Cuidando El Medio Ambiente

Biocombustibles como sustituto de hidrocarburos.

OBJETIVO.

El objetivo de este proyecto es concientizar sobre la contaminación emitida por los automobiles debido principalmente al combustible utilizado para su funcionamiento y el uso del biocombustible como alternativa para disminuir esta contaminación.

JUSTIFICACIÓN.

Dentro de la carrera de logística y transporte el tema de los combustibles es un tema crucial, el ingeniero en logística y transporte se encarga de hacer llegar un producto a las manos del cliente final desde que este es aun materia prima, dentro del largo proceso que sigue la materia para convertirse en producto se utilizan medios de transporte los cuales utilizan combustible para poder hacer llegar cada producto a la fase siguiente, como ingeniero en logística y transporte este fue el tema que mas me llamo la atención.

Sin embargo como ciudadano me llama aun mas la atención la cantidad de vehículos que circulan actualmente en las ciudades y que día a día va en aumento. Radico en el estado de Chihuahua, y es impresionante el número de automóviles que se importan diariamente y que por consiguiente pronto se verán circulando por las calles, sin contar con el aumento al precio de los combustibles que el gobierno establecio seria mes tras mes.

Estas son las razones principales por las cuales el tema de los biocombustibles me ha llamado tanto la atención.

MARCO TEÓRICO.

La contaminación del aire en las grandes ciudades es causada principalmente por las emisiones vehiculares, sin embargo las pequeñas ciudades con alta concentración vehicular están también expuestas a una importante contaminación del aire.

En las últimas décadas el automóvil ha aparecido de forma masiva en las ciudades contribuyendo a incrementar los problemas de contaminación atmosférica como consecuencia de los gases contaminantes que se emiten por los tubos de escape. Los principales contaminantes lanzados por los automóviles son: monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos no quemados (HC), y compuestos de plomo.

No todos los vehículos lanzan los distintos tipos de contaminantes en las mismas proporciones; éstas dependerán del tipo de motor que se utilice. Los vehículos que emplean gasolina como carburante emiten principalmente monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y compuestos de plomo. La emisión de este último tipo de contaminante se debe a la presencia en algunos tipos de gasolina de tetra etilo de plomo, aditivo que se añade para aumentar su índice de octano.

Aunado a esto se encuentra el constante incremento de los combustibles, el cual en nuestro país se realiza mes con mes.

Las principales ventajas de los biocombustibles en el caso de la gasolina es que se podrán producir localmente, lo que disminuir ala dependencia del petróleo y por lo tanto el costo será mas bajo, un biocombustible podría ayudar a reducir los gases del efecto invernadero, remplazaría el uso de aditivos nocivos para la salud humana, actuaria como anticongelante lo que protegería el motor tanto del frio como del calor.

Si bien los biocombustibles actualmente representan una fuente potencial de energía renovable, aun es un campo en el cual queda mucho camino por recorrer pues la producción de estos genera altos costos aunque irónicamente también genera costos ambientales.

Sin embargo en el curso de esta primer década del siglo XXI se ha insistido por parte del gobierno norteamericano y de países europeos sobre la necesidad de generar biocombustibles como una fuente de energía alternativa, de tal forma que puedan ir sustituyendo el empleo de los hidrocarburos. En términos prácticos, el gobierno norteamericano se ha propuesto generar 20% de su consumo de energía con biocombustibles, lo que ayudaría a frenar el alza de los precios del petróleo, que a raíz de la guerra de Irak empezaron a subir de manera pronunciada en la medida que los norteamericanos se atascaban en la invasión.

PLANTEAMIENTO

Se pretende conocer el proceso para la obtención de biocombustibles, en este caso será biodiesel, mediante un experimento casero a partir de aceite comestible usado, esto con el fin de evitar el costo del aceite y determinar que tan rentable resulta fabricar biodiesel y las ventajas que este presenta con respecto a los combustibles derivados del petróleo.

DESARROLLO DEL PROYECTO

Se realizara la producción de biodiesel mediante un experimento casero, utilizaremos los siguientes elementos;

1Lt de aceite usado.

200 cm3 de metanol

3.5 gr de NaOH(Hidróxido de sodio o lo que es lo mismo sosa caustica)

Para una muestra como es nuestro caso, los gramos utilizados de sosa son suficientes, sin embargo por ser aceite usado, el cual tiene muchas impurezas, y si se quisiera preparar una cantidad mucho mayor la cantidad de sosa necesitaría ser calculada dependiendo del grado de contaminación que tenga el aceite, para calcular los gramos de sosa utilizados, el procedimiento es el siguiente;

Titulación del aceite usado.

Mezclar en un recipiente de vidrio 1 cm3 de aceite usado, 10 cm3 de alcohol isopropílico y 6 gotas de fenolftaleína (la fenolftaleína es un indicador de ph, que en soluciones acidas es incoloro, pero en presencia de bases toma un color rosado con un punto de viraje entre pH=8,0 a pH=9,8)

Con una jeringa graduada se deja caer gota a gota solución de NaOH 0,1 % p/v (0,1 gr. de NaOH cada 100 cm3 de agua destilada ) hasta viraje del color de la fenolftaleína (incoloro a rosa)

Medir el volumen de NaOH necesario para virar el indicador.

Cálculo:

1 gramo de NaOH porcada mililitro de solución de NaOH 0.1 %p/v, más 3.5 gr. de

NaOH por litro de aceite.

Ejemplo:

Si gasto 2.4 ml de solución de NaOH y quiero preparar 150 lt

2.4 gr de NaOH X 150lt = 360 g de NaOH

3.5 gr de NaOH X 150lt = 525 g de NaOH

360 g + 525 g = 885gramos de NaOH

Por cada mililitro de solución gastada se debe agregar 1 gramo extra de NaOH por litro de aceite. Normalmente 6-7 gramos de NaOH por litro de aceite usado. El aceite de restaurante requiere aproximadamente unos 3 ml de solución de NaOH. Y la grasa muy mala de comida rápida puede usar hasta 10 ml, lo que es inutilizable.

PROCEDIMIENTO DEL EXPERIMENTO.

Se disuelve el NaOH en el metanol.

Se calienta el aceite a 100oC durante unos minutos (secado del aceite).

Se deja enfriar a50oC, cuando esta en esta temperatura se agrega la mezcla de metanol/NaOH.

Agita durante una hora.

Deja reposar durante una hora.

Después del reposo, obtendremos los dos compuestos resultantes de nuestro experimento, glicerina y biodiesel, la glicerina se ira al fondo, y el biodiesel permanecerá arriba por lo que cuidadosamente podremos separarlos.

Sin embargo aunque la glicerina se separa casi por completo del biodiesel queda una cantidad mínima aun en el por lo que es necesario el lavado.

El lavado

Consiste simplemente en agregarle agua al combustible y agitarlo bruscamente por un tiempo de cinco minutos. Al dejar reposando para separar las fases, el agua con las impurezas irá al fondo del recipiente y el biodiesel quedará en la parte superior. El lavado se debe repetir hasta que el agua se observe limpia (libre de jabón),generalmente con dos lavados es suficiente.

El lavado es la primer prueba de calidad del biocombustible, si al agitarlo con agua, el biodiesel posee mucho jabón, la emulsión que se forma no se separa o tarda mucho en separarse, si el biodiesel obtenido es de buena calidad la separación se logra en unos minutos. El lavado con agitación es rápido y económico (en agua y tiempo); el único requisito es una reacción de transesterificación bien hecha. Para no preocuparnos por el lavado hay que lograr que la reacción sea lo más perfecta posible, esto va a depender del secado y de una buena titulación del aceite

Antes de utilizar el biodiesel en el motor, es vital extraer toda el agua del combustible, pues el agua puede resultar muy dañina para el motor. El secado con burbuja consiste en conectar un compresor de aire a un trozo enrollado de tubería de cobre con pequeños agujeros. Aquí es importante tener un recipiente ancho para crear la mayor superficie de contacto posible entre el aire y el biodiesel. También es importante tener un sistema de burbujeo que pueda trasmitir burbujas a través de todo el biodiesel. Este método se basa en crear una interface entre el biodiesel y el agua para contribuir a que esta se evapore del biodiesel.

PROPIEDADES QUIMICAS DE LAS SUSTANCIAS A UTILIZAR:

-Aceites.

El aceite de maíz tiene un nivel relativamente bajo de ácidos grasos saturados y contiene vitamina E en mayor cantidad que cualquiera de los otros aceites.

El aceite de canola posee el nivel más bajo de grasas saturadas en comparación con los otros aceites vegetales, y un contenido relativamente alto de ácidos grasos monoinsaturados. Tiene menor cantidad de vitamina E que el de girasol y el de maíz.

El aceite de girasol tiene un alto contenido de ácidos grasos poliinsaturados y contiene ácido linoleico en mayor cantidad que los otros aceites.

El aceite de oliva es el que contiene mayor cantidad de ácidos grasos monoinsaturados y tiene un nivel bajo de ácidos saturados. Si el aceite de oliva es el resultado de la extracción de los frutos maduros de los olivos se le denomina virgen o extravirgen; cuando se extrae de los orujos, es decir, del residuo del primer prensado de las aceitunas, el producto es de menor calidad y no puede ostentar la denominación de virgen.

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