aplicación de las tecnologías limpias en el perú
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Universidad Católica de Santa María
Programa profesional de Arquitectura e Ingenierías Civil y del Ambiente.
PROGRAMA: Ingeniería Civil
VI Semestre
ASIGNATURA: Ecología
TEMA: Aplicación de las tecnologías limpias en el Perú
INTEGRANTES:
- Ampuero Rodríguez, Paul
- Aguilar Chávez, Alex
- Flores Delgado, Miguel
- Manchego Riveros, A. Rodolfo
- Miranda Vega, Andrés Gonzalo
04/12/2013
AREQUIPA
APLICACIÓN DE LAS TECNOLOGIAS LIMPIAS EN EL PERU
DISEL - BIODISEL
1.- Introducción
Desde hace años se tiene el propósito de promover la generación de proyectos
que sustenten un eficiente uso de los recursos naturales en especial el recurso
agua y la conservación del ambiente. Además de difundir el desarrollo
sostenible y la eco eficiencia, impulsando soluciones eco eficientes que
incluyan: adaptación de tecnologías limpias, conservación del recurso de
agua disminución de consumo de energía y disminución de desechos y
emisiones.
La eco-eficiencia es el principal medio a través del cual las personas,
empresas u organizaciones ayudan a las naciones a avanzar hacia el
desarrollo sostenible, al tiempo que mejoran su propia competitividad. Este
concepto significa agregar cada vez un mayor valor a los productos y
servicios, consumiendo menos materiales, y generando cada vez menos
contaminación.
2.- Descripción del proceso
El actual sistema energético mundial no es sostenible en el largo plazo
debido a los impactos ambientales que genera y a la inequidad en su
distribución. En el Perú, la energía primaria proviene aproximadamente en
un 45% del petróleo y en un 30% de la leña. En el caso específico de la
Amazonía peruana, los poblados más aislados tienen un limitado acceso a la
electricidad debido a la dificultad y el elevado costo de la prolongación de la
red de distribución. Es por eso que los pobladores utilizan leña y/o
generadores eléctricos de tipo diesel. Este último combustible es
transportado por vía fluvial, lo cual incrementa su costo y las probabilidades
de constituirse en fuente contaminante de los ríos. Por otro lado, en las
grandes ciudades del país, la contaminación del aire producida por las
emisiones vehiculares se ha acentuado en los últimos años, principalmente
por el crecimiento del parque automotor alimentado por diesel y por el mal
estado de los motores. Así, si en l990 en Lima Metropolitana y el Callao se
consumían 5 l90 mil barriles de diesel al año, en l998 se consumieron 9 l77
mil barriles, mientras que el consumo de gasolina permaneció relativamente
constante en el mismo periodo (6 563 mil barriles en l990 a 6 920 mil en
l998). Según estudios realizados en el año 2000 por la Dirección General de
Salud Ambiental (DIGESA) del Ministerio de Salud, el principal
contaminante atmosférico en Lima es el material particulado emitido por
motores de combustión diesel. El Perú por su lado cuenta desde 2003 con la
Ley de Promoción del Mercado de Biocombustibles, la cual busca promover
las inversiones para la producción y comercialización de biocombustibles y
difundir las ventajas económicas, sociales y ambientales de su uso.
3.- Tecnología Limpia aplicable al proceso
Se hace necesario investigar mecanismos que permitan obtener fuentes
alternativas de energía, que sean de bajo costo y que reduzcan los impactos
ambientales negativos de su generación y utilización.
Consideraciones a tener para la elección de la fuente de energía:
Se requiere de una fuente de energía renovable de modo que se independice
al parque automotor de una zona tan inaccesible como lo es la selva
amazónica y que evite cualquier forma de contaminación posible de la
misma.
Esta fuente debe ser de origen natural y el tratamiento de la materia prima
necesaria deber de tener un costo beneficioso para la empresa proveedora y
para el medio ambiente.
La ubicación de la zona donde se cuente con la materia prima a explotar no
debe generar mayor problema ya que la fuente que se utiliza es ya lo
bastante inaccesible como para ofrecer alguna barrera al cambio de energía.
4.- Denominación de la tecnología
“Cambio de combustible de diesel a biodiesel para producir energía que
alimente el parque automotor nacional utilizando tecnologías limpias”
5.- Descripción de la tecnología
El biodiesel es un combustible renovable derivado de aceites vegetales o
grasas animales que puede ser utilizado como sustituto o aditivo del diesel
convencional. La Sociedad Americana de Ensayos y Materiales (ASTM)
define al biodiesel como ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena
larga derivados de insumos grasos renovables, como los aceites vegetales o
grasas animales. El término bio hace referencia a su naturaleza renovable y
biológica en contraste con el combustible diesel tradicional derivado del
petróleo; mientras que diesel se refiere a su uso en motores de este tipo.
El proceso de producción de biodiesel se basa en la reacción de
transesterificación del aceite. Los aceites están compuestos principalmente
por moléculas de triglicéridos compuestas de tres cadenas de ácidos grasos
unidas a una molécula de glicerol. La transesterificación consiste en
reemplazar el glicerol por un alcohol simple, como el metanol o el etanol, de
forma que se produzcan ésteres metílicos o etílicos de ácidos grasos. Este
proceso permite disminuir la viscosidad del aceite, la cual es principalmente
ocasionada por la presencia de glicerina en la molécula. La alta viscosidad
del aceite impide su uso directo en motores diesel no modificados,
desventaja que se supera mediante este proceso.
Para lograr la reacción se requieren temperaturas entre 40 y 60°C, así como
la presencia de un catalizador alcalino. Después de la reacción se separan
dos fases en la mezcla: una superior líquida y cristalina, el biodiesel; y otra
inferior, de color por lo general más oscuro y alta viscosidad, la glicerina
Luego de la separación del biodiesel y la glicerina, se realiza un
postratamiento de purificación al biodiesel
6.- Consideraciones económicas de la aplicación de la tecnología limpia
Dentro de los componentes fundamentales evaluados en la determinación del
valor del cambio que se realizara a biodiesel, se tienen costos directos e
indirectos. Y por ello será necesario tener una planta extractora y de
biodiesel.
Estos valores y los cálculos detallados hacen parte del documento “Aspectos
económicos y de mercado de la implementación de la tecnología de
producción de aceite vegetal y de los subproductos” el cual hace parte de los
productos que se entregan a la UPME como componentes del proyecto
“Programa Estratégico para la Producción de Biodiesel – Combustible
Automotriz – a partir de Aceites Vegetales”.
Costos directos
• Equipos de proceso
• Mano de obra en el montaje de los equipos de proceso
• Material de proceso
• Subestructuras de concreto
• Tubería y trabajo de ductos
• Electricidad
• Aislamiento
• Instrumentación
• Pintura
• Mano de obra de los materiales de proceso
Costos indirectos
• Costos de oficina
• Ingeniería
• Planos
• Compras
• Construcción
• Viajes
• Comunicaciones
• Costos de campo
• Herramientas de construcción
• Personal de campo
• Viajes
• Impuestos y aseguramiento
El valor del precio de venta de los créditos de CO2 se obtuvo aplicando el
concepto empleado por algunas de las entidades internacionales5 que
actualmente generan proyectos de reducción de emisiones por el uso de la
biomasa como fuente de combustible.
US$/Ton CO2 = Costo de capital / (Ton de CO2 totales reducidas en el
período de vida útil del proyecto).
Ton CO2 reducidas = Ton CO2 línea base – Ton CO2 por la producción de
Biodiesel
Las toneladas de CO2 en la producción de biodiesel se determinan teniendo
en cuenta el programa de crecimiento esperado por el sector palmero en el
país, determinando las cantidades de combustible utilizado en las plantas de
extracción del aceite y de producción de biodiesel, y la cantidad de CO2
capturado por las plantas de palma.
Valor del crédito de CO2 (US$/Ton CO2)
COSTO DE CAPITAL (PLANTA
EXTRACTORA + PLANTA DE
BIODIESEL) (US$)
TON CO2 REDUCIDAS
PERÍODO 2011 – 2021 US$/TON CO2
75´000,000 60´000,000 1.25
El factor obtenido de 1.25 se genera por la relación entre el costo de capital
relacionado con la planta extractora y la planta de biodiesel y las toneladas
total reducidas de CO2 por la implementación del proyecto en el periodo de
tiempo del 2011 al 2021.
7.- Ventajas
El biodiesel tiene diversas ventajas sobre el diesel
convencional, como por ejemplo:
- No contiene sulfuros, disminuyendo las emisiones de SO2, y
mejorando la lubricidad del combustible.
- Es más seguro de manipular gracias a su punto de inflamación
elevado (l50ºC).
- Se puede producir a partir de insumos locales.
- Es altamente biodegradable en el agua, por lo que es ideal para
transporte fluvial.
- Prácticamente no es tóxico en caso de ingestión, tanto en peces como
en mamíferos.
- Contribuye a la reducción del calentamiento global, ya que emite
menos CO2 en su ciclo de vida que el fijado mediante fotosíntesis
por las plantas usadas para producirlo.
- Al ser un combustible oxigenado, el biodiesel tiene una combustión
más completa que el diesel, reduciendo las emisiones de CO, materia
particulada e hidrocarburos no quemados
8.- Desventajas
Las propiedades fisicoquímicas del biodiesel son muy similares a las del
diesel de petróleo y su uso no requiere mayores cambios en los motores
diesel. Así, puede emplearse directamente en el motor, pudiéndose también
utilizar como aditivo, mezclado en cualquier proporción con el diesel.
Puede ser bombeado, almacenado y manipulado con los mismos equipos,
procedimientos e infraestructura que el diesel. El encendido, rendimiento,
torque y potencia de los motores no varía significativamente, pero el
consumo puede incrementarse hasta en un 5%.
9.- Evaluación de las mejoras medio ambientales
Este combustible vegetal reduce los efectos contaminantes desde diversos
puntos de vista. Por un lado, elimina completamente (en un 100%) las
emisiones de CO2 y reduce la producción de hollín entre un 40 y un 60%.
También lo hace con las emisiones de hidrocarburos, que disminuyen con el
biodiesel entre un 10 y un 50%. El monóxido de carbono también desciende
en la misma proporción, entre un 10 y un 50%.
Estos indicadores pueden aplicarse para el biodiesel 100% puro, ya que este
combustible vegetal también se emplea en combinación con fuentes
energéticas de origen fósil.
Pero los aportes al medio ambiente no acaban aquí, ya que además reduce
de forma importante la emisión de muchos de los denominados
hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAHs), derivados que en su mayoría
poseen acción cancerígena. Entre ellos, se encuentra el Fenantrén, el
Benzoflúorantren o los Benzopirenos.
Asimismo, el biodiesel es totalmente biodegradable, desapareciendo por
completo su presencia en el planeta en un período menor a los 21 días. Para
concluir, puede decirse que no genera olores desagradables en su
combustión y que su toxicidad es mínima.
El único combustible alternativo que puede utilizarse directamente en
cualquier motor diesel, sin requerir ningún tipo de modificación es el
Biodiesel. Hoy en día, dichos motores requieren un combustible que al ser
sometido a distintas condiciones en las que opera, permanezca estable y por
otra parte sea limpio al quemarlo.
Al poseer propiedades similares al combustible diesel de petróleo, ambos se
pueden mezclar en cualquier proporción, sin generar problema alguno.
El biodiesel resulta un combustible ideal por sus bajas emisiones, en las
áreas marinas, parques nacionales y bosques y sobre todo en las grandes
ciudades como por ejemplo Estados Unidos que lo utiliza en sus distintas
mezclas para el transporte público.
La gran fortaleza que representa el Biodiesel como combustible radica en su
posibilidad de generarse a partir de cultivos que en nuestro país son
abundantes como la soja y el girasol entre otros, generando un rédito para el
sector agrícola y consecuentemente un descenso del desempleo.
Proviene de un recurso renovable.
Es biodegradable.
Es menos contaminante que el gasoil mineral.
Reduce partículas (smog) en más de un 50% y las emisiones de CO2.
Está libre de sulfuro, benceno y aromatizantes potencialmente
cancerígenos.
Posee productos derivados del residuo de su proceso como glicerina y
fertilizantes orgánicos.
10.- Nivel actual de utilización
El uso de biodiesel en automoción está totalmente extendido en Europa desde
los últimos 10-12 años. En países como Alemania y Austria hay más de 1.800
gasolineras que incorporan un surtidor de biodiesel (ya sea 100% o mediante
una mezcla del 2% al 30% de biodiesel y el resto de gasóleo).
La razón de realizar una mezcla con gasóleo convencional (EN590), radica en
que los aceites vegetales tienen, entre otras cosas, la particularidad de
disolver la goma y el caucho. Debido a que estos aceites vegetales son la
materia prima para la fabricación del biodiesel, dicho producto también
disuelve la goma y el caucho, materiales empleados en la fabricación de los
conductos y las juntas del sistema de alimentación de los vehículos
(latiguillos o manguitos) por lo que con el uso prolongado de biodiesel 100%,
se podrían llegar a degradar dichos conductos, produciendo algún poro o
pérdida de combustible (el biodiesel es biodegradable en un 98,3% en 21
días).
Desde mediados de los años 90, casi todos los fabricantes de vehículos
(principalmente marcas alemanas), ya han substituido dichos conductos por
conductos fabricados con materiales plásticos o derivados, con lo que el
biodiesel no los disuelve.
En España, ante la imposibilidad de controlar si los vehículos que repostan en
las estaciones de servicio están o no preparados para la utilización de
biodiesel 100%, se emplea la mezcla BDP-10 (10% biodiesel + 90%
gasóleo), y así cualquier vehículo lo puede utilizar sin ningún tipo de
problema.
Otros productores de la Unión Europea, y debido a su política comercial,
venden toda su producción a una empresa petrolera, la cual opta por la
mezcla del biodiesel en un 5% máximo en todos sus gasóleos.
PLANTAS PRODUCTORAS DE PALMA EN EL PERU