Produccin de Biodiesel a partir de AVR de una cadena de restaurantes en Mexicali, B.C.

Produccin de Biodiesel a partir de AVR de una cadena de restaurantes en Mexicali, B.C.Biocombustibles

Jess Armando Aguilar JimnezJos Antonio Carrazco ArtecheJuan Manuel Cervantes SalazarRodrigo Emmanuel Valenzuela28 de mayo del 2015

ContenidoLista de figuras2Resumen3Introduccin3Objetivo3Justificacin4Marco terico4Biodiesel5Situacin internacional6Materias primas para la sntesis de biodiesel7Mtodos de obtencin del biodiesel8Transesterificacin10Purificacin del biodiesel12Lavado del biodiesel utilizando agua13Metodologa15Encuesta16Estimacin del potencial de produccin del biocombustible17Estudio de Mercado18Situacin actual.18Anlisis FODA.19Competencia.19Descripcin de la organizacin humana y jurdica que se requiere para la correcta operacin del proyecto.20Normativa comunitaria20Normativas en Mxico.20Costo de Produccin del Biodiesel21Estimacin de las emisiones asociadas a la combustin del biocombustibles y porcentaje de reduccin o incremento (Factores de emisiones)21Conclusin24Anexo25Referencias27

Lista de figuras

Figura 1. La planta de biodiesel, ubicada en puerto Chiapas, es la primera en el pas en contar con el permiso de la Secretara de Energa para la produccin, almacenamiento y comercializacin de ese biocombustible (imagen tomada de: www.huixtlaweb.com).5Grfica 1. Precio del barril de petrleo crudo histrico. Fuente: EIA7Tabla 1. Comparacin de distintas fuentes de materia prima para la produccin de biodiesel [2]8Tabla 2. Diferentes mtodos de produccin de biodiesel [3]9Reaccin 1. Transesterificacin11Reaccin 2-4. Reacciones reversibles en la transesterificacin11Figura 2. Proceso de produccin y purificacin de biodiesel [4]13Tabla 3. Especificaciones de calidad del biodiesel (B100) de acuerdo a la norma ASTM D6751-08a relativas al proceso de purificacin13Figura 3. Logo del restaurante Carls Jr.16Figura 4. Mapa de la ciudad de Mexicali con ubicaciones de los establecimientos de Carls Jr.17Figura 5. Magnesol XL y Aceite Ave utilizados en el establecimiento18Grfica 2. Biocombustible producido19Grfica 3. FODA20Tabla 4. Emisiones de GEI22Grfica 4. Emisiones CO223Grfica 5. Emisiones N2O23Grfica 6. Emisiones CH424

Resumen

La sustitucin de los combustibles denominados fsiles o tradicionales, derivados del petrleo, por otros, de origen biolgico, representa uno de los grandes retos que enfrenta la humanidad actualmente. Una de las alternativas ms factibles para reemplazar el disel de petrleo es la produccin de biodiesel. ste es un combustible renovable derivado de aceites vegetales (comestibles o no comestibles; nuevos o usados) y grasas animales que posee propiedades similares a las del petrleo. Adems, se ha encontrado que con el uso de biodiesel se logran reducir las emisiones de monxido de carbono, azufre, hidrocarburos aromticos y partculas slidas. La manera convencional de sintetizar biodiesel es mediante la transesterificacin de aceites vegetales con metanol y catlisis homognea bsica [1]. El presente trabajo muestra un estudio de produccin de biodiesel a partir de aceite vegetal residual (AVR) a partir de los residuos de la cadena de restaurantes Carls Jr en la ciudad de Mexicali, proponiendo su uso en el sector transporte en una compaa de fletes.Introduccin

Actualmente, entre los principales problemas que enfrenta la humanidad, destacan el deterioro ambiental y la crisis energtica. Una de las principales causas de la contaminacin del aire es la quema de combustibles fsiles, ya que la combustin de los mismos produce grandes cantidades de gases de efecto invernadero (dixido de carbono, xidos de nitrgeno), xidos de azufre, hidrocarburos no quemados y cenizas finas. Adems, este recurso natural es una fuente energtica no renovable y, a ltimas fechas, se ha informado que las reservas mundiales tarde o temprano se agotarn. Se estima que el petrleo se acabar en 41 aos, el gas natural en 63 aos y el carbn en 218 aos.Por estas razones, hay inters en el desarrollo de fuentes de combustible alternativas y ms limpias. Estudios recientes indican que existen otras fuentes energticas, las cuales tienen emisiones extremadamente bajas y que parecen tener el potencial para convertirse en fuentes de sustitucin de energa para la propulsin de automviles, entre ellas destacan: alcoholes, gas natural, hidrgeno y biodiesel.Objetivo

Elaboracin de biodiesel a partir de aceites vegetales residuales de restaurantes locales, para mezclarlo con disel que utilizan en el sector transporte, como una forma de reduccin en el consumo de combustibles fsiles y reduccin en la generacin de gases de efecto invernadero.Justificacin

A diario se observa que la contaminacin ambiental es obra principal del hombre, debido al desarrollo de la evolucin industrial; generando de esta manera un empobrecimiento de los recursos naturales. Sin embargo, crece la necesidad de buscar alternativas, con el fin tanto de preservar estos recursos como de evitar el incremento de dicha contaminacin. Por lo anterior, la importancia de la realizacin de este trabajo es enfocada a brindar informacin de la alternativa de la utilizacin del biodiesel, que genere cambios ambientales, industriales y econmicos, no reducindolos totalmente pero s ayudando a que estos no se incrementen; como lo es la produccin del biodiesel que cuenta con las caractersticas necesarias para mejorar la calidad del medio ambiente.

Marco terico

El biodiesel es un combustible lquido producido a partir de materias renovables, como los aceites vegetales o grasas animales, que actualmente sustituye parcial o totalmente al disel de petrleo en los motores disel. De acuerdo con algunas empresas en Estados Unidos, Francia, Alemania, Brasil y Argentina, que ya usan biodiesel, al incorporarlo a un motor convencional se reducen las emisiones de monxido de carbono, xidos de azufre, hidrocarburos aromticos y partculas slidas. Puede funcionar en cualquier motor disel, y se presume que duplica la vida til de los vehculos, no obstante, algunas de sus propiedades (alta viscosidad, baja volatilidad, menor poder calorfico, estabilidad a oxidacin, etc.) deben ser mejoradas para poder lograr reemplazar a 100% el uso de combustibles fsiles.As pues, el biodiesel, al producirse nicamente a partir de aceites vegetales o grasas animales, es renovable y biodegradable. La produccin de biodiesel no es algo nuevo, ya que la idea de usar el aceite vegetal como combustible se remonta a 1895, fecha en la cual se empieza a concebir un motor tipo diesel. La idea fue desarrollada por Rudolf Diesel, que en 1909 fabric el primer motor disel que funcionaba con aceite vegetal (man o cacahuate). En 1912, Rudolf Diesel dijo, el uso de los aceites vegetales como combustible en el motor puede parecer insignificante hoy, pero tales aceites pueden convertirse, con el curso del tiempo, en algo tan importante como el petrleo [3].Para lograr que el biodiesel se convierta en una alternativa energtica real, se necesita que este producto no slo presente caractersticas equivalentes a las del petrodisel, sino tambin que en el conjunto de procesos de obtencin, se consigan balances energticos positivos y llegue al mercado con un costo similar al del disel de petrleo. Actualmente, ste es el principal obstculo para la comercializacin del biodiesel.La principal causa del elevado costo de este biocombustible radica en el empleo de aceites comestibles vrgenes para su produccin; es por esto que recientemente se ha explorado la utilizacin de aceites reciclados o aceites no comestibles en la produccin de biodiesel. Por ejemplo, en Mxico, Chiapas es pionero en el uso de biodiesel en transporte pblico. Chiapas tiene establecidas 10 mil has de jatropha, con un potencial para producir hasta 12 mil litros de biodiesel al da en una planta. La planta chiapaneca de biodiesel (figura 1) cuenta con doble tecnologa de punta para producir 20 mil litros de combustible al da [1].

Figura 1. La planta de biodiesel, ubicada en puerto Chiapas, es la primera en el pas en contar con el permiso de la Secretara de Energa para la produccin, almacenamiento y comercializacin de ese biocombustible (imagen tomada de: www.huixtlaweb.com).

La produccin de biocombustibles lquidos a partir de la biomasa ha sido un gran logro de la biotecnologa, porque son una fuente renovable y abundante en lugares donde los combustibles lquidos derivados de petrleo no estn disponibles. En aos recientes se han estudiado los impactos econmicos y ambientales de la produccin de biocombustibles como etanol, metano, hidrgeno, y biodiesel. Resaltando la importancia del estudio de la produccin de biodiesel, debido a que es la nica tecnologa capaz de sustituir el consumo de combustibles derivados de petrleo, principalmente aquellos destinados para el sector de transporte. Adems ofrece ventajas ambientales como la reduccin de emisiones de GEIs hasta el 70-90% con respecto al diesel convencional [2].

BiodieselLa ASTM (American Society for Testing and Materials) define el biodiesel como el ster monoalqulico de cadena larga de cidos grasos derivados de recursos renovables, tales como aceites vegetales o grasas animales, para utilizarlos en motores diesel. Se presenta en estado lquido y se obtiene a partir de recursos renovables como aceites vegetales de soja, colza/canola, girasol, palma y otros, como as tambin de grasas animales, a travs de un proceso denominado Transesterificacin [1].Se han hecho esfuerzos considerables para el desarrollo de derivados lipdicos (triglicridos) que se asemejen a las propiedades y comportamiento de energticos a base de hidrocarburos fsiles. Los principales asociados a la bioconversin de triglicridos en biodiesel son las altas viscosidades, baja volatilidad y la poliinsaturacin [2].El biodiesel tiene las principales ventajas de ser una fuente de energa potencialmente renovable y biodegradable, durante su combustin produce menos emisiones nocivas de sulfuros, hidrocarburos aromticos y partculas de holln, posee propiedades lubricantes que reducen el desgaste de los motores, es un producto seguro para su transporte y manejo debido a su elevado punto de inflamacin (150 C) y baja volatilidad. Adems, el biodiesel puede utilizar la infraestructura actual de almacenamiento y de distribucin para el disel de petrleo.

Situacin internacional

Estados Unidos de Norteamrica es el pas con mayor produccin de biodiesel (6,800 ML/ao) seguido por Alemania (3,446 ML/ao) y Francia (2,301 ML/ao) (European Biodiesel Board, 2012; NBB US National Biodiesel Board, 2013). Pases emergentes como Malasia, China, Brasil, Colombia, Argentina e Indonesia, desarrollan tecnologas promisorias en la industria del biodiesel. Y se estima que la produccin mundial del biocombustible incrementar considerablemente con un mercado de 168,206 millones de litros para el 2016. A pesar de la tendencia de consumo y produccin de biodiesel, la realidad es que no ser un producto econmicamente competitivo mientras no cuente con el subsidio del gobierno y cuando el precio del crudo de petrleo est por encima de los USD$100 por barril; hoy en da el costo por barril es de aproximadamente USD$63 por barril (Departamento de Energa de los Estados Unidos: World Crude Oil Prices, 2015). Sin embargo, ms de la mitad de los costos de produccin son dependientes del precio de la materia prima, por ende, la reduccin de los costos est estrechamente ligada a la optimizacin en los precios de la fuente de produccin [2].

Grfica 1. Precio del barril de petrleo crudo histrico. Fuente: EIA

Materias primas para la sntesis de biodieselLos principales sustratos para producir biodiesel son aceites vegetales extrados de plantas oleaginosas, cuyo costo representa cerca del 70% del costo total de produccin; lo cual indicara que los aceites vegetales ms apropiados son aquellos de cultivos con las mayores productividades por hectrea (Tabla 1) o aceites de bajo costo como aceites de cocina gastados. La constitucin bsica de los aceites vegetales es del 90-98% de triglicridos y una pequea cantidad de mono y diglicridos; los cuales contienen usualmente cidos grasos libres, agua, esteroles, fosfolpidos, odorantes y otras impurezas.Las ventajas que ofrecen los aceites vegetales como materia prima para biodiesel son su portabilidad, disponibilidad inmediata, regeneracin, bajo contenido de sulfuros, alto contenido energtico (aproximadamente 88% del combustible D2) y biodegradabilidad. Las principales desventajas son la alta viscosidad, baja volatilidad, la reactividad de las cadenas de hidrocarburos insaturados y la competencia por suelos cultivables y alimento humano.Una alternativa al uso de aceites vegetales como fuente para la generacin de biodiesel es el aceite vegetal residual (AVR) como medida para reducir costos de produccin, el AVR sera una buena opcin como material crudo debido a que es 2-3 veces ms barato que el aceite vegetal virgen. La conversin AVR en metil-steres mediante el proceso de transesterificacin reduce la viscosidad a una sptima parte, reduce el peso molecular a una tercera parte, incrementa ligeramente la volatilidad y reduce el punto de fluencia considerablemente. Sin embargo, la produccin de biodiesel a partir de AVR es un gran reto debido a la presencia en gran cantidad de componentes indeseables como cidos grasos libres y agua, que disminuyen la eficiencia de bioconversin del biodiesel.Tabla 1. Comparacin de distintas fuentes de materia prima para la produccin de biodiesel [2]

Una alternativa al uso de aceites vegetales como fuente para la generacin de biodiesel es el aceite vegetal residual (AVR) como medida para reducir costos de produccin, el AVR sera una buena opcin como material crudo debido a que es 2-3 veces ms barato que el aceite vegetal virgen. La conversin AVR en metil-steres mediante el proceso de transesterificacin reduce la viscosidad a una sptima parte, reduce el peso molecular a una tercera parte, incrementa ligeramente la volatilidad y reduce el punto de fluencia considerablemente. Sin embargo, la produccin de biodiesel a partir de AVR es un gran reto debido a la presencia en gran cantidad de componentes indeseables como cidos grasos libres y agua, que disminuyen la eficiencia de bioconversin del biodiesel.

Mtodos de obtencin del biodiesel

La tabla 2 muestra los mtodos disponibles para transformar los aceites vegetales en carburantes. Realmente, solo en el ltimo caso (transesterificacin) se obtiene un verdadero biodiesel. Hay cuatro formas principales de transformacin: el uso directo de aceites y mezcla de las mismas con gasleo mineral, micro-emulsiones, craqueo trmico y transesterificacin. Como se ha indicado, el mtodo ms comnmente utilizado para la obtencin de biodiesel es a travs de la transesterificacin de aceites vegetales o grasas animales. Las principales ventajas de los aceites vegetales como combustibles disel es la disponibilidad, ser renovables, tener menor contenido de azufre y contenido de aromticos y ser biodegradables. Las principales desventajas de aceites vegetales como combustible diesel son una mayor viscosidad, menor volatilidad y la reactividad de las cadenas de hidrocarburos insaturados. Los problemas encontrados en las pruebas de motor a largo plazo, de acuerdo con diversos investigadores, pueden ser: formacin de coque en los inyectores, ms depsitos de carbn y el engrosamiento y la gelificacin del aceite lubricante del motor. La dilucin de los aceites vegetales con solventes disminuye la viscosidad y resuelve algunos problemas de rendimiento del motor como la formacin de coque de inyeccin y depsitos de carbn. La viscosidad del aceite se puede reducir mediante la mezcla con etanol puro. Alcoholes de cadena corta, como etanol y metanol, fueran empleados para formar microemulsiones, reduciendo la alta viscosidad de los aceites vegetales [3].

Tabla 2. Diferentes mtodos de produccin de biodiesel [3]

Transesterificacin

En la reaccin de transesterificacin de un aceite o grasa animal, los triglicridos reaccionan con un alcohol, generalmente metanol o etanol, produciendo steres (biodiesel) y glicerina, tal como se muestra en la reaccin 1. Para que la reaccin transcurra a una velocidad adecuada, es necesaria la presencia de un catalizador en el medio.

Reaccin 1. Transesterificacin El proceso global implica una secuencia de tres reacciones reversibles en serie consecutivas (reacciones 2 a 4).

Reaccin 2-4. Reacciones reversibles en la transesterificacinEn el primer paso, de los triglicridos se obtiene el diglicrido, a continuacin, del diglicrido se produce el monoglicrido y en el ltimo paso, de los monoglicridos se obtiene la glicerina. Como consecuencia de lo anterior, durante el proceso se liberan tres molculas de steres metlicos, es decir, tres molculas de biodiesel. La relacin estequiomtrica entre el alcohol y el aceite es 3:1. Sin embargo, dado el carcter reversible de las reacciones, un exceso del alcohol es apropiado para desplazar la reaccin hacia la derecha, es decir, hacia el producto deseado [3]. Las variables ms relevantes en este tipo de operacin son las siguientes: Materia prima Temperatura de la reaccin Relacin molar alcohol - aceite vegetal Tipo y cantidad del catalizador Velocidad de la agitacinEn la reaccin de transesterificacin alcalina se utiliza como catalizador hidrxido de sodio o potasio, entre 0.7 a 1.0% en peso y una relacin molar de metanol 6:1 y en ocasiones de 9:1 como exceso (la estequiometria maneja 3:1, pero para mejorar la eficiencia se realiza lo anterior). Las condiciones de reaccin son 60C por una hora y agitacin intensa; debido a esta ltima, la glicerina obtenida se dispersa en el medio en formas de partculas pequeas, provocando que se requiera mayor tiempo para decantarla.La reaccin de transesterificacin en los mejores casos tiene una eficiencia entre el 95 al 98%, por lo que parte de la materia prima que no reaccion se encuentra presente en los productos obtenidos, y estos residuos son considerados contaminantes que deben ser removidos [4].

Purificacin del biodiesel

El proceso de purificacin de biodiesel comienza con la separacin de los steres y la glicerina, utilizando para ello un equipo decantador, en el cual, se aprovechan la diferencia de densidades y el efecto de la gravedad, para separarlos; donde la segunda arrastra consigo la mayor parte de jabn, catalizador y alcohol. Al mismo tiempo que se realiza la decantacin, se efecta la recuperacin del metanol remanente, para utilizarse en el siguiente lote de produccin de biodiesel (ver Grfica 2). Finalizada la decantacin, y debido a la presencia de catalizador residual en el biodiesel, se neutraliza con cido fosfrico o actico. Enseguida se procede al lavado del biodiesel utilizando agua [4].Para que el biodiesel se considere aceptable, debe cumplir con los parmetros definidos en la norma ASTM D6751-08a. En la Tabla 3, se muestran las especificaciones de calidad del biodiesel (B100) relativas al lavado y acorde a la norma mencionada con anterioridad.

Figura 2. Proceso de produccin y purificacin de biodiesel [4]

Tabla 3. Especificaciones de calidad del biodiesel (B100) de acuerdo ala norma ASTM D6751-08a relativas al proceso de purificacin

Lavado del biodiesel utilizando agua

El proceso de purificacin de biodiesel, no se encuentra regulado bajo ninguna norma, por lo que cada productor implementa la tcnica que mejor se ajuste a sus necesidades, con el fin de alcanzar la calidad aceptable del biodiesel, definido en la norma ASTM. Cabe sealar, sin embargo, que el lavado de biodiesel, se encuentra en funcin de la materia prima o calidad de la misma, dado que es comn que la presencia de cidos grasos libres conduzca a la saponificacin de la reaccin, dificultando el proceso de lavado.Para el proceso de lavado es necesario que el agua empleada presente la menor cantidad de iones disueltos e impurezas, de lo contrario, estos sern transferidos al biodiesel. A continuacin se presentan las principales tcnicas utilizadas para el lavado del biodiesel, empleando agua como medio de arrastre para las impurezas [4].1. Lavado con niebla. Consiste en rociar una nube de pequeas gotas de agua, sobre la superficie del biodiesel, de igual volumen que el combustible a procesar, sin generar turbulencia. El agua arrastra hasta el fondo del contenedor las impurezas. Este procedimiento se repite 3 veces. Algunas de sus desventajas, radican en que es un proceso lento y requiere de un volumen de agua considerable.2. Lavado por burbujas de aire. Esta tcnica requiere de la adicin de aire por la parte inferior del recipiente, que contiene 1.5 veces ms de agua que de biodiesel. Las burbujas de aire suben atravesando primero el agua y luego el biodiesel. Cada burbuja de aire queda cubierta por una fina pelcula de agua que interacta con el combustible y cuando la burbuja llega a la superficie, se rompe provocando la formacin de pequeas gotas de agua, que vuelven al fondo, arrastrando las impurezas. Se sugieren cuatro lavadas consecutivas. Algunas de las desventajas de este proceso es que requiere de bastante tiempo y debido a la integracin de aire, produce oxidacin del biodiesel.3. Lavado por agitacin. Esta forma de lavado, requiere de un contenedor con un dispositivo tal que, aporte la energa para agitar la mezcla biodiesel-agua, en cantidades iguales hasta que tenga un aspecto lechoso homogneo, se deja reposar y, si no emulsiona se contina con la decantacin del agua. Este procedimiento se realiza 3 veces. Como ventajas se tiene que es rpido y efectivo, no oxida el combustible. Por otra parte es riesgoso, debido a que evidencia un biodiesel de mala calidad, al formar una emulsin biodiesel-agua.4. Lavado por chorro de agua. Este mtodo es sugerido cundo el biodiesel no es de buena calidad; consiste en suministrar agua en flujo constante de tal forma que perturbe al biodiesel lo menos posible, en cantidad 5 veces la cantidad del biodiesel. Las ventajas son que evita la emulsificacin y es rpido; en contraparte consume un volumen de agua considerable.

MetodologaEl pas de Mxico es una de los principales consumidores de comida chatarra en el mundo (por no decir que tenemos el primero o segundo lugar) lo que significa un gran consumo de grasas y aceites para la produccin de este tipo de alimentos. Hasta hace poco tiempo ya se le da importancia a la generacin de combustibles alternos por medio del uso de aceites vegetales y de grasas animales como materia prima, con el propsito de reducir la contaminacin por la combustin de combustibles fsiles en el sector transporte, y por otro lado reducir la contaminacin del medio ambiente al desechar todos estos aceites y grasas.Con el fin de reducir la contaminacin antes mencionada, se propuso la produccin de biodiesel a partir de aceites vegetales residuales (AVR) de una gran cadena de comida rpida como lo es Carls Jr de Mxico. Carls Jr es un restaurante muy conocido a nivel internacional y en especial en Estados Unidos que es su pas de origen. Su gran popularidad lo obligo a expandirse internacionalmente tomando poder en el sector alimenticio de comida rpida en Mxico. Este lugar se caracteriza por ofrecer a sus clientes una gran variedad de hamburguesas, ensaladas, papas fritas, refrescos y postres como alimentos para el gran apetito mexicano, siendo la produccin de papas fritas lo importante en este proyecto.

Figura 3. Logo del restaurante Carls Jr.

Se realizar el proyecto con todos los restaurantes de esta cadena comercial en Mexicali, ya que este lugar es de los ms concurridos a la hora de buscar comer hamburguesas en la ciudad, por lo cual tienen muchos clientes, necesitando una gran cantidad de comida y en especial de papas fritas ya que tienen fama de ser muy buenas.Tiene una presencia bien distribuida por la ciudad con siete sucursales en Mexicali, las cuales son las siguientes: Carls Jr. Lzaro Crdenas y Calle Cuarta, Plaza Tec. Carls Jr. Benito Jurez y Lzaro Crdenas, Plaza Centenario. Carls Jr. Lzaro Crdenas y Calle H. Colegio Militar, Plaza Galerias Carls Jr. Adolfo Lpez Mateos, Plaza Caballito Carls Jr. Adolfo Lpez Mateos, Plaza Cachanilla Carls Jr. Benito Jurez y Calzada Cuauhtmoc Carls Jr. Calzada Cetys, Plaza San Pedro Como se pueden apreciar en un mapa de Mexicali, se tiene una red bien distribuida en la cual siempre se tiene una sucursal en un tiempo corto de viaje. En la imagen siguiente se muestran las ubicaciones en un mapa de Mexicali.

Carls Jr.Carls Jr.Figura 4. Mapa de la ciudad de Mexicali con ubicaciones de los establecimientos de Carls Jr.

EncuestaSe realizaron encuestas de investigacin en dos establecimientos de la cadena de restaurantes, en las ubicadas en Benito Jurez-Lzaro Crdenas y Justo Sierra-Calzada Cuauhtmoc. Se habl con el gerente de cada lugar y ambos tuvieron respuestas iguales en cuanto a la materia prima y cantidades que se utilizaban. Se encontr que en cada restaurant se reciclan en promedio 70 Litros de aceite a la semana, los cuales se donan a dos empresas recolectoras de aceite, Bioregeneradora y Biorec, las cuales tambin nos comentaros que lo utilizan para producir combustibles con estos. Utilizan aceite vegetal comestible de la marca Ave, el cual est fabricado en su mayora de soya con un poco de algodn. Tambin se mencion en las encuestas que se utilizaba en el aceite el producto llamado Magnesol XL, el cual es un polvo que absorbe los restos en el aceite para alargar la vida de este y mejorar la calidad de la comida. En anexos se presentan las encuestas.

Figura 5. Magnesol XL y Aceite Ave utilizados en el establecimiento

Estimacin del potencial de produccin del biocombustible

Considerando que los procesos de obtencin de biodiesel a partir tanto de aceites vegetales residuales, como las grasas de ganado bovino, tienen un rendimiento aproximado del 80% [5]. Con la informacin encontrada en estudios anteriores se puede calcular el potencial de produccin de biodiesel a partir de AVR, conociendo que la cantidad de AVR desechado por los Carls Jr. es de 70 litros semanales y que en Mexicali hay 7 de ellos, el potencial de produccin de biodiesel es de aproximadamente 18,816 litros anuales, tomando en cuenta la iniciativa a reforma de la ley de promocin y desarrollo de los bioenergticos se menciona que la mezcla mnima que se quiere tener para el ao 2017 es de B6, la produccin de esta mezcla seria de 313,600 litros anuales.

Grfica 2. Biocombustible producidoEstudio de MercadoSituacin actual.

De acuerdo a nuestra investigacin se cuenta en Mexicali, Baja California 7 restaurantes de Carls Jr establecidos durante el ao 2015. Tomando esta informacin, as como resultados de un estudio exploratorio efectuado por estudiantes de la UABC, de la carrera Ingeniera de energas renovables, se estim que la generacin de aceites vegetales residuales en estos restaurantes es de aproximadamente 23520 litros anuales, slo considerando el sector de preparacin de alimentos.Los desechos de aceites vegetales residuales que se hay en los restaurantes de Carls Jr, son de 23520 litros, por desechos de los diferentes restaurantes de comidas rpidas que se hay en esta ciudad, con esta cantidad de AVR considerando que los procesos de obtencin de biodiesel a partir tanto de aceites vegetales residuales, como las grasas de ganado bovino, tienen un rendimiento aproximado del 80% y as poder tener 18816 litros, de acuerdo a esto nosotros utilizaremos una mezcla B6 en los camiones y se obtienen 313600 litros anuales, as abasteciendo 19.96% en consumo de las unidades que abastecer en vez de 1.02 si solo utilizramos B100. Es por ello, y por sus caractersticas de ubicacin y climatolgicas que presenta condiciones favorables para la implementacin de proyectos de biocombustibles.

De acuerdo con la empresa de transporte personal especializado que es nuestro mercado, se reportaron 23 unidades de camiones en la ciudad de Mexicali Baja California, con un consumo diario de 185 litros lo cual genera un consumo anual de 1,553,075 de diesel por camin, del cual nada utiliza biocombustibles para ayudar a satisfacer el consumo de estos lo que lo hace un excelente mercado de trabajo.

Anlisis FODA.

Grfica 3. FODACompetencia.

En el mercado la competencia es el diesel pero como nosotros usaremos una mezcla de B6, podremos competir con este al mismo precio, por la homologacin que se tiene con California, por los precios que se tienen en esta ciudad, y por ser frontera con ella.Otra competencia que tendremos es la bioregeneradora ya que actualmente esta empresa, le ofrece a Carls Jr el servicio de llevarse el aceite residual vegetal a cambio de hacer el mantenimiento en la tubera de las freidoras y adems de la trampa de grasa.

Descripcin de la organizacin humana y jurdica que se requiere para la correcta operacin del proyecto.Normativa comunitariaEn el marco del protocolo de Kyoto y a raz de la creciente preocupacin de algunos pases por reducir sus emisiones de CO2 y los otros cinco gases de invernadero, existe un proceso de elaboracin de nuevas legislaciones en materia de produccin energtica en los pases que han ratificado el protocolo.En la nueva reforma se ha tomado lograr los siguientes puntos: La reduccin de un 20% de las emisiones de gases de efecto invernadero de aqu a 2020 en comparacin con 1990. Este porcentaje llegar al 30% si otros pases ricos se comprometen a reducciones comparables y los que estn en desarrollo colaboran en este objetivo en un acuerdo global y completo a partir de 2012, fecha en que expira el Protocolo de Kyoto. Lograr una cuota mnima de un 10% de biocombustibles (obtenidos de biomasa o de materias agrcolas) en el consumo total de gasolina y gasleo de transporte en 2020.Normativas en Mxico.Iniciativa de reforma de ley de promocin y desarrollo de bioenergeticos.La ley actual se enfoca a una sola etapa de la produccin de biocombustibles y no hace referencia a ellos, estableciendo como sinnimo bioenergticos y biocombustibles, creando una confusin dentro de la estructura de la ley, la cual establece estructural y funcional una diferencia esencial que pretendemos subsanar en el glosario de trminos en el artculo 2 contenido en la ley en mencin y en el mbito de atribuciones de las dependencias federales responsables de la aplicacin de esta ley.Con esta ley se pacta lo siguiente:En el caso de los biocombustibles renovables lquidos la mezcla de etanol anhidro y biodiesel, de biomasa 100 por ciento de produccin nacional, las metas obligatorias mnimas sern de5.8 por cientoen volumen de las gasolina y diesel (E5.8 y B5.8) que se comercializa en territorio nacional, con trmino al 31 de diciembre de 2017, y teniendo como mximo obligatorio hasta el 10 por ciento(E10 y B10)en volumen de las gasolina y diesel al 31 de diciembre del 2020, para el resto de los biocombustibles renovables las metas obligatorias se tendrn que determinar el los plazos previstos por esta ley.Costo de Produccin del Biodiesel

Las influencias principales en el costo de fabricacin de biodiesel son los siguientes: Capital y los costos de la planta, incluyendo la planta de procesamiento, servicios, catalizador, almacenamiento de materias primas y productos y edificios operativos. Materia prima utilizada en el proceso: sebo, aceite vegetal o residuos y el alcohol, ms tpicamente metanol. Tpicamente, estas plantas son propensas a tener una capacidad de menos de 10.000 toneladas anuales. Su principal inconveniente es el costo de capital relativamente alto en comparacin con plantas de gran capacidad, los costos de capital en los Estados Unidos es de $0.500 por litro producido aproximadamente para una planta de 10.000 toneladas por ao y $0.202 por litro para una planta de diez veces la capacidad [6]. Estimacin de las emisiones asociadas a la combustin del biocombustibles y porcentaje de reduccin o incremento (Factores de emisiones)

En estudios realizados por EPA se demostr que existe una reduccin en la emisin de CO2 de 78% e hidrocarburos de 67% a la atmosfera despus de quemar el biodiesel a comparacin del diesel, por el otro lado tambin se encontr un incremento del 10% en la emisin de xidos de nitrgeno; gracias a estos datos y los factores de emisin otorgados de igual manera por EPA se pudo estimar las emisiones asociadas a la combustin del biodiesel y su porcentaje de reduccin e incremento, con estos datos se obtuvo que las emisiones de GEI quedan de la siguiente forma:Tabla 4. Emisiones de GEIFactor emisin CO2 Kg/LFactor emisin CH4 Kg/LFactor emisin N2O Kg/L

Diesel2.6971966430.0001083112.11338E-05

Emisiones

DieselBiodieselDiferencia

CO250750.4520411165.09945-78%

CH42.037971140.672530476-67%

N2O0.3976529050.43741819610%

Grfica 4. Emisiones CO2

Grfica 5. Emisiones N2O

Grfica 6. Emisiones CH4

Como se puede observar el utilizar biodiesel tiene un gran impacto positivo al medio ambiente ya que disminuye los gases efecto invernadero exceptuando los xidos de nitrgeno, que para esos casos hay aditivos que ayudan a disminuirlos, en este proyecto se podra reducir las emisiones de CO2 40 toneladas anuales aproximadamente y eso tomando en cuenta que solo se est aprovechando el AVR de los Carls Jr. y solo en Mexicali.

Conclusin

Como se ha podido observar a lo largo del proyecto, el biodiesel se ha convertido en la fuente de energa del futuro. La causa de este hecho corresponde a que este combustible produce una menor contaminacin que el uso diesel o gasolina. Los estudios han determinado que el biodiesel es el nico combustible alternativo en cumplir con los requisitos de la Agencia de Proteccin Ambiental, puesto que la combustin de ste disminuye en 90% la cantidad de hidrocarburos no quemados y entre el 75-90% en los hidrocarburos aromticos, adems de proporcionar significativas reducciones en las emisiones de partculas como el monxido de carbono. Otro dato relevante sobre el uso del biodiesel es que contiene un 11% de oxgeno y est exento de azufre y estudios en Estados Unidos de Amrica han demostrado que reduce en un 90% los riesgos de contraer cncer. Otro factor relevante sobre el uso del biodiesel es que alarga la vida de los motores, en solucin acuosa logra desaparecer el 95% en tan slo 28 das. Adems posee un punto de inflamacin ms elevado (150C) que el diesel del petrleo (50C), lo que supone una medida ms de seguridad

AnexoEncuestas realizadas

Referencias

[1] Medina Ramrez, I. E.; Chvez Vela, N. A.; Juregui Rincn, J. Biodiesel, un combustible renovable. Investigacin y Ciencia de la Universidad Autnoma de Aguascalientes. 55, 62-70, 2012.[2] Luis Carlos Fernndez-Linares; Jorge Montiel-Montoya; Aarn Milln-Oropeza y Jess Agustn Badillo-Corona. Produccin de Biocombustibles a partir de Microalgas. Ra Ximhai, septiembre diciembre, ao/Vol. 8, Nmero 3, 2012.

[3] Ana Cristina Dinis Vicente Pardal. Obtencin de biodiesel por transesterificacin de aceite vegetales: nuevos mtodos de sntesis. Tesis doctoral, Universidad de Extremadura, Espaa, 2012[4] Conrado Garca Gonzlez, Gisela Montero Alprez, Marcos A. Coronado Ortega, Daniela Montes Nuez, Ana Vazquez Espinoza. Evaluacin del consumo de agua y propuesta de tratamiento del efluente residual del lavado del biodiesel. Memorias del 5to Encuentro Nacional de Expertos en Residuos Slidos, Xalapa, Veracruz, 2012.[5] Montero, G. ; Vzquez, A. ; Sosa, J. ; Campbell, H. ; Lambert, A. BIODIESEL: UNA OPCIN PARA RECUPERAR ENERGA DE ACEITES VEGETALES RESIDUALES Y GRASAS BOVINAS. II Simposio Iberoamericano de Ingeniera de Residuos, Barranquilla, 24 y 25 de septiembre de 2009.[6] John Duncan COSTS OF BIODIESEL PRODUCTION Prepared for: Energy Efficiency and Conservation Authority