 de junio de 1990, el aceite usado es cualquier aceite industrial de base mineral o lubricante que se haya vuelto inadecuado para el uso que en origen se le haya asignado, y en particular, los aceites usados de motores de combustión y de los sistemas de transmisión,

los

aceites

para

turbinas

y

sistemas

hidráulicos

y,

especialmente, los aceites de motor de los talleres de automoción y embarcaciones.

La Autoridad de Desperdicios Sólidos del Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales de Puerto Rico (2002), expone que a un sistema acuático le puede tomar hasta 20 años para recuperarse de un derrame de aceite usado y éste puede ser más dañino que un derrame de petróleo crudo debido al alto número de aditivos utilizados en su producción para motores de alto rendimiento; también interfiere con la fotosíntesis y el intercambio de gases en la superficie, reduciendo así los niveles de oxígeno en el agua.

Igualmente, Ortega (2006), afirma que el aceite usado dispuesto a

S O D A RV E reservas de agua potable. Según esteSautor, cuando se dispersa en la E R S superficie del agua C yH se O deposita en el fondo como una brea, se ven E R DE

través de los alcantarillados pluviales tiene el potencial de contaminar a las

afectados las plantas, microbios e invertebrados porque él obstruye sus

mecanismos de respiración, la regulación de la temperatura y se acumula en los tejidos.

Por otra parte, cuando se derrama aceite usado en el suelo, el mismo tiende a migrar por el terreno, dañando los microbios y otros organismos pequeños que en él habitan. La pérdida de estos organismos reduce los ciclos de nutrientes y puede dañar la cadena alimenticia. Cabe destacar que un galón de aceite puede contaminar hasta un millón de galones de agua, el cual es el suministro de un año para 50 personas.

Es por ello, que la presente investigación tiene como propósito, plantear una evaluación técnico-económica del procesamiento y reuso del aceite gastado. Su propósito es crear un hábito de conciencia, evitar la continua contaminación de los recursos naturales, recuperar material energético para darle otras utilidades, y economizar el producto final.

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

S O D VA R E Procesamiento y Reuso del Aceite Gastado? S E R OS H C E DER

¿Cómo procesar y recuperar de forma factible Técnicamente el

1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN Objetivo General

Evaluar de forma Técnico-Económica el Procesamiento y Reuso del Aceite Gastado.

Objetivos Específicos 1. Estudiar diferentes alternativas de procesos de recuperación de aceite gastado. 2. Realizar una matriz de evaluación para seleccionar el proceso más óptimo. 3. Hacer un estudio técnico del proceso seleccionado. 4. Elaborar un estudio económico del proceso seleccionado para la posible instalación de planta recuperadora de aceite gastado.

1.4. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Con la realización de esta investigación, se abordará uno de los problemas más grandes que afronta la sociedad: la contaminación ambiental, y porqué a través de su disminución se ofrecerá una alternativa para el

desecho de aceites gastados, y se logrará una actitud positiva hacia el medio

S O D VA R E reciclaje, y exponer nuevas alternativasS para reutilizar aceite gastado como E R S HO energía. C E DER

ambiente. Igualmente, ayudará a profundizar el conocimiento en el ámbito del

En base a estos razonamientos, esta investigación se justifica porque permitirá conocer el aspecto fundamental referido a la Evaluación Técnica para el Procesamiento y Reuso de Aceite Gastado, y se

estudiarán y

analizarán procedimientos de recuperación de aceite gastado, que ya han sido realizados con éxito en varios países del mundo, al mismo tiempo le proporcionará

herramientas

necesarias

para

seguir

adelante

en

la

construcción de sus propios conocimientos, facilitándole una propuesta transformadora diferenciándola de la aplicada en la actualidad, la cual afirmará que mediante su aplicación se obtendrán resultados favorables, sustanciosos y más eficaces.

Es por ello que la presente investigación se justifica desde las perspectivas teóricas, a través de teorías expuestas por diversos autores entre los que se destacan: Ortega (2006), Blanco (2006), además de las Normas Covenin 829-2002, El Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales de El Salvador (2006), Normativa Europea Contemplada en la

Directiva 87/101/CEE, El Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales

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de Puerto Rico (2002), entre otros.

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En cuanto a la pertinencia práctica, los resultados podrán servir de marco de referencia a las empresas que estén interesadas en desarrollar este sistema de reuso del aceite, con el fin de que ejecuten de manera efectiva, acciones que atiendan al desarrollo del país; rescatando de esta manera, las aspiraciones relacionadas con el crecimiento y la puesta en práctica de una nueva visión de la labor que ejecuta el estado.

Desde el punto de vista metodológico, será revelante para futuros estudiantes que deseen desarrollar la temática del presente estudio; además, en el mismo se pretendió elaborar un estudio económico del proceso seleccionado para la posible instalación de planta recuperadora de aceite gastado, las cuales son herramientas para investigadores interesados en la continuación y comprobación práctica de los resultados producto de la misma.

1.5. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Limitación Espacial: Los estudios fueron realizados en la ciudad de Maracaibo, en el Estado Zulia, Venezuela.

Limitación Temporal: Se desarrolló en un lapso de 7 meses. La línea de

S O D RVA de Ortega (2006), E procesamiento. Asimismo se basó enS los postulados E R S HdeOlas Normas Covenin 829-2002, El Ministerio de Blanco (2006), además C E DER investigación se enmarcó dentro de la evaluación técnica para el

Medio Ambiente y Recursos Naturales de El Salvador (2006), Normativa

Europea Contemplada en la Directiva 87/101/CEE, El Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales de Puerto Rico (2002), entre otros.

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CAPITULO II MARCO TEORICO

En este capítulo se presentará el contenido teórico que le dará

S O D A Vque R E los diferentes teóricos, enfoques e investigaciones permiten llevar a cabo S E R OS tópicos, una correcta visión sobre la H y desarrollar de los diferentes C RE E D investigación a realizar. (Hernández, Fernández y Baptista, 2001, p. 63). En sustentación a este estudio, a través del análisis, exposición y desarrollo de

este capítulo se hace referencia a dos aspectos fundamentales; uno es mencionar los antecedentes de la investigación y en segundo lugar se abordan las bases teóricas, para determinar las características, necesidades y factibilidad, que permitirán el entendimiento del tema.

2.1.- ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION Con el objeto de fundamentar esta investigación, se procedió a una revisión de investigaciones anteriores que pudieran guardar relación con la forma Técnico-Económica el Procesamiento y Reuso del Aceite Gastado, encontrándose en primer término la investigación desarrollada por: Ing. MSc. Antonio De Turris (2008), quien realizó una investigación llamada “ESTUDIO DE

FACTIBILIDAD

PARA

LA

INSTALACION

DE

UNA

PLANTA

RECUPERADORA DE ACEITES GASTADOS”.

El estudio se realizó bajo el marco de la Ley Orgánica de Ciencia y Tecnología (LOCTI), Ley Penal del Ambiente y leyes que rigen la

Industrialización y comercialización de aceites Lubricantes, establecidas por

S O D RVAde Factibildad para la concesionarios del Estado Zulia, en S el E Estudio E R S O HRecuperadora Instalación de una Planta de Aceites Gastados, surgió ante la C E R DE necesidad de dar un manejo adecuado a su principal desecho generado, el Ministerio de Energía y Petróleo (MENPET).

El interés mostrado por

aceites lubricantes gastados, cuyo tratamiento en la ciudad de Maracaibo, extendiéndose al Estado Zulia, se limita al traslado por parte de los transportistas hasta los centros de manejo registrados y autorizados por el Ministerio de Ambiente (MARN), para su posterior tratamiento y disposición final.

Hasta donde se conoce oficialmente, según información suministrada por el MARN, actualmente en la Región Zuliana, no se realizan procesos de incineración, deshidratación, ni se dispone de plantas de reciclaje de aceites gastados que ofrezcan la recuperación máxima y minimicen el impacto ambiental de este tipo de desechos. Sin embargo, sí se conoce de la existencia de estos procedimientos en las regiones centrales del país.

El estudio se desarrolló en siete (7) Capítulos, con cuatro (4) secciones básicas referidas a la factibilidad del Proyecto: Estudio de Mercado, Estudio Técnico, Estudio Económico y Análisis Preliminar de Riesgos, que ofrecen al

cliente, en una primera fase, una visión y proyección de los resultados de la

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puesta en operación de una planta recuperadora de aceites gastados.

E R S El estudio de mercado HOdeterminó una demanda de aceite superior a C E ER 380.000 D lts/mes. El tamaño de la planta se estableció en un área total de 3.600 m2 con capacidad máxima de procesamiento de unos 14.000 lts/dia, equivalente a unos 420.000 lts/mes y la localización será en la carretera Lara-Zulia, Complejo Comercial Santa Rita.

El estudio comprende el análisis de la materia prima, describe el proceso productivo (fueron manejados tres escenarios, eligiendo para su completo desarrollo el Modelo de Planta Valdez), muestra el diseño, descripción y breve especificación de los equipos principales y auxiliares del proceso productivo, además, comprende el terreno y área necesaria del proyecto estimada en 3.600 m2.

El proyecto requiere una inversión total estimada de Bs.F 5.696.680,52; correspondiendo Bs.F 5.529.196,10 a la inversión en activos fijos y Bs.F 167.484,42 a la inversión en capital de trabajo. Se estimó un horizonte planificado de 10 años y el punto de equilibrio, expresado en unidades mínimas de producción es de 325 tambores/mes, al generar como único producto final Aceites Lubricantes y 480 tambores/mes, con dos líneas de

producto: Bases Lubricantes y Aceites Lubricantes. La planta se estableció

S O D RVA el 25% de su E un punto de equilibrio equivalente aS aproximadamente E R S HO capacidad máxima yCestabilizándose en una producción de 8.320 lts./día, E R DE equivalente al 60% de la capacidad máxima de la planta, pudiendo esta con una capacidad máxima de 14.000 lts./día, iniciando sus operaciones con

producción ser incrementada, según crezca la demanda.

La evaluación del proyecto muestra los valores para los principales indicadores económicos de rentabilidad como son: PE

= 325 tambores/mes (producto final único: Aceites Lubricantes) 480 tambores/mes (productos: Bases Lubricantes y Aceites Lubricantes)

VPN = Bs.F 7.937.380,45 para una tasa de descuento de 20% TIR

= 22%

Ing. Paz M. (2006), realizó un trabajo de investigación preparado para la Dirección de Medio Ambiente, muy ilustre Municipalidad de Guayaquil, Ecuador, titulado “Factibilidad del Manejo Ambientalmente Correcto (MAC) de los Residuos Aceitosos en Guayaquil”.

El objetivo general del proyecto estuvo dirigido a identificar una solución técnica local viable del manejo ambientalmente correcto (MAC) de los residuos aceitosos contaminados establecidos por la Convención de Basilea,

excluyendo aquellos correspondientes a las siguientes categorías: 3010:

S O D A RV E Residuos aceitosos minerales que noS sirven para su uso originalmente E R S HOde mezclas y emulsiones de aceite y agua, o de establecido; 4060: Desechos C E R E D hidrocarburos y agua. Desechos de producción o procesamiento de petróleo y breas; 3020:

Las categorías de aceites contaminados que se incluyen son las siguientes: Aceites usados de actividades urbanas locales, incluyendo la industria, Basura sólida contaminada con aceite como ropa, filtros, etc., Suelos y lodos contaminados con aceites, Aceites usados de las actividades de extracción petrolera, Aceites provenientes de buques y barcos. No se incluyen en este estudio aquellos residuos aceitosos que contienen otros contaminantes.

Los objetivos específicos fueron: 1. Ejecutar un diagnóstico del manejo integral de los residuos aceitosos generados; 2. Recomendar un Plan Técnico para el MAC de residuos aceitosos; 3. Revisar la Ordenanza actual para proponer cambios y mejoras, y la promulgación de normas técnicas o reglamentos específicos conforme a las mejores técnicas para el manejo ambientalmente correcto de este tipo de residuos.

En los resultados del estudio se estimó que el volumen comercializado

S O D A V R E de los cuales, del 22% al 25% se comercia y distribuye en el Cantón S E R OS H Guayaquil, es decir, aproximadamente 4.000.000 de galones, lo que C E R DE

de aceite a nivel nacional es de alrededor de 17.000.000 de galones al año,

constituye la mitad del aceite consumido en la región costa del Ecuador (de alrededor de 8.000.000 de galones).

Por su parte, Campos, J. (2000), realizó un trabajo de investigación titulado “Factibilidad Técnico-Económica de Utilización del Aceite Usado como Sustituto del Gasoil en el Anfo y Anfoal en Voladuras Primarias en el Cuadrilátero Ferrífero san Isidro, Ciudad Piar, Estado Bolívar”. En la Universidad de Oriente, Núcleo Bolívar, Escuela de Ciencias de la Tierra y PDVSA-INTEVEP.

El desarrollo de esta tesis estuvo basado en la sustitución del gasoil que se utiliza en los explosivos ANFO y ANFOAL por el aceite usado (quemado) proveniente de los equipos mineros, con el fin de realizar las voladuras que se hacen en el Cuadrilátero Ferrífero San Isidro por parte de la empresa C.V.G. Ferrominera Orinoco C.A., la cual está orientada hacia la minimización de los costos generados en voladuras, de acuerdo al Programa de Reducción de Costos propuesto por la empresa para el año 1.999.

La metodología empleada se basó en la determinación de la densidad

S O D VA siendo la del primero R E ANOILAL (nitrato de amonio, aceite usado y aluminio), S E R OS5,512% de aceite y la del segundo: 90,909% H 94,488% de nitrato de amonio, C RE E D de nitrato de amonio, 3,972% de aceite y 5,134% de aluminio. Conocida la del aceite para calcular la mezcla de los explosivos de prueba ANOIL y

mezcla de los explosivos se procedió a efectuar ensayos de laboratorio. (1) Método de placa, (2) Cargas conformadas y (3) el Método de Cráter. Dando como resultado que el explosivo puede ser iniciado con un detonador y que su potencia es menor que los explosivos convencionales.

Posteriormente se determinó que el patrón de voladura a utilizar a escala industrial para el material ferruginoso será menor (7,70*9,20 mt) para los explosivos de prueba. En el estudio de factibilidad técnico económico de la sustitución del gasoil por el aceite usado en los explosivos se seleccionaron dos alternativas, una basada en el patrón propuesto calculado a partir de los datos teóricos del ANOIL y la otra con el patrón tradicional empleado por la empresa, pero utilizando el explosivo de prueba y una carga superior.

Los resultados obtenidos demostraron que se podían utilizar los explosivos de prueba ANOIL y ANOILAL, a pesar de tener menor potencia que los explosivos convencionales y en el aspecto económico se obtiene una

reducción en los costos de voladura para la alternativa 1 de 230,57 Bs/ton y

S O D A RVpara E reducción de costos de 219.370.648S Bs/año la alternativa E R S H 687.861.166 Bs/año C para laO alternativa 2. E DER

para la alternativa 2 de 211,20 Bs/ton por material volado. Lo cual habrá una 1 de

En el mismo orden de ideas, se encuentra la investigación desarrollada por Mousawek E (2001), titulado “Comparación de los Destilados de las Mezclas de Crudo Pesado-Aceite Usado, Crudo Pesado-Crudo Liviano y Crudo Pesado-Nafta” de la Escuela de Ingeniería de Petróleo de la Universidad de Oriente, Núcleo de Anzoátegui, Venezuela.

El objetivo general fue comparar los destilados de las mezclas de crudos pesado-aceite usado, crudo pesado-crudo liviano y crudo pesadonafta. En sus objetivos específicos estuvieron: Caracterizar y comparar mezclas y destilados de crudo pesado-nafta, crudo pesado-aceite usado y crudo pesado-crudo liviano en proporciones de 70/30, 60/40 y 50/50 cada una, además, de realizar análisis cromatográfico a los destilados y, Calcular el rendimiento real del proceso de destilación.

La metodología empleada fue de tipo descriptivo y experimental. En el laboratorio las mezclas se destilaron atmosféricamente y para su

caracterización se les obtuvo el porcentaje de agua y sedimentos,

S O D A V R E específica y AOI, viscosidad y contenido Sde metales. A los destilados se les E R OseSdeterminó el análisis cromatográfico a los H midió la gravedad API y C E DER temperaturas de inflamación, combustión y de fluidez, densidad, gravedad

destilados de las diferentes mezclas, estas dos pruebas se realizaron en la Refinería Puerto La Cruz de PDVSA.

Luego de analizar los resultados se obtuvieron las siguientes conclusiones: el aceite lubricante usado en proporciones 70CP/30AU, 60CP/40AU y 50CP/50AU aumenta la gravedad API del crudo pesado en 21.12 %, 33.8 % y 47.18 % respectivamente. El uso de aceite lubricante usado como diluente del crudo pesado no afecta la composición, ni las propiedades físicas de los productos de la destilación que pueden obtenerse de dicho crudo. De acuerdo al efecto causado por el aceite usado sobre la viscosidad y la densidad este puede ser un medio efectivo para diluir y transportar el crudo pesado por tuberías.

El rendimiento real de la mezcla diluida con aceite usado en proporción 70/30 es mayor (80.67 %V) que el de mezcla diluida con crudo liviano (60.43 %V) en esta proporción, sin embargo el aceite usado en proporción mayor a esta disminuye considerablemente su efectividad reduciendo el rendimiento

de las mezclas. El uso de aceite lubricante usado para diluir al crudo pesado

S O D VA pueden identificarse por cromatografía. SER E R S HO C E DER

incrementa la proporción de componentes pesados y productos que no

De igual forma, Lacambra M. (2003), realizó una tesis doctoral titulada

“Las Políticas Públicas de Fomento del Reciclaje: La Regeneración de Aceites Usados” en la Universidad de Zaragoza, España. En este trabajo se analizó la eficacia de las políticas públicas dirigidas al fomento de la regeneración de los aceites usados a partir de la estimación de las funciones de oferta y demanda del mercado español de aceites regenerados en el período de 1965-1999.

El objetivo de este trabajo fue analizar el funcionamiento del mercado de aceites regenerados en España durante el período de 1965 a 1999, a través de la estimación de sus funciones de oferta y demanda, con el fin de identificar los factores determinantes de su evolución y poder extraer conclusiones que ayuden al diseño de las políticas públicas encaminadas a potenciar la regeneración.

La metodología utilizada fue de tipo descriptiva. La estimación de las funciones de oferta y demanda del mercado puede servir para, a partir del

cálculo de elasticidades, valorar la eficacia de las distintas políticas propuestas para promover el reciclaje.

S O D VA R E S

E R S HO Así se ha hechoC para los mercados secundarios de distintos productos, E R DE como el papel (Anderson y Spiegelman, 1977; Gill y Lahiri, 1980; Edgren y Moreland, 1989; Edwards y Pearce, 1978; Deadman y Turner, 1981; Kinkley y Lahiri, 1984; Nestor, 1991), el cobre (Slade, 1980; Fisher, Cootner y Baily, 1972), el acero (Anderson y Spiegelman, 1977), el plomo (Sigman, 1995) y el aluminio (Suslow, 1986; Bomberg y Hellmer, 2000).

Adicionalmente, los resultados de este tipo de estudios son utilizados como input para acometer el análisis de la eficiencia de las políticas de incentivos económicos propuestas para promover el reciclaje, lo que ha contribuido el desarrollo de una literatura complementaria de la anterior (Miedema, 1983; Dinan, 1993; Palmer y Walls, 1994, 1997, 1999 y 2002; Fullerton y Kinnaman, 1995; Palmer, Sigman y Walls, 1997; Walls y Palmer, 1999; Calcott y Walls, 2000 y 2001).

Como puede comprobarse, no existe ningún estudio empírico referido a los aceites lubricantes, por lo que su realización constituye una novedad en el contexto internacional. El trabajo se estructuró en cuatro secciones. Se

analizaron los principales rasgos del sector de la regeneración de los aceites

S O D VA R E S en España. A continuación, se evolución de las actividades de regeneración E R OdeSlas funciones de oferta y demanda de aceites H C procedió a la especificación E DER

usados desde una perspectiva teórica y se hizo una breve descripción de la

regenerados en España y se presentaron los resultados de su estimación para el período 1965-1999. Por último, se expusieron las principales conclusiones obtenidas.

Según los resultados obtenidos, tras la liberalización del mercado la función de oferta de aceites regenerados se ha hecho elástica con respecto al precio, con un valor de la elasticidad-precio en el punto de medias muestrales de 1,33. Asimismo, la utilización por los regeneradores de una tecnología avanzada y la disponibilidad de aceites usados parecen factores fundamentales en las decisiones de oferta. Por otro lado, la función de demanda de aceites regenerados resulta ser inelástica con respecto al precio, con un valor de la elasticidad-precio en el punto de medias muestrales de 0,39. Lo mismo ocurre respecto al diferencial del precio entre las bases regeneradas y las bases de primer refino, ya que la elasticidad estimada en este caso es de 0,57.

2.2.- BASES TEÓRICAS

S O D A y planteamientos A continuación se describen los principales V conceptos R E S E R teóricos, relativos a Evaluar deS forma Técnico-Económica el Procesamiento y HO C E Reuso del Aceite DERGastado. 2.2.1 Aceite Lubricante Nuevo Un aceite lubricante es un liquido usado para disminuir la fricción entre

dos superficies, éstos son usados en el interior de los motores donde las condiciones de operación hacen que después de cierto periodo de uso se degraden en compuestos cuyas características no permiten su utilización como lubricantes. De acuerdo, con Benavente (1999), los lubricantes son uno de los productos más valiosos obtenidos del petróleo crudo que es un bien escaso y, además, no están presentes en todos los crudos.

Según Ortega (2006), los aceites o lubricantes, están constituidos por moléculas largas hidrocarbonadas complejas, de composición química y aceites orgánicos y aceites minerales. Por su parte, Benavente (1999) afirma, que el aceite lubricante tanto para uso en automóviles e industrias, está compuesto en general (excepto en aceites sintéticos) por una base orgánica y aditivos, estos últimos utilizados para aumentar su rendimiento, eficiencia y vida útil.

Para Ruiz (1991), la composición de la base orgánica está formada de

S O D A RVAlgunos E compuestos aromáticos polinuclearesS(PNA). de estos PNA E R OS H (principalmente estructuras de 4, 5 y 6 anillos) son considerados C E R DE cientos de miles de compuestos orgánicos, siendo la gran mayoría

cancerígenos como el benzopireno, sin embargo, existen otros combustibles

cuyas concentraciones de PNA son superiores, por lo que los PNA tanto en aceite lubricante virgen como usado no son la mayor fuente de preocupación.

Según este autor, los aditivos de la base orgánica del aceite que pueden llegar a constituir hasta un 30 % en volumen del total de aceite virgen, típicamente contienen constituyentes inorgánicos como azufre, nitrógeno, compuestos halogenados y trazas de metales.

De igual forma,

Jirasripongpun (2002), afirma que en los aceites

nuevos, por lo general se encuentran las siguientes géneros de bacterias: Nocardia, Acinetobacter, Pseudomonas, Ralstonia, Gordono, Rhodococcus, Agrobacterium y Debaryomyces. Los microorganismos tienen capacidad de degradar la mayoría de los componentes de hidrocarburos naturales, especialmente: alcanos saturados e insaturados, monoaromáticos e hidrocarburos aromáticos de bajo peso molecular.

Es decir, los microorganismos deben estar en contacto directo con el

S O D VA de hidrocarburos. Rmoléculas E por la naturaleza insoluble de la mayoríaS de las E R S HOde degradación se realizan por la adhesión de Los métodos más comunes C E DER sustrato para poder degradar el compuesto orgánico, esto se ve dificultado

los microorganismos a gotas de aceite emulsificado (pseudosolubilizado). Todo intento de mejorar la degradación del aceite debe incluir estrategias para mejorar el acceso de los microorganismos a las moléculas insolubles.

Por otra parte la Revista Notitécnico Nº 12, expone, que un lubricante es una sustancia que se interpone entre dos superficies (una de las cuales o ambas se encuentran en movimiento), a fin de disminuir la fricción y el desgaste. Los aceites lubricantes en general están conformados por una base más aditivos.

De allí, que el aceite lubricante para motores tiene como función primordial evitar el contacto directo entre superficies con movimiento relativo, reduciendo así la fricción y sus funestas consecuencias: calor excesivo, desgaste, ruido, golpes, vibración, entre otros.

En este mismo orden de ideas, es fundamental resaltar que según Benavente (1999), los aceites lubricantes tienen entre sus funciones: no permitir la formación de residuos gomosos, no permitir la formación de lodos,

mantener limpias las piezas del motor, formar una película continua y

S O D VA R E S

resistente y permitir la evacuación de calor.

E R S O los aceites lubricantes, están constituidos H(2000), Para Pit & Quarry. C E DER

por una base lubricante la cual provee las características lubricantes

primarias. La base lubricante puede ser base lubricante mineral (proveniente del petróleo crudo), base lubricante sintético o aceite base lubricante vegetal según la aplicación que se le va a dar al aceite.

a.- Aceite mineral Según Pit & Quarry (2000), las base lubricantes minerales son refinadas del crudo del petróleo, sus características están determinadas por la fuente de crudo y el proceso especifico de refinación usado por el fabricante. Existen dos tipos principales de crudos de petróleo: crudo parafínico y crudo nafténico. El crudo parafínico es el más usado para la fabricación de aceites lubricantes, su alta composición en componentes parafínicos hace que su índice de viscosidad sea más elevado que el de el crudo nafténico.

b.- Aceite sintético Para, Pit & Quarry. (2000), las bases lubricantes sintéticas son fabricadas por procesos especiales (distintos a la refinación) para realizar

funciones especificas, lo cual les otorga una mayor uniformidad en sus

S O D VA R E Sbajas). extremas (temperaturas muy altas o muy E R OS H C ERE D En este sentido, las principales ventajas del uso de bases sintéticas propiedades. Estos aceites son la solución para trabajos en condiciones

comparadas con las bases minerales son: amplio rango de temperaturas de operación,

mayor

resistencia

a

la

oxidación,

ahorro

de

energía,

mantenimiento con menor frecuencia, menor uso de aditivos y más fácil degradación.

Es por ello, que los aceites sintéticos suministran aproximadamente cuatro veces el tiempo de operación del mejor aceite mineral, mientras que su costo es aproximadamente cinco veces mayor que los minerales, su uso se basa más en la idea de preservar la maquinaria que en ahorrar dinero.

c.- Aceite vegetal En este mismo orden de ideas, Pit & Quarry (2000) afirman que las bases lubricantes vegetales tienen tasas de biodegradación más altas, por esto, estas bases lubricantes son usadas para producir "aceites verdes" o aceites más biodegradables que el aceite mineral. Estos aceites combinados con los aditivos correctos pueden ser biodegradables y no tóxicos.

2.2.2. Aditivos

S O D A RVaditivos E de aditivos o se degradará rápidamente.SAlgunos otorgan nuevas y E R OS la mayoría de estas propiedades reducen útiles propiedades a un H lubricante, C E R E D la tasa a la cual ocurren algunos cambios indeseables en el aceite durante el Pit & Quarry (2000) expone que el aceite base debe estar acompañado

funcionamiento. Los aditivos pueden tener efectos colaterales negativos, especialmente si su dosis es excesiva o si ocurren reacciones indeseables entre los aditivos.

No es recomendable el uso de aditivos por parte del usuario final de un aceite lubricante, ya que estos pueden alterar las propiedades del aceite. Según Pit & Quarry (2000), el fabricante del aceite es el responsable de conseguir un balance de los aditivos para un desempeño óptimo. De igual forma, Pantoja y Moreno (1995), expone una clasificación de los aditivos los cuales se desglosan a continuación:

a.- Inhibidores de corrosión Según Pantoja y Moreno (1995), estos aditivos previenen la corrosión causada por ácidos orgánicos, que se producen en el interior del aceite, y la causada por contaminantes arrastrados por el aceite. Estos compuestos generalmente están hechos por sulfonatos o fenatos.

b.- Detergentes y dispersantes

S O D VlosA ácidos en el aceite y R E (1995), exponen que los detergentes neutralizan S E R OS limpio neutralizando los precursores de H ayudan a mantenerCel aceite RE E D depósitos que se forman bajo altas temperaturas o como el resultado de

En lo que refiere, a los detergentes y dispersantes, Pantoja y Moreno

quemar combustibles con un alto contenido de sulfuro.

Asimismo, los principales detergentes usados en la actualidad son sales de metales alcalinotérreos como bario, calcio y magnesio, conocidos como compuestos órgano-metálicos. Los dispersantes son compuestos químicos que dispersan o suspenden en el aceite los materiales que pueden formar lodos, particularmente los que se forman durante la operación a bajas temperaturas, cuando por condensación combustible parcialmente sin quemar (hollín) entra al aceite.

c.- Aditivos antidesgaste Para Pantoja y Moreno (1995), estos aditivos son usados en muchos aceites lubricantes para reducir la fricción, el desgaste y las ralladuras bajo condiciones por debajo de los limites de lubricación, estas se producen cuando no se puede mantener una película lubricante completa, haciéndose progresivamente

más

delgada,

debido

a

incrementos

de

carga

o

temperatura, produciéndose un contacto entre las piezas a través de las

irregularidades o asperezas que estas pudieran presentar, cuando estas

S O D VApara evitar el desgaste R E superficie de la pieza. Los principales aditivos usados S E R OS H son: ácidos grasos yC esteres. E DER irregularidades hacen contacto se producen los rayones y se perfora la

d.- Aditivos para presiones extremas De acuerdo, con los autores expuestos en líneas anteriores, estos compuestos llamados EP son requeridos en condiciones de operación a altas temperaturas o bajo cargas pesadas para reducir la fricción, controlar el desgaste y prevenir graves daños en la superficie de las piezas.

e.- Antiespumantes En lo concerniente a antiespumantes, Pantoja y Moreno (1995) dicen que las moléculas de estos aditivos se pegan a las burbujas de aire en la espuma, produciendo puntos débiles en la burbuja para que ésta colapse. El volumen adicionado de éste aditivo es crítico, ya que mucha cantidad incrementa el potencial de producir espuma. Los antiespumantes usados son polímeros de la silicona y polímeros orgánicos.

f.- Reductores del punto de fluidez Estos aditivos ayudan a mantener el aceite como un perfecto fluido a bajas temperaturas al inhibir la conglomeración de partículas de cera que

impedirían el flujo del aceite, estos aditivos en realidad hacen uso de las

S O D RVA mas no desaparece. E el punto de fusión de las partículas de S cera disminuye E R S O fin son los alquilaromáticos. Pantoja, y Moreno, Heste Los aditivos usados para C E DER propiedades coligativas de la solución ocasionando un descenso crioscópico,

(1995).

2.2.3 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Ramírez (2001) establece que los aceites usados se clasifican según sus características físicas, ya que son las más fáciles de medir y en última instancia son las que determinan el comportamiento del aceite en el interior del motor.

a.- Color El color de la luz que atraviesa los aceites lubricantes varia de negro (opaco) a transparente (claro). Las variaciones en el color de los aceites lubricantes resulta de: diferencias en los petróleos crudos, viscosidad, el método y grado de tratamiento durante la refinación, y la cantidad y naturaleza de los aditivos usados. El color tiene poco significado al momento de determinar el desempeño de un aceite.

b.- Número Total de Bases (TBN)

S O D A V R E creados durante el proceso de combustión, esto es de particular importancia S E R OS H cuando se usan combustibles con un alto contenido de sulfuros. La cantidad C E R DE Una de las funciones del aceite de motor es neutralizar los ácidos

de ácido que un aceite puede neutralizar es expresado en términos de la

cantidad requerida de una base estándar para neutralizar el ácido en un volumen especificado de aceite, esta característica de un aceite es llamada TBN.

c.- Punto de Fluidez Éste punto es la temperatura más baja a la cual fluirá el aceite cuando es enfriado bajo unas condiciones preestablecidas. La mayoría de los aceites contienen ceras disueltas, cuando el aceite comienza a enfriarse las ceras se empiezan a separar en cristales que se interconectan para formar una estructura rígida, reduciendo la habilidad del aceite a fluir libremente. La agitación mecánica puede romper la estructura de las ceras, así es posible tener un aceite por debajo de su punto de fluidez. La importancia de esta propiedad depende del uso que se le va a dar al aceite. Elpunto de fluidez debe estar al menos 200º F debajo de la temperatura a la que se realiza el encendido.

d.- Cenizas Sulfatadas

S O D VA que pueden afectar el R E excesivos de cenizas ocasionan depósitos de cenizas S E R S H desempeño del motor, su O potencia y eficiencia, aunque muy poca cantidad C RE E D de cenizas proporciona una menor protección contra el desgaste. Los Son el residuo no combustible de un aceite usado. Contenidos

detergentes y el zinc difosfato son las fuentes más comunes de las cenizas.

e.- Viscosidad Probablemente la propiedad más importante de un aceite lubricante es la viscosidad. La viscosidad es un factor fundamental para: la formación de películas lubricantes, afecta la generación de calor y el enfriamiento de cilindros, engranes y cojinetes. La viscosidad rige el efecto sellante del aceite, la tasa de consumo del aceite y determina la facilidad con la cual la maquinaria se enciende en condiciones de frío. Al momento de seleccionar el aceite apropiado para una aplicación dada la viscosidad es la consideración primaria, esta debe ser lo suficientemente alta para proveer películas lubricantes y no tanto como para que las perdidas debidas a la fricción sean excesivas. Como la viscosidad es un factor de la temperatura es necesario considerar las temperaturas de operación del aceite en la maquinaria.

2.2.4. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

S O D A Vparafínicos, R E básicamente son una mezcla de hidrocarburos nafténicos y S E R OS H aromáticos obtenidos por destilación de crudos petrolíferos (aceites C E R DE minerales) o por síntesis a partir de productos petroquímicos (aceites

Pit & Quarry (2000) establecen que los aceites de automoción,

sintéticos).

La variación en la proporción de los diferentes tipos de hidrocarburos en la mezcla determina las características físicas y químicas de los aceites. Una alta fracción de hidrocarburos parafínicos confiere al aceite una mayor resistencia a la oxidación, mientras que un alto contenido de hidrocarburos aromáticos favorece la estabilidad térmica.

Para mejorar las prestaciones del aceite como su longevidad es común añadir aditivos en cantidades de entre un 15 y un 25% en volumen de producto terminado. Los aditivos son de distinta naturaleza y confieren al aceite propiedades especificas (antiespumantes, antioxidantes, etc.), éstos suelen provocar problemas en la gestión del aceite una vez se ha usado. La Tabla 1. Muestra la composición media de un aceite lubricante y los aditivos más comunes.

Tabla 1. Composición de un aceite usado según el hidrocarburo base y los tipos de aditivos.

S O D VA R E S

Composición media de un aceite lubricante Tipo de sustancia

E R S HO

C E R E DParafinas Alcanos

Hidrocarburos Porcentaje (en peso) 45-76%

Naftenos

Cicloalcanos

13-45%

Aromáticos

Aromáticos

10-30%

Aditivos (15 - 25%) Antioxidantes

Ditiofosfatos, fenoles, aminas

Detergentes

Sulfonatos, fosfonatos, fenolatos (de bario, magnesio, zinc, etc.)

Anticorrosivos

Ditiofosfatos de zinc y bario, Sulfonatos

Antiespumantes Siliconas, polímeros sintéticos Antisépticos

Alcoholes, fenoles, compuestos clorados

Fuente: José Luis Martín Pantoja y Pilar Matías Moreno. ¿Qué se hace en España con los aceites usados? En: Ingeniería Química. Enero 1995, p. 114.

2.2.5. Sistemas de Clasificación Para Ruiz (1991), los aceites lubricantes para motores a gasolina se pueden clasificar de acuerdo a dos criterios generales: según su viscosidad (SAE) y según requerimientos industriales (API). La sociedad de ingenieros automotores

SAE

ha

generado

una

clasificación

que

depende

exclusivamente del grado de viscosidad del lubricante. En aceites para motor

existen los monogrados que van del 0W hasta el 60 y en los multigrados desde el 5W – 50 hasta el 20W – 50.

S O D VA R E S

E R S HO El instituto Americano del Petróleo (API) clasifica los aceites para motor C E R DE

de acuerdo a sus características y a las condiciones exigidas por los lubricantes de automóviles. La designación para aceites según API ha variado desde SA hasta SG que es el recomendado en la actualidad. Los

fabricantes de motores recomiendan una viscosidad determinada para el aceite a usar y es aconsejable aceptarla. En ciertos casos es posible que como consecuencia del desgaste el aceite recomendado resulte demasiado fluido para que la lubricación cumpla con su papel, en tales casos es beneficioso utilizar un aceite de mayor viscosidad. Además de la viscosidad es conveniente seleccionar el aceite de acuerdo a su calidad indicada por los términos de la clasificación API.

En la actualidad los aceites de mejor calidad son los SG. Para el cumplimiento de las condiciones exigidas a los lubricantes para motor se han establecido normas que disponen los procedimientos regulares para la evaluación de las principales características que posee un aceite específico. Las principales asociaciones encargadas de producir éste tipo de metodologías son la SAE y la ASTM.

2.2.6. Aceite Lubricante Usado

S O D VAtransporte entre otros, R E en establecimientos industriales, mineros y del sector S E R S O H una vez que este producto cumplió su ciclo (vida útil) debe ser dispuesto de C RE E D manera adecuada para no generar problemas a la salud de la población y al El aceite usado es un desecho que se genera con bastante frecuencia

medio ambiente.

En el año 1981 la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) estimó que se vendían en ese país 2,9 billones de galones, los que a su vez, generaron 1,2 billones de galones de aceites usados. El reporte informaba que el 50% del aceite usado era utilizado como combustible, mientras que el 30% era depositado directamente en la tierra o el alcantarillado, el 8% restante era refinado para producir aceite base para lubricantes reformados o utilizado como lo que en Chile se conoce como mata polvo en caminos de tierra.

Si realizamos una analogía con el caso Chileno puede estimarse, a partir de la venta de aceite lubricante (135.000 m3/año), que el total de aceite usado es de 56.700 m3/año, 28.350 m3/año serían quemados sin control, 17.010 m3/año serían depositados en la tierra o alcantarillado y 4.536 m3/año, se utilizarían para re-refinación y uso como mata polvo.

Según la normativa europea contemplada en la Directiva 87/101/CEE,

S O D VA que se haya vuelto R E "cualquier aceite industrial de base mineral o lubricante S E R OenSorigen se le haya asignado y en particular los H inadecuado para el uso que C E DER así como en la española, Orden de 13 de junio de 1990, el aceite usado es

aceites usados de motores de combustión y de los sistemas de transmisión, los aceites para turbinas y sistemas hidráulicos y especialmente los aceites de motor de los talleres de automoción y embarcaciones."

Por su parte, Benavente (1999), infiere que después de su uso, el aceite lubricante adquiere concentraciones elevadas de metales pesados producto principalmente del desgaste del motor o maquinaría que lubricó y por contacto con combustibles.

Además, este autor considera, que se encuentran con frecuencia solventes clorados en los aceites usados, provenientes del proceso de refinación del petróleo, principalmente por contaminación durante el uso (reacción del aceite con compuestos halogenados de los aditivos) o por la adición de estos solventes por parte del generador. Dentro de los solventes que principalmente figuran son tricloroetano, tricloroetileno y percloroetileno. La presencia de solventes clorados, junto con altas concentraciones de algunos metales pesados constituyen la principal preocupación de los aceites usados.

De igual forma, Benavente (1999), considera que los aceites lubricantes

S O D VdeAun aceite queda hollín R E esto es necesario reemplazarlos. Después del uso S E R S O H en el interior, éste es una parte de hidrocarburo parcialmente quemado que C E DER sufren una descomposición luego de cumplir con su ciclo de operación y por

existe como partícula individual en el aceite, los tamaños de estas partículas

varían de 0.5 a 1.0 micras y generalmente se encuentran muy dispersas por lo cual es muy difícil filtrarlas.

Casanova (2003), por su parte infiere,

que todos los aceites

industriales con base mineral o sintética lubricantes que se hayan vuelto inadecuados para el uso que se les hubiera asignado inicialmente y, en particular, los aceites usados de los motores de combustión y de los sistemas de transmisión así como los aceites minerales lubricantes, aceites para turbinas y sistemas hidráulicos. Estos aceites usados necesitan una gestión, que es el conjunto de actividades encaminadas a dar a los aceites usados el destino final que garantice la protección de la salud humana, la conservación del medio ambiente y la preservación de los recursos naturales. Comprende las operaciones de recogida, alimentación, tratamiento, recuperación, regeneración y combustión.

Según Jirasripongpun, (2002), durante la combustión en el interior de los motores algunos materiales en el combustible, como el sulfuro, pueden

convertirse en ácidos fuertes, éstos se condensan en las paredes del cilindro

S O D VA R E S

llegando al aceite, el cual transporta los ácidos a las paredes de los cilindros

E R S HO

y desgastan estas piezas metálicas.

EC R E D La descomposición de los aceites de motor se debe especialmente a una reacción de oxidación. La oxidación de los hidrocarburos en fase liquida algunas veces es una reacción de radicales en cadena. Esta reacción se muestra en la Figura 1. R − + O2 → ROO − ROO − + R − X → R − + ROOH Figura 1. Reacción de oxidación de los hidrocarburos en el aceite. Jirasripongpun, (2002).

Según Ramírez (2001), la reacción no se inicia hasta pasado un cierto periodo de inducción el cual corresponde al intervalo necesario para la formación de los peróxidos, que actúan como catalizadores, durante éste periodo la oxidación del aceite es muy débil. En el motor la oxidación se produce de forma muy rápida, en particular por la elevada temperatura que alcanzan las piezas próximas a la cámara de combustión. Los hidrocarburos parafínicos se oxidan por los extremos de la cadena formando ácidos o cetoácidos

corrosivos

(pasando

por

los

correspondientes

productos

intermedios). Con los hidrocarburos nafténicos se rompe la cadena y ocurre un

proceso análogo al de los hidrocarburos parafínicos. Los hidrocarburos

S O D VA R E S causa de la sensibilidad del hidrogeno unido a un carbono de una cadena E R OS H C lateral próxima al E ciclo aromático. La Figura 2. Muestra las reacciones que DER aromáticos se oxidan con más facilidad que los parafínicos y los nafténicos, a

ocurren en los hidrocarburos parafínicos y en los nafténicos. R Hidrocarburo parafínico

R Hidrocarburo parafínico

+ + +

+

COOH R Ácido carboxilico

Oxigeno

O2 Oxigeno

O R

O

COOH

R

COOH

Cetoácidos HOOC

O2 Oxigeno

Hidrocarburo Nafténico

Hidrocarburo Nafténico

O2

O2 Oxigeno

Ácido (cadena parafinica)

HOOC

HOOC

O

O

Cetoácido (cadena parafinica)

Figura 2. Reacciones de oxidación en hidrocarburos nafténicos y parafínicos.

Es por lo expuesto en líneas anteriores, que se puede inferir que los lubricantes se contaminan durante su utilización con productos orgánicos de oxidación y otras materias tales como carbón, producto del desgaste de los

metales y otros sólidos, lo que reduce su calidad. Cuando la cantidad de

S O D VA R E demandaba y debe ser reemplazado porS otro nuevo. Estos son los llamados E R S HO o Residuales y deben ser recogidos y Aceites Usados, deCDesecho E DER estos contaminantes es excesiva el lubricante ya no cumple lo que de él se

reciclados para evitar la contaminación del medio ambiente y para preservar los recursos naturales.

Según Casanova (2003), los lubricantes se contaminan durante su utilización con productos orgánicos de oxidación y otras materias tales como carbón, producto del desgaste de los metales y otros sólidos, lo que reduce su calidad. Cuando la cantidad de estos contaminantes es excesiva el lubricante ya no cumple lo que de él se demandaba y debe ser reemplazado por otro nuevo. Estos son los llamados Aceites Usados, de Desecho o Residuales y deben ser recogidos y reciclados para evitar la contaminación del medio ambiente y para preservar los recursos naturales.

Para Casanova, se pueden distinguir cuatro tipos de alternativas para la gestión de aceites usados: • Los procesos de regeneración, que mediante distintos tratamientos del residuo, permiten la recuperación material de las bases lubricantes presentes en el aceite original, de manera que resulten aptas para su reformulación y utilización;

• Los procedimientos de reciclaje a combustible, utilizable en motores

S O D VAindustrial, ya sea por R E • La valorización energética como fuel-oil S E R S O H combustión directa oCcon pretratamiento del aceite (separación de agua y RE E D sedimentos), diesel de generación eléctrica,

• Los procedimientos de destrucción del residuo por incineración.

Según Casanova (2003), la regeneración de aceites usados es la operación mediante la cual se obtienen de los aceites usados un nuevo aceite base comercializable. Tanto la legislación Europea como la española recomiendan este destino final, como vía de recuperación de aceites usados prioritaria.

a.- Factores de deterioro del aceite usado En condiciones ideales de funcionamiento no habría necesidad de cambiar un aceite lubricante, Benavente (1999), expone que la base lubricante no se gasta, se contamina y los aditivos son los que soportan las críticas condiciones de funcionamiento.

Para Ruiz (1991), la naturaleza de las partículas extrañas que contaminan el lubricante varía de acuerdo con el tipo de trabajo del

mecanismo. Diversos factores como la temperatura y el estado son los

S O D VA R E S

factores más influyentes para el deterioro del aceite.

E R S O b.- TemperaturaC deH Operación E R E D Benavente (1999), expone que los lubricantes derivados del petróleo son hidrocarburos, éstos se descomponen cuando están sometidos a altas temperaturas, esto hace que el aceite se oxide o se polimerice.

Para este autor,

un aceite descompuesto de esta manera puede

presentar productos solubles o insolubles, los productos solubles, por lo general, son ácidos que forman emulsiones estables en presencia de agua y que atacan químicamente las superficies metálicas, principalmente cuando son de plomo o de cobre-plomo, si la concentración de estos ácidos aumenta considerablemente no pueden ser inhibidos por los aditivos antioxidantes y anticorrosivos, formando lodos que dan lugar a los productos insolubles. Si estos productos no se eliminan del aceite pueden deteriorar las superficies metálicas que lubrican o taponan las tuberías de conducción del mismo.

Es decir, la oxidación y la polimerización depende en mayor grado del tipo de base lubricante de que esté compuesto el aceite y del grado de

refinamiento que posea, aunque es posible evitar que ocurran mediante la utilización de aditivos antioxidantes.

S O D VA R E S

E R S HO el aceite puede mostrar algún grado de A temperaturaC ambiente E R E D deterioro, el cual no incide apreciablemente en su duración, a temperaturas menores de 50ºC la velocidad de oxidación es bastante baja como para no ser factor determinante en la vida del aceite. Mientras más baja sea la temperatura de operación, menores serán las posibilidades de deterioro.

c.- Agua Esta se encuentra principalmente por la condensación del vapor presente en la atmósfera o en algunos casos se debe a fugas en los sistemas de enfriamiento del aceite. El agua presente en el aceite provoca emulsificación del aceite, o puede lavar la película lubricante que se encuentra sobre la superficie metálica provocando desgaste de dicha superficie. Ramírez (2001).

d.- Combustibles Se encuentran en los aceites debido a su paso hacia la cámara de combustión y de esta hasta el cárter, al interactuar con el aceite ocasionan una dilución del mismo. Ramírez (2001).

e.- Sólidos y polvo

S O D A RVentren E permitiendo que contaminantes del Smedio al aceite. Otros E R OS aunque igualmente perjudiciales son: tierra H contaminantes menos frecuentes C E DER

Se deben principalmente a empaques y sellos en mal estado,

y partículas metálicas provenientes del desgaste de las piezas, hollín y subproductos de la combustión de combustibles líquidos. Ramírez (2001).

2.2.7. Recuperación y reciclado de aceites usados El aceite recuperado se debe emplear para condiciones de servicio menos críticas que aquellas en las que estaba sometido inicialmente. Para, Benavente (1999), los aceites usados que se generan en el mundo son manejados en tres formas principales: rerrefinadas (regeneración) en bases lubricantes para su posterior uso, destiladas a combustible diesel y comerciadas como combustible sin tratar (fuel oil).

La combustión de 1 litro de aceite usado produce en promedio emisiones al aire de 800mg de zinc y 30mg de plomo. La combustión de los aceites usados comparados con la rerrefinación y la destilación genera en promedio 150 y 5 veces más contaminación de mg de zinc y mg de plomo respectivamente.

Antes de decidir cual método se usará en la recuperación de un aceite

S O D A RVusado menor sea la calidad del aceite base en S el E aceite mayor será el precio E R OS H y dificultad de su tratamiento), ya que el método de recuperación a elegir esta C E R DE usado es necesario conocer la composición química de dicho aceite (cuanto

íntimamente ligado a la composición química de un aceite usado, en algunos

casos el factor decisivo es la disposición de infraestructuras adecuadas. Por su parte, Benavente (1999), expone que los aceites usados en su reciclado se llevan a cado de acuerdo a la siguiente:

a.- Destilación Este proceso es empleado para producir MDO (Marine Diesel Oil - un gasóleo intermedio) y flujo de asfalto, al comienzo del proceso se destila el aceite usado para remover compuestos volátiles, agua y el destilado final es la separación de los aceites pesados (destilado) de los contaminantes (fondos). El proceso de destilación según Boughton (2004), requiere suministro de materia (NAOH) y energía (electricidad y gas natural). El producto de la destilación es un aceite diesel de alta calidad (bajo en cenizas y contenido de azufre) y un subproducto de flujo de asfalto. El volumen de combustible MDO es una fracción menor del producto total. Por destilación los metales pesados y otros contaminantes del aceite usado salen por el flujo de asfalto.

b.- Combustión

S O D A Vdos R E energético de los aceites usados se pueden seguir caminos diferentes en S E R OenSlas que se va a realizar el mismo. El primer H función de las instalaciones C E DER Pantoja y Moreno (1995), afirman, que para el aprovechamiento

camino esta destinado como combustible en instalaciones con alta potencia térmica, altas temperaturas, gran consumo de combustible y alta producción de gases.

Según Florez (2001),

el mayor ejemplo de esto son los hornos de

clinker en las cementeras, estos hornos queman el aceite usado y los contaminantes de éste especialmente los metales quedan incorporados al cemento, aquellas partículas que no lo hacen son retenidas por precipitadores electrostáticos. El segundo camino es usado en la aplicación de tratamientos físico-químicos más complejos con el fin de fabricar un combustible que pueda tener un espectro de utilización más amplio en instalaciones con menos potencia térmica o en motores de combustión y calderas. Estos tratamientos deben incluir como mínimo la separación de elementos volátiles y de metales pesados, así como agua y sólidos (normalmente esto se hace por destilación o por tratamiento con aditivos floculantes).

En este sentido, Boughton (2004), considera, que el aceite se

S O D VA La transformación del R E como combustible por su elevada capacidad calorífica. S E R S O H aceite usado a energético, requiere la aplicación de un tratamiento tendiente C E DER constituye en uno de los residuos con mayor potencial para ser empleado

a adecuar las condiciones del aceite a las características propias del proceso de combustión, consistente básicamente en la aplicación de dos etapas: adecuación del aceite usado mediante procesos de filtración para retirar partículas gruesas y remoción de partículas finas, mediante procesos de sedimentación y centrifugación. Estas etapas involucran la adición de desemulsificantes, para el rompimiento de las emulsiones formadas con el agua.

Cabe señalar, que los aceites usados contienen concentraciones de metales pesados, sulfuros, fósforo y un total de halógenos un poco más altas que las de los petróleos crudos, por la baja calidad como combustible de los aceites usados estos se mezclan con otros combustibles antes de su uso, con esto los niveles específicos de contaminantes se disminuyen a los límites aceptados. Desde el punto de vista global las emisiones netas por unidad de combustible quemado son las mismas sin importar el grado de dilución.

c.- Regeneración

S O D A Vaceites R E la operación mediante la cual se obtienen de los usados un nuevo S E R S todos los aceites usados son regenerables OCasi H aceite base comercializable. C RE E D aunque en la práctica la dificultad y el costo hacen inviable la regeneración La regeneración de aceites usados, según Pantoja y Moreno (1995), es

de aceites usados con alto contenido de aceites vegetales, aceites sintéticos, agua y sólidos. Para Florez (2001), un proceso de regeneración consta de tres fases:

Pretratamiento: esta fase consiste en eliminar una parte importante de los contaminantes del aceite usado, como son: el agua, los hidrocarburos ligeros, los lodos, las partículas gruesas, etc. Cada proceso emplea un método determinado o incluso una combinación de varios. Florez (2001),

Regeneración: en esta fase se eliminan los aditivos, metales pesados y fangos asfálticos. Éste punto es el paso principal de cada método, cada uno de ellos obteniendo al final un aceite libre de contaminantes con una fuerte coloración que lo hace inviable comercialmente, por esto es necesario incluir una ultima etapa de acabado. Florez (2001).

Acabado: Dependiendo del objetivo final del aceite dependerán los métodos usados en esta etapa. Florez (2001). Dependiendo del proceso

empleado pueden existir o no todas las fases.

S O D VA d.- Procesos de los aceites usados SER E R S O que además de las fases, H Ramírez (2001), considera C E DER

existen los

procesos de los aceites usados entre los que destaca:

d.1.- Proceso Berk Éste proceso incorpora un primer paso de deshidratación para eliminar agua e hidrocarburos livianos, seguido por una precipitación de lodos que se consigue con el uso del solvente 2-propanolmetilcetona-1-butanol con una relación de aceite de 3:1. Éste paso provee una recuperación promedio de la base 95% en peso con una reducción de cenizas del 75%, y un 5% se desechos irrecuperables. Posteriormente el aceite extraído con solvente se pone en contacto con arcilla para mejorar el color y el olor. Ramírez (2001). Finalmente se realiza el hidrotratamiento que es el paso más complejo y más costoso.

d.2.- Extracción por solvente Esta técnica es uno de los procesos más económicos y más eficientes en la recuperación de aceites usados. Éste proceso reemplaza el proceso de ácido-arcilla produciendo un lodo orgánico

útil en lugar de un lodo toxico. El proceso consiste en mezclar el aceite

S O D RVA E completa miscibilidad de la baseS lubricante en el solvente. Ramírez E R OS H (2001). C E DER

usado y el solvente en proporciones adecuadas para asegurar una

El solvente debe retener los aditivos y las impurezas orgánicas que normalmente se encuentran en los aceites usados, estas impurezas floculan y sedimentan por acción de la gravedad. Al final se recupera el solvente por destilación para propósitos de reciclaje.

Para Ramírez (2001), este proceso es capaz de recuperar 88% de base lubricante, 5.8% de gas oil, 3.2% de combustible pesado en relación a la carga, y 3% de desechos irrecuperables, lo cual corresponde a la cantidad de aditivos e impurezas que normalmente se encuentran en el aceite usado. La etapa más crítica en el diseño de este proceso es desarrollar el tipo apropiado de solvente, los parámetros de extracción y la relación solvente:aceite. El sistema debe tener la capacidad de separar el máximo posible de lodos del aceite usado y al mismo tiempo perder la mínima cantidad de base lubricante en los lodos.

El aceite usado se guarda en un tanque con fondo cónico para

permitir la sedimentación de partículas grandes, se deja en el tanque

S O D A V R E solvente (se recomienda usar: 2-propanol, MEK o 1-butanol) se agita a S E R OS estas condiciones aseguran un mezclado H 275rpm durante 15 minutos, C E DER por 3 días para homogenizarlo. Una mezcla de aceite usado y

adecuado. La mezcla se deja sedimentar por 24 horas, después de

esto se lavan los lodos usando 2-propanol y n-hexano, este proceso de lavado remueve un 95% del aceite intersticial presente en los lodos. Siguiendo el proceso de lavado los lodos se llevan al horno por 5 minutos a 100ºC para evaporar el exceso de solventes. Las perdidas del aceite se calculan como el peso de los lodos húmedos antes de lavarlos menos el peso de los lodos secos sobre el peso del aceite adicionado en la mezcla. Ramírez (2001).

La producción de bases lubricantes a partir de aceites usados (regeneración) requiere separar del residuo original todos aquellos contaminantes (agua, asfaltos, aditivos, metales) que se han ido acumulando en el aceite durante su utilización.

d.3.- Proceso Selecto Propano-Hidroterminado Este proceso tiene como fin producir bases de alta calidad, mejorando la técnica en comparación al proceso selecto propano ácido-arcilla. Ramírez (2001). Además, la carga de aceite usado,

alimenta a la unidad de pretratamiento, para eliminar agua e

S O D VA los destilados con R E de selecto propano, en la cual se preparan S E R OSy un residuo de hidrocarburos pesados, que H propiedades lubricantes C E DER hidrocarburos livianos, esta carga pretratada, se bombea a la unidad

pueden usarse como combustible.

Los destilados obtenidos se hidrotratamiento,

en

donde

son

bombean a la unidad de hidrogenados.

Las

bases

hidrogenadas se destilan en tres cortes, los cuales se filtran y almacenan. Las bases obtenidas del tipo "spindle oil", neutral y brightstock representan un 83.2% en peso con relación a la carga, se obtiene además un 6% de gas oil, 1.5% de gas combustible, un 5% de combustible pesado, y un 4.3% de desechos. Ramírez (2001).

d.4.- Proceso Selecto Propano Ácido-Arcilla Es una modificación del proceso ácido-arcilla convencional. El proceso convencional, según Ramírez (2001), trata de que la carga de lubricante usado es sometida a una evaporación de aquellos productos ligeros como agua e hidrocarburos del rango de la gasolina. Después de éste paso previo la carga se trata con ácido sulfúrico obteniéndose un rendimiento de 85% aproximadamente en relación con el producto tratado. El resto constituye un desecho aceitoso y

ácido. El producto obtenido después del tratamiento ácido es enviado

S O D RVAdel 3 al 4 por ciento proceso de filtración se obtiene S unEdesecho E R S HO constituido por una mezcla de aceite ácido y arcilla. En la siguiente C E R DE etapa el aceite se fracciona para separar destilados livianos del tipo

a filtración con arcilla y cal, para mejorar su color y su acidez. En éste

gas-oil y así obtener finalmente la base lubricante. El proceso tiene un rendimiento global de 70% en peso.

En el Proceso Selecto Propano Ácido-Arcilla, se incluyen nuevas unidades con el objeto de disminuir el consumo de ácido sulfúrico y por consiguiente la producción de desechos. El rendimiento del proceso en relación con la carga es 79.5% en peso y un 6% de gas oil, el volumen de residuos se limita a un 5%, y un restante de 9.5% son desechos. Ramírez (2001).

d.5.- Proceso Interline-Sener El proceso SENER- INTERLINE se basa en la tecnología de extracción

con

propano

líquido

patentada

por

la

compañía

norteamericana, que permite conseguir rendimientos de regeneración muy altos, con inversiones moderadas, lo que hace viables instalaciones de regeneración de baja capacidad (25 - 30.000 t/a). Ello supone una notable ventaja competitiva, desde el punto de vista de

organización de la logística y la gestión de los residuos.

S O D A Vconjunto R E A lo largo de tres años de trabajo entre SENER e S E R OS completar y mejorar la tecnología, llegando H INTERLINE, se ha logrado C RE E D a la configuración actual del proceso, que presenta las siguientes innovaciones: - Una etapa de pretratamiento químico en continuo del aceite usado. - Nuevo diseño de la etapa de extracción del aceite usado, especialmente de la mezcla de propano y aceite, que mejora el contacto inicial entre las fases, y aumenta el rendimiento de la extracción. - Nuevos diseños de las etapas de destilación del aceite extraído, que disminuyen el riesgo de ensuciamientos.

Las mejoras introducidas en el proceso han permitido obtener un producto de calidad, lo que ha hecho posible prescindir en la práctica de la etapa final de terminación del producto (por tierras adsorbentes o por hidrogenación), habitual en otros procesos de regeneración.

A continuación se describen las tres características más

destacadas del proceso de tratamiento:

S O D VA por el propano. R E en condiciones de ser extraído eficientemente S E R S H Es un tratamiento aO temperaturas moderadas, con productos químicos C RE E D y catalizadores, realizado de forma continua y permite eliminar más - El pretratamiento químico tiene por objeto dejar el aceite usado

eficientemente los aditivos metálicos de los aceites en la etapa de extracción. - La extracción con propano, realizada a temperaturas próximas a la ambiente, permite separar los aditivos, el agua y los asfaltos sin que se produzca descomposición térmica, evitando así los problemas de craqueo, olores y ensuciamientos en los equipos. - La sección de destilación del aceite extraído permite, obtener aceites base con características adecuadas de color, olor, acidez, estabilidad, asfaltenos, entre otros, sin necesidad de tratamiento final por tierras o por hidrogenación.

Para desarrollar la primera experiencia industrial de esta tecnología se constituyó la empresa ECOLUBE, por iniciativa de SENER Grupo de Ingeniería y EMGRISA, y en la que actualmente participa también la empresa TRACEMAR. Estas empresas se encuentran en España.

ECOLUBE inauguró sus instalaciones en el polígono industrial La

S O D VdeAtransferencia de aceites R E planta de ECOLUBE comprende un centro S E R OSde regeneración de aceites, basada en el H usados, y una planta C E DER Cantueña, en Fuenlabrada (España), en el pasado año 2000. La

proceso INTERLINE/SENER, con una capacidad de tratamiento de 27.000 t/a.

El aceite recibido en el Centro de Transferencia es sometido a un análisis previo, para determinar si la partida es apta o no para regeneración, dependiendo básicamente de su contenido en PCB (PoliCloruro de Bifenilo), que, si supera las 50 ppm obliga a su incineración en instalaciones autorizadas (lo que hasta ahora no ha ocurrido en ningún caso).

Tras este análisis, el aceite es traspasado a los tanques de almacenamiento de la planta de regeneración, desde donde se alimenta al proceso.

Como productos finales, se recuperan del aceite usado bases lubricantes (un 75% del aceite usado tratado) componentes asfálticos (18%), que se comercializan, un 2% de ligeros que se utilizan como aporte energético en la propia planta, y un 5% irrecuperable. El agua

contenida en el aceite inicial se separa y se envía a gestor autorizado

S O D VA R E S

para su tratamiento.

E R S O HTérmica 2.2.8. Destrucción C E R E D Florez (2001) esta solución se usa

cuando no es posible ni la

regeneración, ni la combustión de los aceites usados, debido a la presencia de contaminantes tóxicos en el aceite usado. La estabilidad de estos compuestos y la dificultad de su eliminación hacen inviable otros procedimientos. La presencia de PCB’s en el aceite en concentraciones superiores a 50ppm se deben eliminar por éste método.

2.2.9. Impacto Ambiental La Autoridad de Desperdicios Sólidos de Puerto Rico (ADS) ha identificado áreas sensitivas para el manejo adecuado de los desperdicios especiales en el ambiente, como son el aceite usado y los neumáticos desechados. Entre

las

estrategias

consideradas

para

atender

esta

problemática ambiental, se destaca la creación e implantación de leyes, las cuales tienen como propósito, “el Manejo Adecuado del Aceite Usado”. Esta leyes permitirá transformar un problema en una solución que resultó beneficiosa en términos socioeconómicos y ambientales, al proteger los recursos naturales.

En 1994 la ADS había creado el Programa de Aceite Usado con la

S O D A V R E siglas en inglés) y la Junta de Calidad Ambiental (JCA). El Programa tenía el S E R OS de disposición de aceite usado entre los H propósito de analizarC las prácticas RE E D ciudadanos, las compañías privadas y los establecimientos comerciales. A colaboración de la Agencia Federal de Protección Ambiental (EPA, por sus

base de la información recopilada, el Programa trazó una serie de estrategias para proteger nuestro ambiente.

Al fomentar la recuperación, el procesamiento y la reutilización del aceite usado, se inició una nueva era en la disposición adecuada de residuos de difícil manejo. La implantación de la ley produce un impacto positivo en la economía del país, al fomentar la actividad económica en la industria y, por consiguiente, crear nuevos empleos en las distintas etapas de la recomercialización del aceite usado. Además, como punto sobresaliente de sus estrategias, la ley contempla la educación de los ciudadanos en cuanto al manejo correcto del aceite usado, a la operación de los centros de recolección de este residuo reciclable y al cumplimiento de ésta y de otras leyes ambientales.

2.2.10. Estudio Técnico del Proceso Seleccionado. Según Fernández y Fernández (2005), expresa que los estudios técnicos del proceso seleccionado en un proyecto:

Es la unidad de inversión que se considera en la programación. Por lo general constituye un esquema coherente, desde el punto de vista técnico, cuya ejecución se encomienda a un organismo público o privado y que puede llevarse a cabo con independencia de otros proyectos.

S O D VA R E S

E R S HO

EC R E D Es decir, que es

una serie de planteamientos encaminados a la

producción de un bien o la prestación de un servicio, con el empleo de una cierta metodología y con miras a obtener determinado resultados, desarrollo económico o beneficio social. Razón por la cual, en las empresas es necesario, en mayor o en menor medida, hacer frente a inversiones sobre las que se vaya a basar la operación del negocio. Por analizar la viabilidad de una inversión puede entenderse el hecho de plantearse si los ingresos derivados del proyecto van a ser suficientes para hacer frente a los compromisos adquiridos con los agentes que ponen dinero para financiarlo (accionistas y terceros suministradores de financiación), y en qué medida ese proyecto va a ser rentable.

Es fundamental tener claro, de acuerdo a Hernández y Hernández (2005), que para la realización de un proyecto de viabilidad técnico económico en primer término hay que tener conocimiento del plan de la empresa (también denominado memoria del proyecto) es el planteamiento

escrito y ordenado de las idea. La escritura permite realizar una reflexión

S O D VA R E S

sobre la idea inicial, estructurando ésta y ajustando el proyecto para reducir al máximo los riesgos.

E R S HO

EC R E Dautor expone Este

que el objetivo último del plan es concretar la

viabilidad y rentabilidad de un proyecto a mediano y largo plazo. Esto nos permitirá llegar a conclusiones y decidir si finalmente debe constituirse la empresa, asumiendo unos riesgos controlados, o si debe desecharse la idea de negocio, evitando de esta manera un fracaso seguro. Tanto en uno como en otro caso, el plan de empresa habrá sido una herramienta de gran utilidad.

Internamente sirve para que los promotores reflexionen acerca de su idea inicial, le den forma y la estructuren con coherencia, evaluando todas las posibilidades. El hacerlo por escrito constituye un medio de reflexión. De esta forma, un estudio exhaustivo del proyecto permite saber la viabilidad del proyecto, desde una perspectiva técnica, económica.

Externamente, el plan es una carta de presentación del proyecto, útil a diversos niveles: obtener financiación, optar a posibles subvenciones, convencer a un posible socio para que participe, captar los primeros clientes, entre otros. El estudio de un proyecto surge como respuesta a una idea que busca ya sea la solución de un problema o la forma para aprovechar una

oportunidad. Un análisis preliminar de la situación debe permitir un juicio,

S O D VA R E S

también preliminar, de la posibilidad de concretar la idea en una acción.

E R S O Reconociendo C la H responsabilidad del evaluador de proyectos en la E R DdeEla optimización del uso de los recursos de los inversionistas, búsqueda una tarea fundamental en esta etapa es la identificación de posibles opciones de solución. La evaluación de cada una de ellas posibilitará elegir la más conveniente para el inversionista o la sociedad. Obviamente, una alternativa importante podrá ser siempre no hacer nada.

Esto se conoce como la

situación base o situación sin proyecto. Es usual, entre inversionistas e incluso evaluadores de proyectos, estudiar una iniciativa de inversión definida previamente, sin considerar la posibilidad de que exista una mejor solución.

De igual forma, Hernández y Hernández (2005), expresa los modelos de simulación financiera para analizar proyectos se basan normalmente en el análisis de los ingresos y gastos relacionados con el proyecto, teniendo en cuenta cuándo son efectivamente recibidos y entregados es decir, en los flujos de caja que se obtienen en dicho proyecto con el fin de determinar si son suficientes para soportar el servicio de la deuda anual y de retribuir adecuadamente el capital aportado por los socios.

Los modelos de simulación utilizan algunos métodos para analizar si un proyecto es económicamente viable, y en qué medida. Los que se

consideran como los más utilizados por los expertos son los siguientes:

S O D A Vactualizar R E VAN (Valor actual neto): que consiste en a valor presente S E R OSva a generar el proyecto, descontados a un H los flujos de caja futuros que C RE E D cierto tipo de interes ("la tasa de descuento"), y compararlos con el importe inicial de la inversión.

TIR (Tasa interna de retorno): que es la tasa de descuento que iguala el VAN a cero. Período de retorno (o pay-back en inglés): que es el período que se tarda en recuperar la inversión inicial por medio de los flujos de caja generados por el proyecto.

Estos modelos permiten dar una medida, más o menos ajustada, de la rentabilidad que podemos obtener con el proyecto de inversión, antes de ponerlo en marcha. También permiten compararlo con otros proyectos similares, y, en su caso, realizar los cambios en el proyecto que se consideren oportunos para hacerlo más rentable.

Para recomendar la aprobación de un proyecto de inversión, el evaluador se enfrenta con dos viabilidades principales que investigar, entendiendo por viabilidad la posibilidad de o la conveniencia de realizar un

proyecto: la viabilidad técnica, y la viabilidad económica.

S O D VA R E S

E R S La viabilidad técnica, que siempre debe establecerse con la ayuda de HO C E R DE a.- Viabilidad Técnica

los técnicos especializados en la materia, busca determinar si es posible física o materialmente hacer un proyecto. Tal tarea corresponde a dichos especialistas y no puede ser asumida con responsabilidad por el evaluador económico del proyecto.

b.- Viabilidad Económica En el estudio de la viabilidad económica se pretende definir, mediante la comparación de los beneficios y costos estimados de un proyecto, si es recomendable su implementación y posterior operación. En la concreción de esta viabilidad se reconocen tres etapas o niveles en que se clasifican los estudios de acuerdo con su profundidad y con la calidad y cantidad de información utilizada, siendo la última de tales etapas la de factibilidad. Por su parte, Fernández y Fernández (2005) expresan que existen varias etapas dentro de un proyecto de inversión entre los cuales están:

Estudios preliminares: Son aquellos que sirven como bases para investigar sólidamente el proyecto. Se trata de conceptuar la idea del

proyecto y limitar los márgenes de la inversión.

S O D VA previo de factibilidad, R E Anteproyecto: Es aquel que le denomina estudio S E R S O H consiste en comprobar mediante información detallada, a través de C E DER

estadísticas, la magnitud de la competencia, además es la que muestra la viabilidad del proyecto en un folleto junto con la semblanza del mismo.

Por otra parte, según los referidos autores afirman que es una etapa en la que se precisan los elementos y formas de las que consta la inversión que se piensa llevara a cabo.

Estudio de factibilidad: En este se señalan las alternativas de solución a los problemas del proyecto, se presenta documento del proyecto integrado por los análisis de mercado, de ingeniería, económicos, financiero y el plan de ejecución. En esta se establecen los elementos cuantificables y no cuantificables del proyecto.

Montaje y ejecución: Se elaboran un programa de actividades y se fijan tiempos para realizar las operaciones. Hay técnicas y procedimientos para los planes de ejecución: manuales de objetivos y políticas, diagramas de procesos y flujos, gráficas de Gantt, pronósticos y presupuestos.

Funcionamiento normal: El potencial de un producto o servicio

S O D VA R E S de materias primas, tecnológicas consideren la existencia y la disponibilidad E R S O H C y equipo para producir. E DER necesita indicadores de la posibilidad de introducir en un mercado que

Así mismo, se refiere a la implantación del proyecto y capacitación del personal, mantenimiento y venta del bien, así como las fuentes de financiamiento aplicables. Cabe destacar que a pesar de dichas etapas existen ciertas limitaciones que se pueden enfrentar entre las cuales se encuentran: La infraestructura insuficiente, donde se debe tomar en cuenta la zona donde se construirán las instalaciones, los diferentes servicios como drenaje, alcantarillado, luz eléctrica, entre otros, además de los costos de instalación si son altos, no pueden ser absorbidos por la futura empresa.

Por otra parte se encuentra la tecnología, que se trata de indagar si, en el mercado nacional, se encuentra la maquinaria necesaria y adecuada, o en su defecto, el mantenimiento para la conservación de las mismas, ya que tiene que ser dado por un personal especializado y tiene que ser pagado a personas externas.

Así mismo otra de las limitaciones es la ecología, porque es

considerado un aspecto importante para poder detectar si la empresa cumple

S O D A Vtendrá R E ambientación social, se refiere al impacto que el proyecto en la S E R OseSinstalará la empresa, es decir, no tomar en H sociedad, en la zonaC donde E DER

con las normas ambientales que las autoridades exigen. Por consiguiente, la

cuenta esta limitación puede ocasionar grandes pérdidas tanto a nivel de la empresa como a nivel de la sociedad.

Para realizar el Análisis Económico deben considerarse los siguientes aspectos:

•

Tamaño de la planta

•

Precios de los equipos

•

Caldero

•

Filtro - prensa

•

Reactor

•

Bombas

•

Motores

•

Cañerías

•

Tanques de almacenamiento de aceite usado

•

Tanques de almacenamiento de aceite reciclado

•

Precios de las materias primas

•

Arcilla

•

Aceite usado

•

Aditivos

Costos variables:

•

S O D VA R E S

E R S HO

EC R E D

Costos de recolección y transporte de aceite usado.

•

Arcilla decolorante y filtrante.

•

Energía eléctrica.

•

Aditivos.

•

Costos fijos:

•

Salarios administrativos y de operarios.

Estos son los aspectos económicos más importantes a considerar para la instalación y puesta en marcha de una planta ecológica de reciclaje de aceites lubricantes, los cuales variarán según los costos de (equipos y materia prima) del país donde vaya a instalarse la planta (Alanoil, 2000).

2.3. MAPA DE VARIABLES OBJETIVOS Estudiar las diferentes alternativas de procesos de recuperación de aceite gastado.

S INDICADORES O D VA R E Alternativas S de E R procesos de - Aceite Nuevo OS

VARIABLES

Realizar una matriz de evaluación para la determinación del proceso más óptimo

Hacer un estudio técnico del proceso seleccionado.

Elaborar un estudio económico de la posible instalación de una planta recuperadora de aceite gastado.

PROCESAMIENTO Y REUSO DE ACEITE GASTADO

CH E R DE

Fuente: López, Romay (2008)

DIMENSIONES

recuperación de aceite gastado.

Matriz de evaluación para la determinación del proceso más óptimo.

- Aceite Usado

- Porcentaje de recuperación en peso de base lubricante. - Índice de otros subproductos comerciales. - Índice de subproductos de desechos irrecuperables.

- Cantidad de aceite gastado manejado por Estudio técnico del una planta. proceso - Equipos e instrumentos seleccionado. a utilizar en una planta. - Procesos y principios de ingeniería.

Estudio económico de la posible instalación de una planta recuperadora de aceite gastado.

- Costos de producción. - Todo lo referente a los costos de instalación de una planta (costos de equipos, licenciantes). - Aproximación de egresos e ingresos globales.

2.4. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS

S O D VA menor viscosidad, no miscible con aguaS yE deR menor densidad que ella, que E R S se puede obtener sintéticamente. HO (Microsoft® Encarta® 2007. © 1993-2006 C E ER MicrosoftD Corporation. Reservados todos los derechos.) Aceite: Sustancia grasa, líquida a temperatura ordinaria, de mayor o

Aceite

Lubricante:

Están

constituidos

por

moléculas

largas

hidrocarbonadas complejas, de composición química y aceites orgánicos y aceites minerales. Benavente (1999).

Aceite Mineral Base: Aceite que constituye la materia prima base para la elaboración de lubricantes, aceites hidráulicos, aceites dieléctricos, entre otros, mediante la inclusión de aditivos. Benavente (1999).

Aceite Recuperado: Aceite usado en donde existe separación de sólidos yagua con la finalidad de volver a utilizarlo como combustible. Benavente (1999).

Aceite Regenerado: Aceite usado en donde se remueven los contaminantes (metales pesados), productos de la oxidación y aditivos, para la obtención de aceites bases. Benavente (1999).

Aceite Reprocesado: Aceite usado que ha sido sometido a diferentes

S O D RVqueApueda destinarse a su E la oxidación con finalidad de obtener unS producto E R S O H uso original. Benavente (1999). C E DER

operaciones destinadas a remover contaminantes insolubles y productos de

Aceites Minerales: Proceden del Petróleo y son elaborados a partir del mismo después de múltiples procesos en plantas de producción, en las Refinerías. Benavente (1999).

Aceites Sintéticos: No tienen su origen directo del Crudo o petróleo, sino que son creados de sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Benavente (1999).

Aceite Usado: Todos los aceites con base mineral o sintética que se hayan vuelto inadecuados para el uso que se les hubiere asignado inicialmente. Benavente (1999).

Acopio: Acción tendiente a reunir productos desechados o descartados. Benavente (1999).

Aditivos: Sustancias químicas que son añadidas al aceite base para la

S O D VA R E S

obtención de un producto con características especiales para un uso

E R S HO

específico. Benavente (1999).

EC R E D Almacenamiento: Depósito temporal de aceite usado en un espacio físico definido y por un tiempo determinado. Benavente (1999).

Aprovechamiento Energético: Utilización de los aceites usados como combustible, con una recuperación adecuada del calor producido. Benavente (1999).

Contaminación: Proceso por el cual se altera el equilibrio ecológico, causando efectos adversos en el medio ambiente. Pit & Quarry (2000).

Cracking Térmico: Proceso de destilación del aceite para obtener Benavente (1999).

Desfalcado: Proceso en el cual la fracción asfáltica es separada por

S O D VA R E S

extracción con hidrocarburos livianos en condiciones super críticas. Benavente (1999).

EC R E D

E R S HO

Destilación: Operación que se realiza calentando cuerpos sólidos o líquidos, y colectando los vapores y gases que se desprenden. Benavente (1999).

Filtración: Es la separación de una mezcla de sólidos y fluidos que incluye el paso de la mayor parte del fluido a través de un medio poroso, que retiene la mayor parte de las partículas sólidas contenidas en la mezcla. Perry (1992).

Lubricante: Es una sustancia que se interpone entre dos superficies (una de las cuales o ambas se encuentran en movimiento), a fin de disminuir la fricción y el desgaste. Pit & Quarry (2000).

Metales Pesados: Metales pesados son aquellos cuya densidad es por lo menos cinco veces mayor que la del agua. Los más importantes son: Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Mercurio

(Hg), Níquel (Ni), Plomo (Pb), Estaño (Sn) y Zinc (Zn). Pantoja y Moreno (1995).

S O D VA R E S

E R S HOde equilibrar la acidez o alcalinidad de Neutralización: C Acción E R E D determinada sustancia, hasta obtener un pH neutro. Benavente (1999).

una

Reuso: Proceso de utilización de un material recuperado en otro ciclo de producción distinto al que le dio origen o como bien de consumo. Pantoja y Moreno (1995).

Reciclaje: Proceso de utilización de un material recuperado en el ciclo de producción en el que ha sido generado. Pit & Quarry (2000).

Recolección: Conjunto de operaciones que permitan traspasar los aceites usados de los productores o generadores a los gestores o de éstos entre sí. Pit & Quarry (2000).

Recuperación: Proceso industrial cuyo objeto es el aprovechamiento de los recursos contenidos en los aceites usados, ya sea en forma de materias primas o de energía. Jirasripongpun (2002).

Regeneración: Tratamiento a que es sometido el aceite usado a efectos

S O D VA R E S

de devolverle las cualidades originales que permitan su reutilización. Benavente (1999).

E R S HO

EC R E D Reprocesamiento: Proceso de limpieza del aceite lubricante usado en el que se remueven contaminantes insolubles y productos de la oxidación. Ruiz (1991).

Residuo: Cualquier material que ya no se pueda usar en su capacidad o forma original. Ortega (2006).

Residuo Aceitoso: Sustancia procedente del aceite que ya no puede ser utilizada en su forma original. Ruiz (1991).

Residuos Peligrosos: Desechos sólidos resultantes de un proceso que contenga algún compuesto con características reactivas, inflamables, corrosivas, infecciosas, o tóxicas, que represente un riesgo para la salud humana, los recursos naturales y el ambiente. (Microsoft® Encarta® 2007. © 1993-2006 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.)

Tratamiento Químico: Acción de eliminar contaminantes del aceite usado mediante la adición de sustancias químicas. Casanova (2003).

S O D VA R E S

E R S HO

EC R E D

CAPITULO III MARCO METODOLÓGICO

El marco metodológico establece cómo responder al problema de la

S O D VA de recolección de R E diseño de la investigación, población, instrumentos S E R OS H información, tabulación de los datos, validez y confiabilidad de los C E R DE instrumentos, tratamiento estadístico y el procedimiento de la investigación.

investigación, el cual abarca aspectos tales como: tipo de investigación,

3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN Para Chávez, (2006) “el tipo de investigación se determina de acuerdo con el tipo de problema que el lector desee solucionar, objetivos que pretenda lograr y disponibilidad de recursos”. Según esta autora, hay diversidad de pensamientos con respecto a los tipos de criterios a utilizar en cada investigación.

La presente investigación fue de tipo documental debido a que se estudiaron diferentes alternativas de procesos de recuperación de aceite gastado, y se explicó que se hicieron revisiones escritas que defienden las diferentes técnicas utilizadas. En este sentido, Finol y Nava (1996), definen la investigación documental como: La aplicación sistemática de métodos bibliográficos para la búsqueda, selección, lectura, registro, descripción, análisis e interpretación de datos extraídos de fuentes documentales existentes en torno a un problema, con el fin de encontrar respuesta a interrogantes planteadas en cualquier área de conocimiento humano.

De igual manera, Sabino (1996), enfatiza que la investigación

S O D VA R E S de base para formular un Es un estudio exploratorio queE sirve R S establecer prioridades que conduzcan problema más preciso; Opara H C a la investigación futura, sin llegar a formular hipótesis, permite un E R E conocimiento previo o bien un soporte documental o bibliográfico D vinculante al tema de estudio, conociéndose los antecedentes.

documental o bibliográfica:

A través de la investigación documental se efectuó una búsqueda de análisis e información generada en estudios previos sobre diferentes alternativas de procesos de recuperación de aceite gastado. Es decir, es aquella que constituye prácticamente la investigación que da inicio a casi todas las demás, por cuanto permite un conocimiento previo o bien el soporte documental

o

bibliográfico

vinculante

al

tema

objeto

de

estudio,

conociéndose los antecedentes y quienes han escrito sobre el tema. Se consideró que esta investigación es la que permite desarrollar con más propiedad las demás investigaciones. Bavaresco (2004).

De igual forma, el tipo de investigación fue descriptivo, pues el estudio se dirigió a realizar una matriz de evaluación para seleccionar el proceso más óptimo, lo cual supone una configuración y descripción del proyecto; describiendo sus características particulares para establecer sus propiedades fundamentales evidenciadas en la situación real.

Esta investigación estuvo enmarcada en el tipo de investigación

S O D VA Rdel E Técnico-Económica el Procesamiento yS Reuso Aceite Gastado, esto se E R OS estuvo orientado a realizar una matriz de H debe a que el problema señalado C RE E D evaluación para seleccionar el proceso más óptimo.

denominado Proyecto Factible, por lo que su propósito fue Evaluar de forma

3.2. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN El diseño de la investigación según Franco y Camacho (2006), define que es bibliográfico cuando los datos a emplear han sido recolectados en otras

investigaciones

y

son

conocidos

mediante

los

informes

correspondientes a datos secundarios obtenidos por otros, elaborados y procesados de acuerdo con los fines de quienes lo manejaron.

Hernández Sampieri define que el diseño de investigación transeccional descriptivo tiene como objetivo indagar la incidencia de las modalidades o niveles de una o más variables en una población. El procedimiento consiste en ubicar en una o diversas variables a un grupo de personas u otros seres vivos, objetos, situaciones, contextos, fenómenos, comunidades; así proporcionar su descripción. Son, por lo tanto, estudios puramente descriptivos y cuando establecen hipótesis, éstas son también descriptivas.

3.3. POBLACIÓN Y MUESTRA

S O D A RdeVespecificaciones E todos los casos que concuerdan son unaS serie (Selltiz et. E R OhaSdefinido cual será la unidad de análisis, se al., 1980). Una vez C queHse RE E D procede a delimitar la población que va a ser estudiada y sobre la cual se Según Hernández Sampieri (2006) “una población es el conjunto de

pretende generalizar los resultados.” “Un estudio no será mejor por tener una población más grande; la calidad de un trabajo investigativo estriba en delimitar claramente la población con base en el planteamiento del problema.”

En el presente trabajo de investigación, la población abarcó todas las técnicas de procesamiento para el reuso de aceite gastado aplicadas en la actualidad en diferentes partes del mundo. El muestreo o la muestra según Chávez (2000) “constituye un conjunto de operaciones que realiza el investigador para seleccionar la muestra que integrará la investigación. Es una técnica, que se emplea para escoger los sujetos, objetos o fenómenos de un estudio.”

Para este estudio de investigación, se encontraron 7 técnicas diferentes de recuperación de aceite gastado. Todas proveían una recuperación parcial de aceite. Para delimitar y así estudiar las mejores técnicas, se midieron los porcentajes de recuperación total en peso del aceite útil, mayor o igual a 75%

según lo establece Aquilano (2004) para criterios de rendimiento, junto con el

S O D VoAmayor al valor indicado R E valores de mayor a menor, y los que fueron igual S E R S Omostraron H anteriormente son los que se como los estudiados y analizados en C E R DE porcentaje de subproductos. Una vez elaborada la tabla, se midieron los

esta investigación.

Técnicas de Recuperación de Aceite Gastado INDICADOR

SECCIÓN

TÉCNICA

(Porcentaje de recuperación en peso de base lubricante ≥75)

d.1

Proceso Berk

95%

d.2

Extracción por solvente

88%

d.3

Proceso selecto-propano hidroterminado

83.2%

d.4

Proceso selecto-propano ácido-Arcilla

79.5%

d.5

Proceso Interline-Sener

75%

Proceso Meinken

70%

Proceso convencional ácido-arcilla

70%

Fuente: Aquilano (2004) La muestra, por tanto, fue igual a la población como se muestra resaltada en negrita en la tabla anterior, ya que todas ellas estuvieron dentro del rango de porcentaje de recuperación necesario. Éstas cinco (5) técnicas fueron las finalmente estudiadas y evaluadas, para su posterior análisis en la matriz de evaluación.

3.4. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

S O D VA establecidos en el R E datos es aquella que permitirá cumplir con los requisitos S E R OS al carácter especifico de las diferentes H paradigma científico,Cvinculados RE E D etapas del proceso investigativo y especialmente referidos al momento Para Grawitz, (citado en Balestrini, 2000) la técnica de recolección de

metodológico de la investigación.

Las técnicas empleadas fueron escogidas en concordancia con las fuentes de la investigación, las cuales son consideradas como documentales bibliográficas de primera mano, no procesado, sino tomado directamente de la fuente de información, como libros, manuales, tesis, revistas y artículos entre otros.

A criterio de Bavaresco (2004) “las fuentes primarias son aquellas que contienen información no abreviada y en su forma original. Son todos los conocimientos científicos o hechos e ideas estudiados bajo nuevos aspectos”. Dicha autora clasifica las fuentes primarias en libros, guías, diccionarios, manuales, listas, enciclopedias, revistas, series, monografías científicas, separatas de artículos, entrevistas personales, tesis, normas y trabajos inéditos, entre otros.

3.5. METODOLOGÍA

S O D RVA(2004), las cuales serán ciclo de vida del desarrollo de sistemas S de E Aquilano E R S adaptadas a las necesidades HO de las empresas, las cuales se desglosan a C E DER continuación: Las tres primeras fases de la investigación estuvieron basadas en el

FASE I: ESTUDIAR LAS DIFERENTES ALTERNATIVAS O TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO PARA LA RECUPERACIÓN DEL ACEITE DE MOTOR GASTADO. Recolectar información por medio de paginas web, revistas de ciencia y tecnología, trabajos especiales de grado de diferentes universidades del mundo, entre otras.

FASE

II:

REALIZAR

UNA

MATRIZ

DE

EVALUACIÓN

PARA

SELECCIONAR EL PROCESO MÁS ÓPTIMO. Cada proceso será evaluado con una ponderación para cada parámetro y así por medio de la información obtenida seleccionar el proceso más eficiente.

FASE

III:

HACER

UN

ESTUDIO

TÉCNICO

SELECCIONADO. En la parte técnica se considerará lo siguiente:

DEL

PROCESO

- Cantidad de aceite gastado manejado por una planta.

S O D VA R E - Procesos y principios de ingeniería. S E R OS H C RE E D FASE IV: ELABORAR UN ESTUDIO ECONÓMICO DEL PROCESO - Equipos e instrumentos a utilizar en una planta.

SELECCIONADO PARA LA POSIBLE INSTALACIÓN DE UNA PLANTA DE RECUPERACIÓN DE ACEITE GASTADO. En la parte económica se obtuvo la información acerca de: - Costos de producción. - Todo lo referente a los costos de instalación de una planta (costos de equipos, licenciantes). - Aproximación de egresos e ingresos globales.

OBJETIVO

Fases de la Investigación FASE

METODOLOGÍA

S O D A Observación 1.- Estudiar las V 1.- Recolección de R E diferentes alternativas documental, S E datos, revisión R de procesos de presentación resumida, S documental y O H recuperación de aceite resumen analítico de las EC bibliográfica. R gastado. técnicas. E D 2.- Realizar una matríz de evaluación para la determinación del proceso más óptimo.

2.- Selección del proceso más óptimo.

3.- Hacer un estudio técnico del proceso seleccionado.

3. Estudio técnico del proceso seleccionado.

4.- Elaborar un estudio económico de la posible 4.- Resultados de la instalación de una evaluación: estudio planta recuperadora de económico. aceite gastado. Fuente: López, Romay (2008)

Identificar los pro y contras de cada técnica y los parámetros necesarios para el objeto de estudio. Darle valor (peso) a cada parámetro. Calcular las sumatorias de cada parámetro para cada técnica y su totalización. Diagrama de bloque del proceso. Cantidad de equipos necesarios. Costos de los equipos. Costos de instalación.

S O D VA R E S

E R S HO

EC R E D

CAPITULO IV RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN

4.1 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

S O D VA R E algunas técnicas con el objeto de conocer a fondo la problemática presente S E R OSde aceite gastado, así mismo, se manejaron para el procesamiento yH reuso C RE E D una serie de objetivos específicos que permitirán darle respuesta al objetivo

Para el estudio de esta investigación fue necesaria la aplicación de

general de esta investigación. Los resultados de la investigación están presentados conforme a la Metodología de Aquilano (2004), para evaluar de forma Técnico-Económica el Procesamiento y Reuso del Aceite Gastado, de las cuales se obtuvieron los siguientes resultados:

FASE I: ESTUDIAR DIFERENTES ALTERNATIVAS O TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO PARA LA RECUPERACIÓN DEL ACEITE DE MOTOR GASTADO

Después de realizarse el estudio de los procesos de recuperación de aceite de motor gastado, se pudo inferir, que el aceite constituye la materia prima base para la elaboración de lubricantes, aceites hidráulicos, aceites dieléctricos, entre otros mediante la inclusión de aditivos. El aceite reprocesado es aquel que ha sido sometido a diferentes operaciones destinadas a remover contaminantes insolubles y productos de la oxidación por medio de tratamientos térmicos (calentamiento), filtrado, sedimentación o decantación, deshidratación, centrifugación, entre otros.

De acuerdo al tipo de calidad obtenida, se utiliza para realizar mezclas o

S O D VA con calidad similar o R E Por medio de este proceso es posible obtener productos S E R OS H equivalente al original. C E DER cortes (blending), con o sin agregado de aditivos para nuevos lubricantes.

El aceite regenerado es aquel aceite en donde se remueven los contaminantes (metales pesados), productos de la oxidación y aditivos. Con este procedimiento se obtienen aceites bases para la producción de nuevos aceites lubricantes. Se realiza en refinerías y se trata de un re-refinado mediante pre-destilación, tratamiento con ácidos, extracción por solventes, desfaltado en evaporadores de película, pasaje por carbón o arcilla activada y deshidratación. Este es un procedimiento mucho más completo y controlado que el utilizado en el tratamiento del aceite recuperado.

A continuación, se indican las diferentes alternativas de procesamiento para la recuperación del aceite de motor gastado con sus resultados, de acuerdo a lo expuesto en las bases teóricas.

Proceso Berk Mediante un primer paso de deshidratación para eliminar agua e hidrocarburos livianos, seguido por la precipitación de lodos que se consigue con el uso del solvente 2-propanol-metilcetona-1-butanol con una relación de

aceite de 3:1, se provee una recuperación promedio de la base 95% en peso

S O D RVseApone en contacto con E Posteriormente el aceite extraído con S solvente E R S HO arcilla para mejorar elC color y el olor. Finalmente se realiza el hidrotratamiento E R DE que es el paso más complejo y más costoso.

con una reducción de cenizas del 75%, y un 5% se desechos irrecuperables.

Extracción por solvente Este proceso es capaz de remover 12% del aceite usado, es decir, se recupera 88% de base lubricante, 5.8% de gas oil, 3.2% de combustible pesado en relación a la carga, y 3% de desechos irrecuperables, lo cual corresponde a la cantidad de aditivos e impurezas que normalmente se encuentran en el aceite usado. El sistema debe tener la capacidad de separar el máximo posible de lodos del aceite usado y al mismo tiempo perder la mínima cantidad de base lubricante en los lodos.

Proceso Selecto-Propano Hidroterminado Este proceso tiene como fin producir bases de alta calidad, mejorando la técnica en comparación con el proceso selecto-propano ácido-arcilla.

Las bases obtenidas del tipo "spindle oil", neutral y bright-stock representan un 83.2% en peso con relación a la carga, se obtiene además un 6% de gas oil, 1.5% de gas combustible, un 5% de combustible pesado y un

4.3% de desechos.

S O D VA R E Proceso Selecto-Propano Ácido-Arcilla S E R S H En éste proceso, seOincluyen nuevas unidades con el objeto de C RE E D disminuir el consumo de ácido sulfúrico y por consiguiente la producción de desechos. El rendimiento del proceso en relación con la carga es 79.5% en peso y un 6% de gas oil, el volumen de residuos se limita a un 5%, y un restante de 9.5% son desechos.

Proceso Interline-Sener Se recupera en bases lubricantes (un 75% del aceite usado tratado), componentes asfálticos (18%), que se comercializan, y un 2% de ligeros que se utilizan como aporte energético en la propia planta, y un 5% irrecuperable.

FASE II: REALIZAR UNA MATRIZ DE EVALUACIÓN PARA SELECCIONAR EL PROCESO MÁS ÓPTIMO

A continuación se muestra la matriz de evaluación realizada para seleccionar el proceso de recuperación de aceite gastado más óptimo según los parámetros establecidos. El peso dado para cada parámetro se tomó del 1-5, considerando: 1- Malo, 2- Regular, 3- Bueno, 4- Muy Bueno, y 5Excelente, según los criterios de mayor tendencia referidos en la bibliografía.

Los valores dados para cada técnica de recuperación se evaluaron del

S O D VA R E S

1-10, es decir, de ineficiente a sobresaliente.

E R S HO

C MATRIZ DE EVALUACIÓN EPROCESOS R E DE RECUPERACIÓN DE ACEITE GASTADO D Extracción por Solvente

Berk

Selecto Propano- Selecto Propano Hidroterminado Ácido-Arcilla

Interline-Sener

Item

Parámetro

Peso Valor Total Valor Total Valor Total Valor Total Valor Total

1

Porcentaje de recuperación en peso de base lubricante

5

9

45

8

40

7

35

7

35

7

35

2

Indice de otros subproductos comerciales

4

0

0

7

28

8

32

6

24

9

36

3

Indice de subproductos de desechos irrecuperables

4

7

28

9

36

7

28

7

28

7

28

Fuente: López, Romay (2008).

73

104

95

87

99

En la presente investigación, se consideró que el proceso más óptimo para evaluar de forma Técnico-Económica el Procesamiento y Reuso del Aceite Gastado, es la Extracción por Solvente, debido a que ésta obtuvo el puntaje más alto (104), posee 88% de recuperación de base lubricante, 9% de subproductos comerciales, y 3% de desechos irrecuperables que lo destaca entre las otras técnicas.

La Extracción por Solvente cumple con todos los parámetros establecidos para la matriz y en el siguiente gráfico se muestran, según los

porcentajes de cada parámetro, los valores resultantes y las ventajas y

S O D VA R E S

desventajas entre las diferentes técnicas estudiadas.

E R S HO

90

95 88

10

80

RECUPERACION (%)

12

10

83 80

70

75

8

60 50

6

5 5

40

4

4

3

30

18

20

13

2

11

9

10

INDICE DESECHOS IRRECUPERABLES

100

EC DE PROCESOS DE RECUPERACION COMPARACION R E D

0 0

0

1

2 REC BASE LUB

3 I SUBPROD-COMERC

4

5

I SUBPROD D. IRREC

PROCESOS

1: BERK

2: Extracción por Solvente 3: Selecto Propano Hidroterminado Ácido-Arcilla 5: Interline-Sener

4: Selecto Propano

El proceso Extracción por Solvente refleja un buen porcentaje de recuperación de base lubricante, un buen porcentaje de subproductos comerciales, y un excelente índice de desechos irrecuperables, el menor de todos los demás procesos. Este índice es de suma importancia porque sólo genera un 3% de desechos contaminantes, dando un gran aporte a solventar la problemática ambiental, el cual es una de las propuestas que se

expusieron en el planteamiento del problema de este trabajo de investigación.

FASE

S O D VA R E S

E R S HUNO ESTUDIO III: HACER C E DER

TÉCNICO

DEL

PROCESO

SELECCIONADO.

El proceso consiste en mezclar el aceite usado y el solvente en proporciones adecuadas para asegurar una completa miscibilidad de la base lubricante en el solvente. El solvente debe retener los aditivos y las impurezas orgánicas que normalmente se encuentran en los aceites usados, estas impurezas floculan y sedimentan por acción de la gravedad. Al final se recupera el solvente por destilación para propósitos de reciclaje.

Este proceso es capaz de remover entre 12% de contaminantes del aceite usado, lo cual corresponde a la cantidad de aditivos e impurezas que normalmente se encuentran en el aceite usado. La etapa más crítica en el diseño de éste proceso es desarrollar el tipo apropiado de solvente, los parámetros de extracción y la relación de solvente: aceite. El sistema debe tener la capacidad de separar el máximo posible de lodos del aceite usado y al mismo tiempo perder la mínima cantidad de base lubricante en los lodos.

El aceite usado se guarda en un tanque con fondo cónico para permitir

S O D VA (se recomienda usar: R E homogenizarlo. Una mezcla de aceite usado y solvente S E R OS H 2-propanol, MEK o 1-butanol) se agita a 275 rpm durante 15 minutos. Estas C E R DE la sedimentación de partículas grandes, se deja en el tanque por 3 días para

condiciones aseguran un mezclado adecuado.

La mezcla se deja sedimentar por 24 horas, después de esto se lavan los lodos usando 2-propanol y n-hexano, éste proceso de lavado remueve un 95% del aceite intersticial presente en los lodos. Siguiendo el proceso de lavado los lodos se llevan al horno por 5 minutos a 100º C para evaporar el exceso de solventes. Las perdidas del aceite se calculan como el peso de los lodos húmedos antes de lavarlos menos el peso de los lodos secos sobre el peso del aceite adicionado en la mezcla.

Como aceite usado se utilizó un producto de las siguientes características (Angulo, 2006): - Color

Oscuro

- Punto de inflamación

165°C

- Viscosidad (ASTM D445) a 100 °C

12.6 cst

- H20 (ASTM D95)

4.5 %

- Metales

3500 ppm

- Destilación ASTM D 1160

Punto inicial Punto final

224.5 S

S O D VA89.0 R E S 527.7 S

E R S O aceite se extraen con 2500 kg/h de propano Mil (1000) kg/hC deH este E R E D líquido en un sistema continuo de acuerdo con lo indicado en la patente PCT Volumen destilado

US/99/116600. La mezcla se bombea continuamente a un separador de fases. De la parte superior se extrae continuamente la solución de propano que, por destilación del propano, deja 890 kg/h de extracto.

De la parte inferior se bombea la fase acuosa y asfáltica a un evaporador, obteniéndose por el tope 45 kg/h de agua con alto contenido en DQO que se envía a depuración, y por fondo, 65 kg/h de un producto asfáltico que engloba los aditivos y otros contaminantes.

El extracto, obtenido en el desasfaltado con disolventes, se bombea a razón de 890 kg/h a una columna de destilación atmosférica, obteniendo por el tope 15 kg/h de fracción ligera del rango de destilación de la gasolina y por fondo 875 kg/h de un producto que todavía contiene 15 kg/h de fracción ligera. El hervidor de fondo de esta columna utiliza aceite térmico a 375°C como medida de calentamiento, para mantener 300°C en el fondo de la misma. Este paso requiere frecuentes limpiezas.

S O D RVA a través de un haz atmosférica, se bombea a caudal de S 875Elitros/hora E R S HlosOhumos de combustión de gas natural para tubular calentado con C E R E D conseguir una temperatura de 345ºC, y se introduce en una columna de

El producto de fondo, obtenido en la columna de destilación

destilación fraccionada, en cuya parte superior la presión es de 20 bares. Se obtienen: 60 kg/h de gas oil de vacío 350 kg/h de aceite ligero 310 kg/h de aceite pesado 135 kg/h de fuel oil Los aceites bases tienen las siguientes características (Parte I):

Aceite ligero

Aceite pesado

Viscosidad a 100°C (ASTM D445)

5.07

8.05

Color (ASTM D1500)

4

5

Acidez (mg KOH/gr)

>0. 10

>0. 10

El haz tubular de alimentación de la columna de destilación a vacío requiere limpieza cada 7-15 días, y el relleno de la columna debe ser limpiado cada seis semanas. Este ejemplo muestra también que los aceites

bases obtenidos con la tecnología anterior de extracción por solventes

S O D VA R E S

requieren un refino final, ya que su color y acidez no son satisfactorios.

E R S HO

Efectivamente, si los aceites base anteriores se tratan a 140°C, durante

C E R E 15 minutos, D con un 5% en peso de tierra absorbente (conteniendo CaO), el color se reduce en 2 puntos y la acidez queda en 0.04 mg KOH/gr. Aceite ligero

Aceite pesado

Color (ASTM D 500)