Reporte de un reactor productor de biodiesel

DATOS DEL TRABAJO

Título del Trabajo: Reactor piloto para producción de biodiesel

Disciplina o disciplinas: Biología, química orgánica, física, electrónica, energías alternativas.

Integrantes del Equipo:

1.- Iván López Núñez  201334758  Ingeniería en Energías Renovables

2.- Martha Karen León Romero 201347783  Ingeniería Mecatrónica

3.- Daniel Pérez Martínez 201433825 Licenciatura en Ciencias de la Electrónica

4.- Héctor Abraham Tovar

INFORMACIÓN DEL TRABAJO

Resumen:

Es un equipo automatizado de 70 litros para la producción de biodiésel a partir de aceites vegetales, grasas animales y desechos industriales, que servirá para realizar pruebas de escalamiento. Esta formado por un reactor de acero inoxidable con capacidad de producción de 70 litros, colocado en una estructura de acero, conectado a otro tanque de menor capacidad donde se produce el metóxido. Los tanques estarán soportados por una estructura de hierro la cual contendrá un panel de control para monitorear el proceso, una bomba que automatizará el proceso y una columna de refinamiento como etapa final.

Palabras Claves:

• Biodiesel

• Aceite

• Equipo automatizado

• Escalamiento

• Acero inoxidable

• Metóxido

• Panel de control

Planteamiento del problema a resolver:

Este tipo de equipo ayuda a satisfacer la necesidad energética del país en un futuro libre de petróleo. En la actualidad, México se ha visto en la necesidad de acudir a empresas extranjeras para obtención de tecnologías en la rama de bioenergía, por lo que es necesario aportar al desarrollo de mejores procesos partiendo de las universidades públicas del país. En lo particular, el equipo permite la producción de biodiesel a pequeña escala, para uso local. Por otro lado, las empresas tienen la necesidad de evaluar las materias primas para producción de biocombustibles, en cuestión de rentabilidad, eficiencia, calidad, etcétera. Un equipo con las características del nuestro permite obtener resultados muy similares a los que se obtendrían a gran escala, sin la necesidad de gastar tanto en materias primas.

Antecedentes del Trabajo desarrollado:

Este equipo de trabajo esta formado por estudiantes de Ingeniería en Energías Renovables, por lo cual se cuenta con conocimiento suficiente sobre las necesidades ambientales y de abasto energético actual, además de buena preparación teórica y práctica en el tema de biocombustibles y manejo de biomasa, resultado de los cursos académicos y prácticas de laboratorio. Se cuenta también con experiencia de diseño y construcción de equipos productores de biocombustibles gracias a nuestra participación en anteriores convocatorias.

Justificación del Trabajo:

México tiene un enorme potencial de crecimiento. El país tiene un clima y humedad excelente para el cultivo de biomasa energética para la fabricación de biodiésel, como la jatropha, planta que produce un aceite, el cual no es comestible pero se puede emplear para la fabricación de combustibles. Ya que la jatropha no crece en los mismos suelos de cultivos alimenticios, esta planta no representa un riesgo para satisfacer las necesidades alimentarias del país, lo cual es crítico debido a los problemas de desabasto de alimento que aún persisten. La jatropha y otros cultivos energéticos ayudan a la fijación de carbono con lo que se reduce el impacto en el medio ambiente y el daño ecológico. La mayor utilización de estos combustibles detonará el crecimiento del campo, permitirá la formación de nuevas empresas, con lo que disminuirá el desempleo, lo que también conlleva menores índices de desocupación e incluso menores incides delictivos, además de apoyar el crecimiento de industrias ya existentes mediante la evaluación de rendimiento de distintas materias primas.

Fundamentación del Trabajo:

La demanda energética actual crece desmesuradamente y nuestras materias primas para satisfacer dicha demanda se agotan de manera proporcional, por lo cual la introducción de los biocombustibles para satisfacer los índices de consumo actuales pasó de ser una opción a una urgencia. De 2010 a la fecha solo se tiene registro de dos plantas productoras de biodiesel a nivel industrial en México, y debido a la demanda energética y la crisis ambiental que se vive hoy en día, es indispensable el comenzar a apoyar y desarrollar esta tecnología en el país.

Objetivo:

Hoy en día nuestra principal fuente de combustible es el petróleo y ante el inminente agotamiento de este recurso México está volteando al uso de energías alternativas. Se espera que la industria de los cultivos energéticos crezca 1 millón de hectáreas anualmente. En el caso del estado de Puebla se tiene un alto potencial para el cultivo de jatropha que es empleada para fabricar biodiesel. Solo en el mercado de biodiesel en México, en un escenario conservador, existe un potencial de 160 millones de dólares anuales. Este es un gran beneficio para la economía del país, generando miles de empleos directos en las fábricas, como indirectos en el campo.

Objetivos específicos:

-Desarrollar y mejorar equipos para la elaboración de biodiesel y ofrecer nuestra tecnología a grandes y pequeños productores

-Introducir en el mercado nuevas opciones para producir nuestros propios combustibles, que sean fáciles de manipular y accesibles en precio y tamaño incluso para uso casero.

-Apoyar el despertar ecológico que se está teniendo en la sociedad, mediante el uso de energías renovables y reciclaje de desechos.

-Crear un catálogo con las diferentes materias primas y su rendimiento en la elaboración de biodiesel para apoyar la producción a gran escala.

-Aumentar la cantidad de cultivos y áreas con sembradíos aptos para la generación de biocombustibles y beneficiando de esta manera el crecimiento del sector agrícola e

impactando de manera positiva en el medio ambiente mediante la fijación de CO2.

Metodología:

Nos hemos propuesto alcanzar nuestros objetivos mediante la inscripción de nuestro proyecto en convocatorias  y programas de apoyo al emprendimiento juvenil, esto con la finalidad de obtener recursos para la construcción del prototipo y mejoramiento del mismo. Pretendemos dar a conocer nuestro producto haciendo uso del internet, redes sociales y mediante canales de promoción de socios comerciales que se han interesado en nuestra propuesta, además de la obligada participación que deberemos tener en expos y convenciones destinadas a la promoción de energías alternativas y cuidado del medio ambiente. También hemos considerado acercarnos al sector agrícola por medio de apoyo y asesoramiento sobre el mejor aprovechamiento de áreas sin cultivar para sus tierras y funcionando como intermediarios entre agricultores que suministraran materia prima, y productores de biocombustibles. Logrando de esta manera impulsar el crecimiento de la tecnología de forma global.

Aspectos de Innovación:

Este prototipo es un diseño mexicano, realizado por jóvenes emprendedores de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, que además de funcionar como modelo escalable, pretende ser un reactor para la fabricación casera de biodiésel. Tiene como propuesta la posibilidad de mejorar el proceso al incluir un panel de control que lo hace un equipo automático y seguro, además de la introducción de una manera alternativa de purificado sin uso de agua, lo que lo convierte en un equipo amigable con el medio ambiente, Se logrará poner al alcance de cualquier persona la creación de sus propios combustibles, de manera sustentable, promoviendo el reciclaje y la protección al medio ambiente, Además de  brindar la posibilidad de producir lotes de buena calidad de biodiésel  también, se podrán hacer pruebas de diferentes materias primas, para agilizar la búsqueda continua de mejoramiento de los procesos de fabricación.

Análisis de Resultados:

La producción de biodiesel a partir de desechos industriales y cultivos energéticos es un  proceso industrial ya probado y desarrollado, aunque su competencia con los combustibles convencionales se encuentra en extremo rezagada. Los resultados de las evaluaciones indican que la producción de cultivos como jatropha y canola en México presentan mejor perfil ambiental y menor demanda de agua y de energía comparada con los cultivos tradicionales. En ambos cultivos, los fertilizantes minerales aportan la mayor contribución a las cargas ambientales. Los resultados en temas de biocombustibles muestran que la futura producción de biodiesel de jathopha y canola en México, en un escenario comparado a los consumos actuales, presenta menor impacto que el diésel fósil en potencial de calentamiento global (PCG), demanda de energía, agotamiento de la capa de ozono y agotamiento de recursos abióticos. El PCG del biodiesel en este escenario es 2,1 kg CO2 equiv./kg, representando un 40% de ahorro de emisiones de efecto invernadero con respecto al diésel. En la demanda de energía, el biodiesel muestra un 62% de ahorro con relación al diésel y una eficiencia energética igual a 2,1.

Bibliografía:

http://www.pueblaonline.com.mx/index.php?option=com_k2&view=item&id=23857:méxico-y-el-mundo-del-biodiesel&Itemid=137

http://www.bioenergeticos.gob.mx/index.php/biodiesel/costos-del-proceso-de-produccion.html

http://www.colpos.mx/wb_pdf/Notas/9%20Presentacion%20Evento%20Colpos%20Chapingo%20291113.pdf

http://www.sefome.gob.mx/foroenergiacolima/Foro%20de%20Energia/pdf16072010/SOLBEN.pdf

http://www.indmass.com.mx/detalle.php?dt=529

Inversión inicial: