UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS E.A.P. Ingeniería Mecánica de Fluídos EMPLEO DE BIOCOMBUSTIBLES COMO FUENTE DE ENERGIA CALORIFICA EN EL PERU Autores:  Deudor Malpazo, Yhon  Sivipaucar Gómez, Clodoaldo  Marcos Huatuco, Rubén  Olivera Macedo, Lorena Asesores: Ph.D. Ing. Valderrama Romero, Andrés Ing. Gamboa Alarcón, Nykue

Plantas Oleaginosas para la obtención del Biodiesel

OBTENCION DE BIODIESEL A PARTIR DE ACEITES VEGETALES ACEITE VEGETAL + METHANOL CATALIZADOR ESTERES + GLICERINA 1 TON TON 1.05 TON TON Calentamiento Aceites vegetales Filtración Transesterificación y separación de fases Preparación de catalizador Alcohol Catalizador Fase liviana Biodiesel Fase pesada Alcohol + glicerina Tratamiento de glicerina Lavado(S) Agua Aguas de lavado Biodiesel purificado Neutralización Glicerina

Que son los BIOCOMBUSTIBLES? Son sustancias que se pueden quemar en estufas, hornos, calderos, motores y otros, para producir energía térmica; son producidas por animales o plantas, por lo tanto son fuente de energía renovable.

SustanciaDensidad Kg/l Componentes Principales % en peso Temperatura ebullición °C Calor de vaporació Kj/kg1) Poder Calorífic o MJ/Kg1) Querosene0,77…..0,8387 C, 13H170… Combustible Diesel 0,815…0,85586C, 13H180… ,5 Petróleo0,70…1.080…83C25… ,8…46,1 Etanol C 2 H 5 OH 0,7952C,13H,35O ,8 Metanol0,7938C,12H,50O ,7 Biodiesel0.8950C,35H,12º Características Físico químicas de los diferentes combustibles - biodiesel

Ventajas Nueva fuente de energía en el Perú. Oportunidad para el país para reducir la contaminación ambiental. Promover la agricultura y la agroindustria, en la zonas alto andinas y en la selva. Generar nuevas inversiones y fuentes de trabajo Fuente de energía económica y ecológica Revalorar los métodos de sembrado y cosecha de la cultura andina. No es necesario cambios en el sistema para su uso en mezclas menores de 10% de biodiesel.

Objetivos Mostrar la viabilidad de aplicación de los biocombustibles como una nueva alternativa a solucionar parte del problema energético ambiental y económico en el Perú Demostrar que se puede reemplazar los combustibles líquidos convencionales (petróleo D2, Kerosene) para la obtención de energía calorífica en el Perú, Demostrar experimentalmente las ventajas ecológicas y económicas del reemplazo del D2 por mezclas de D2 con Biodiesel en las cocinas domesticas e industriales.

Estudio Aplicación del biodiesel en los quemadores convencionales de baja presión ubicados en cocinas domésticas e industriales, pudiendo emplearse en quemadores industriales que poseen los calderos ubicadas en las industrias, reemplazando de esta manera los combustibles tradicionales y el gas.

Demanda de combustibles en el Perú

Precios Promedio de Combustibles a Nivel Nacional Fuente: Datos obtenidos de Osinerg

Consumo estimado Demanda estimada de combustibles derivados hasta el año 2010 Fuente: Datos obtenidos de Osinerg Año Demand a Diesel Demanda ajustada Diesel Oil 5% Vol. de Biodiesel Dem (10 3 bb/año) Demanda de biodiesel (DGH-MEN):

Análisis experimental Se desarrollo las siguientes etapas 1.-Elaboración de los biodiesel a partir de los aceites vegetales, metanol, hidróxido de sodio. 2.-Determinación de las características físico químicas del D2, kerosene y las mezclas (B5, B10, B20, B30, B40, B50). 3.-Ensayos experimentales en una cocina de uso doméstico 4.-Análisis de resultados

Preparación del Biodiesel Banco de muestras

Ensayos de Combustión Termómetro Ambiental Flama optima

Intensidad de la flama B20 Expansion de la flama B20 Intensidad de la flama B20 Expansion de la flama B20 B50 Disipador Pulverizador

Resultados de Laboratorio Medición de la Viscosidad D2 + %BiodieselSoyaGirasol D2 + 5% Biodiesel D2 + 10% Biodiesel D2 + 20% Biodiesel D2 + 30% Biodiesel D2 + 50% Biodiesel % Biodiesel

Resultados de Laboratorio Medición de la densidad D2D2 + 10%D2 + 20%D % porcentaje densidad densidad de la soya densidad del girasol ENSAYOS DE LAS PROPIEDADES FISICAS % BIODIESEL D g/ml D2 + soya0.785 g/ml0.79 g/ml0.80 g/ml0.83 g/ml D2 + girasol0.785 g/ml0.78 g/ml g/ml g/ml

Análisis de resultados 1.LONGITUD DE LA FLAMA EN QUEMADORES DOMÉSTICOS TRABAJANDO CON MEZCLAS DE DIESEL2 Y BIODIESEL Longitud de la flama de las mezclas de diesel 2 con aceite de soya A un mismo % de mezcla y aun aumento de presión la longitud de la flama aumenta

Longitud de la flama de las mezclas de diesel 2 con aceite de girasol A un mismo % de mezcla y aun aumento de presión la longitud de la flama aumenta.

Tiempo empleado para hervir 1 litro de agua con los quemadores domésticos con mezclas de diesel 2 y biodiesel Tiempo para hervir 1 litro de agua con mezclas de diesel 2 con aceite de soya Variación del tiempo que demora para hervir 1 litro de agua con las mezclas de diesel 2 y aceite de soya. Se puede observar tres zonas (0% - 10% ;10% -20% ; 20% - 50%).

Tiempo para hervir 1 litro de agua con mezclas de diesel 2 con aceite de girasol Variación del tiempo para hervir 1 litro de agua en función del porcentaje de aceite de girasol en la mezcla.

Conclusiones 1.- De acuerdo a la formación de la mezcla, forma de la flama, longitud de la flama y tiempo que demora para hervir 1 litro de agua el porcentaje óptimo de aceite de soya en mezcla con el petróleo diesel 2 es de 20% en volumen. 2.- De acuerdo a los resultados obtenidos se demuestra que la presión óptima que debe mantenerse en el tanque de la cocina para las mezclas de B20 es de 24 PSI. 3.- La longitud del dardo a 24 PSI para la mezcla de diesel 2 con 20% de aceite de soya es de 4.30 cm. y la longitud del dardo a 24 PSI para la mezcla de diesel 2 con 20% de aceite de girasol es de 5.20 cm. 4.- Emplear una excesiva presión de pulverización en ambas mezclas por encima de 24 PSI, produce la aparición de hollín y residuos grasosos quemados en el agujero de la salida del pulverizador. 5.-Se ha demostrado que es posible el uso de biocombustible en quemadores. 6.-A mayor presión se obtiene mejores característicos de quemado.

Recomendaciones 1.-Se debe encontrar los parámetros de diseño para la fabricación de una cocina que emplee mezclas de petróleo diesel 2 con aceite de soya y aceite de girasol. 2.-Toda cocina con quemador que trabaje con presiones superiores a 1 bar (14,7 PSI), debe emplear un manómetro instalado en el tanque de