BIOCOMBUSTIBLES II
APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS DOMÉSTICOS
SANDRA EMPERATRÍZ PEÑA MURILLO
EDDIE MANUEL ZAMBRANO NEVÁREZ
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Colección 2023
BIOCOMBUSTIBLES II
APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS DOMÉSTICOS
Autores
SANDRA EMPERATRÍZ PEÑA MURILLO
EDDIE MANUEL ZAMBRANO NEVÁREZ
Segunda edición: Tinta&Pluma 2023
Diseño de portada: Alfredo González Bores
Tinta&Pluma 2023, Guayaquil, Ecuador, Urbanización Puerto Azul, Mz 20 Villa 12,
fitogonzal@gmail.com
https://editorialtintaypluma.com/index.php/etp/index
ISBN: 978-9942-619-11-2
DOI: https://doi.org/10.53887/etp.vi
Obra revisada previamente por la modalidad doble par ciego, en caso de requerir
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El trabajo publicado expresa exclusivamente la opinión de los autores, de manera
que no compromete el pensamiento ni la responsabilidad de la editorial
BIOCOMBUSTIBLES II APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS DOMÉSTICOS
2
PRÓLOGO
La intención de los autores con esta investigación fue de aportar al conocimiento de la población
el daño irremediable causado por los efectos de invernadero y cuál sería el camino a seguir para
la reducción de estos contaminantes, para esto lo que se pretende llevar a cabo es que mediante
los desechos de las personas en específico el aceite de cocina usado para la creación de biodiesel,
estos puedan ser usados como biocombustibles ya que serían alentadores y a su vez bajarían los
altos niveles de la contaminación provocados por combustibles fósiles.
Por esto se pretende lograr encontrar cada vez más, nuevas fuentes alternativas de energía como
vendría siendo la obtención del biodiesel con el fin de reemplazar los combustibles fósiles y sus
derivados, por otro lado aparte de ser una energía renovable con la habilidad de reducir la emisión
de gases contaminantes también se reutilizarán aceites procedentes en la cocción, los que a su
vez que son perjudiciales para el medio ambiente, El efecto que produce el biodiesel en el medio
ambiente se da en alrededor de 41% menos de gases de efecto invernadero, que los generados
por Diesel corriente (términos de equivalente energético).
En este sentido, la implementación de biocombustibles compone un amplio campo para el
progreso investigativo y su adaptación como alternativa energética, así como incitar la creación
de nuevas metodologías para el proceso reciclaje de este material.
En los últimos años, se ha estado promoviendo la sustitución del combustible convencional por
energías alternativas, siendo el biodiesel una de ellas, se están efectuando estudios en busca de
otra matriz para la generación de estos biocombustibles, entre los más importantes las algas. Los
biocombustibles producidos a partir de microalgas han surgido como una alternativa muy
intrigante donde se ha desarrollado diferentes mecanismos para la implementación. Por esto nace
la necesidad de conocer las diferentes formas de obtención del de biocombustible, analizar la
situación mundial.
El combustible líquido, el biodiésel, se puede utilizar para quemar energía directamente o se
puede tratar químicamente para obtener otros productos químicos o combustibles, como el
biodiésel. Los residuos de madera, los recortes de césped, la paja recolectada, el bagazo y las
vainas de las semillas se pueden utilizar como materia prima. Por otro lado, la digestión
anaeróbica incluye la biodegradación a una temperatura de 30 °C a 65 °C, sin presencia de
oxígeno. De este proceso se obtiene principalmente biogás, que es una mezcla de metano y CO
2
.
3
Este proceso se puede realizar en rellenos sanitarios, o en biodigestores comunitarios, en un plazo
de 30 a 60 días. Se pueden utilizar los desechos animales de la granja, las aguas residuales, los
desechos de la industria alimentaria y las cocinas domésticas. Sin embargo, los desechos de la
cosecha o la madera no se pueden usar, ya que las bacterias no pueden descomponer fácilmente
la lignina. Finalmente, en la gasificación, la biomasa se somete a combustión en ausencia de
oxígeno para obtener gas de síntesis o syngas.
En el futuro, aumentará la demanda de energía, así como la generación de residuos; sin embargo,
los desechos pueden usarse para producir biocombustibles, resolviendo el problema de la
contaminación y creando una fuente alternativa de energía renovable. Los biocombustibles
presentan importantes ventajas, como su origen renovable y su reducido impacto ambiental. Sin
embargo, existe la necesidad de desarrollar procesos eficientes y de bajo consumo energético
utilizando materiales lignocelulósicos, que son económicos y muy abundantes. El
aprovechamiento de residuos para la producción de biocombustibles tiene un gran potencial, por
lo que los estudios deben enfocarse en su desarrollo. Por lo tanto, los biocombustibles ayudarán
a diversificar las fuentes de energía del país para asegurar un desarrollo sostenible, respetando el
medio ambiente.
4
Índice
PROLOGO ................................................................................................................... 2
RESUMEN .................................................................................................................. 8
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................11
I Definiciones Generales ..............................................................................................13
Desechos o residuos .................................................................................................13
Tipos de residuos .....................................................................................................13
Residuos solidos ...................................................................................................13
Clasificación de los residuos solidos .....................................................................13
Desecho peligroso ................................................................................................15
Desechos sólidos incompatibles ............................................................................15
Residuos sólidos municipales ...............................................................................15
Residuos líquidos .................................................................................................15
Residuos gaseosos ................................................................................................16
Composición de los residuos sólidos urbanos ...........................................................16
Otros residuos ......................................................................................................17
Propiedades de los residuos sólidos municipales ......................................................17
Gestión integral de los residuos ............................................................................17
Generación de los residuos solidos .......................................................................18
Manipulación de los residuos solidos .......................................................................19
Minimización .......................................................................................................19
Manipulación y separación en origen ....................................................................19
Almacenamiento en origen ...................................................................................20
Procesamiento ......................................................................................................20
Recolección de los residuos solidos ..........................................................................20
Transporte ............................................................................................................20
Tratamiento y transformación de residuos solidos .................................................21
Tratamientos químicos .........................................................................................21
Tratamientos biológicos .......................................................................................22
Relleno Sanitario......................................................................................................22
Relleno Sanitario de Operación Mecánica ................................................................22
Relleno Sanitario de Operación Manual ...................................................................22
Control de Subproducto de Rellenos Sanitario ......................................................23
Clausura ...............................................................................................................23
Normativa ambiental para el manejo de residuos ......................................................23
Impacto ambiental que generan los residuos solidos .............................................24
Impacto a la salud generada por los residuos.........................................................24
5
Manejo de los desechos sólidos en América Latina ...............................................24
II: Residuos Domésticos ..............................................................................................26
Definición de Residuos Domésticos......................................................................26
Tipos de Residuos Domésticos .............................................................................26
Según su estado ....................................................................................................27
Según su Composición .........................................................................................27
Materiales Sólidos Reciclables .............................................................................28
Residuos Sólidos Inertes .......................................................................................28
Residuos Sólidos Compuestos ..............................................................................28
Residuos Sólidos Peligrosos .................................................................................28
Residuos Domésticos Sólidos Especiales ..............................................................28
Residuos Domésticos Sólidos No Especiales ........................................................29
Propiedades de los Residuos Domésticos ..............................................................29
Propiedades Físicas ..............................................................................................29
Propiedades Químicas ..........................................................................................31
Propiedades Biológicas.........................................................................................32
Gestión Integral de los Residuos Domésticos ...........................................................34
Principal Problemática de la Gestión de Residuos Domésticos ..............................34
Ciclo de vida de los Residuos Domésticos ............................................................35
Tiempo de descomposición de los Residuos Domésticos ......................................38
Impactos Negativos del Inadecuado Manejo de Residuos Domésticos ..................38
Tipos ....................................................................................................................38
Problemas de Salud Relacionados a las Etapas de Ciclo de vida de los Residuos
Domésticos ...........................................................................................................42
Producción y Almacenamiento in situ ...................................................................42
Impactos Positivos del Adecuado Manejo de los Residuos Domésticos ................43
Gestión Ambiental en Ecuador .................................................................................44
Manejo de los Residuos Domésticos en América Latina y Caribe. ............................53
Generación de Residuos Domésticos ....................................................................53
Tratamiento de los Residuos Domésticos en otros Países .........................................57
III: Biocombustibles ....................................................................................................58
Historia de los biocombustibles ................................................................................58
Recursos del Biocombustible ................................................................................60
Definición ................................................................................................................61
Materia prima para obtención de los biocombustibles ..............................................62
Tipos de biocombustibles .........................................................................................63
Los biocombustibles de primera generación (ig) ...................................................64
6
Biocombustibles de segunda generación (2g)........................................................64
Principales biocombustibles .....................................................................................65
Bioetanol. .............................................................................................................65
Biodiesel. .............................................................................................................65
Biogás ..................................................................................................................66
Ventajas y desventajas ..........................................................................................69
Las ventajas y las desventajas de usar biodiésel en lugar de diésel ........................69
Las ventajas y las desventajas sociales y económicas ............................................70
Uso de los biocombustibles ......................................................................................71
Subproductos y aplicaciones ....................................................................................71
Propiedades..............................................................................................................71
Proceso de producción de los biocombustibles .........................................................72
Producción de biodiesel ........................................................................................73
Técnicas para la obtención de biodiesel a partir de microalgas ..............................79
Producción de bioetanol ...........................................................................................85
Etanol celulósico ..................................................................................................94
Principales países productores de biocombustibles ................................................. 121
IV: PRODUCCION NACIONAL E INTERNACIONAL. ......................................... 122
NACIONAL. ......................................................................................................... 122
INTERNACIONAL. .............................................................................................. 123
UTILIZACIÓN DEL BIOCOMBUSTIBLE EN LATINOAMÉRICA. .................. 124
IMPORTACIONES Y EXPORTACIONES ........................................................... 126
V: COMPARACIONES INTERNACIONALES SOBRE LOS PRECIOS DE LOS
BIOCOMBUSTIBLES .............................................................................................. 131
PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE MUNDIALMENTE. ........................... 132
PRODUCCIÓN MUNDIAL DE BIOETANOL POR PAÍS EN MILLONES DE
LITROS POR AÑO. .............................................................................................. 133
PRODUCCIÓN DE BIODIESEL POR PAÍS EN MILLONES DE LITROS POR
AÑO. ..................................................................................................................... 134
Costos de producción de los biocombustibles ......................................................... 134
Tendencias en el comercio global de biocombustibles ........................................ 135
Produccion de biocombustibles en ecuador ............................................................ 135
Intereses sociales en la produccion de biocombustibles .......................................... 135
Avances tecnologicos en la produccion de biocombustibles ................................... 136
Enzimas para desarrollar biocombustibles .......................................................... 136
Nuevo método para mejorar la producción de biodiesel ...................................... 137
Combustible de algas .......................................................................................... 137
Biocombustible de aguas residuales .................................................................... 137
7
Arboles modificados genéticamente para la producción de biocombustibles ....... 138
Biocombustible producido a partir de los residuos del vino ................................. 138
Situación actual del uso de biocombustibles ....................................................... 139
Aspectos reglamentarios de los biocombustibles ................................................. 139
VI: BIOCOMBUSTIBLES A PARTIR DE RESIDUOS DOMÉSTICOS. ................. 140
Tipos. ..................................................................................................................... 141
Biogás ................................................................................................................ 141
Bioalcoholes ....................................................................................................... 141
Bioetanol. ........................................................................................................... 141
Biodiesel. ........................................................................................................... 142
Ventajas. ................................................................................................................ 143
Desventajas. ........................................................................................................... 143
Materiales. ............................................................................................................. 144
Obtención de biocombustibles a partir de residuos domésticos. .............................. 145
Biogás a partir de residuos orgánicos y su puesta como combustible de segunda
generación. ......................................................................................................... 145
Bioalcoholes a partir de residuos sólidos urbanos. .............................................. 146
Bioetanol a partir de residuos domiciliarios. ....................................................... 150
Obtención y valoración de combustible líquido por medio de pirolisis a partir de
residuos sólidos domésticos. ............................................................................... 153
Aplicaciones. ......................................................................................................... 155
Los residuos como materia prima para la producción de biocombustibles............... 155
Impacto social y económico en el uso de biocombustibles a partir de residuos
domésticos. ............................................................................................................ 156
Impacto ambiental de los biocombustibles a partir de residuos domésticos. ............ 156
Propiedades físico – químicas. ............................................................................... 157
Países con mayor producción de biocombustibles a partir de residuos sólidos urbanos.
.............................................................................................................................. 158
Noticias actuales acerca de la obtención de biocombustibles a partir de residuos
domésticos. ............................................................................................................ 159
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................... 162
BIBLIOGRAFÍA WEB ............................................................................................. 168
8
RESUMEN
La demanda de biocombustibles está creciendo rápidamente en todo el mundo, ya que los
combustibles derivados del petróleo son reservas finitas. En este contexto, el biodiesel y
el bioetanol son biocombustibles populares que están disponibles comercialmente en
varios países.
Los biocombustibles pueden ser preparado a partir de biomasa comestible. Sin embargo,
esto ya está generando debate entre alimentos y combustible entre los miembros de
sociedades civiles, por lo tanto, es necesario sintetizar biocombustibles a partir de
materiales de desecho no comestibles.
Los desperdicios de comida pueden ser utilizado como recursos para la producción de
biodiesel y bioetanol ya que contienen una cantidad significativa de lípidos y
carbohidratos. En el futuro, la producción industrial de biodiesel y bioetanol a partir del
desperdicio de alimentos puede contribuir a resolver los problemas de eliminación de
residuos, escasez de energía y seguridad energética.
Una de las principales preocupaciones sobre el uso excesivo de los recursos fósiles es
forzar el uso de fuentes de energía alternativas. El biodiesel es considerado una de las
alternativas más viables al diésel de combustible fósil, con propiedades similares y
muchos beneficios ambientales. Aunque existen varios métodos de producción de
biodiesel, desarrollar catalizadores estables y rentables con métodos de producción
eficientes y utilizando diferentes materias primas puede ser la mejor solución para reducir
los costos de producción. Teniendo en cuenta la complejidad del proceso de producción
de biodiésel, la planificación del proceso, la evaluación cuantitativa y la optimización del
9
biodiésel desde una perspectiva de todo el sistema son esenciales para eliminar la
complejidad y mejorar el rendimiento del sistema.
La ingeniería de sistemas de procesos proporciona un enfoque eficaz para el diseño y la
optimización de los sistemas de producción de biodiesel utilizando una variedad de
herramientas. Esta revisión presenta las últimas investigaciones sobre biodiésel en
ingeniería de sistemas de procesos, con un enfoque especial en la producción de biodiésel,
incluido el diseño y la simulación de procesos, la evaluación de la sostenibilidad, la
optimización y la gestión de la cadena de suministro. La revisión también destaca los
desafíos y oportunidades para el desarrollo de tecnologías de biodiésel enzimático
potencialmente sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. Optimización y gestión
de la cadena de suministro.
Los biocombustibles en forma sólida y líquida se utilizan desde que el hombre descubrió
el fuego. La madera fue la primera forma de biocombustible que utilizaron incluso los
antiguos para cocinar y calentarse. Con el descubrimiento de la electricidad, el hombre
descubrió otra forma de utilizar el biocombustible. En la actualidad, la energía
proporciona a los seres humanos unos 370 exajulios de energía al año, equivalente a unos
170 millones de barriles de petróleo al día. Cerca de un 95% de esta energía proviene de
combustibles fósiles. Las organizaciones en la actualidad sugieren que la combustión
directa de la biomasa vegetal proporciona alrededor de un tercio de las necesidades
energéticas de África, Asia y América Latina, y hasta un 80 al 90% en los países más
pobres de estas regiones. La constante escasez de combustible atrajo la atención de los
distintos académicos y gobiernos hacia los temas de la crisis energética y el uso de
biocombustibles.
10
Palabras claves: Biocombustibles, energías renovables, combustibles fósiles, fuentes
convencionales, algas.
11
INTRODUCCIÓN
Desde la crisis energética de la década de 1970, muchos países están interesados en
desarrollar la biomasa como fuente de combustible. Hasta hace poco, el interés en la
energía de la biomasa ha disminuido debido al avance tecnológico que hace que la energía
fósil se vuelva relativamente barata. Sin embargo, las altas emisiones de efecto
invernadero, la contaminación del aire mortal, los precios inestables de la energía basada
en fósiles y el fuerte crecimiento de la demanda mundial de combustible para el transporte
han impulsado amplios esfuerzos de investigación en el desarrollo de bioenergía. En los
países industrializados, hay una amplia gama de materias primas disponibles en
abundancia para la producción de biocombustibles, incluidos los residuos agrícolas y
forestales, los residuos industriales y de la construcción, residuos domésticos y los
residuos sólidos municipales (RSU).
La búsqueda de energía para las diversas actividades que realiza el hombre llevo al
descubrimiento del combustible fósil siendo este carbón, petróleo y el gas natural.
Actualmente, los combustibles fósiles proporcionan el 85% de energía que se utiliza a
nivel mundial. Desde mediados del siglo XX con el crecimiento de la población, la
extensión de la producción industrial y el uso masivo de tecnologías, comenzó a crecer la
preocupación por el agotamiento de las reservas de petróleo y el deterioro ambiental.
Desde entonces, se impulsó el desarrollo de energías alternativas; entre ellas, los
biocombustibles. La utilización de vegetales para su uso en combustibles inicia con el
Ingeniero Alemán Rudolf Diesel el cual aplicó este prototipo a uno de sus experimentos,
obteniendo un biocombustible que en la actualidad lleva su apellido, pero el petróleo se
apuntaba como un producto barato, de alta disponibilidad y eficiente.
12
Con el pasar del tiempo se fueron evidenciando los daños al medio ambiente que han
provocado la explotación y utilización del combustible fósil, por lo cual el mismo ser
humano se ha puestos nuevos desafíos para obtener energía de manera limpia y sostenible.
Los biocombustibles que se generan a partir de estas materias primas se clasifican como
biocombustibles de segunda generación. A diferencia de los biocombustibles de primera
generación que se derivan de cultivos alimentarios comestibles (es decir, caña de azúcar,
trigo, cebada, maíz, papa, soja, girasol y coco), los biocombustibles de segunda
generación se generan a partir de materiales lignocelulósicos (es decir, jaropa, yuca,
hierba de cambio, madera y paja) y residuos de biomasa. El uso de residuos y desechos
de biomasa como recurso primario para los biocombustibles es una propuesta
prometedora para reducir los problemas ambientales relacionados con la eliminación de
desechos, al convertir los desechos que de otro modo se habrían dejado descomponer en
biocombustibles útiles. Los biocombustibles se los define como combustibles de origen
biológicos que tuvieron su origen inmediato en la vida, es decir no han sido fosilizados.
A medida que se desarrolle este documento de investigación académica, se identificarán
las ventajas y desventajas de los biocombustibles y el proceso de obtención de los mismos
aprovechando los residuos sólidos domésticos; con la profundidad de los detalles
tecnológicos de las técnicas de conversión de residuos domésticos y residuos de biomasa
en biocombustibles. La revisión sirve para abarcar la información actualizada relacionada
con la producción de bioenergía a partir de residuos y residuos de biomasa en el campo
de bioenergía en rápida expansión.
13
I Definiciones Generales
Desechos o residuos
Los desechos o residuos son todos aquellos desperdicios los cuales no son transportados
por agua y que han sido rechazados debido a que ya no son aptos para volver a utilizarse.
En este caso los residuos sólidos domésticos se refieren específicamente a los residuos de
alimentos que son biodegradables a los cuales se los denomina basura, y a los residuos
no biodegradables, los cuales se les denomina desecho. Los desechos incluyen materiales
muy diversos, estos materiales pueden ser derivados de los combustibles (plástico, papel,
textiles, etc.) o no derivados (metal, mampostería, vidrio, etc.). [1]
Tipos de residuos
Residuos solidos
Son originados por organismos vivos como desechos de las funciones que estos realizan,
por los fenómenos naturales derivados de los ciclos y por la acción directa del hombre,
donde presentan a los residuos más perjudiciales y nocivos para el medio ambiente ya
que la mayoría de estos tiene un efecto negativo y prolongado en el entorno, lo cual está
dado en varias ocasiones por la propia naturaleza fisicoquímica de los desechos. [2]
Clasificación de los residuos solidos
Señala la siguiente clasificación para los desechos según su origen:
Desecho solido domiciliario
Es el tipo de desecho con características como su composición, cantidad, naturaleza y
volumen es generado debido a las actividades realizadas en viviendas o en algún
establecimiento similar a estas. [3]
Desecho solido comercial
Se genera en establecimientos comerciales y mercantiles, como en restaurantes, plazas de
mercado, cafeterías, bodegas, entre otros.
14
Desecho solido de demolición
Estos desechos son producidos por la construcción de viviendas, edificios, calles, etc.,
que quedan de la realización o derrumbe de alguna de las obras antes mencionadas. Su
composición consta de tierra, material pétreo, ladrillos, hormigón, maderas, metales,
vidrios, arena, etc.
Desecho solido de barrido de calles
Tienen su origen gracias al barrido y la limpieza de las calles y también se originan de
otras fuentes como: basuras domiciliarias, institucional, industrial y comercial, las cuales
son arrojadas de manera clandestina a la vía pública, desechos como hojas, polvo, ramas,
residuos de frutas, papeles, excremento humano y de animales, cajas pequeñas, vidrios,
cartones, animales muertos, plásticos, así como demás desechos sólidos similares a los
anteriores. [4]
Desechos sólidos de limpieza de parques y jardines
Desechos originados por la limpieza y arreglo de jardines y parques públicos, poda de
árboles, corte de césped o arbustos ubicados en zonas públicas o privadas.
Desechos sólidos de hospitales, sanatorios y laboratorios de análisis e investigación o
patógenos.
Son los desechos generados por actividades quirúrgicas, laboratorios de análisis,
actividades de curación, entre otros. Se los considera como desechos patógenos y se les
da un tratamiento especial, tanto desde su recolección como en su destino final en el
relleno sanitario, de acuerdo con las normas de salud vigentes y aquellas que el Ministerio
del Ambiente expida al respecto.[5]
Desecho solido institucional.
Es aquel que se genera en establecimientos educativos, militares, religiosos,
gubernamentales, carcelarios, terminales terrestres, y aéreos, entre otros.
Desecho solido industrial
Se generan en actividades propias del sector como resultado de los procesos de
producción.
15
Desecho solido especial
Son los desechos que por sus características, peso o volumen y requieren un manejo
diferente al de los desechos sólidos domiciliarios. Son considerados como desechos
especiales:
• Animales muertos cuyo peso sobrepase los 40 kg.
• Estiércoles producidos en mataderos, parques, cuarteles y otros establecimientos.
• Chatarras, vidrios, metales, muebles, enseres domésticos.
• Resto de árboles o poda de césped de los jardines los cuales no puedan
recolectarse mediante un sistema ordinario de recolección.
• Materiales de demolición y tierras de arrojo clandestino.
Desecho peligroso
Son desechos que cumplen con alguna de las letras del código C.R.E.T.I.B (corrosivo,
reactivas, explosivos, toxicas, inflamables y biológicas) y son perjudiciales para los seres
vivos, el equilibrio ecológico y el medio ambiente.
Desechos sólidos incompatibles
Aquellos solidos que cuando se mezclan pueden reaccionar de manera peligrosa y pueden
ser nocivos para el ser humano y contra el medio ambiente.
Residuos sólidos municipales
Se dividen en cuatro grandes grupos entre residuos domiciliarios urbanos y rurales
Residuos tipo A
Provienen de la preparación de alimentos o sobras de los mismos y también están
compuestos por los residuos pequeños del jardín
Residuos tipo B
Estos residuos tienen un tiempo intermedio de degradación que es entre tres meses y un
año, no se los considera del Tipo A debido a que la humedad de estos es inferior. Están
compuestos por cartón, papel, madera y tela.
Residuos tipo C
Son aquellos que se degradan en una cantidad mayor de tiempo que otros residuos y están
compuestos por vidrio, metales y plásticos.
Residuos tipo D
Desechos que no se encuentran en ningunos de los tipos antes mencionados, por ejemplo:
• Envases tetra pack.
• Desechos industriales y peligrosos (pilas, focos fluorescentes, etc.)
• Objetos electrónicos.
• Desechos hospitalarios.
Residuos líquidos
Son residuos que se generan por la degradación de la basura y estos son mejor conocidos
como lixiviados.
16
Residuos gaseosos
Se entiende por residuo gaseoso un producto en estado gaseoso procedente de un proceso
de extracción, transformación o utilización, que carente de valor para su propietario, éste
decide abandonar.
Composición de los residuos sólidos urbanos
Residuos de alimentos
Su composición química es muy conocida: grasas, proteínas, hidratos de carbono, etc.
Presentan una gran variación entre zonas urbanas y rurales, ya que en este último suelen
utilizarse para la alimentación de algunos animales domésticos.
Papel y cartón
Para su fabricación se emplea madera y por medio de un proceso químico el cual consume
grandes cantidades de agua, energía y productos químicos, se obtiene la pasta de papel.
La materia prima principal es los árboles, son descortezados, troceados y mediante un
proceso de transformación de materia se obtiene la pasta. Una vez obtenida se lava y se
blanquea, y se procede a la fabricación de papel o cartón. Su participación en el conjunto
de los residuos es elevada debido a su gran consumo por habitante y año. [6]
Plásticos
El plástico se obtiene por medio de la combinación de uno o varios polímeros con aditivos
y cargas, con la finalidad de obtener un material con propiedades determinadas. Son
compuestos de naturaleza orgánica y en su composición están presentes principalmente
el carbono e hidrogeno junto con otros elementos, pero en menor proporción como lo son
el Nitrógeno, Oxigeno, Azufre, Cloro, Fosforo, Silicio, entre otros. Los polímeros son
materiales obtenidos del petróleo por la industria mediante una serie de reacciones hasta
obtener un material resistente e inalterable. Esta última característica hace que sean casi
imposibles de desaparecer de forma natural. [7]
Existen tres grandes familias de polímeros:
• Termoplásticos
• Termofijos
• Elastómeros
Vidrios
El vidrio, a lo largo de la historia ha sido utilizado por el ser humano para fabricar envases
para conservar sus alimentos. En el proceso para su obtención se utilizan materias primas
como: arena (sílice), caliza (carbonato cálcico), sosa (carbonato sódico). A esto se le
añaden otras sustancias como colorantes. Su consumo es muy elevado y tienen gran
incidencia en el volumen de residuos sólidos urbanos.
17
Otros residuos
Existen otro tipo de residuos como las pilas, capaces de convertir la energía química en
energía eléctrica. En su composición contiene materiales peligrosos como el Mercurio,
Zinc, Cadmio, Níquel, Plomo y Litio. [8]
Existen varios tipos como:
• Alcalinas.
• Carbono-zinc.
• Mercurio botón y cilíndricos.
• Cadmio-níquel.
• Plata botón.
• Zinc botón.
Propiedades de los residuos sólidos municipales
Dentro de las propiedades físicas y químicas de los residuos sólidos urbanos y rurales,
tenemos:
Humedad
Es la cantidad de agua contenida en el residuo, se puede obtener desde una muestra de 1
a 2 kg de los residuos que son calentados a 80
!
durante un lapso de tiempo de 24 horas.
Densidad
Este parámetro está en función de la composición y compactación de los Residuos Sólidos
Urbanos y los Residuos Sólidos Rurales. Es un valor fundamental para así poder
determinar las dimensiones de los tachos de uso domiciliario, de oficina y de los camiones
encargados de la recolección de estos residuos. Sus unidades de medida están dadas en
masa sobre volumen. Se clasifican en dos tipos:
1. Densidad suelta. Es el valor de densidad del residuo desde el origen sin ejercer
algún tipo de presión.
2. Densidad compactada o de transporte. Es el valor que se le da a la densidad que
se encuentra en el carro compactador, después de que éste haya ejercido una
determinada presión sobre ella.
Granulometría
Es la manera en que se determina el tamaño de partícula mediante conteo o con un tamiz.
Gestión integral de los residuos
Se define como la selección y aplicación de determinadas técnicas que son apropiadas
para la gestión de los residuos sólidos, además de aplicar tecnologías y programas de
gestión para asi conseguir el objetivo propuesto.[9]
18
La Gestión Integral De Residuos Sólidos abarca lo que es planificación, ordenamiento de
los servicios de recolección, concientización y participación de la ciudadanía tomando en
consideración el eje de las 3R: Reducir, Reutilizar y Reciclar.
Es muy importante que el plan tome en consideración las características de cada
municipio como lo son: marco legal, presupuesto, personal y las tecnologías disponibles,
de igual manera que las relaciones con factores sociales y ambientales teniendo en cuenta
que cada actor relacionado con la gestión y el plan, asuma la responsabilidad que le
corresponde a cada parte en el manejo de los residuos sólidos se basa en:
• Reciclar residuos.
• Reducir la generación de residuos.
• Reutilizar los residuos.
Generación de los residuos solidos
Se obtienen por la producción de residuos por medio de procesos productivos o por
consumo.
Naturaleza
Su origen tiene relación con el uso del suelo y de la parte en la que se encuentre localizada.
De esta manera los residuos se pueden clasificar en urbanos, agrícolas e industriales.
Los RSU, son de naturaleza doméstica y comercial, donde también están incluidos los de
manejo especial y los peligrosos, los de naturaleza institucional generados en
construcciones y demoliciones, de los servicios municipales plantas de tratamiento de
aguas.
Problemática
Los principales problemas en la gestión de residuos sólidos están compuestos por su
naturaleza y cantidad la cual varía dependiendo del tipo de residuo, el desarrollo de zonas
urbanas, tecnologías y limitaciones de fondo, así como también de materias primas y
energía.
La falta de recursos económicos, perjudica en gran medida la gestión integral de residuos
sólidos y en consecuencia no se puede manejar de manera apropiada.
Se requiere eficacia, uniformidad y orden de datos en el manejo de los residuos sólidos
urbanos. Aún hay un camino muy largo por recorrer para que algún día todas las personas
hagan conciencia acerca de lo que significa tratar estos residuos para dejar un mejer
planeta para las futuras generaciones.[10]
Cantidad
La cantidad varía de acuerdo a la ubicación en la que se encuentren, por lo que los
municipios están en las obligaciones de tomar las acciones pertinentes para el tratamiento
de estos.
La variación de estas cantidades se da diariamente, semanalmente, mensualmente y
estacionalmente. La información de tasas máximas y mínimas de generación de residuos
sólidos, se puede utilizar para la selección de equipamiento y tamaño de las unidades de
gestión de residuos sólidos.
19
Composición
Conocer la composición de estos residuos es muy importante tanto en proporción como
en sus elementos, esto ayuda en gran medida a poder tomar la acción correctiva
respectiva, las maquinarias y tecnologías aptas para tratar los residuos.
Para determinar la composición de estos residuos es recomendable tomar muestras de
forma periódica de camiones de recolección, de tachos domésticos, de acuerdo el área
donde se encuentren se puede determinar la clase de residuos generan, esto va de la mano
con el nivel económico y el tamaño de la residencia.
Manipulación de los residuos solidos
Las variadas y diferentes actividades industriales, comerciales y domesticas han tomado
un método diferente para la manipulación de residuos sólidos en origen, con la finalidad
de reducirlos, de la misma manera reciclarlos y reutilizar aquellos aún se pueda darles
otro uso.
El lugar adecuado para realizar lo que es la separación, reciclaje y reutilización es en el
mismo punto de origen.
Minimización
Este método de minimización o reducción, ayuda mucho en el manejo efectivo de los
residuos generados.
La reducción se debe hacer dependiendo del tipo de residuo que se encuentra en el lugar
de origen, tomando en cuenta las características del residuo para así proceder a su
respectivo tratamiento. La industria ha tenido en cuenta el problema que puede conllevar
la generación de grandes cantidades de residuos, por ende, en algunas de las industrias
han extendido la vida útil de sus productos y en otra, los mismos residuos que generan
los vuelven a reutilizar como materia prima en varios procesos.
Manipulación y separación en origen
La separación de los componentes de los residuos sólidos en el punto de generación
facilita su recuperación y reutilización, además ayuda a disminuir el volumen de residuos
que llegan al relleno sanitario.[11]
En primer lugar, se realiza una separación primaria, donde los residuos generados se los
separan en orgánicos e inorgánicos. Los residuos orgánicos ayudan como abono del suelo
para así nutrirlo de elementos muy ricos para así poder utilizarlo en agricultura o
jardinería.
En la separación secundaria se tiene una separación más específica de los residuos, estos
se separan de acuerdo a su naturaleza como lo son los residuos de cartón, botellas, papel
periódico, latas de aluminio, residuos de jardinería, materiales férreos y residuos
peligrosos.
20
Almacenamiento en origen
Los residuos sólidos deben tener un lugar donde se puedan almacenar hasta que puedan
ser procesados y aprovechados.
Es muy importante que, para un mejor manejo de los residuos, estos deben ser
almacenados de manera separada, así de esta manera se podrá manipular de manera más
fácil los residuos que se van a tratar, teniendo en cuenta factores como la temperatura
para su respectivo almacenamiento.
Procesamiento
En el procesamiento de RSU se utilizan operaciones unitarias, tratamientos físicos,
químicos o biológicos realizados para reducir su volumen y peligrosidad, también
aprovechar las cualidades de estos para ser reutilizados. Los procesamientos más
utilizados en estos procesos son la separación, trituración, compactación, composteo e
incineración.[12]
Recolección de los residuos solidos
La recolección de residuos sólidos depende mucho de la temperatura, si hay una
temperatura elevada, la recolección debe ser diaria y si la temperatura es baja, la
recolección se puede hacer pasando 2 o 3 días.
Almacenamiento
Los contenedores se utilizan como lugar temporal de disposición de residuos sólidos al
momento que se estos se generan y su forma de recolección puede ser manual o
mecanizada.
Para facilitar el control de generación de residuos sólidos existen contenedores que
cuentan con registro automático del peso de los mismos.
Transporte
El transporte adecuado para desplazar de un lugar a otro los residuos debe ser un vehículo
con un vagón de carga motorizado, que cumpla con todas las normas de calidad que
exigen las agencias reguladoras, incluso el personal que trabaja recolectando los residuos
debe estar protegido y asegurarse que todo el residuo quede compactado y seguro hasta
llegar a su disposición final.
Sistema de transferencia
Para su transferencia, el personal encargado de la recolección, lleva los residuos
generados hacia el vehículo que va a transportar dichos residuos a su lugar de disposición
final.
21
Tratamiento y transformación de residuos solidos
Se llevan a cabo fuera de la fuente de recolección, donde se logran recuperar.
Tratamientos físicos
Reducción
La reducción de los RSU se puede realizar por medio de la trituración y la compactación.
Separación mecánica
Este tipo de tratamiento se puede realizar por tamaño, por densidad o por campo eléctrico
y magnético.
• Separación por tamaño
Es la separación de los materiales dependiendo las características de este, su forma y
tamaño es lo que ayudan a distinguir un grupo de otro.
• Separación por densidad
Separa los materiales según su densidad, los más ligeros como el papel, plásticos y
residuos orgánicos y los más pesados como la madera, metales e inorgánicos.
• Separación por campo eléctrico y magnético
En este proceso se utilizan imanes para separar los metales del resto de residuos e incluso
aquellos que tienen un tamaño reducido.
Tratamientos químicos
Incineración
Reduce el volumen y descompone por medio de un proceso de oxidación térmica los
residuos que se van a tratar.
Pirolisis
Proceso en el cual se queman residuos orgánicos en ausencia de oxígeno a una
temperatura de 850
!
.
La pirolisis es un proceso muy antiguo ya que data desde la época de los egipcios quienes
utilizaban la pirolisis para preparar fluidos de embalsamiento.
Gasificación
Este proceso produce combustibles gaseosos y para ello utiliza aire, oxigeno, vapor, o
hidrogeno para aumentar el rendimiento de combustión.
Se utiliza en temperaturas mayores a la de pirolisis, una vez todo el material se convierta
en gas, se completa el proceso.
22
Tratamientos biológicos
Aerobio
Son los tratamientos que se llevan a cabo en presencia de oxígeno, un proceso que utiliza
un tratamiento aerobio es el de compostaje, ya que utiliza bacterias que pueden producirse
en condiciones aerobias, este tratamiento es el adecuado.[13]
Anaerobio
Son los tratamientos que se llevan a cabo en ausencia de oxígeno, este proceso es más
complejo ya que se lleva a cabo en contenedores sellados el cual puede recuperar y usar
el biogás que se genera al momento de la descomposición de los residuos.
Las reacciones de este proceso degradan alto contenido de materia orgánica en ausencia
de oxígeno, producen dióxido de carbono, metano y otros tipos de gases. [14]
Relleno Sanitario
Lugar diseñado para la disposición final de los residuos. Consiste en depositar en el suelo
los desechos sólidos, los cuales se esparcen y se compactan para que de esta manera su
volumen sea reducido y así no ocupar mucha área, luego de esto se lo cubre con una capa
de tierra y se vuelve a compactar al final del día.[15]
Para la construcción de un relleno sanitario se debe tomar en cuenta el área que será
utilizada y que esta cumpla con las condiciones requeridas, como lo son el que no se
encuentren aguas subterráneas cerca del territorio y que haya abundante material para
cubrir los residuos.[16]
Existen dos tipos de rellenos sanitarios los cuales son los de operación mecánicas y los
de operación manual.
Relleno Sanitario de Operación Mecánica
Es aquel diseñado para las grandes ciudades y poblaciones que generan más de 40
toneladas diarias de residuos sólidos. Para operar este tipo de relleno sanitario se requiere
el uso de un compactador de residuos sólidos, así como equipo especializado para el
movimiento de tierra.
Relleno Sanitario de Operación Manual
Es una adaptación de relleno sanitario para las pequeñas poblaciones urbanas, así como
también las rurales, las cuales generan no más de 15 toneladas al día, estos tipos de
rellenos no están en capacidad de adquirir maquinaria pesada debido a sus altos costos de
operación y mantenimiento.
El término manual se refiere a que la operación de manejo de residuos es ejecutada con
apoyo de una cuadrilla de hombres y el empleo de algunas herramientas.
23
Control de Subproducto de Rellenos Sanitario
Es muy importante manejar de cerca la producción de lixiviados y biogás.
Lixiviados
Son líquidos que se originan como resultado de pasar a través de un sólido. Este líquido
va arrastrando varias partículas de los sólidos que atraviesa. Los lixiviados se forman
gracias a la acumulación de residuos orgánicos líquidos que se degradan por la acción del
calor, el viento y la humedad, además de mezclarse con nitratos y fosfatos que se
encuentran pulverizados en el suelo. A esta mezcla se le une líquidos que se encuentran
presentes en todo tipo de envases plásticos o metálicos, como lo son detergentes y otros
químicos. Esta combinación forma un líquido de color negro o amarillo de un aspecto
muy denso y se mal olor, su composición puede variar en grados de toxicidad, puede ser
inocuo o muy toxico, este depende de los elementos donde se formó. [17]
Biogás
El biogás que se produce en los rellenos sanitarios debe ser controlado mediante
ventilación o algún filtro de aire para evitar su emanación hacia la atmosfera ya que esto
puede ser perjudicial para el medio ambiente. El biogás también se lo utiliza como
combustible y su calidad depende de la cantidad y tipo de residuo que lo genera.
Clausura
Un relleno sanitario se puede decir que debe ser clausurado cuando haya cumplido su
tiempo de vida útil lo cual se da entre 10 a 15 años, una vez cumplido este periodo de
tiempo, se busca otro lugar donde los residuos puedan ser depositados, no sin antes cubrir
en su totalidad el relleno utilizado y de esta manera el área que ocupó pueda ser utilizada
para otros fines.[18]
Normativa ambiental para el manejo de residuos
La normativa ambiental tiene como finalidad hacer cumplir todos los parámetros
establecidos para el manejo adecuado de los residuos generados, esta normativa varia
ligeramente dependiendo el lugar donde sea aplicado. En Ecuador la normativa está
regulada por el MAE (Ministerio del Ambiente de la República del Ecuador) de acuerdo
con la Constitución Política de la República, como lo establece el artículo 396 párrafo
segundo. La Ley Orgánica de la Salud, determina la responsabilidad que tienen los
municipios en materia de desechos sólidos según lo dispuesto en el Libro II: Salud y
Seguridad ambiental, capitulo II y en el artículo 100 de la constitución. La Ley de Gestión
Ambiental en su artículo 20. El texto Unificado de Legislación Secundaria Medio
Ambiental, Libro VI, Titulo 3 contiene la Política Nacional de Residuos Sólidos, y el
Anexo 6 que contiene la Norma de Calidad Ambiental para el manejo y disposición final
de los desechos sólidos no peligrosos.
24
Impacto ambiental que generan los residuos solidos
Los residuos sólidos, dependiendo de su naturaleza y origen, generan un impacto negativo
al medio ambiente. Por este motivo se deben manejar de manera adecuada para su
tratamiento y así sacar beneficio de este problema. Debido a su proceso de
descomposiciones estas van generando emisiones en caso de que el subproducto generado
sea un gas, y contaminación de cuerpos hídricos en caso de ser líquido, no solamente
afecta al medio ambiente, sino también afecta a los seres vivos, trayendo consigo
enfermedades.[19]
La problemática ambiental que gira en torno a la generación de este tipo de residuos afecta
al ser humano en los siguientes aspectos:
• Salud pública.
• Factores sociales.
• Factores económicos.
• Factores ambientales.
Impacto a la salud generada por los residuos
Los efectos en la salud se deben principalmente por un mal manejo lo cual trae como
consecuencia la propagación de vectores de enfermedades. Los vectores que atrae este
mal manejo son moscas, ratas, cucarachas, los cuales encuentran en estos residuos su
fuente de alimentación y un hábitat adecuado para subsistir. Estos vectores traen consigo
enfermedades como la fiebre tifoidea, diarrea, salmonelosis, malaria, disenterías, rosis,
dengue, rabia, entre otras.[20]
Manejo de los desechos sólidos en América Latina
En los países de América Latina y el Caribe, la generación de residuos sólidos va en
aumento, esto debido a que principalmente las personas no hacen conciencia de las
consecuencias que puede traer. Los gobernantes hacen poco o nada ante esta
problemática, envían a segundo plano lo que es el manejo de los Residuos Sólidos por
cubrir necesidades básicas del resto del pueblo. A nivel mundial este tema de generación
de residuos sólidos ha tomado mayor importancia debido a factores como la
sobrepoblación, que en América Latina afecta en gran medida.[21]
Actualmente muchos países de América Latina han tomado conciencia y adecuando el
uso de rellenos sanitarios implementando tecnologías que ayuden a su recolección, de
esta manera se reduciría el impacto ambiental que generan estos residuos y también los
impactos hacia la salud del ser humano Tabla 1, Tabla 2. [22]
25
Tabla 1. GENERACIÓN DE BASURA EN LAS PRINCIPALES CIUDADES DE
LATINOAMÉRICA Y EL CARIBE
País
Ciudad/Municipio
Población
(Hab)
Referencia
Argentina
Venezuela
Mexico
Chile
Venezuela
Perú
Colombia
Ecuador
Cuba
Guatemala
Bolivia
Buenos Aires
Carácas
Mexico D.F
Santiago de Chile
Maracaibo
Lima
Bogotá
Quito
La Habana
Guatemala
La Paz
2768772
2758917
8720916
5875013
1428043
8445200
6778691
1839853
2201600
3762960
2350466
Noguera y
Oliveros
(2010)
[23] Alejandrina Sáez y Joheni A. Urdaneta G (2014)
Tabla 2. TIPIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS MUNICIPALES (%) EN PAÍSES
SELECCIONADOS EN VÍAS DE DESARROLLO
País/Ciudad
Cartón y
papel
Metal
Vidrio
Textiles
Plásticos
Orgánicos
y
perecibles
Otros e
inertes
Referencia
América
Latina y
El
Caribe
República
Dominicana
Barbados
Bélice
Costa Rica
Perú
Carácas**
Asunción
Ecuador
Guatemala
México
8
20
5
20.7
7.5
22.3
10.2
9.6
13.9
20.9
5
2.1
2.3
2.9
1.3
0.7
1.8
3.1
5
2.3
3.4
4.5
3.5
3.7
3.2
7.6
4.1
1.5
4.1
1.2
0.9
4.5
9
9
5
17.7
4.3
11.7
4.2
4.5
8.1
8.4
75
59
60
19.8
54.5
41.3
58.2
71.4
63.3
44
12
20
3.3
25.9
11.2
19.9
8.8
11.5
Peralta et
al (2011)
OPS(2005)
[24] (Organización Panamericana de la Salud y Organización Mundial de la Salud: División de Salud y Ambiente,
2005), (Peralta, Rosario, & Aurelyn y Vélez, 2011), Hui et al. (2006).
26
Tabla 3. SITUACIÓN DE LAS ACTIVIDADES DE TRATAMIENTO EN ALGUNOS PAÍSES DE
AMÉRICA LATINA Y EL CARIBE
País
Iniciativa
México
Colombia
Chile
Ecuador
Uruguay
Islas
Caimán
Venezuela
Barbados
Trinidad y
Tobago
Desde 1994 se instalaron planta de selección y aprovechamiento de
residuos sólidos con una capacidad de 5500 ton/día.
En la ciudad de México opera una planta pequeña para la elaboración
de composta a partir de residuos de jardinería.
País latinoamericano con la tasa más alta de reciclaje de papel y cartón
con 57 toneladas recicladas por cada 100 producidas.
Se reciclan el 50% de papeles y cartón.
En la ciudad de Loja se ha logrado la separación intradomiciliaria de
residuos orgánicos, aplicando la técnica de lombricultora.
Desde 1999 está en marcha un convenio parcial para la implementación
de un programa de reciclaje de envases plásticos. Ala fecha el
programa a permitido retirar de los residuos sólidos más de 250
toneladas anuales de envases PET.
Desde 1999 cuenta en Montevideo con una planta procesadora de
residuos, la cual genera 15 toneladas diarias de fertilizantes orgánico.
Varios municipios tienen programas de recolección selectivas de
baterías ó pilas.
Venta de baterías de automóviles, aceites lubricantes de desechos,
tarros de aluminio, papel, metales entre otros a otros países.
Se estima que entre el 10 y el 20% del total de residuos pudieran
estarse reciclando.
El material que más se recicla es el alumnio (95%), seguido del hierro
(90%), el vidrio(25%), el papel y cartón (20%, el plástico (2%) y
materia orgánica (1%).
Alrededor de 1 521,73 toneladas por año de materiales que incluyen
plásticos, papel, metales ferrosos y no ferrosos entre otros son
reciclados.
Se han formalizado algunas iniciativas de recuperación de vidrio,
plásticos, papel y cartón
[25]Adaptado de la OPS (2005) y Universidad del Zulia: FEC (2010).
II: Residuos Domésticos
Definición de Residuos Domésticos
Se define como Residuos Domésticos a aquellos que son generados o producidos por el
hombre todos los días debido a sus actividades personales (educación, alimentación,
higiene, etc). Aunque también se puede llegar a considerar residuos generados de
construcciones, industrias, áreas verdes, etc.[26]
Por ejemplo, tenemos residuos de comida, botellas, papeles, cartón, pilas, etc.
Tipos de Residuos Domésticos
Los residuos domésticos se dividen según su estado, lo cuales son: Sólidos, Líquidos y
Gaseosos.
27
Según su estado
Sólido
Son aquellos que por su composición, naturaleza, volumen y cantidad son producidos en
actividades efectuadas en viviendas o diferentes establecimientos similares a éstas. [27]
Como ejemplo tenemos: envases, periódicos, vidrios, muebles, etc.
Líquido
Son aquellos residuos en estado líquido provenientes de descargas de uso doméstico, que
han padecido una degradación en su cualidad original. Ej.: Aguas residuales o servidas
(en estas se encuentran las pinturas, solventes, etc). [1][28]
Gaseoso
Son fluidos que se expanden de manera indefinida teniendo poca densidad. Por ejemplo,
el monóxido de carbono, dióxido de carbono, etc.
Según su Composición
Los Residuos Sólidos Domésticos se clasifican en:
Residuos Sólidos Biodegradables
Son aquellos Residuos que por su condición orgánica pueden regresar a ser parte del
ecosistema. En este grupo tenemos a los restos de comida, estiércol, residuos de cosecha,
etc. [23]
Para poderlos volver a reciclar se puede utilizar un proceso conocido como “compostaje”,
el cual mediante condiciones controladas se puede acelerar el proceso de descomposición
y así se integre a la tierra de manera rápida.[29]
Ilustración 1. Ejemplos de Residuos Sólidos Biodegradable. Fuente: [2]
28
Materiales Sólidos Reciclables
Se refiere a aquellos objetos, materiales o sustancias que son susceptibles de ser
aprovechados para ser reintegrados a un proceso productivo. Ejms: Materiales de plástico,
vidrio, etc. [30]
Residuos Sólidos Inertes
Son aquellos provenientes de demoliciones, construcciones o los que resultaron de
desastres naturales y no tienen características de peligrosos.[31]
Residuos Sólidos Compuestos
En este grupo se encuentran principalmente algunos juguetes plásticos y prendas de
vestir.
Residuos Sólidos Peligrosos
Son aquellos residuos que, al poseer características de tipo tóxicas, infeccionas,
corrosivas, explosivas, combustibles, volátiles, radiactivas o reactivas pueden llegar a
causar riesgos a la salud humana. También aquellos que sin ser peligrosos en su estado
original se transforman mediante procesos naturales en residuos peligrosos. Así mismo
se consideran peligrosos a empaques, embalajes y envases que tuvieron contacto con
ellos.[27]
En los hogares se encuentran residuos peligrosos como las pilas, bombillos,
medicamentos vencidos, equipos electrónicos, etc. [32]
En este grupo también están los residuos con riesgos biológicos, los cuales pueden ser
cadáveres de animales o elementos que entraron en contacto con virus o bacterias por
medio de limas, cuchillas, agujas, etc.
Los Residuos Sólidos Peligrosos Domésticos no pueden ser reciclados, reutilizados, ni
tampoco se los puede colocar en la basura, por esto se les dé un trato especial para su
disposición final. Lo que hay que hacer primero es clasificarlos estos residuos generados
en casa, luego almacenarlo y llevarlo a un Centro de acopio el cual se gestionará su
disposición final de manera adecuada.[23]
Residuos Domésticos Sólidos Especiales
Son aquellos residuos obtenidos de manera doméstica y que por sus características deben
recibir tratamientos especiales.
Se pueden clasificar en:
Electrodomésticos descartados.
Ø Residuos domiciliarios que tienen características peligrosas como cosméticos,
termómetros, aerosoles, desinfectantes, baterías.
Ø Restos de animales muertos, etc.
29
Residuos Domésticos Sólidos No Especiales
Son aquellos residuos generados de manera cotidiana en viviendas unifamiliares (hogares
de una sola familia). Por ejemplo, tenemos: vidrio, papeles, colchones, ropa, materiales
no ferrosos y ferrosos, materia orgánica, etc.[23]
Propiedades de los Residuos Domésticos
Propiedades Físicas
Peso Específico
El peso específico es el peso del material por la unidad de volumen (generalmente la
unidad es en kg/m
3
), conocido también como densidad.
La densidad de los residuos que son depositados depende de su nivel de compactado, o
sea el lugar donde se hace el análisis, puede ser en el contenedor, bolsa de basura, camión
de recogida, vertedero, etc. Por lo que es importante saber el lugar de la muestra. Con el
peso específico podemos conocer el volumen y la masa de los residuos.
En el Tabla 4 y Tabla 5 siguiente se especifican los procesos de algunos residuos, tanto
doméstico o industriales, comerciales, ya sea o no compactados: [31]
Tabla 4. DENSIDAD DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS EN DISTINTAS CONDICIONES
Densidad de los Residuos Sólidos en distintas condiciones
Localización de los Residuos
Densidad (Kg/m
3
)
En cubos o contenedores
150-250
En camión compactador
500-650
En fosa de almacenamiento tras su descarga del camión
350-600
En vertedero con tratamiento de media densidad
650-800
En vertedero con tratamiento de alta densidad
900-1000
Nota. Recuperado de Evolución Histórica de los Residuos Sólidos Urbanos. [33]
30
Tabla 5. DATOS TÍPICOS SOBRE PESO ESPECÍFICO Y CONTENIDO DE HUMEDAD PARA
LOS RESIDUOS SÓLIDOS
Tipo de Residuo
Peso Específico (Kg/m
3
)
Contenido de Humedad, %
en peso
DOMÉSTICOS (NO COMPACTADOS)
Rango
Típico
Rango
Típico
Residuos de comida mezclados
131-481
291
50-80
70
Papel
42-131
89
4-10
6
Cartón
42-80
50
4-8
5
Textiles
42-101
65
6-15
10
Gomas
101-202
131
1-4
2
Cuero
101-261
160
8-12
10
Residuos de Jardín
59-225
101
30-80
60
Madera
131-320
237
15-40
20
Vidrio
160-481
196
1-4
2
Latas de hojalata
50-160
89
2-4
3
Basuras
89-181
131
5-20
15
RESIDUOS DE JARDÍN
DOMÉSTICOS
Hojas sueltas y secas
30-148
59
20-40
30
Hierba verde suelta y húmeda
208-297
237
40-80
60
Hierba verde húmeda y compactada
593-831
593
50-90
80
Residuos de jardín triturados
267-356
297
20-70
50
Residuos de jardín compostados
267-386
326
40-60
50
URBANOS
En camión compactados
178-451
297
15-40
20
EN VERTEDERO
Medianamente compactados
362-498
451
15-40
25
Bien compactados
590-742
600
15-40
25
AGRÍCOLAS
Agrícolas mezclados
400-751
561
40-80
50
31
Animales muertos
202-498
359
-
-
Residuos de frutas mezclados
249-751
359
60-90
75
Estiércol húmedo
899-1.050
1.000
75-96
94
Residuos de vegetales mezclados
202-700
359
60-90
75
Nota. Recuperado de Gestión Integral de Residuos Sólidos. [34]
Contenido de Humedad
Es el método en el cual se mide la humedad o peso húmedo, en la cual la humedad de la
muestra se define como el porcentaje del peso de un material húmedo.
Hay 2 métodos:
Peso-Seco: Expresamos como un porcentaje el peso seco de un material.
Peso-Húmedo: Éste se usa más en los residuos sólidos. Su ecuación es la siguiente:
" #
$ % &
$
' ())
En el cual:
M= Contenido de humedad, expresado en %.
W= Peso inicial de la muestra según se entrega. Kg
d= Peso de la muestra después de secarse a una temperatura de 105
o
C. (Kg)
Tamaño de Partícula
En los residuos sólidos el tamaño y distribución del tamaño de los componentes de los
residuos son importantes en los procesos físicos y mecánicos de recuperación de
materiales. En los Residuos Sólidos Urbanos el tamaño medio de los componentes se
encuentra entre 178 y 203 mm, dependiendo de los materiales.[33]
Capacidad de Campo
Es la cantidad de humedad la cual es retenida por una muestra de residuo sujeta a la acción
de la gravedad. Es muy importante en la determinar la creación de lixiviación en
vertederos. Ésta capacidad varía según el grado de presión que se aplica y el estado de la
descomposición del residuo.
Propiedades Químicas
Es muy importante conocer estas propiedades ya que nos permitirá saber la capacidad de
estos residuos al ser procesados o recuperados. Por lo general son una combinación de
diferentes tipos de materiales que tienen un cierto grado de humedad que pueden ser
combustibles o no. Por el cual, si se desea emplear los residuos como combustibles, es
necesario conocer el punto de fusión de cenizas, el análisis físico y elemental, su
contenido energético, etc.
32
Entre las propiedades químicas tenemos las siguientes:
Punto de Fusión de la Ceniza
Es la temperatura en la cual la ceniza obtenida de la incineración de los residuos cambia
o se transforma en sólidos (escoria) debido a la fusión y aglomeración.
Las Temperaturas de fusión para que se formen estas escorias oscilan entre los 1100
o
C y
1200
o
C.
Análisis elemental de los componentes de los Residuos Domésticos
Aquí se determina el porcentaje de hidrógeno, carbono, oxígeno, azufre, nitrógeno y
ceniza. También se incluye la determinación de halógenos en este análisis debido a que
emiten compuesto clorados en la combustión. Estos análisis nos ayudan a determinar los
componentes químicos de la materia orgánica de los residuos. [35]
Contenido Energético de los componentes de los Residuos Domésticos
El contenido energético es la capacidad calorífica que contienen los componentes de los
residuos domésticos, y es importante para conocer la cantidad total de energía que se
puede recuperar con una determinada cantidad de residuo.[36]
Propiedades Biológicas
La fracción orgánica de la mayoría de estos residuos se clasifica de la siguiente manera:
Ø Hemicelulosa: Es un producto obtenido de la condensación de azúcares con 5 o 6
carbonos.
Ø Constituyentes solubles en agua: Entre este grupo están los aminoácidos, féculas,
azúcares y diferentes ácidos orgánicos.
Ø Aceites, grasas y ceras: Son aquellos ésteres de alcoholes que tienen cadena larga.
Ø Lignina: Es un polímero que está conformado por anillos aromáticos con grupos
metoxi. Se encuentra presente en productos de papel y tablas de aglomerado.
Ø Proteínas: Formado por enlaces de aminoácidos.
Ø Lignocelulosa, es una mezcla de lignina y celulosa.
Sin embargo, la característica fundamental de la fracción orgánica de los residuos es que
la mayoría de los componentes orgánicos pueden ser transformados de manera biológica
en gases y sólidos orgánicos e inorgánicos referentemente inertes. [33]
Biodegradabilidad de los Componentes de Residuos Domésticos
Es la virtud de un compuesto el cual es degradado en porciones más sencillos debido a
que actúan microrganismos para que se produzca esto. Es posible en ocasiones, medirlo
por medio del contenido en sólidos volátiles (El s.v. es el fragmento de materia orgánica
que se volatiliza o elimina cuando se quema en un horno mufla a 550
o
C). Esta medida
puede ser o no errada ya que varios compuestos de los Residuos son altamente volátiles
33
y sin embargo no son biodegradables, por ejemplo, se encuentra los restos de podas y el
papel periódico.
El contenido de lignina de los residuos también es usado para la estimación de la fracción
biodegradable a partir de la expresión siguiente y en Tabla 6:
*+ # ),-. % ),)/- ' 01
Donde:
BF= Es la fracción biodegradable indicado en base a los sólidos volátiles (S.V.)
0.83= Es la constante empírica
0.028= Es la constante empírica
LC= Es el contenido en lignina de los sólidos volátiles (S.V.) expresados como porcentaje
en peso seco.
Tabla 6. DATOS SOBRE LA FRACCIÓN BIODEGRADABLE DE COMPONENTES
SELECCIONADOS DE RESIDUOS ORGÁNICOS BASÁNDOSE EN EL CONTENIDO DE
LIGNINA
COMPONENTE
Sólidos Volátiles (SV)
% de Sólidos Totales (ST)
Contenido de
Lignina (LC)
Fracción Biodegradable
(BF)
Residuos de comida
7-15
0.4
PAPEL
Papel de periódico
94.0
21.9
0.22
Papel de oficina
96.4
0.4
0.82
Cartón
94.0
12.9
0.47
Residuos de jardín
50-90
4.1
0.72
Nota. Recuperado de Gestión Integral de Residuos Sólidos.[37]
Producción de Olores
Los olores se producen cuando los residuos son almacenados durante un largo tiempo “in
situ” antes de ser recogidos en estaciones de transferencia o vertederos. Esta formación
de olores es producida debido a la descomposición anaeróbica de los compuestos que son
fácilmente putrescibles que se hallan en las basuras. La producción de olores
desagradables se debe a los procesos de fermentación anaeróbica, descomposición y
putrefacción de los residuos.
Las sustancias liberadas caracterizadas por su mal olor se enlistan en Tabla 7.
34
Tabla 7. CARACTERIZACIÓN DE LOS OLORES CON EL COMPUESTO QUE LOS PRODUCE
Componente
Tipo de olor orientado
Aminas
Pescado
Mercaptanos
Mofeta
Sulfuros Orgánicos
Col podrida
Diaminas
Carne podrida, putrefacción
Amoniaco
Amoniacal
Ácido sulfhídrico
Huevos podridos
Escatol
Heces, fecal
Nota. Recuperado de Gestión Integral de Residuos Sólidos. [37]
Reproducción de Moscas
En los climas cálidos, las moscas pueden desarrollarse en el almacenamiento “in situ” de
los residuos, por el cual pueden invadir los alrededores de las zonas de manipulación, a
nivel de vertederos como de contenedores.
Gestión Integral de los Residuos Domésticos
La Gestión Integral de Residuos Domésticos se define al grupo de actividades, ya sean
educativas, administrativas, técnicas y operativas las cuales se encuentran relacionadas
con la generación, separación en la fuente, recolección, transporte, tratamientos y
disposición final, etc.
El adecuado manejo de estos residuos tiene éxito siempre y cuando la población ejecuta
una educación ambiental que les ayude a comprender las relaciones con su entorno, para
que por medio de esta realidad en la que se encuentran poder tener nuevas actitudes que
permitan valorar y respetar el medio ambiente, lo que conllevará a una mejora en la
calidad de vida. [38]
Principal Problemática de la Gestión de Residuos Domésticos
La gestión integral de los Residuos domésticos tiene como objetivo buscar alguna
solución eficaz para el tratamiento de estos. En la sociedad hay una gran preocupación
debido a sus efectos directos e indirectos, siendo estos permanentes e irreversibles, de
manera principal en el medio ambiente, siendo estos: El aire, tierra, paisaje y el agua, así
mismo en la salud de los habitantes.[31]
35
Ciclo de vida de los Residuos Domésticos
El ciclo de vida de los residuos domésticos son los siguientes:
Generación
En el hogar es donde se van formando y acumulando estos residuos los cuales son
desechados. En Ecuador, en el año 2012 la generación per cápita de manera diaria era de
0.79 kg/hab/día, mientras que en el año 2014 por parte de la AME (Asociación de
Municipalidades Ecuatorianas) y el INEC (Instituto Nacional de Estadísticas y Censos)
determinaron un promedio de 0.70 kg/hab/día.
Composición
En el Ecuador el porcentaje de composición de los residuos se indica en la xxx
Tabla 8. PORCENTAJE DE LA COMPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS EN EL ECUADOR
Material
Porcentaje
(%)
Producción
(ton/día)
Porcentaje
(%)
Producción
(ton/día)
Porcentaje
(%) 2013
Producción
(ton/día)
Materia
Orgánica
71.4
5298
62
83471.6
61.4
11341
Papel y Cartón
9.6
709
8
11369
9.4
Plástico
4.5
336
9
11850.5
11
Vidrio
3.7
274
2
2569.3
2.6
Metales
0.7
53
-
-
-
Chatarra
-
-
3
4661.8
2.2
Residuos sólidos
no recuperados
-
-
16
21604.9
13.3
Total
100
6669
100
135527.1
100
11341
Nota. Recuperado de “Material Comparativo de los Indicadores de los Residuos Sólidos en la Zona Urbana y Cuatro Parroquias Rurales del
Cantón Azogues” [37]
Segregación en la fuente
Se refiere a la acción de separar los residuos que tengan un mayor nivel de
aprovechamiento, esta separación se la hace desde la fuente de origen, o sea en los
hogares. Esta separación se lo deber realizar utilizando bolsas diferenciadas, las cuales
son entregadas cuando se realiza la fase de recolección de residuos. Normalmente los
productos que se segregan son cartones, papel, plástico, latas, vidrios, etc. [3]
36
Tabla 9. CLASIFICACIÓN ESPECÍFICA PARA DISPONER RESIDUOS SÓLIDOS
DOMICILIARIOS
Tipo de Residuo
Color de Recipiente
Descripción
Orgánico/Reciclable
Verde
Restos de comida, origen biológico,
cáscaras de frutas, hojas, verduras,
etc
No reciclables, no peligrosos
Negro
Materiales No Aprovechables:
Toallas sanitarias, papel higiénico,
servilletas usadas. Envases con
restos de comida, envases de
plásticos de aceites comestibles.
Reciclables
Azul
Materiales susceptibles a reciclado
(Papel, cartón, vidrio, etc)
Vidrio/Metales
Blanco
Botellas de vidrio, latas de atún,
sardina, conservas. Deben estar
vacíos, secos y limpios.
Especiales
Anaranjado
Escombros, muebles, electrónicos.
Peligrosos
Rojo
Residuos con una o varias
características citadas en el CRETIB
(Corrosivo, Reactivo, Explosivo,
Tóxico, Inflamable y Biológico-
Infeccioso).
Nota. Recuperado de Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 2148 [4]
Recolección Selectiva y Transporte
La recolección de los residuos comienza desde las viviendas; ya sea por medio de una
infraestructura como contenedores en el cual estén diferenciados según los tipos de
residuos o por una recolección por acera utilizando bolsas diferenciadas, las mismas que
serán entregadas al personal a cargo de la recolección, que pueden ser el reciclador formal
o el personal municipal.
Tratamiento
Hay diferentes maneras en las cuales se tratan estos residuos, pero lo principal es la
disminución del volumen, para así mejorar su accesibilidad en la disponibilidad final.
Otra manera, es separar estos residuos para su compost o su incineración.
37
Comercialización
La comercialización se realiza a partir de residuos sólidos que se puedan volver a
reutilizar, esto debe ser hecho por la empresa encargada la cual tenga su registro de
salubridad y así mantener ordenado los aspectos legales necesarios.[38]
Disposición Final
Es el destino final para aquellos residuos que no se pueden reciclar, siendo eliminados
por medio de los rellenos sanitarios.
Según las normas, una de las condiciones a cumplir es que la capa de impermeabilización
se debe encontrar formada por materiales naturales o minerales con un valor máximo
determinado del coeficiente de permeabilidad (también conocida como Ley de Darcy), o
materiales sintéticos, dificultando la infiltración de los lixiviados que se van formando
mientras se realiza la operación de un relleno sanitario. Las membranas que usualmente
se emplean contienen espesores de 2 – 2,5 mm.
En la Gestión Integral de Residuos debe quedar asignado el tipo de tratamiento,
aprovechamiento, o disposición final de estos Tabla 10. Estos procesos son seleccionados
en base a las características que tienen estos residuos. En el cuadro siguiente, se presentan
ciertas alternativas que se puede realizar a los residuos:
Tabla 10. TÉCNICAS DE APROVECHAMIENTO, TRATAMIENTO O DISPOSICIÓN PARA RESIDUOS
Residuos
Tratamiento o Disposición Final
Ordinarios
Relleno Sanitario
Biodegradables
Lombricultura, compostaje
Reciclables: Vidrio, plásticos, cartón y similares
Reciclaje
Peligrosos: Tienen algunas restricciones según sus
características
Incineración, aprovechamiento, rellenos de seguridad,
tratamientos térmicos, fisicoquímicos.
Nota. Recuperado de “Propuesta de un Plan Integral para el manejo de los Residuos Sólidos del Cantón
Tisaleo”.[39][38]
38
Tiempo de descomposición de los Residuos Domésticos
El tiempo de descomposición de algunos Residuos Domésticos tenemos:
Ø Papel y cartón: 3 a 6 meses
Ø Envases tetra brick: 30 años
Ø Lata: 100 años
Ø Cáscara de frutas: 3 a 4 semanas
Ø Tela de algodón: 1 a 5 meses
Ø Bolsas de plástico: 100 a 1000 años
Ø Botellas de vidrio: 4000 años
Impactos Negativos del Inadecuado Manejo de Residuos Domésticos
Hay diferentes impactos negativos que se generan debido al inadecuado manejo de los
residuos domésticos:
Tipos
Ambientales
En el aspecto ambiental, debido a este mal manejo de los residuos domésticos puede traer
consecuencias como:
Incremento del calentamiento global.
Ø Que los vectores se propaguen.
Ø Daño en el medio ambiente debido a que los recursos naturales se degradan.
Ø Contaminación del agua, aire, suelo.
Ø Ausencia de ambientes públicos, etc.
39
Contaminación del Aire
Al acumular la basura esto contamina el aire ya que generan gases en el proceso de
putrefacción de las fracciones orgánicas, la combustión espontánea de estos gases genera
COPS (Compuestos Orgánicos persistentes) que son nocivos para la salud humana y
producen el efecto invernadero.
Los Compuestos Orgánicos Persistentes son aquellas sustancias que tienen propiedades
tóxicas y nocivas las cuales producen muchos efectos contaminantes y tienen una gran
resistencia a la degradación.
Contaminación del Agua
El mal manejo de estos residuos puede llegar a generar contaminación en los ríos,
acuíferos subterráneos, y debido a que son arrastrados las aguas lluvias llegan a los mares
y a las reservas disponibles de aguas, causando una gran contaminación y esto hace que
se generen muchas enfermedades en los seres vivos.[40]
Contaminación de Suelos
Al mantener y dejar acumular estos residuos en las calles, producen líquidos
contaminantes que afectan al suelo. Estos líquidos pueden llegar a mezclarse con aguas
de inundación y de anegamientos transitorios que se dan por precipitaciones. El impacto
que se genera no sólo en los vertederos, si no en cualquier lugar donde no se realice un
buen manejo y procesamiento de estos residuos causan aparte de contaminar los suelos,
genera más el calentamiento global. [41]
Problemas Paisajísticos
Acumular residuos en lugares en los cuales son inadecuados conlleva problemas
paisajísticos negativos, ya que constituyen un daño visual asociando a un importante
riesgo ambiental, llegando a generar accidentes. El manejo de estos residuos no solo es
reciclarlos, tratarlos, o disponerlos de manera adecuada, si no que implica el compromiso
y responsabilidad de reducir, ejecutar tecnologías limpias, que estén basados en la
sustentabilidad del crecimiento de la sociedad con el medio ambiente.
40
Sociales
De manera social, si hay una mala o inadecuada gestión de los residuos sólidos
domésticos generará diferentes problemas en la salud y así mismo laborales para las
personas recicladoras tanto informales como formales; todo esto se da debido a que los
residuos reciclados no se lo han separado por clase de material y esto genera una mayor
dificultad para así separar estos residuos y poder efectuar su venta final. [32]
Salud
Las enfermedades se producen mediante contacto directo con los residuos o de manera
indirecta por medio de vectores o transmisores como las cucarachas, mosquitos, moscas,
perros, ratas que comen de la basura. El manejo inadecuado de estos residuos, según la
revista Panamericana de la Salud, pueden generar más de 40 enfermedades desde una
colitis, hasta infecciones que producen la muerte al ser humano.
De acuerdo a la Organización Panamericana de la Salud, las enfermedades más comunes
son:
Ø Infecciosas: Hepatitis infecciosa, Fiebres Paratifoideas, Tétanos, disentería
bacteriana, etc.
Ø Parasitarias: Leptospirosis, Disentería Amebiana, Trichuris Trichiura, Fasciola
Hepática, etc.
Ø Otras: Alergias, enfermedades de la piel, intoxicaciones por inhalación o ingesta
de sustancias peligrosas existentes en el basural. En esta clase se encuentran los,
piojos, pulgas, garrapatas, que producen la parasitosis externa.
41
Tabla 11. PROBLEMAS DE SALUD ASOCIADOS CON LOS DESECHOS DOMÉSTICOS
Agente
Problema de Salud
Mal olor
Malestar, cefaleas, náuseas y vómitos.
Polvo
Molestias y pérdida momentánea de la visión.
Enfermedades respiratorias y pulmonares.
Proliferación de vectores y
microorganismos
Enfermedades infecciosas.
Pérdida de estética
Deterioro de la calidad de vida.
Nota. Recuperado de Gestión de Residuos Sólidos Técnica, salud, ambiente y competencia. [37][42]
Tabla 12. ENFERMEDADES RELACIONADAS CONVECTORES
Vectores
Forma de Transmisión
Principales Enfermedades
Roedores
Mediante orina, mordiscos y heces.
Mediante pulgas que viven en el
cuerpo de la rata.
Rabia
Disenterías
Peste bubónica
Enfermedades diarreicas
Moscas
Mediante vía mecánica (a través de
las patas, alas y cuerpo.
Por medio de la saliva y heces.
Cólera
Disenterías
Diarrea infantil
Tuberculosis
Mosquitos
Mediante la picadura del mosquito
hembra.
Dengue
Fiebre amarilla
Malaria
Cucarachas
Mediante vía mecánica (a través de
las patas, alas y cuerpo) y las heces
Cólera
Gastroenteritis
Intoxicaciones alimenticias
Aves
Por medio de las heces
Teniasis
Toxoplasmosis
Triquinosis
Nota. Recuperado de Gestión de Residuos Sólidos Técnica, salud, ambiente y competencia. [33]
Económicos
Existen diferentes problemas económicos que se generan como:
Ø El aumento de los costos para la limpieza pública.
Ø Incremento del costo para la modificación de rellenos sanitarios.
Ø Disminución económica de las localidades.
Ø Aumento del gasto por salud y de tratamientos de males debido a la mala
manipulación de los residuos.
42
Problemas de Salud Relacionados a las Etapas de Ciclo de vida de los Residuos
Domésticos
En cada etapa de ciclo de vida de los Residuos Domésticos se encuentran diferentes
problemas:
Producción y Almacenamiento in situ
En esta etapa como problema ambiental tendríamos:
Ø La aparición de insectos, vectores, ratas, organismos patógenos y roedores
menores ocasionando como riesgo a la salud enfermedades gastrointestinales, etc.
Ø El mal olor generado por la descomposición de los residuos sería una molestia
causando contaminación en el aire.
Disposición inadecuada en la vía pública
En esta etapa del “ciclo de vida” como problema ambiental tendríamos:
Ø La aparición de insectos, vectores, ratas, organismos patógenos y roedores
menores produciendo como riesgo a la salud diferentes tipos de enfermedades
como lo ya señalado en la “Producción y Almacenamiento in situ”.
Ø Otro problema es el mal olor generado por estos residuos causando molestias a las
personas.
Ø Disminuye el costo del suelo.
Recolección, transporte, almacenamiento en plantas de transferencias
Como problemas ambientales tenemos:
Ø El daño que debido a la generación de ruido producen molestias a las personas.
Ø Los olores fétidos producen enfermedades infectocontagiosas.
43
Segregación y Reciclaje
En la Segregación y Reciclaje los problemas son:
Ø Al reutilizar los envases tóxicos puede llegar a provocar intoxicaciones en los
seres humanos.
Ø El ganado (cerdo) es alimentado mediante desperdicios, llegando a producir
cisticercosis.
Ø El usar compost contaminado para la tierra, también genera riesgos a la salud, o
al mismo medio ambiente.
Tratamiento y Disposición Final
Como problemas ambientales causados en el “Tratamiento y Disposición Final” tenemos:
Ø Daños en el suelo.
Ø Daño de las aguas subterráneas y superficiales.
Ø Daño en el medio ambiente debido a la incineración.
Estos problemas generan riesgos a la salud como enfermedades, ya sean alergias,
gastrointestinales, respiratorias, enfermedades transmitidas por animales, molestias,
intoxicaciones, etc.[30]
Impactos Positivos del Adecuado Manejo de los Residuos Domésticos
Entre los diferentes Impactos Positivos debido a un adecuado manejo en los Residuos
Domésticos tenemos:
Ambiental
Ø Disminución del gasto de recursos naturales resultante del reciclaje realizado para
estos residuos domésticos.
Ø Ayuda a un progreso en la salud pública.
Ø Menor contaminación por arrojo de estos residuos domésticos.
44
Social
Ø Mejora las condiciones de trabajo para las personas que reciclan estos residuos.
Ø Mejora de la calidad de vida de los ciudadanos.
Ø Recuperación de espacios públicos que se encontraban en mal estado debido al
amontonamiento de estos residuos.
Ø Menor tasa de morbilidad y mortalidad.
Ø Incremento en la concientización y cultura ambiental.
Económico
Ø Aumento de compañías de reciclaje.
Ø Incremento de ingresos económicos para los recicladores.
Ø Menores costos de los servicios para la limpieza pública.
Ø Menor costo de tratamiento de males ligado al manejo incorrecto de los residuos.
Gestión Ambiental en Ecuador
Este tema hace hincapié que la gestión ambiental concierne a cada uno de los ciudadanos
en cada momento de vida.
Cada acción realizada debe ser de manera sincronizada: económicamente rentable,
socialmente justa y sustentable ambientalmente.
Existen leyes suficientes para el mantenimiento de una adecuada gestión ambiental en el
Ecuador, aunque lo más repetitivo es la falta de aplicación y el cumplimiento de las
normas, regulaciones y leyes en vigencia. Por esto, se define que “La descarga,
infiltración, o depósito de materiales o sustancias contaminantes en los suelos, se
someterá a lo que la Ley disponga”.
La ciudadanía tiene el derecho de vivir en un entorno saludable, equilibrado de manera
ecológica y expedita de contaminación. Cabe recalcar, que es de beneficio de cada
45
ciudadano la conservación del ecosistema, prevención del medio ambiente, y así poder
asegurar un desarrollo sostenible.
El deber que tiene el Estado es el de precautelar el buen uso y conservación de los recursos
naturales de nuestro país, para la convivencia de la ciudadanía.
La atención al entorno es uno de los temas más discutidos, debido a que su cuidado es
una obligación que debe ser implementada, todos los ciudadanos deben ser responsables
con respecto al cuidado del ambiente, los residuos generados y desechados que se observa
a diario en las calles, es responsabilidad de los seres humanos. Es primordial producir
menor basura, separarla y aprovecharla.
condiciones de operación posterior al transporte. Estas especificaciones se detallan en los
siguientes artículos:
“Art. 8.- Condiciones ambientales de carga y descarga del Biodiesel. - El punto de Nube
(Punto de enturbiamiento) fluctúa dependiendo de la composición, tipo y selección de la
materia prima y el método utilizado para el proceso de obtención del biodiesel B100. En
los casos que el biodiesel B100 se transporte a regiones en donde la temperatura ambiente
sea inferior al punto de nube del producto, y luego se lo almacene, los autotanques deben
tener aislamiento térmico o un método que permita calentar el producto para que el
producto permanezca líquido. Se debe asumir un margen de seguridad de 6 grados C
sobre la temperatura del punto de nube para mantener el producto líquido. Además, se
recomienda realizar pruebas hidrostáticas periódicas a los serpentines de calentamiento
que tengan instalados los autotanques. Al igual que con el diésel del petróleo, el B100
debe ser transportado de forma que no produzca contaminación, para lo cual los sujetos
de control deben cumplir con los procedimientos determinados para el transporte en
autotanques y buque-tanques establecidos en el Reglamento de Operación y Seguridad
46
del Transporte Terrestre de Combustibles (Excepto el GLP) en autotanques y Reglamento
Ambiental de Operaciones Hidrocarburíferas.
Art. 9.- Muestreo. - El sistema de muestreo para este tipo de productos está basado en la
norma ISO 5555:2001, considerando las normas de seguridad establecidas en la MSDS
(Material Safety Data Sheet) y las características de almacenamiento del Biodiesel B100.
Art. 10.- Despacho de Biodiesel B100.- El productor de Biodiesel debe garantizar que su
producto cumple con los requisitos de la norma Técnica Ecuatoriana INEN 2482
"Biodiesel Requisitos", vigente. En ella se encuentran los requisitos de calidad que el
Biodiesel (B100) debe cumplir.”
Antes de iniciar el despacho y para cada envío del producto B100, el productor debe
entregar al transportador un "Informe de resultados" de la calidad del producto,
adjuntando la respectiva Guía de Remisión. Los resultados de los análisis de laboratorio
reportados en el "Informe de resultados" deben ser emitidos por un laboratorio acreditado
y entregado al comprador y al ente de control.
Capítulo IV
En esta sección se especifica como debe ser la infraestructura de las terminales y
refinerías que se encargan de la producción y comercialización del Biodiesel, mostrados
en los siguientes artículos:
“Art. 11.- Construcción y adecuación de instalaciones. - La adecuación de la
infraestructura existente y/o construcción de nueva para la recepción y almacenamiento
del Biodiesel B100, sistemas de mezclado en línea y despacho de la mezcla, equipos de
medición, instrumentación de control en refinerías y terminales de EP Petroecuador o
quien haga sus veces, deberán ceñirse a los códigos, estándares y normas nacionales e
internacionales ó de la industria del petróleo (API, ANSI, ASTM, NFPA, ASME, ISA, y
47
otras afines), a fin de garantizar la calidad y seguridad de las instalaciones y condiciones
óptimas de la operación y manejo del biodiesel y la mezcla respectiva.
Art. 12.- Recepción del Biodiesel en las instalaciones de mezcla. - EP Petroecuador o
quien haga sus veces, previo a la recepción del Biodiesel B100, solicitará a las empresas
proveedoras el respectivo "informe de resultados" de calidad, el cual deberá cumplir con
los requisitos establecido en la Norma INEN 2482 "Biodiesel Requisitos", vigente. EP
Petroecuador (comprador), en el punto de recepción del producto B100, debe, sin
perjuicio de ejecutar todos los análisis señalados en la norma INEN 2482: "Biodiesel
Requisitos", vigente, realizar los análisis básicos (Tabla 2) en los laboratorios de
refinerías y terminales para los fines de comprobación de la calidad, para lo cual en
presencia de una inspectora independiente y ente de control debe tomar las muestras
necesarias de los autotanques antes de recibir el producto.
Tabla 2.- Análisis Básicos del Biodiesel B100
Parámetro Unidad Especificación
Densidad a 15 C Kg/m3 860 - 900
Contenido de Agua mg/kg 500 máximo
Punto de Nube* grados C 5 máximo
Contaminación Total mg/kg 15 máximo
* Se realizará este ensayo en lugares de temperatura igual o inferior a 14 grados C.
En caso de incumplimiento de los requisitos de calidad establecidos en los parámetros
básicos mencionados en la tabla anterior, no se debe aceptar el producto y se deberá
informar por escrito al proveedor del producto y a la entidad de control correspondiente,
a fin de que se disponga el análisis de la contramuestra en un laboratorio acreditado. EP
PETROECUADOR debe instalar equipos contadores de partículas en puntos críticos en
48
terminales y refinerías para obtener reportes en tiempo real de las partículas totales del
B100 y la mezcla bajo la norma ISO 4406-99 establecidas por la Word Wide Fuel Charter.
Art. 13.- Almacenamiento del Biodiesel, Diesel Premium y la Mezcla Diesel Premium
Biodiesel. - Los sistemas de almacenamiento del Biodiesel, Diesel Premium y la Mezcla,
según el caso, en las plantas productoras de Biodiesel y en las instalaciones de mezcla
(refinerías y terminales) deben contar con un programa de control del contenido de agua
y sedimentos presentes en el fondo de los tanques. Esta operación constituye una de las
más importantes prácticas de aseguramiento de la no afectación de la calidad de los tres
productos durante el almacenamiento. Se deben verificar las condiciones del tanque en el
cual se va a realizar el almacenamiento de los productos: Biodiesel B100, Diesel premium
y la mezcla Diesel premium – biodiesel enfatizando la eliminación de agua y sedimentos
conforme a las normas establecidas; en cada operación se debe registrar la fecha del
drenaje, la medición de agua antes y después del drenado y la cantidad de agua retirada,
para lo cual se debe mantener una bitácora con esta información; esta periodicidad la debe
ajustar cada planta de acuerdo a las cantidades de agua encontradas en la operación
mensual. La disposición y aprovechamiento de los productos contaminados remanentes
de las prácticas de drenaje deben ser debidamente tratados en los respectivos sistemas de
separadores "API" de los sujetos de control.
Una de las fuentes potenciales de presencia de agua libre en el fondo del tanque se origina
de la condensación del vapor de agua presente en la atmosfera, por lo tanto, en caso de
presentarse elevado contenido de agua por condensación atmosférica, se debe instalar
filtros desecantes con filtración micrónica de aire de una micra en los respiraderos del
tanque.
Manejar en lo posible una alta rotación del inventario y evitar el almacenamiento de
producto por períodos superiores a 3 meses.
49
Art. 14.- Sistema de Mezcla de Biodiesel - Diesel Premium. - El contenido de Biodiesel
en el Diesel Premium debe cumplir con lo establecido en la norma INEN 1489 "Diesel.
Requisitos", vigente. Para el efecto se debe utilizar sistemas/procedimientos que permitan
monitorear y medir los volúmenes de los productos base que se están mezclando, tales
como, sistemas de mezcla automáticos, balance o control de inventarios. Se debe utilizar
un equipo mezclador automático en línea para garantizar la exactitud de los porcentajes
de los componentes de la mezcla y la homogeneidad del producto. El mezclador de Diesel
Premium - Biodiesel, en las instalaciones de la mezcla, deberá contemplar, dentro de la
infraestructura mínima de almacenamiento y despacho de la mezcla los equipos y
procedimientos que permitan disponer de producto dentro de especificaciones. En
terminales se debe instalar sistemas de filtración micrónica y coalescente (menor o igual
a 10 micras) a las dos corrientes Diesel premium y biodiesel antes de la mezcla de los
citados productos para preparar el Diesel premium oxigenado con biodiesel acorde a la
norma INEN 1489.
Art. 15.- Despacho de la mezcla Diesel Premium-Biodiesel. - Para el despacho de la
mezcla Diesel Premium - Biodiesel (Diesel Premium), los componentes de la mezcla
deben estar dentro del rango establecido en la norma INEN 1489: "Diesel. Requisitos",
vigente, conforme lo establezca la Agencia de Regulación y Control Hidrocarburíferas.
En caso de que se detecte que el contenido indicado de biodiesel en la mezcla no se
cumple, el sujeto de control deberá realizar los ajustes necesarios para corregir la
desviación. Se deben evitar, la operación de recibo y entrega simultánea de producto en
un mismo tanque. EP Petroecuador, o quien haga sus veces, en los laboratorios de control
de calidad de refinerías y terminales realizará los análisis de la mezcla Diesel Premium-
Biodiesel (Diesel Premium) y emitirá el respectivo "informe de resultados" el cual deberá
cumplir con "las especificaciones de calidad establecidas en la NTE INEN 1489 "Diesel.
50
Requisitos", vigente. Una vez recibido a satisfacción el producto, la comercializadora será
responsable de sellar los compartimientos de los autotanques que transporten la mezcla
de Diesel Premium -Biodiesel (Diesel Premium), a fin de eliminar riesgos de adulteración
y deterioro del producto; a partir de este momento, la calidad del producto es de
responsabilidad de la comercializadora.
Art. 16.- Transporte de Mezcla Diesel Premium -Biodiesel. - Para el transporte de la
mezcla Diesel Premium-Biodiesel (Diesel Premium), se deben tener los mismos cuidados
que se tienen para el transporte de combustibles derivados del petróleo. Se debe cumplir
con los requisitos establecidos en el Reglamento de Operación y Seguridad del Transporte
Terrestre de Combustibles (Excepto el GLP) en autotanques y Reglamento Ambiental de
Operaciones Hidrocarburíferas. Los autotanques deben estar completamente limpios y
herméticos, para evitar la contaminación con agua. Los sujetos de control deberán
inspeccionar el interior de los tanques previo a la carga garantizando que estén libres de
agua y sedimentos.”
Capítulo V
En este capítulo se muestra cuáles son los requerimientos que debe cumplir el biodiesel
como tal o a su vez la mezcla que incluye este biocombustible, para ingresar a los centros
de distribución, además del almacenamiento y manejo de residuos en el establecimiento,
esto se detalla en los siguientes artículos:
“Art. 17.- Recepción de la mezcla Diesel Premium-Biodiesel. - Antes de descargar la
mezcla diésel premium-biodiesel desde los autotanques a los tanques de almacenamiento
en los centros de distribución, así como al nuevo producto almacenado, los centros de
distribución de combustibles líquidos derivados de los hidrocarburos deberán realizar las
siguientes pruebas de campo, para verificar la calidad del producto que recibe y del
51
producto almacenado, a fin (sic) garantizar al usuario final un producto de excelente
calidad.
1. Apariencia
2. Densidad de la mezcla
3. Contenido de agua
La mezcla diésel premium-biodiesel debe ser manejado como cualquier combustible
líquido derivado de los hidrocarburos, por lo tanto, deben tomarse todas las medidas de
seguridad en la descarga y recepción del mismo, para evitar: sobrellenado y derrames
durante el llenado de tanques. Antes de la primera recepción de la mezcla diésel premium-
biodiesel, las comercializadoras de combustibles garantizarán que los centros de
distribución de combustible líquido derivado de los hidrocarburos realicen una limpieza
prolija e integral de los tanques de almacenamiento, líneas y sistemas asociados, retirar
los residuos de óxido y sustancias extrañas, reemplazar los filtros del surtidor por filtros
de menor o igual a 10 micras aprobados para biodiesel, reparar y/o cambiar las partes que
no se encuentren en óptimas condiciones. Para los trabajos a realizarse en los centros de
distribución deberán considerarse las regulaciones establecidas por la Agencia de
Regulación y Control Hidrocarburíferas. Los tanques no deben mantenerse desocupados
por mucho tiempo, ya que el aire que queda dentro de los mismos puede generar procesos
de oxidación, al igual que la contaminación por partículas y el aumento en los niveles de
agua. Las comercializadoras de combustibles líquidos derivados de los hidrocarburos
garantizarán que el transporte de la mezcla y su manejo en las estaciones de servicio sea
el adecuado, a fin de asegurar al consumidor final la venta del producto, acorde a las
especificaciones de calidad de la norma INEN 1489 vigente.
Art. 18.- Almacenamiento de la mezcla Diesel Premium - Biodiesel. - Las
comercializadoras deberán garantizar que los tanques de almacenamiento de los centros
52
de distribución de combustibles líquidos derivados de los hidrocarburos reciban
mantenimiento periódico con especial cuidado en drenajes, filtros y uso de biocidas. La
periodicidad de evacuación de agua la debe ajustar cada centro de distribución de
combustibles líquidos derivados de los hidrocarburos, de acuerdo con las cantidades de
agua encontradas en la operación mensual, buscando asegurar mantener los fondos de los
tanques libres de agua y sedimentos. Los tanques deben tener completa hermeticidad no
solo para la prevención de fugas, sino para evitar la contaminación del combustible. Por
lo que, se debe realizar pruebas de hermeticidad e hidrostáticas en los tanques y equipos
asociados, de acuerdo con lo establecido por la normativa aplicable.
Art. 19.- Limpieza de tanques de almacenamiento de la mezcla Diesel Premium -
Biodiesel. - Las comercializadoras de combustibles líquidos derivados de los
hidrocarburos garantizarán que los tanques de almacenamiento de los centros de
distribución de combustibles líquidos derivados de los hidrocarburos reciban una
limpieza integral antes de la primera recepción de la mezcla de diésel-biodiesel (Diesel
Premium) y se mantengan en condiciones óptimas durante su operación, con el fin de
evitar la generación de lodos y sedimentos.
Art. 20.- Manejo de filtros. - Las comercializadoras de combustibles líquidos derivados
de los hidrocarburos garantizarán que los centros de distribución de combustibles líquidos
derivados de los hidrocarburos mantengan sistemas de filtración para el despacho de la
mezcla Diesel premium-biodiesel. Los centros de distribución de combustibles líquidos
derivados de los hidrocarburos deben implementar respiraderos desecantes con filtración
de 1 micra en las rejillas de ventilación de los tanques que absorban la humedad del aire
y eviten la contaminación por partículas; y, en los dispensadores filtros de menor o igual
a 10 micras. Se deben revisar periódicamente los filtros del sistema de distribución con
la finalidad de que sean reemplazados una vez que hayan cumplido su vida útil.
53
Art. 21.- Disposición de residuos. - Todo material que entre en contacto con biodiesel o
la mezcla diésel-biodiesel (absorbentes, arena, filtros, canecas, estopas, etc.) así como los
sólidos, borras y en general, todos los materiales resultantes de la limpieza de los
Manejo de los Residuos Domésticos en América Latina y Caribe.
El manejo de los Residuos Domésticos comprende desde las actividades relacionadas con
la manipulación de estos Residuos donde son producidos hasta su disposición final.
A continuación, se detalla estas etapas para ciertos países de América Latina y Caribe:
Generación de Residuos Domésticos
Esta etapa es el comienzo del manejo de los Residuos y está relacionada con las
actividades realizadas por el ser humano, incremento de actividades comerciales,
industriales y las condiciones climáticas.
De manera mundial el gasto de productos procesados elevó la tasa de producción de
desechos por habitante diaria, siendo el caso de Latinoamérica el cual su tasa de
generación incrementó en las últimas décadas de 0.5 a 1. [43]
En la siguiente Tabla 13 se representa la tasa de generación de residuos por habitante por
día en las principales ciudades y municipio de Latinoamérica:
54
Tabla 13. GENERACIÓN DE BASURA EN LAS PRINCIPALES CIUDADES DE LATINOAMÉRICA Y EL
CARIBE
País
Ciudad/Municipio
Población(Hab)
Generación(Ton/día)
Generación(Kg/hab-
día)
Argentina
Buenos Aires
2768772
5000
1.81
Venezuela
Caracas
2758917
4000
1.45
México
Ciudad de México
8720916
12000
1.38
Chile
Santiago de Chile
5875013
7100
1.21
Venezuela
Maracaibo
1428043
1700
1.19
Perú
Lima
8445200
8938.5
1.06
Colombia
Bogotá
6778691
5891.8
0.87
Cuba
La Habana
2201600
1060
0.48
Guatemala
Guatemala
3762960
1500
0.40
Bolivia
La Paz
2350466
451
0.19
Nota. Recuperado de Manejo de residuos sólidos en América Latina y el Caribe[43]
El aumento promedio de la generación de residuos sólidos se estima que se encuentra
entre 2 a 3% para los países en vías de desarrollo y de 3.2 a 4.5% para los países
desarrollados.
Los países como Argentina, Venezuela y México presentan dificultades para implementar
nuevas normativas de gestión de residuos sólidos, ya que le dan una falta de continuidad
a estas gestiones debido a cambios en administraciones de los municipios, dificultando la
sostenibilidad del sector Tabla 14.
Ø Composición de Residuos Domésticos
La clasificación y composición de los residuos sólidos están relacionados ya que estos
son importantes en la selección y operación de equipos e instalaciones, evaluar si es
factible la recuperación de energía y recursos, y el análisis, diseño de las instalaciones de
disposición.
55
Tabla 14. TIPIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS EN PAÍSES EN VÍAS DE DESARROLLO
(AMÉRICA LATINA Y CARIBE)
País/Ciudad
Cartón
y Papel
Vidrio
Textiles
Plásticos
Orgánicos y
Putrefactibles
Otros e
Inertes
República
Dominicana
8
9
75
Barbados
20
9
59
12
Belice
5
5
5
60
20
Costa Rica
20.7
2.3
4.1
17.7
49.8
3.3
Perú
7.5
3.4
1.5
4.3
54.5
25.9
Asunción
10.2
3.5
1.2
4.2
58.2
19.9
Guatemala
13.9
3.2
0.9
8.1
63.3
8.8
México
20.9
7.6
4.5
8.4
44
11.5
Nota. Recuperado de Manejo de residuos sólidos en América Latina y el Caribe.
Ø Recolección y Transporte de Residuos Domésticos
Esta etapa se encuentra el conjunto de actividades el cual incluyen la recogida y el
transporte de estos residuos comenzando desde los sitios donde se los depositan o
almacenan por medio de los generadores hasta donde serán descargados, siento este lugar
una instalación de procesamiento e materiales, tratamiento, estaciones de transferencia o
rellenos sanitarios. Para esta etapa y la disposición final, los municipios/empresas
designan mayor parte de su presupuesto. Según la OPS (Organización Panamericana de
la Salud) se refirió que en Latinoamérica un 60 y 70% del costo total del servicio es para
la parte de recolección y la disposición final de los residuos sólidos.
La OPS indica que, en Latinoamérica y El Caribe, el sistema de recolección se lo hace de
casa en casa utilizando vehículos cuyas capacidades varían con respecto al tamaño de la
ciudad; usando camiones volteo de 3 m
3
hasta los camiones compactadores de 15 m
3
de
capacidad el cual se encuentran de 2 a 4 operadores para ciudades medianas y grandes,
en las zonas que no son tan accesibles se usan camiones de tracción animal y también
56
carritos manuales. Este sistema aplicado de recolección puerta-puerta es más caro que
sistemas mecanizados o semi-mecanizados, pero el nivel de tecnología para la recolección
depende de la economía de cada país.
Otro factor primordial, es con qué frecuencia es la recogida de estos residuos la cual
cambia según el grado de urbanización, accesibilidad, etc. Esta frecuencia en
Latinoamérica y El Caribe es de 2 a 5 veces por semana o 1 vez por semana la menos
frecuente. [27]
Ø Tratamiento y disposición final de Residuos Domésticos
Al ser recogidos estos residuos se llevan a procesar para finalmente colocarlos en lugares
que son destinados para la disposición final. Este proceso es para separar objetos de mayor
tamaño, reducción de tamaño (trituración), separación de metales ferrosos y reducir el
volumen (compactación).
En países de Latinoamérica y El Caribe el reciclaje y separación de estos residuos lo hace
más el sector informal, separando los componentes de los residuos en los mismos sitios
de almacenamiento o disposición final. En algunos países como Brasil, México y Chile,
se están realizando avances para la formalización de este sector de recolección de manera
informal.
En la mayoría de los países de Latinoamérica y El Caribe, predomina el reciclaje
orientado a aprovechar el cartón, papel y materia orgánica, según la OPS señaló que hay
una tendencia de reciclar los plásticos. Sin embargo, el reciclar no es tan atractivo de
manera económica, debido a que es más económico usar la materia prima original que al
reciclar, generando poco incentivo en el desarrollo de tecnologías para el reciclaje.
Según la OPS recalcó que apenas el 0.6% de los residuos orgánicos que se generan se
transforman en abono, y que el porcentaje de residuos que son incinerados es solo el 1%.
57
La etapa terminante en el manejo de residuos se conoce como disposición final, en la cual
los residuos que no reciben algún otro uso son dispuestos a este destino final.
Una práctica, que es aún común en América Latina y el Caribe, es de colocar los residuos
en terrenos a cielo abierto sin precautelar medidas que sean necesarias para la interacción
con el medio ambiente. Esto provoca problemas graves en contaminación. La disposición
aceptada para los residuos sólidos son los llamados rellenos sanitarios, los cuales
mediante principios de ingeniería se utilizan para disponer en el suelo, cobertura de los
residuos disminuyendo peligros a la salud y ambiente, teniendo precaución con lo gases
y líquidos generados como resultado de la pudrición de la materia orgánica.
En la actualidad, en varios países se desarrollan mejoras en los rellenos sanitarios,
estableciendo controles con el fin de la reducción de contaminación ambiental utilizando
también procesos que aprovechen los gases para producción de energía eléctrica.
Tratamiento de los Residuos Domésticos en otros Países
En la Unión Europea el (UE) objetivo principal es la reducción de cantidades de residuos
producidos y así fomentar los residuos como recursos logrando niveles altos de reciclaje
y eliminación de manera segura de estos residuos. [32]
Normalmente, la Unión Europea (UE) produce un aproximado de 2000 millones de
Toneladas de residuos, incluyendo residuos peligrosos, en periodos de tiempo cortos,
ciertos países han conseguido promover esta cultura de reciclado, con incentivos,
infraestructura de calidad y campañas públicas de sensibilización.
En el año del 2010, en Europa se recicló el 35% de residuos, una mejora más que
significativa con respecto al 23% que se registró en el 2001. No obstante, sigue difícil
alcanzar el objetivo de la UE que es reciclar el 50% de los residuos domésticos y similares
para el 2020, por el cual se analiza la gestión de RSU (Residuos Sólidos Urbanos), que
principalmente son residuos domésticos, en los 27 Estados que son miembros de la UE
más Islandia, Croacia, Suiza, Turquía y Noruega.
58
De manera actual, se han realizado diferentes maneras en detener el acelerado aumento
de estos residuos en Europa, el cual normalizan la cantidad de residuos que las empresas
puedan generar, y que los residuos de los productos que son usados, sean nuevamente
procesados, aplicando las 4R (Reducir, Reutilizar, Reciclar, Recuperar).
La UE ha promovido legislaciones nacionales con el fin de la reducción del impacto de
los residuos sobre el Medio Ambiente y la salud y así mejorar la eficacia al usar los
recursos. [32]
III: Biocombustibles
Historia de los biocombustibles
La tecnología de fermentación data de hace 4000 años a. C., por medio del cual los seres
humanos trasforman alcohol como bebida a partir de diferentes frutos como uvas, bayas,
miel y cereales. Dispuesto que, el etanol se experimentó como combustible para motores
bastante antes de la producción de gasolina comercial en 1913. A inicios de 1826, el
inventor estadounidense Samuel Morey diseñó un motor de combustión interna
alimentado con etanol y trementina para hacer funcionar un barco de 7 a 8 mph (millas
por hora). En 1860, el estadounidense Henry Ford construyó tractores que podían
funcionar con etanol. El obstáculo que imposibilitó que el etanol se utilizara como
combustible para motores en los EE. UU. fue el impuesto al alcohol promulgado en la
década de 1860 para financiar la Guerra Civil.
Además, cuando la gasolina comenzó a predominar a fines de la década de 1910, muchos
científicos abogaron por la capacidad y la sostenibilidad del etanol en la industria de los
combustibles. En 1917, Alexander Graham Bell destacó la cantidad de materias primas
potenciales para la producción de etanol: “cualquier materia vegetal competente de
fermentarse, ya sea residuos de cultivos, pastos, desechos agrícolas y basura urbana”. En
59
un artículo publicado en 1918 de Scientific American elogió la eficacia de una mezcla de
combustible de 25 % de gasolina, 25 % de benzol y 50 % de alcohol, la cual fue propuesta
como una solución al problema de la disminución de las reservas de petróleo.
Tomando en cuenta que así mismo existen varios países que utilizan diferentes tipos de
bicombustible, como el etanol; sin embargo, este está hecho de maíz, caña de azúcar,
aceite de palma, entre otras, por medio de una serie de reacciones químicas,
fermentaciones y calor para la descomposición de almidones, azuzares u otras partes de
las plantas.
La energía desempeña un rol importante en el desarrollo humano, económico y en el
bienestar de las sociedades, ya que es el motor de todas las actividades que realiza el
hombre. Sin energía no habría vida y desarrollo. La fuente principal de energía se
encuentra en el sol, que nos proporciona luz y calor. El resto se encuentra en la atmósfera,
sobre la superficie terrestre o en el interior del planeta. Esta energía puede ser renovable
y no renovable, dentro de esta última, encontramos a los combustibles fósiles, tales como:
el petróleo, carbón mineral y el gas natural, los cuales son recursos limitados. A lo largo
de la historia, la humanidad ha utilizado una variedad de recursos energéticos. Quizás el
momento más decisivo fue el descubrimiento del fuego que, gracias a él, se comenzó a
ser capaz de controlar y modificar muchos procesos que hasta el momento dependían
únicamente de la naturaleza. Fue entonces, que la energía ha sido un elemento
indispensable en la satisfacción de las necesidades cotidianas en todas las formas de
organización social[44].
Biocombustibles
Los biocombustibles son los combustibles que se generan, directa o de forma indirecta,
desde recursos naturales y la biomasa. Es viable la obtención de aceites desde residuos
vegetales, básicamente extraídas desde semillas y frutos. La biomasa, por su lado es la
60
fuente de energía que nace de materiales no fósiles y de procedimiento biológico, como
tienen la posibilidad de ser cultivos energéticos, los desperdicios agrícolas y forestales y
subproductos (el estiércol o la biomasa microbiana) El aceite se recibe comúnmente por
compresión y sustracción con operaciones adicionales de transesterificación lo que
posibilita obtener esteres que tienen la posibilidad de usar en motores diésel.
Actualmente, son habituales los biocombustibles que proceden de la sacarosa, estos tipos
de materia se transforma en energía por medio de procesos termoquímicas (combustión,
pirolisis y gasificación). La energía producida por medio de la utilización de
biocombustibles obtiene el nombre de bioenergía. Biocombustibles. [45].
Los biocombustibles son una fuente de energía renovable, a diferencia de los
combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural (se crea desde los
residuos). Se conforman, además como una elección energética sustentable, ya que, al
proceder de materia orgánica, son capaces de neutralizar el dióxido de carbono que
producen a lo largo de su combustión. [46]
Recursos del Biocombustible
Se producen biodiesel, aceites vegetales y animales, aceites de recuperación, aceites de
recuperación de origen de residuos municipales e industriales, aceites vegetales usados,
aceites de fritura usados y algas.
Fuentes de petróleo que se pueden utilizar en la producción de biodiesel:
• Aceites vegetales: girasol, soja, colza, cártamo, algodón, aceites de palma
• Aceites de recuperación: subproductos de la industria del aceite vegetal
• Aceites de recuperación de origen de residuos urbanos e industriales
• Aceites animales: aceites de escarcha, aceites de pescado y aceites de aves de
corral
• Aceite vegetal es usados: aceites de cocina usados[47]
61
Ilustración 2 Fuentes de materias primas utilizadas en la producción de biodiésel. Nota Materia prima para el
biocombustible tomado de [47]
Definición
Se define como biocombustible a aquellos fabricados a partir de materia orgánica
obtenidos por la transformación de materia orgánica cultivada a propósito, también se
distingue como biocombustible a aquellos que se extraen producto de la descomposición
como por ejemplo basura y a los tratamientos de materias residuales como lo son las aguas
residuales.[48], [49]
Los animales y las plantas son materia orgánica que contienen en su estructura lípidos en
forma de aceites y grasas que pueden producir biomasa de vegetales como las plantas
oleaginosas y microalgas. Se entiende que queda fuera de esta definición los combustibles
fósiles o productos orgánicos que se deriven de estos. Los biocombustibles son
biocarburantes en estado líquido o gaseoso, como los alcoholes, ésteres y otros productos
de origen químico que son provenientes de compuestos orgánicos con base celulósica,
luego extraída de plantas o cultivos silvestres, con la finalidad de ser un sustituyente del
uso de la gasolina en el área del transporte o de generar electricidad, esta sustitución será
en mayor o menor grado ya que dependerá de factores sociales y económicos.[39]
62
Materia prima para obtención de los biocombustibles
Los biocombustibles se obtienen según el tipo y nivel de procesamiento, así como del
origen de la fuente de biomasa. Su procedencia es habitualmente materias primas como
el azúcar, trigo, maíz o semillas oleoginosas. [31]; de acuerdo a la ¡Error! No se
encuentra el origen de la referencia. se pueden observar los diferentes tipos, procesos
y tecnologías aplicadas en los biocombustibles.
El azúcar como materia prima, junto con el almidón que proviene d la yuca y el maíz y
residuos lignocelulósicos, producen alcohol carburante. En el año 2005 Colombia
cosechó un 88% de caña de azúcar con una producción de 21.665.748 toneladas, siendo
esta una fuente representativa en este país y en otros como Brasil e India. Por otro lado,
se encuentra el maíz como el cereal de mayor cultivo en el mundo por encima del trigo y
del arroz, pero a diferencia del azúcar, en Colombia el cultivo de maíz es muy bajo con
respecto a Estados Unidos que es el mayor productor mundial de maíz. Siguiendo con
Colombia como país de referencia, el panorama es distinto para la yuca en comparación
del maíz.
Los residuos son la mejor alternativa para la producción de alcohol carburante, pero esa
materia prima trae dificultades en aspectos económicos y sociales, así como limitaciones
en el nivel industrial para su producción Tabla 15. [38]
63
Tabla 15. TIPOS, PROCESOS Y TECNOLOGÍAS APLICADAS EN LOS BIOCOMBUSTIBLES
Tipo Insumo
Proceso conversión
Utilidad
Tecnología aplicada
Biocombustibles líquidos de primera
generación
Bioetanol
Ca
n
˜
a
de
azúcar
y
almidones
Biodiésel
Oleaginosas,
microalgas grasas
vegetales y
animales
Biocombustibles líquidos de segunda
generación
Bioetanol
Lignocelulosa,
pasto, residuos
agrícolas y
forestales
Biodiésel Biomasa
Fermentación
Esterificación
Tra
nsp
orte
Tra
nsp
orte
Comercial
Comercial e I+D
Hidrólisis, gasificación
(Fischer-Tropsch)
Transporte
Comercial
Gasificación (Fischer-
Tropsch)
Transporte y
generación
de
electricidad
I+D
Nota: Información tomada de [50]
Ilustración 3. Aplicaciones de los biocombustibles. Note: Imagen tomado de [51]
Tipos de biocombustibles
Se ha propuesto una clasificación según la función que cumple la materia orgánica del
que proviene el biocombustible, ya que existen numerosas clasificaciones, en algunas se
agrupa por la composición química que no tiene tanta variante. Por lo que se menciona
los biocombustibles de primera generación para designar a aquellos que producen a partir
de aceites o azúcares comestibles provenientes de plantas como maíz, caña de azúcar,
64
girasol o soja. Su formas de obtención dependerán de cada una de sus propiedades de la
planta de origen, si existe un alto grado de azucares se opta por convertirlos en alcoholes
por el proceso de fermentación; en el caso de que sea una planta rica en grasas o aceites,
se recurre a la transesterificación, que es una reacción química en que se combinan los
aceites con un alcohol para generar ésteres grasos, como el biodiésel.[52]
La obtención de biocombustibles de segunda generación es producto del uso de materias
primas no aprovechables como fuente de alimento para los seres humanos, por ejemplo,
residuos forestales y agrícolas, con alto contenido de celulosa y lignina, estos son
componentes principales de una planta y que permite obtener un tipo de biocombustible.
Los biocombustibles de primera generación (ig)
Este término hace referencia a los biocombustibles producidos a partir de una materia
prima de origen comestible, como por ejemplo azúcares, almidones y aceites vegetales.
Estos son convertidos en combustibles líquidos usando una tecnología convencional, de
fácil acceso y económica como la fermentación y la transesterificación. La ventaja de
estos biocombustibles son su facilidad para procesarlos, las bajas emisiones de los gases
de efecto invernadero, siendo su única desventaja que los recursos utilizados como
materia prima es alimenticia. [43]
Biocombustibles de segunda generación (2g)
Los biocombustibles de segunda generación son combustibles líquidos obtenidos a partir
de la lignocelulosa que se encuentran en las plantas. La diferencia de los biocombustibles
de segunda generación con lo de biocombustibles convencionales, son la materia prima
utilizada y la tecnología requerida para su producción. La obtención de biocombustible
65
siendo la lignocelulosa la materia prima es un proceso complejo pero posible por dos
medios principales; el primer método es enzimático que fermenta el azúcar para obtener
el etanol. Mientras que el segundo método se basa en procesos donde se utiliza la
gasificación de la biomasa y un proceso llamado Fischer-Tropsch teniendo como
resultado biodiesel sintético.[53]
Principales biocombustibles
Como biocombustibles se incluyen al bioetanol, biodiesel y biogás, que pueden ser
obtenidos por distintos métodos, y a partir de diferentes materias primas. Son los
principales biocombustibles producidos a nivel mundial y utilizados tanto para estudios
para mejorar los métodos de obtención como para el reemplazo de hidrocarburos.
Bioetanol.
El bioetanol es un biocombustible usado como combustible renovable en muchos países
al ser mezclado con la gasolina convencional. Es de primera generación y es usado
mundialmente una gran producción anual, usando como materia prima la caña, el maíz,
el trigo, entre otros, este proceso involucra la fermentación por medio de
microorganismos que degradan los azúcares derivados a etanol.[54]
Biodiesel.
Es un combustible sustituto del gasóleo o diésel derivado del petróleo, compuesto por una
mezcla de ésteres alquílicos de ácidos grasos de cadena larga, que pueden ser obtenidos
por transesterificación de aceites vegetales, grasas animales, aceites usados o lípidos de
microalgas.[55]. Puede ser utilizado con una concentración del 100%, es decir puro o se
lo puede mezclar con diésel y se puede usar en motores a diésel. El biodiesel es el
biocombustible de primera generación más común junto con el bioetanol.
66
Ilustración 4. Esquema del proceso de transesterificación de triglicéridos con alcoholes para producir
biodiesel. [55]
Biogás
Es producido a partir del proceso de biofermentación anaerobia de la materia orgánica,
convirtiéndose así en una de las alternativas que llaman más la atención en el área de
producción de biocombustibles. [34]
Los combustibles gaseosos principalmente se subdividen en dos sentidos: El biogás y el
gas de gasógeno. El biogás es un combustible gaseoso que se genera en medios naturales
o en dispositivos específicos. Se les denomina como combustibles gaseosos a
hidrocarburos naturales y a los que son fabricados exclusivamente para su empleo como
un combustible, y a aquellos que se obtienen como sub-producto en ciertos procesos
industriales.
La composición de éstos varía según la procedencia de los mismos, pero los componentes
se pueden clasificar en gases combustibles (CO, H
2
, (HC)) y otros gases (N
2
, CO
2
, O
2
).
En la combustión que se realiza con un combustible gaseoso es de fácil deducir que la
mezcla que se realiza con el comburente es de manera fácil.
El modo en que básicamente se realiza la combustión es igual que para un combustible
sólido o líquido. Se sigue utilizando, en general, el aire como comburente, aunque a veces
se usa el oxígeno.
67
Al mismo tiempo la biogasificación de desechos sólidos, resulta bastante atractiva gracias
a facilidades como:
• Se puede procesar material tanto seco como húmedo.
• No se requiere cultivos de bacterias puros o esterilidad.
• El biogás que se obtiene es de calidad, de fácil almacenamiento y uso.
• El residuo de la digestión es útil como biofertilizante.
• La combustión del metano, evita su emisión a la atmósfera.
Adicionalmente, la materia orgánica es abundante y el biogás obtenido puede ser
transformado en varios tipos de energía y subproductos ya que el proceso está envuelto
en un ciclo continuo como se demuestra en la Ilustración 5.
Ilustración 5. Ciclo del biogas [56]
Normalmente, hay dos métodos para producir biogás:
El método húmedo, cuando el sustrato tiene un máximo de 15% de materia seca, y el uso
de las bombas es sencillo.
El método seco, cuando el sustrato tiene una proporción de materia seca del 25%, de
mayor rendimiento en energía pero con mayores problemas en el manejo del material.
68
El sistema para la obtención de biogás a partir de residuos consta de los siguientes
elementos:
Un depósito aislado térmicamente, construido en chapa de acero, donde se mezclan los
residuos;
El digestor, elemento fundamental, de similares características al anterior, con un agitador
de paletas, que giran lentamente;
Un cambiador de calor, necesario para aumentar la temperatura del digestor, de modo que
se puedan realizar las reacciones químicas necesarias; el fluido calefactor es agua;
Un compresor, para elevar la presión del gas formado en el digestor, con una presión
máxima de salida de unas decenas de bares;
Unas bombas, necesarias para vencer las pérdidas de carga del sustrato, formado por
distintas materias espesas; Tuberías, presostatos, termómetros, válvulas, quemadores para
calentar el agua, contador de biogás.
Los combustibles gaseosos generan una potencia menor en comparación con la gasolina
o el gasoil, debido al menor poder calorífico, así como su baja densidad, salvo casos
excepcionales, se suelen emplear en motores fijos, o ver restringido su uso a tiempos de
crisis o de guerra, como ocurrió en Europa durante la Segunda Guerra Mundial. No es
raro que se transforme en energía eléctrica, para lo que se usa un moto generador, con un
motor de explosión de poca velocidad, funcionan bien a velocidad media y con pares
altos. Las ventajas y las desventajas de usar etanol en lugar de gasolina
El biogás tiene problemas con la presencia de SH
2
, ya que es muy corrosivo.
69
Ventajas y desventajas
Como ventaja se destaca la propiedad de ser renovable y un producto generado localmente
que va dirigido a la disminución de la dependencia del petróleo para mejorar la seguridad
energética de los países que lo utilicen. Esto es más beneficioso para los países que no
producen petróleo y que tienen otrso tipos de fuentes energéticas. También se reducirían
los gases emitidos al ambiente por la quema de la caña de azúcar antes de ser cosechada.
El etanol es un oxigenante de la gasolina por lo que mejora su octanaje de manera
considerable, por lo que reduciría los gases causantes del efecto invernadero. Actúa como
anticongelante en los motores permitiendo un mejor arranque del motor en frío y
previniendo el congelamiento.
Como desventaja es que aumenta el consumo de un 25% a un 30% más que la gasolina
por lo que deberá tener menor precio por galón de venta. Disminuirá el empleo rural como
resultado del proceso de cosecha de la caña de azúcar. Cuando es producido a partir de
maíz se utilizan gas natural o carbón para la producción de vapor, en el proceso de cultivo
se utilizan fertilizantes nitrogenados, herbicidas de origen fósil y maquinaría agrícola
pesada, esto causa contaminación.[57]
Las ventajas y las desventajas de usar biodiésel en lugar de diésel
Como ventaja el biodiésel cuenta con una mayor lubricidad que el diésel permitiendo así
extender la vida útil del motor. Es más fácil y seguro de transportar que el diésel ya que
su punto de inflamación es 100° mayor que el del diésel fósil por lo que el biodiésel puede
explotar a una temperatura mayor. Promueve la inclusión social de los habitantes que
tiene menos facilidad para vivir en el sector rural. No contiene azufre por lo que no genera
dióxido de azufre que contribuye a la contaminación ambiental.
70
Como desventaja el biodiésel tiene problemas de fluidez y congelamiento a bajas
temperaturas en especial si es producida de palma africana. En costos, la materia prima
para su producción es elevada teniendo relación con el petróleo, estos costos representan
el 70% en costos totales de producción del biodiesel. Su contenido energético es menor
que el diésel, siendo 12% menor en peso y 8% en volumen, teniendo un mayor
consumo. [58]
Las ventajas y las desventajas sociales y económicas
Los biocombustibles podrían generar nuevos y grandes mercados para los productores
agrícolas de cada país, ya que representan en la actualidad una fuente potencial de energía
renovable. Pero sólo algunos de los programas de biocombustibles son viables, y la
mayoría de estos implican altos cosotos sociales e irónicamente ambientales. Como
desventaja en la producción de biocombustibles es el alza de precios de los alimentos, la
creciente competencia por la tierra y el agua, y la deforestación. Se ha empezado a
producir un efecto de competencia por la producción de comida y la de biocombustibles.
Los principales impactos están relacionados con el incremento en la demanda de insumos,
recursos y energía con los riesgos potenciales sobre la calidad del agua y la conservación
del hábitat. La producción de biocombustibles forma parte de una estrategia competitiva
dentro del mercado mundial, principalmente para países desarrollados como Estados
Unidos. La tendencia es hacia los biocombustibles de segunda generación, ya que el uso
de cultivos agrícolas destinados a biocombustibles no suple las necesidades energéticas
de bajo costo que hoy día logran el petróleo y sus derivados. Por esto las políticas de
biocombustibles pueden ser necesarias para garantizar un mercado con el fin de
aprovechar los efectos beneficiosos del aprender “haciendo y usando” y obtener
beneficiosos dinámico en la innovación de nuevas tecnologías.[59]
71
Uso de los biocombustibles
Los biocombustibles líquidos han sido utilizados de la antigüedad, como los combustibles
de origen fósil y los motores de combustión interna, para el transporte y la calefacción.
Tanto el bioetanol como el biodiesel puede ser utilizados en mezclas de combustibles
como la nafta y el diésel. En el caso del biodiesel la mezcla más utilizada en la actualidad
es del 20%, es decir 20 partes del biodiesel y 80 partes de diésel obtenido del petróleo.
En el caso del etanol, en más conocido E85, la mezcla es del 85% y del bioetanol del 15%
en la gasolina, que puede ser utilizada en los motores de vehículos especiales.
Subproductos y aplicaciones
Los subproductos que se obtienen del etanol a partir de los granos, son los granos de
destilería, que son destinados a la alimentación animal, también las aguas de deshecho
que son ricas en nitrógeno, son utilizadas como fertilizante. Para el caso del etanol que
proviene de la caña de azúcar, los subproductos son el bagazo, que es utilizado como
fuente de energía para la generación de electricidad y vapor en los ingenios, también la
vinaza, que se usa como fertilizante en los campos agrícolas. En la producción de
biodiésel, el principal subproducto es la glicerina, que se puede vender para utilizarla en
diferentes procesos industriales, incluida la elaboración de jabones y cosméticos. [54]
Propiedades
En la siguiente Tabla 16 se compran las propiedades físicas y químicas de diésel obtenido
de la refinación del petróleo con las propiedades del biodiesel.
72
Tabla 16. Propiedades fisico-químicas que Diésel y Biodiésel.
PROPIEDADES
BIODIESEL
DIESEL
Norma del combustible
ASTM D975
ASTM PS121
Composición
C12-C22 FAME
C10-C21 HC
Metilester
95.5 > 98%
(normas)
-
Carbono (%peso)
77
86.5
Azufre (%peso)
0-0.0024
0.05 max
Agua (ppm peso)
0.05% max
161
Oxígeno (%peso)
11
0
Hidrógeno (%peso)
12
13
No. Cetano
48-55
40-55
PCI (KJ/Kg)
37.700
41.860
Viscocidad cinemática (40°C)
1.9-6.0
1.3-4.1
Punto de inflamación (°C)
100-170
60-80
Punto de ebullición
182-338
188-343
Gravedad específica (Kg/l) (60°F)
0.88
0.85
Relación de aire/combustible
13.8
15
Fuente: [60]
Proceso de producción de los biocombustibles
El proceso de producción de un combustible dependerá de la naturaleza de la biomasa y
el tipo de combustible que se desee obtener, se pueden utilizar diferentes métodos como
(Tabla 17):
• Mecánico que involucra el astillado, trituración y la compactación.
• Biotecnológicos que involucra la fermentación, digestión microbiana
• Termoquímica que involucra la combustión, pirólisis y gasificación.
73
Tabla 17. Métodos de obtención de biocombustibles.
Procesos de obtención de biocombustibles
Mecánicos
Termoquímicos
Biotecnológicos
Técnicas
Astillado
Trituración
Compactación
Pirolisis
Gasificación
Fermentació
n
Digestión
anaerobia
Productos
Leñas
Astillas
Briquetas
Aserrín
Carbón
Aceites
Gas de gasógeno
Etanol
Varios
Biogás
Aplicaciones
Calefacción
Electricidad
Calefacción
Electricidad
Transporte
Industria
química
Calefacción
Electricidad
Transporte
Industria química
Transporte
Industria
química
Calefacción
Electricidad
[31]
Producción de biodiesel
El biodiesel se basa en la reacción de transesterificación de los glicéridos, utilizando
catalizadores. La reacción ocurre cuando una molécula de triglicérido reacciona con tres
moléculas de metanol o etanol para dar tres moléculas de monoésteres y una de glicerol.
74
Ilustración 6 Obtención de Biodiesel [61]
Fabricación del biodiesel
El uso de catalizadores homogéneos en la reacción como el NaOH y KOH, que, al final
del proceso, se encuentran formando parte de la mezcla de reacción. Para obtener un
producto final que cumpla con la normativa, la mezcla es neutralizada y lavada con
abundante agua para eliminar todas las sales y la glicerina. Hay dos factores importantes
que influyen en el proceso de producción del biodiesel: el tipo de catalizador y el tipo de
proceso (discontinuo, semicontinuo, y continuo). El tipo de catalizador ya es mencionado,
en este parte se hablará del tipo de proceso, los cuales son proceso discontinuo, el
semicontinuo y el continuo. Para pequeñas producciones el proceso discontinuo, es decir,
por lotes porque es el más indicado y más flexible para el procesamiento de materia prima
multi-oleaginosa.
75
Por otro lado, para grandes producciones, mayor a 50.000 tm/año, se suele utilizar el
proceso continuo porque es más económico, aunque trae consigo mayores dificultades
técnicas de operación y puesta en marcha. Otro factor a tener en cuenta en este proceso
es la disponibilidad y calidad de la materia prima, por lo que la operación continua es más
conveniente para alimentaciones de materia prima con una determinada calidad
asegurada.
Diversas tendencias. Aceites y biodiésel
La tipología de los aceites es muy diversa, y depende también del cultivo de procedencia;
así, en el caso del olivo, en función de su calidad (sobre todo, alimenticia), debemos tener
en cuenta los siguientes tipos:
1. Aceite de oliva virgen: obtenido por procedimientos mecánicos o físicos, en
condiciones térmicas que no alteren el aceite, y sin haber sufrido tratamientos distintos al
lavado, decantación, centrifugado y filtración. Hay tres tipos:
A) Aceite de oliva virgen extra, con acidez máxima de 1º.
B) Aceite de oliva virgen fino, de acidez inferior a 2 g por 100 g, expresado en ácido
oleico (2º).
C) Aceite de oliva virgen lampante, hasta 3,3 g por 100 g, lo que le confiere un gusto
defectuoso. 2. Aceite de oliva refinado. 3. Aceite de oliva puro: constituido por una
mezcla de aceite de oliva virgen apto para el consumo y de aceite refinado.
4. Aceite de oliva crudo: obtenido mediante tratamiento con disolventes del orujo de
oliva, con exclusión de los obtenidos por re esterificación y otras mezclas de aceites.
5. Aceite de orujo refinado: el anterior, con una acidez menor de 0, 5º.
6. Aceite de orujo de oliva: mezcla del anterior con aceite de oliva virgen distinto del
lampante, y acidez menor de 1, 5º.
76
Actualmente, la producción de aceite se realiza en explotaciones particulares, en
cooperativas y a escala industrial; pero el principal cultivo para estas necesidades
energéticas parece ser la colza (rape), aunque no debemos despreciar el girasol, sobre
todo en España, donde se trata de un cultivo muy arraigado.
Problemas derivados del uso de aceites vegetales
Los principales problemas derivados de la utilización de aceites vegetales pueden
presentarse sucintamente:
• Alta densidad de los aceites frente al gasóleo.
• Alto coste en comparación con los combustibles líquidos fósiles.
• Una viscosidad excesiva que dificulta la fluidez del combustible.
• Consumo específico mayor en los motores. La viscosidad, como decimos, es el
problema limitante; implica la necesidad de aumentar la fluidez del aceite. Frente
a esto, se plantean dos alternativas:
1. Conseguirlo por un calentamiento del aceite previo, con un posible funciona-
miento en régimen dual del motor (empezar con gasoil y seguir con aceite), o bien
con motores que no trabajen con empleo de inyección directa.
2. Modificar las propiedades químicas a través de una reacción de transesterificación
que dé lugar a un metilester de mayor semejanza al gasóleo en cuanto a sus
características.
Esterificación
Es el método más sencillo para acercar las características de los aceites a las del gasoil, y
el resultado es lo bastante bueno como para que se pueda hacer la sustitución sin que el
sistema sufra menoscabo alguno.
77
Previamente, se exige la extracción y refino del aceite de semilla. O bien la limpieza y el
refino del aceite usado. Se mezcla con un exceso de metanol (la relación estequiométrica
es de tres moles de alcohol por mol de aceite) en presencia de un catalizador de la reacción
(que suele ser KOH, pero que puede ser otro alcalino o ácido).
Si consideramos una producción de semilla de colza de 3 t/ha con un porcentaje del 40%
de aceite (que podría llegar al 45 o al 50%), obtendremos una producción neta de 1.200
kg/año.ha de combustible (1.300 litros). Además, proporcionaría una cantidad de 1.800
kg de torta útil para alimentación animal, así como 3 toneladas de paja.
Normativas Europeas
Aquellos países más introducidos en los biocombustibles tienen su propia reglamentación
sobre las cantidades totales y permitidas que deben tener sus biocombustibles, el estudio
realizado en Europa ha mostrado que tanto Austria como Francia han puesto grandes
esfuerzos en la producción de los combustibles ecológicos, por otra parte España tiene
problemas con las especificaciones de los biocombustibles a base de girasol, ya que estos
no cumplen con el parámetro del Iodo; se están tomando dos soluciones para este
problema, por un lado se quiere realizar ingeniería genética para reducir las proporciones
naturales de Iodo en el girasol y, aumentar los límites permitidos de Iodo para la inclusión
de esta materia prima, ya que no hay evidencia que el rendimiento del motor disminuya
mientras más presencia de Iodo haya.
Ventajas e inconvenientes adicionales
Las ventajas que tienen los biocombustibles son que estos se degradan en menos de 21
días y en gran proporción, la emisión de aldehídos disminuye en 70%, se disminuye a
40% la emisión de compuestos aromáticos, el ciclo del CO
2
se interrumpe, el hollín es
casi imperceptible, no es toxico y de manejo seguro en ciertas condiciones.
78
Sin embargo, se tienen ciertos inconvenientes como la pérdida de 5%de potencia, deja
residuos en inyectores, cámara, pistón y válvulas, diluye el aceite de motor, aumente los
ciclos de cambios de filtros de combustible, disuelve el asfalto, presenta problemas para
el arranque en invierno.
La mayoría de los fabricantes han permitido el uso de biocombustibles líquidos desde el
año de 1991.
El balance energético es positivo con un cociente de 2.5 y 3.5.
Por cada kg de combustible fósil sustituido consumimos 0.9 a 0.79 kg menos de aceite
mineral.
El biodiesel en el mercado europeo es de suma importancia para eliminar la dependencia
energética.
Hay que introducir modificaciones en los motores los que incide en un incremento en los
costes, el cual no todos los sectores están dispuestos a asumir.
Es un asunto que se lleva estudiando poco tiempo comparado con los motores y
combustibles convencionales y según las proyecciones mejorara conforme transcurra el
tiempo.
En cuanto a la cuestión económica lo que has no es rentable hoy en día pero hay que
considerar que a futuro el petróleo aumentara de precio al ir agotándose, el aceite puede
disminuir el precio porque mejorara el proceso de obtención y el gobierno deberá mejorar
las condiciones aumentando las exenciones fiscales.
79
Técnicas para la obtención de biodiesel a partir de microalgas
La producción de biodiésel a partir de microalgas se divide en tres etapas:
1. Cultivo de la cepa para la producción de biomasa.
2. Cosecha de la biomasa y disrupción celular.
3. Reacción de esterificación para la conversión en biodiésel.
Selección de microalgas
Hay bastante más de 30.000 especies referentes de algas, a partir de las microscópicas
flotando en los estanques, hasta las monumentales que tienen la posibilidad de llegar a
conseguir cien metros que habitan las mejores. Las microalgas son la manera más
primigenia de las plantas. Si bien el mecanismo de la fotosíntesis en las microalgas es
parecido a la de las plantas, gracias a su composición celular simple, son principalmente
más eficientes para transformar la energía solar en lípidos, el elemento base que van a ser
luego transformado en biocombustibles. [62]
Con el fin de minimizar el efecto medioambiental de los biocombustibles elaborados
desde plantas de tierra, los estudios se han centrado dichos años en muestras de análisis
de plantas acuáticas como las algas que no compiten con las tierras agrícolas y la
producción de alimentos. La parte más llamativa de la producción de biocombustibles de
microalgas es el juego de números. Los elaboradores de biodiesel aseguran que son
capaces de generar bastante más de 56.000 litros de aceite de algas por hectárea y año.
Puesto que las microalgas son capaces de generar 30 veces la proporción de lípidos por
unidad de área de la tierra, comparativamente con los cultivos de semillas oleaginosas de
tierra. Y esto se debe a que bastante más de la mitad de la estructura de las microalgas en
peso está formado por lípidos. [63]
80
Métodos de cultivo
Los métodos de cultivo tienen en cuenta los siguientes parámetros del proceso: el tipo de
sistema de cultivo (abierto o cerrado), las necesidades nutricionales, las necesidades de
luz y la resistencia de la especie al estrés. Del mismo modo, las características del reactor
en cuanto a superficie iluminada, transparencia y durabilidad del material, volumen -
capacidad de escalado- y orientación e inclinación determinarán la tasa de crecimiento de
las microalgas. Además, dependen del sistema de mezcla, la dispersión de gases, los
sistemas de limpieza y la regulación de la temperatura.
Sistema Abierto
Su eficacia se basa en elementos como su larga vida útil y su bajo coste de mantenimiento
para el cultivo de microalgas. Sin embargo, estos sistemas presentan inconvenientes como
la escasa accesibilidad de las células a la luz, la necesidad de grandes extensiones de
terreno para los cultivos y la exposición a condiciones ambientales que podrían provocar
la alteración de factores cruciales como, por ejemplo, el pH del agua.
Existen varios tipos de sistemas de cultivo en campo abierto en los que se añaden agua y
nutrientes a las microalgas de forma que se canalizan y recuperan las aguas residuales
procedentes de fuentes industriales, fuentes de agua cercanas o instalaciones de
tratamiento de aguas. El más popular es el de pista-estancamiento. En él, las microalgas,
el agua y los nutrientes circulan por todo el estanque gracias a una hilera de paletas con
el fin de mantener la flotación de las microalgas y facilitar el aprovechamiento del CO
2
atmosférico. El estanque está construido a poca profundidad para maximizar la
exposición de la luz de las microalgas durante el proceso de fotosíntesis. [64]
Sistema Cerrado
Este tipo de cultivo se realiza mediante reactores tubulares cerrados y resulta
especialmente atractivo por la robustez del sistema y el menor riesgo de contaminación.
81
En comparación con el sistema abierto, el sistema cerrado es más eficaz en cuanto a la
fijación de CO
2
que requieren las microalgas, ya que permite obtener condiciones
controladas durante el cultivo, evita el intercambio de gases y contaminantes y permite
conservarlas y protegerlas de los factores ambientales nocivos, lo que se traduce en
mayores densidades de población y una productividad más rápida.
En cuanto a las aplicaciones industriales, se prefieren los sistemas cerrados a los abiertos
debido a la posibilidad de obtener productos de alto valor añadido, la facilidad de
controlar las condiciones necesarias para la supervivencia y el crecimiento del cultivo y,
en consecuencia, el aumento de la producción de biomasa a partir de las microalgas.
Sistema de cosecha
Existe una amplia gama de métodos para la recogida de microalgas. Estos varían en
función de la especie utilizada, la concentración de biomasa y el valor añadido del
producto. Algunos de estos métodos incluyen la centrifugación, la flotación, el
ultrasonido y el electro floculación.
Centrifugación
La centrifugación es un método de recolección que utiliza la fuerza centrífuga para
separar mecánicamente las microalgas acuáticas en función de las diferencias de
densidad.
Este método es uno de los más eficientes en comparación con otros métodos de
recolección ya que es más rápido y se aplica a todas las cepas de microalgas. En términos
económicos, consume menos tiempo y puede recuperar casi toda la biomasa libre de
floculantes o productos químicos. Sin embargo, a escala comercial, es poco práctico
82
debido al aumento del coste del capital de inversión combinado con el coste del consumo
de energía de funcionamiento.
Flotación
En algunos casos, este método evita el uso de productos químicos adicionales y se
considera un método de cosecha de bajo coste. La floculación se basa en varios
mecanismos, como la neutralización de la carga, la descarga electrostática o los
mecanismos de barrido, dependiendo de la sustancia floculante utilizada. En cuanto a la
generación, la adición de floculantes promueve la aglomeración de las células microalgas
que producen los flóculos, aumentando gradualmente su tamaño hasta su sedimentación.
Existe una gran variedad de factores que pueden afectar el proceso de floculación, entre
los que se encuentran los tipos de floculantes, el pH, la presencia de materia orgánica
algal, la carga superficial, la biomasa inicial, la especie de microalga, etc. [64]
Extracción de lípidos
La extracción de lípidos de las microalgas se produce después de la extracción y
purificación de la biomasa. La exposición de la biomasa a la luz solar es el método más
rentable en términos de energía, pero requiere una gran cantidad de espacio y tiempo. Las
microalgas incluyen muchos tipos de lípidos que pueden utilizarse en la producción de
biocombustibles. En la extracción de lípidos se utilizan métodos como la física, la química
y los fluidos supercríticos. El método más utilizado en la producción de biocombustibles
es la extracción con disolventes.
83
Reacción de transesterificación
En este proceso se da la transferencia de un grupo acilo, que puede suceder entre un éster
y un ácido (acidólisis), un éster y otro éster (Inter esterificación) o entre un éster y un
alcohol (alcohólisis)
La reacción química que se produce durante la producción de biodiésel se conoce como
transesterificación. En esta reacción, los triglicéridos contenidos en la fuente de lípidos
reaccionan con un alcohol de bajo peso molecular para producir ésteres metílicos o
etílicos. Esta reacción se produce en presencia de un catalizador alcalino, cuya
concentración es extremadamente baja y no tiene ningún efecto sobre la eficacia de la
esterificación. Este proceso implica un intercambio de grupos ésteres: glicerol por tres
moléculas de un nuevo alcohol de bajo peso molecular, como se muestra en la Ilustración
7. Tras la reacción de transesterificación, el biodiésel y la glicerina se separan por
decantación. [65], [66]
Ilustración 7. Reacción con catalizador. Nota: Reacción de transesterificación para la producción
de biodiésel[66]
84
Ilustración 8. Panorama de las vías de los biocarburantes. Imagen tomada de [67].
Métodos de extracción de biodiésel
Transesterificación en un solo paso
Para la síntesis de biodiesel se utilizaron los consecutivos materiales: muestra de aceite
(FFM Sdn Bhd), metanol (Merck 99%) e hidróxido de potasio (KOH) como catalizador
(HMGM Chemicals >98%). Se premezclaron metanol e hidróxido de potasio para
preparar metóxido de potasio y rápidamente se añadieron al aceite en el reactor con una
velocidad de mezclado de 400 rpm durante 2 ha 50 °C. La relación molar de aceite a
metanol fue de 1:10. Finalmente, la mezcla se dejó sedimentar durante la noche formando
dos capas, a saber: la fase de biodiesel (capa superior) y la fase rica en glicerina. [68]
85
Ilustración 9. Especificaciones de biodiésel según las normas EN 14214 y ASTM D6751. Imagen
tomada de [69]
Producción de bioetanol
Para obtener el bioetanol se utilizan soluciones tecnológicas industriales que pueden
clasificarse de la siguiente forma en:
El proceso de extracción del biodiesel (pasos)
Transterificación de segundo paso
La metodología de producción seguida en este estudio fue según Tomosevic y Siler-
Marinkovic [2003] con algunas modificaciones, donde se aplicó la transesterificación
catalizada por álcali. Básicamente, el metanol fue el alcohol de elección y se usó KOH
como catalizador. La solución de metóxido de potasio (PMS) se preparó recientemente
mezclando una cantidad predeterminada de metanol (≈ 12 % en peso de aceite) con KOH
(≈ 1,0 % en peso de aceite) en un recipiente hasta que todo el catalizador se disolvió.
Luego se agregó el PMS a 200 g de aceite y se agitó vigorosamente durante 30 min a 30
oC. Luego, la mezcla se transfirió con cuidado a un embudo de decantación y se dejó
reposar durante 4 h. la capa inferior (glicerol, metanol y la mayoría de los catalizadores)
se drenó.
86
La capa superior (ésteres metílicos ME, algo de metanol y trazas del catalizador) se
transfirió a otro matraz que contenía PMS recién preparado mezclado a 60 rpm bajo
reflujo a 60 o C durante 30 min. después; la mezcla se transfirió con cuidado a un embudo
de decantación y se dejó reposar allí durante la noche.
El glicerol se eliminó por decantación por gravedad, mientras que la capa de ésteres
crudos obtenida se transfirió a baño de agua para eliminar el exceso de metanol a 65 o C
y 20 kPa. Los ésteres metílicos brutos obtenidos se limpiaron a fondo mediante lavado
con agua tibia (50 oC) agua desionizada, secada sobre Na 2 SO 4 anhidro, pesada y
aplicada para análisis posteriores (Buckner et al., 2016c)
Análisis cualitativo de glicerol
La prueba Borax/phth es una prueba especial para la detección del compuesto que
contiene dos grupos hidroxilo vecinos como en el compuesto orgánico de glicerol de la
siguiente manera: Mezclar la capa de 1 ml de glicerol con 1 ml de Borax/phth (color rojo)
si el color rojo desaparece en frío y aparece después de calentar (directamente) este
control positivo [69]
Análisis de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR)
El análisis FTIR se realizó utilizando un instrumento, Perkin Elmer, modelo de espectro
uno, para la detección de la eficiencia de transesterificación del aceite mediante la
determinación de los grupos activos producidos a partir de estos procesos.
Los resultados obtenidos por Shalaby y Nour (2012) encontraron que la transterificación
del aceite en dos pasos condujo a la desaparición del 100 % del grupo hidroxilo, pero esto
fue menos del 100 % en el caso de la transterificación en un paso.
87
Extracción de bioetanol
El bioetanol es uno de los combustibles renovables más significativos debido a los
beneficios económicos y ambientales de su uso
Ilustración 10. El uso de bioetanol como combustible de motor facultativo ha ido en firme
aumento en todo el mundo por varias razones.
1) Los recursos de combustibles fósiles están reduciendo, pero la biomasa ha sido
reconocida como una de las principales razones por las que la fuente mundial de
energía renovable.
2) Las emisiones de gases de efecto invernadero es uno de los retos más importantes
de este siglo debido al consumo de combustibles fósiles, los biocombustibles
pueden ser una buena solución para este problema.
3) El precio del petróleo en el mercado mundial tiene una tendencia alcista.
4) Las reservas de petróleo son limitadas y es monopolio de algunos países
importadores de petróleo y el resto del mundo depende de ellos.
88
5) También se estima que las reservas conocidas de petróleo se agotarán en menos
de 50 años al ritmo actual de consumo.
Ilustración 10. Producción de etanol absoluto a partir de sacarosa, almidón y materiales
celulósicos. Imagen tomada de [63]
89
Ilustración 11. Los principales pasos de la producción de bioetanol a partir de materiales
almidonados y celulósicos. Imagen tomada de (H. et al., 2011). El proceso de destilación para la
producción de etanol.
Maíz bioenergético
Grano de maíz como materia prima de etanol
Entre los cultivos bioenergéticos utilizados para la producción de etanol combustible, la
caña de azúcar es la principal materia prima utilizada en países tropicales como Brasil e
India. En América del Norte y Europa, el etanol combustible se obtiene principalmente
de materiales ricos en almidón, especialmente maíz. Por otro lado, durante los últimos
años se ha llevado a cabo una intensa investigación sobre la utilización de biomasa
lignocelulósica como materia prima. Diferentes países como Estados Unidos y Suecia
han definido políticas estratégicas para el desarrollo de esta tecnología con el fin de
producir grandes cantidades de biocombustibles renovables y disminuir su dependencia
de los combustibles fósiles importados (Quintero et al., 2008).
Este trabajo apunta a la comparación integral de dos procesos para la producción de etanol
combustible, cada uno de los cuales tiene su propia configuración tecnológica y utiliza
90
una materia prima diferente. Las dos materias primas seleccionadas (caña de azúcar y
maíz) representan las materias primas más importantes para la producción de etanol en
Colombia, un país tropical con vastos recursos de biomasa. Con el fin de brindar datos de
evaluación para la toma de decisiones sobre la implementación a escala comercial del
proceso en las condiciones colombianas, el objetivo de este trabajo es determinar cuál de
los dos procesos analizados tiene el mejor desempeño desde el punto de vista económico
y ambiental (Quintero et al., 2008).
Descripción del proceso
La producción de etanol combustible se puede describir como un proceso de cinco etapas:
tratamiento previo de la materia prima, hidrólisis, fermentación, separación y
deshidratación, y tratamiento de aguas residuales. La producción de bioetanol a partir de
almidón incluye la descomposición de este polisacárido para obtener una concentración
adecuada de azúcares fermentables, que son transformados en etanol por las levaduras.
El diagrama de flujo simplificado para la producción de etanol a partir de maíz se muestra
en la Ilustración 12. Después de lavar, triturar y moler los granos de maíz (Quintero et al.,
2008).
Ilustración 12. Esquema del proceso de obtención de etanol a partir de maíz.
91
Nota: procesos de obtención de etanol a partir de maíz y caña de azúcar. [70]
Rendimientos potenciales
El rendimiento promedio de maíz a nivel nacional fue de 167,5 bushels por acre en 2015.
El rendimiento de maíz ha aumentado aproximadamente 2 bushels por acre por año desde
1940 (NASS 2009). Es probable que este aumento continúe en el futuro y algunas
personas predicen que la tendencia del rendimiento aumentará a un ritmo mayor debido
a la biotecnología y los avances en el mejoramiento. El rendimiento de etanol por acre
sería de 462 galones por acre a partir de 165 fanegas de maíz. Un acre de caña de azúcar
puede producir un rendimiento aproximado de 35 toneladas o alrededor de 560 galones
de etanol.[71]
Desafíos de producción
La producción de maíz está bendecida con casi 100 años de desarrollo e investigación de
infraestructura. Los productores tienen gran conocimiento y experiencia en el cultivo del
maíz. Esta infraestructura y el conocimiento de los productores hacen del maíz un cultivo
natural para usos ampliados como el etanol. Sin embargo, los altos costos de producción
y los altos insumos hacen del maíz un cultivo muy intensivo. Otros cultivos
bioenergéticos pueden ser menos intensivos y requerir menos insumos. Es necesario
comparar los costos versus las ganancias por acre, ya que la economía es un factor
importante en la decisión de qué cultivo es el mejor. Cultivar otro cultivo en un acre donde
se podría cultivar maíz tiene un riesgo conocido como costos de oportunidad. Los riesgos
pueden incluir; un nuevo sistema de cultivo, sin infraestructura de cosecha, transporte o
almacenamiento y tampoco un mercado de productos básicos al que recurrir si falla el
mercado de biocombustibles.
92
Costos de producción estimados
Los costos de producción varían ampliamente según la labranza, el riego, el objetivo de
rendimiento (fertilidad del suelo), el programa de fumigación o la selección de semillas
y la rotación. Un ejemplo de presupuesto de maíz con secano, siembra directa, semilla
biotecnológica, rotación de maíz y soya y una meta de rendimiento de 125 bushels
incluiría: aspersión, planta, aspersión, aspersión, aspersión, cosecha, carro, camión y
grano seco como operaciones para un total costo de $211 por acre si se incluyen los gastos
generales (seguro de cosecha, tierra, impuestos, etc.), el total es de $483 por acre. Los
costos de producción aumentan a más de $900 en campos irrigados con maíz continuo.
[71]
Crear energía y combustible a partir de biomasa
La energía de biomasa incluye biogás, biocombustibles líquidos (biodiesel, etanol,
metanol, butanol) y biocombustibles sólidos (generalmente madera, pero podría ser
cualquier sólido quemado para generar energía a partir del calor). Los biocombustibles
sólidos se pueden quemar directamente para generar energía, pero tanto el biogás como
los biocombustibles líquidos deben pasar por un proceso de conversión para convertirse
en combustible utilizable. [70]
Hay varios procesos que convierten la biomasa en combustibles que dan energía a los
hogares, crean combustible para vehículos y satisfacen otras necesidades energéticas
como podemos ver en Ilustración 13 y así mismo esta los diferentes tipos de
biocombustibles como nos muestra la Ilustración 14. La forma en que se procesa la
biomasa depende del tipo de biomasa (p. ej., estiércol o cultivos de semillas oleaginosas)
y cómo se utilizará (p. ej., para alimentar automóviles o generadores de energía). Los tres
principales procesos por los que se puede obtener energía a partir de la biomasa son:
1. Consumo directo por quema de combustibles sólidos a generadores de energía.
93
2. Descomposición bacteriana, también llamada digestión anaerobia. En este
proceso, las bacterias digieren los desechos húmedos sin exponerse al oxígeno
para crear gas metano.
3. Conversión a combustibles líquidos o gaseosos.
Tanto el consumo directo como la descomposición bacteriana generan energía que se
puede utilizar para generar calor para los generadores de energía. Para convertir la
biomasa en combustibles líquidos o gaseosos, los biocombustibles deben convertirse de
su forma original.
La forma más básica de hacer esto es a través de la fermentación de cultivos con alto
contenido de azúcar (almidón) o grasa en etanol, que se puede mezclar directamente con
gasolina para hacer funcionar los automóviles. Los cultivos de semillas oleaginosas como
la canola o el girasol se utilizan para producir biocombustibles. Para un proceso más
avanzado que requiere descomponer las paredes celulares de las plantas en su forma
química más básica, los productores de energía utilizan un proceso de dos pasos:
deconstrucción seguida de síntesis y mejora. El primer paso, la deconstrucción,
descompone la biomasa en sus componentes más simples y puede ocurrir a temperaturas
bajas o altas.
94
Ilustración 13. Proceso de Biomasa a Biocombustible.
Nota: Hay varios procesos que convierten la biomasa en combustibles, para satisfacer las necesidades
energética.
95
Ilustración 14. Tipos de Biocombustibles
Nota: Tipos de biocombustibles teniendo en cuenta el origen de las materias primas. [70]
Etanol celulósico
"Bioprospección" de degradadores naturales de biomasa
Imagina un árbol muerto que cae en el bosque o el montón de hojas compostadas de tu
patio trasero. ¿La biomasa permanece intacta para siempre? No, porque los hongos y las
bacterias dependen de esta biomasa para alimentarse y son capaces de romper las
resistentes paredes celulares de las plantas para acceder a la energía almacenada. Para que
esto sea posible, estos microbios deben producir enzimas capaces de descomponer la
lignina, la hemicelulosa y la celulosa.[72]
La "bioprospección", o búsqueda de ejemplos naturales de degradadores microbianos de
biomasa, es una forma de descubrir enzimas capaces de llevar a cabo las actividades que
necesitamos para mejorar nuestros dilemas de procesamiento de biocombustibles.
96
La hormiga cortadora de hojas Ilustración 15, Atta columbica, es un ejemplo de insecto
con una relación simbiótica de 50 millones de años con un hongo, Leucoagaricus
gongylophorus. L. gongylophorus crece exclusivamente en colonias de Atta, viviendo de
la materia foliar cortada de los árboles de los bosques, transportada hasta ellas por las
hormigas. A cambio, el hongo exuda una mezcla de lípidos, proteínas y carbohidratos en
una hinchazón en forma de bulbo llamada gongylidia.
Ilustración 15. Hormiga cortadora de hojas con hongo simbiótico
Nota: Horminga degradar el material vegetal.[72]
Estructura de la materia prima de biomasa lignocelulósica
La lignocelulosa constituye el recurso renovable de biocombustible más grande
del mundo. Son la principal fuente de materia prima subutilizada y su abundancia afecta
negativamente el uso de la tierra. La materia prima de biomasa de las plantas es
naturalmente recalcitrante debido a la compleja composición polimérica. La
lignocelulosa, un polímero de carbohidrato complejo en base a materia seca, comprende
aproximadamente 40–50 % de celulosa [(C
6
H
10
O
5
)n], 20–40% de hemicelulosa
[(C
5
H
8
O
4
)m], 18–25% de lignina [(C
9
H
10
O
3
(OCH
3
)0.9–1.7)x] y otros componentes
extraíbles. Las abundancias relativas de estas tres fracciones son factores significativos
para considerar la probable producción de energía. Cada componente tiene una función
97
definida en la lignocelulosa. La celulosa proporciona resistencia y flexibilidad, mientras
que la hemicelulosa actúa como enlace entre la lignina y las fibras de celulosa Ilustración
16. Además de mantener pegadas las fibras de celulosa y hemicelulosa, la lignina también
brinda soporte estructural [73].
Ilustración 16. Estructura de biomasa lignocelulósica.
Nota: Estructura de biomasa lignocelulósica.[63]
Enzimas lignoceluloíticas involucradas en la hidrólisis de biomasa de polisacáridos
La biomasa lignocelulósica es el recurso natural renovable predominante y
rentable empleado a nivel mundial para la producción de biocombustibles como resultado
de su alto contenido de celulosa. No obstante, debido a la naturaleza recalcitrante de la
lignocelulosa, se dificulta su despolimerización. Se requieren lignocelulasas tales como
celulasas, hemicelulasas, pectinasas, así como lignasas y polisacáridos oxigenasas, para
descomponer completamente la lignocelulosa. Estas enzimas hidrolíticas estimulan
indirectamente la extensión de la pared celular vegetal al disminuir el tamaño y la
viscosidad de los polímeros de la matriz, aumentando potencialmente la acción de los
agentes de aflojamiento de la pared.
98
La pared celular de las plantas está compuesta por celulosa y hemicelulosa, que al
hidrolizarse dan lugar a azúcares fermentables como glucosa, galactosa, etc. que sirven
como fuente de carbono para la proliferación de microbios implicados en la producción
de biocombustibles.
Según su estructura y función, las celulasas se pueden clasificar en tres tipos; (i)
endoglucanasas, (ii) exoglucanasas, también conocidas como celobiohidrolasas, y (iii) β-
glucosidasas, también llamadas celobiasas. Estas enzimas trabajan al unísono para
hidrolizar la celulosa en la pared celular de las plantas. Las endoglucanasas actúan
atacando aleatoriamente los sitios internos de la parte amorfa de la celulosa, allanando así
el camino para la acción de la celobiohidrolasa en la región cristalina de la celulosa,
hidrolizándola a celobiosa [73].
La acción sinérgica de la endoglucanasa y la celobiohidrolasa produce celobiosa, que
luego es escindida por las β-glucosidasas en moléculas de glucosa. Luego, los microbios
utilizan la energía almacenada en la glucosa convirtiéndola en combustible de
hidrocarburo mediante la transformación de la energía solar en energía química. Las
actividades de las diferentes celulasas se rigen por sus propiedades funcionales, que han
sido ampliamente revisadas por [73]. La Tabla 18 describe las diversas propiedades
funcionales de los tres grupos de celulasas [73].
99
Tabla 18. Propiedades funcionales y estructurales de las celulasas
Tipo de celulasa
Funciones
Propiedades estructurales
endoglucanasas
Rompe los enlaces internos de
las moléculas de celulosa,
produce celobiosa y posee una
capacidad de disociación
rápida
Poseen bucles cortos que se adhieren a lo largo de
las cadenas de celulosa para producir oligómeros
de cadena larga.
exoglucanasas o
celobiohidrolasas,
Escindir el mismo enlace
glucosídico de los extremos
terminales de las moléculas de
celulosa, produciendo
celobiosa
Poseen bucles largos y se sienten atraídos por los
sitios cristalinos a lo largo de las cadenas de
microfibrillas de celulosa y producen
principalmente celodextrina.
Existe en dos formas según la parte de la cadena
de oligosacáridos que es atacada. El extremo
reductor y el extremo no reductor de la
celobiohidrolasa
β-glucosidasas o
celobiasas
Escinde la celobiosa en dos
moléculas de glucosa
Tiene una estructura sólida con el sitio de
funcionamiento dentro de un bolsillo que permite
la entrada de disacáridos. Tiene 2 formas que
catalizan la hidrólisis desde los extremos de la
cadena reductora o los extremos de la cadena no
reductora.
Nota: Descripción de las diversas propiedades funcionales de los tres grupos de
celulasas
Fermentación de biomasa lignocelulósica para la producción de biocombustibles
La bioconversión de materia prima de biomasa lignocelulósica en biocombustible está
cobrando una importancia significativa a nivel mundial. La bioconversión de
lignocelulosa en biocombustibles implica cuatro procesos principales:
1) El proceso de pretratamiento, que puede ser físico, químico o ambos, que
involucra la despolimerización parcial de la biomasa.
2) El proceso enzimático, que involucra la escisión de los polisacáridos en azúcares
simples mediante las acciones de enzimas despolimerizantes de glicanos.
3) El proceso de fermentación que implica convertir los azúcares en bioetanol y
4) por último, el proceso de destilación que implica separar el bioetanol del agua y
los sólidos residuales [73].
100
Aunque el pretratamiento biológico se considera el método de des lignificación más
eficaz, factores como el tamaño de las partículas, el contenido de humedad, el tipo de
biomasa y la naturaleza del microorganismo podrían dificultar el proceso de
pretratamiento. Además, el pretratamiento biológico de la biomasa lignocelulósica es
relativamente lento y puede tardar varios días antes de que se hidrolice por completo. El
pretratamiento químico ofrece muchas posibilidades, ya que aumenta la porosidad de la
biomasa y la separación de sólidos. Sin embargo, debido al efecto nocivo de los productos
químicos utilizados para el pretratamiento en el medio ambiente cuando se eliminan y las
dificultades que implica el reciclaje, el método de pretratamiento químico no se usa con
frecuencia. El pretratamiento químico puede ser ácido o alcalino. Se presenta el diagrama
de flujo para la producción de bioetanol Ilustración 17. [74]
Los microorganismos son actores importantes en la producción de
biocombustibles. Sin embargo, el rendimiento del producto por cepas nativas no es
económico, por lo que es necesario desarrollarlas y mejorarlas mediante el enfoque de la
ingeniería metabólica y la ingeniería genética. Estudios recientes se han centrado en
aplicar la ingeniería metabólica para modelar el desarrollo de cepas para optimizar la alta
productividad y el valor energético a un costo de producción más económico. En un
futuro cercano, existe una gran posibilidad de que surjan más rutas metabólicas únicas
para la producción de biocombustibles a partir de la minería de bases de datos. Por lo
tanto, la implementación de estas vías en hosts de fermentación industrial puede superar
cualquier cuello de botella asociado con el uso de biomasa lignocelulósica como materia
prima de fermentación renovable [73].
101
Ilustración 17. Diagrama de flujo de producción de bioetanol a partir de biomasa
lignocelulósica. Nota: Tratamiento de la biomasa para la obtención de lignocelulósica. [63]
La bioprospección tiene importancia comercial ya que ofrece un margen para la
generación de ingresos mediante la combinación de conocimientos tradicionales e
información genética [75].
Los compuestos derivados de productos naturales han sido populares y juegan un
papel vital en el descubrimiento de fármacos. La sustitución de fertilizantes químicos por
biofertilizantes en la agricultura es de interés actual. Los biofertilizantes son las
sustancias derivadas de microorganismos. Varios productos de belleza que contienen uno
o más ingredientes derivados de productos naturales representan el mejor ejemplo de
bioprospección. Muchas empresas preparan detergentes para ropa y lavavajillas
utilizando productos naturales [75].
102
Biocombustibles de microbios
Los microorganismos son objeto de especial atención en varios campos científicos
diferentes. Son abundantes en la mayoría de los entornos de la tierra y su uso está
impulsando una pequeña pero significativa revolución tecnológica. Los microbios se
utilizan para producir etanol para biocombustibles que se produce a partir de
lignocelulosa, una mezcla de celulosa, hemicelulosa y lignina, que forman la pared celular
de las plantas [76].
La enzima que descompone la celulosa es la celulasa. Los científicos han estado
investigando las fuentes de esta enzima en varias especies microbianas en diversos
entornos. Algunos de estos ambientes son inusuales, incluidos los estómagos de las
termitas y el suelo que se encuentra cerca de los volcanes [76].
Sulfulobus solfatarticus es un archaeon que se encuentra en piscinas volcánicas
cerca del Monte Vesubio. Los investigadores han estado experimentando recientemente
con la modificación genética para mejorar la capacidad de este microbio para producir las
enzimas necesarias [76].
El hongo Trichoderma reesei se encuentra en el suelo a nivel mundial. Se
alimenta secretando cantidades significativas de celulasa. Originalmente descubierto
durante la Segunda Guerra Mundial, este hongo fue responsable de la "podredumbre de
la jungla" que descompuso la celulosa en las tiendas de campaña y los uniformes de los
soldados estadounidenses. Una empresa canadiense modificó genéticamente el hongo
para producir mayores cantidades de celulasa y convertir la paja en glucosa, que luego se
puede convertir en etanol. Han conseguido convertir el 75% de la paja en glucosa [76].
Otra posible solución son las algas. Estos usan la fotosíntesis para convertir el
dióxido de carbono en azúcar, que luego usan para producir lípidos. Usando biorreactores
de laboratorio a pequeña escala, los científicos están usando los lípidos para crear
103
biodiesel y carbohidratos de algas para producir bioetanol. Si pueden escalarlo a niveles
industriales, el uso de algas para producir biocombustibles puede convertirse en una gran
parte de la combinación [76].
También está el problema de los residuos. Como el material vegetal utilizado no
es comestible, por ejemplo, la paja, esto se reduce. Por lo tanto, un sistema microbiano
para producir biocombustible es menos derrochador, más ético y barato. También
proporciona una reducción significativa en el uso y la emisión de gases de efecto
invernadero [76].
Un análisis PESTLE de la industria energética de biocombustibles
La industria de los biocombustibles aún se está desarrollando, ya que el consumo
de todos los biocombustibles en la Unión Europea (UE) aumentó un 8 % entre 2016 y
2017. En la UE se crea la directiva de energías renovables (RED) como política de apoyo
a la producción y desarrollo de estas energías renovables. Especialmente para el sector
del transporte, el objetivo para todos los países de la UE es tener un 10 % de energías
renovables en 2020 [77]
Los biocombustibles se consideran el producto clave para alcanzar este objetivo y
se desarrollan criterios adicionales sobre su sostenibilidad. Varias fuentes bibliográficas
destacan la importancia de comprender el papel de los biocombustibles en las posibles
reducciones en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) del ciclo de vida que
se pueden lograr con respecto a los combustibles fósiles para informar el desarrollo de
políticas y las decisiones con respecto a los mejores tipos de combustible [77].
La evaluación de la sostenibilidad de la producción de biocombustibles a partir de
biomasa y biorresiduos es un requisito previo importante para la toma de decisiones
informada y acertada. Sin embargo, el análisis del ciclo de vida (ACV) sigue estando
limitado por la dificultad de señalar los factores de impacto más relevantes. Se señalan
104
los grandes riesgos a los que se enfrentan los esfuerzos industriales para garantizar el uso
óptimo de la energía y los recursos [77].
La identificación de las partes interesadas clave y el despliegue de los aspectos
políticos, económicos, sociales, tecnológicos, legales y ambientales de la literatura, los
informes y las directrices actualizados son intrínsecos para lograr una comprensión
profunda del complejo panorama de la industria de los biocombustibles. La contribución
de la industria de los biocombustibles al desarrollo sostenible es clave en la creciente
industria de los biocombustibles impulsada por los objetivos de energía renovable de la
Unión Europea [77].
Tanto los formuladores de políticas como las empresas de producción requieren
una comprensión de la relación entre las características de producción de biocombustibles
y la sostenibilidad de la industria para poder apoyar el desarrollo sostenible. La
identificación de las partes interesadas clave y el despliegue de los aspectos políticos,
económicos, sociales, tecnológicos, legales y ambientales de la literatura, los informes y
las directrices actualizados son intrínsecos para lograr una comprensión profunda del
complejo panorama de la industria de los biocombustibles [77].
A partir del análisis de los diferentes tipos de materias primas y procesos de
conversión de bioetanol, biodiésel y biometano, en la Ilustración 18 se proporciona una
descripción general simplificada de las vías de producción. En general, las materias
primas se pueden subdividir en cultivos completos de primera generación y
biocombustibles de segunda generación, o avanzados, a partir de residuos, desechos y
biomasa lignocelulósica.
Ilustración 18. Diferentes tipos de materias primas y procesos de conversión.
105
Nota: Las diferentes vías de producción desde la materia prima hasta el biocombustible,
autoconstruidas. Las flechas indican procesos de conversión y los rectángulos indican las entradas y salidas
de esos procesos de conversión.
Los factores de las facetas de sostenibilidad que se ven directamente afectadas por la
industria de los biocombustibles se determinarán mediante un análisis PESTLE. El
resultado final, la interrelación entre las características de producción de biocombustibles
y los factores de sostenibilidad descritos, se determinará mediante una evaluación de los
datos cualitativos y cuantitativos obtenidos mediante la investigación bibliográfica
descrita. Además de los resultados definitivos, se incorporará una discusión de los
resultados para abordar e incluir la complejidad de la industria de los biocombustibles y
los vínculos entre las diferentes facetas de la sostenibilidad.
106
Análisis PEST
Un análisis PESTEL es un acrónimo de una herramienta utilizada para identificar las
fuerzas macro (externas) que enfrenta una organización. Las letras representan Político,
Económico, Social, Tecnológico, Ambiental y Legal (Oxford College, 2020). También
se utiliza para identificar amenazas y debilidades potenciales que se utilizan en un análisis
DAFO al identificar fortalezas, debilidades, oportunidades y amenazas para un negocio.
Hay varios pasos involucrados al realizar un análisis PESTEL. Al principio, es importante
reunir a un grupo de personas de diferentes áreas del negocio y hacer una lluvia de ideas.
Ventajas de un análisis PESTEL:
• Puede proporcionar una advertencia anticipada de posibles amenazas y
oportunidades.
• Alienta a las empresas a considerar el entorno externo en el que operan.
• El análisis puede ayudar a las organizaciones a comprender las tendencias
externas (Oxford College, 2020).
El análisis PESTLE se utilizará para evaluar las influencias externas en la industria de los
biocombustibles. Tiene su origen en el análisis de marketing, pero estas influencias
externas en la industria se utilizarán para determinar los factores que influyen en la
sostenibilidad a largo plazo de la industria. PESTLE significa Político, Económico,
Social, Tecnológico, Legal y Ambiental. Proporciona una visión amplia del entorno
completo de la industria de los biocombustibles. El análisis determinará los factores para
las facetas de sostenibilidad económica, ambiental, socioecológica y geopolítica.
Proporciona el marco para la correlación con las tecnologías de producción para
determinar las fortalezas y debilidades de las diferentes vías de producción.
107
Biorresiduos a biocombustibles
En los últimos años, ha habido un aumento constante en la cantidad de residuos
sólidos debido al aumento de la población humana y la urbanización. Los materiales de
desecho se generan a partir de procesos de fabricación, industrias y desechos sólidos
municipales (RSU). Las tecnologías de conversión de residuos en energía (WTE)
convierten los desechos en diversas formas de combustible que se pueden utilizar para
suministrar energía. Hoy en día, está surgiendo una nueva generación de tecnologías
WTE que tienen el potencial de crear energía renovable a partir de desechos, incluidos
RSU, desechos industriales, desechos agrícolas y subproductos de desechos. Existen
cuatro métodos principales para la conversión de desechos orgánicos en combustibles
sintéticos: (1) hidrogenación, (2) pirólisis, (3) gasificación y (4) bioconversión [78]
Materias primas para el biocombustible
Agave o Magueyes como materia prima para biocombustibles
Las materias primas de biomasa que crecen en tierras semiáridas podrían ser una
respuesta sostenible a la creciente demanda de combustibles renovables que no entren en
conflicto con la producción de alimentos y piensos. Si se pueden sembrar cultivos de alto
rendimiento que requieren aportes mínimos de agua y nutrientes en tierras que son
marginales para cultivos alimentarios, se podría reducir la competencia por el uso de la
tierra. Las plantas que usan la vía del Metabolismo del Ácido de las Crasuláceas (CAM)
tienen bajos requerimientos de agua y son productivas en regiones semiáridas porque
asimilan el carbono por la noche, disminuyendo así el gradiente de difusión del agua fuera
de las hojas y mejorando la eficiencia del uso del agua [79].
El género Agave está compuesto exclusivamente por plantas CAM obligadas e
incluye especies que se cultivan comercialmente. Es importante destacar que prosperan
en condiciones que no son adecuadas para los principales cultivos alimentarios y pastos.
108
Los usos comerciales más extendidos de Agave spp. son para fibras y bebidas,
derivadas generalmente de las hojas y del tallo, respectivamente. En el pico de producción
en 1964, más de 1 millón de hectáreas de agave se cultivaron en todo el mundo para fibras
de sisal, la mayoría de las cuales se encontraban en África. Desde entonces, la producción
generalizada de fibras sintéticas provocó una disminución en la producción de sisal y
había menos de 0,5 Mha de sisal plantadas en 2008 [80].
En la década de 1990, se cultivaron en México ~70 000 ha de agave,
predominantemente la especie A. tequilana, para la producción de bebidas alcohólicas,
junto con 200 000 ha de A. fourcroydes , o henequén (a veces llamado sisal), cultivado
para obtener fibra producción. El agave sisalana (sisal) también es originario de México,
pero ahora se cultiva principalmente en Brasil y África Oriental para obtener fibra [79].
La biodiversidad del agave, a nivel genético y de especie, se ha visto afectada por
las elecciones de manejo de la tierra en el último siglo. Ha habido una constante presión
de selección sobre la diversidad genética de las especies de agave que se cultivan para
obtener tequila y fibra [79].
También ha habido una disminución en las prácticas de manejo que
históricamente promovieron poblaciones de muchas especies para alimento, fibra y
forraje. A. fourcroydes y A. sisalana fueron seleccionadas por la longitud de la hoja para
proporcionar fibras largas y A. tequilana fue seleccionada por el alto contenido de azúcar
de las piñas. Las piñas son las bases de tallo ricas en carbohidratos hinchados y no
estructurales que se cosechan como materia prima de fermentación para la producción de
tequila (Ilustración 19). Hay otras variedades de A. tequilana que pueden producir mayor
biomasa, pero menos azúcar, que podrían ser una mejor opción de materia prima para
combustibles celulósicos. Las productividades publicadas de las especies varían
109
espacialmente, y no hay una sola especie que parezca tener la mayor productividad en
todas las regiones de México o en otros lugares. Las especies de Agave con los mayores
rendimientos anuales informados no han sido evaluadas a fondo para la agricultura de
plantación a escala comercial.
Ilustración 19. Producción de Agave
Nota: A. tequilana (a), piñas de A. tequilana (b), A. fourcroydes (b), fibra de las hojas A. fourcroydes (d).
La composición de la biomasa de Agave cosechada varía y se requieren diferentes
métodos para procesar las hojas y la piña después de la cosecha. Las hojas tienen mayor
cantidad de celulosa y lignina, y la piña tiene mayor cantidad de carbohidratos soluble. En
una evaluación regional de cultivos en México, se descubrió que la composición de
carbohidratos extraídos de una misma especie difería según la ubicación de los cultivos
de origen que estaban sujetos a diferentes climas [79].
Existe una oportunidad de tierra inmediata de casi 600 mil ha a nivel mundial para
cultivos bioenergéticos de Agave que no incurrirían en cambios indirectos en el uso de la
tierra suponiendo rendimientos máximos de 26 Mg ha -1 año -1 en condiciones
110
semiáridas y una eficiencia de conversión de 380 L de Mg -1 de etanol de biomasa
lignocelulósica, se podrían producir 6.100 millones de L de etanol a partir de Agave con
un mínimo incrementos en los impactos ambientales.
Aunque este es un pequeño porcentaje de la producción mundial total de
biocombustibles, las suposiciones utilizadas en este cálculo son conservadoras porque
solo incluyen producción de agave en terrenos que han salido de cultivos anteriores de
agave. En realidad, si la producción de agave en otras tierras semiáridas fuera económica
y ambientalmente sostenible, el agave podría agregar mucho más valor a los recursos
terrestres en África, Australia y México [79]
En algunos lugares, este nuevo producto básico podría estimular las economías
locales, pero existen obstáculos políticos y legislativos que superar antes de que la
producción de agave pueda expandirse a nivel mundial. Para las economías locales en
algunas regiones, también será fundamental no desplazar la producción actual de bebidas
y fibra del agave. Se necesita más investigación para identificar el agave especies que son
óptimas para maximizar los rendimientos de biomasa a nivel regional.
Los eucaliptos como materia prima para biocombustibles
Los eucaliptos son una fuente comprobada, pero en gran parte inexplorada de
biomasa leñosa para la producción de biocombustibles. Pocas de las aproximadamente
900 especies han sido evaluadas para el cultivo, sin embargo, entre ellas se encuentran
las especies de biomasa más productivas y versátiles del mundo, cultivadas en más de 90
países, con especies que se adaptan a la mayoría de los climas tropicales y templados
Se revisan la biología, la ciencia y la tecnología subyacentes al mejoramiento y
cultivo de eucaliptos y su potencial para la producción de biocombustibles. Se considera
111
cómo los eucaliptos cumplen con los criterios económicos y de sostenibilidad para las
materias primas de los biocombustibles, y las ventajas de las materias primas leñosas en
general. Se revisan los aspectos relevantes de la taxonomía, evolución, distribución
natural, dispersión humana, composición, domesticación y biotecnología de los
eucaliptos del potencial de los grupos como recurso de materia prima para
biocombustibles. Se describen dos casos de estudio, ilustrando los procesos de
identificación, domesticación y cosecha de especies donde los eucaliptos son posibles
materias primas para biocombustibles. Los eucaliptos son fuertes contendientes como
materia prima de biomasa leñosa universal para biocombustible [81].
Sorgo dulce como materia prima para biocombustibles
Además de los azúcares de tallo que son el principal producto básico para el
cultivo del sorgo dulce, los coproductos en forma de granos, bagazo, vinaza, vapor,
espuma y espuma también se utilizan como materia prima para una variedad de propósitos
(Ilustración 20). El jarabe obtenido del jugo extraído del tallo de la planta se ha utilizado
como edulcorante en Estados Unidos desde la década de 1890. En India, el jugo se usa
principalmente para hacer jarabe y azúcar morena, aunque también se ha explorado su
uso como combustible para cocinar y encender. El Instituto de Investigación Agrícola
Nimbkar (NARI, por sus siglas en inglés) en la zona rural de Maharashtra, India,
desarrolló una linterna con estufa que utiliza etanol de bajo grado desarrollado a partir de
sorgo dulce y proporciona energía para el alumbrado, así como combustible limpio para
cocinar. Para fines de biocombustibles, el jugo se fermenta a etanol que se puede usar
como reemplazo de los combustibles convencionales [82].
112
En general, con una selección apropiada de cultivares, buenas prácticas de cultivo
y manejo, el sorgo dulce tiene un gran potencial como cultivo multipropósito en favor de
los pobres. Sin embargo, la viabilidad del sorgo dulce como cultivo multipropósito debe
resolverse en varios frentes. El germoplasma de sorgo dulce exhibe compensaciones entre
el contenido de azúcar y los rendimientos de biomasa con algunos genotipos que
contienen un alto contenido de azúcar con una biomasa más baja, mientras que otros, por
lo general con rendimientos de azúcar más bajos, tienen una biomasa de tallo alta
[42] .]. Los genotipos ideales tendrían estos dos rasgos combinados, es decir, mayor
biomasa con altos rendimientos de azúcar [82].
Ilustración 20. Cultivo básico de Sorgo
El sorgo dulce, con su variedad de características adaptativas y bajos requisitos de
insumos, es uno de los principales candidatos para materia prima para
biocombustibles. Tiene potencial para resolver dos problemas principales. En primer
lugar, puede desempeñar un papel importante para abordar la creciente necesidad de
energía renovable para desplazar los recursos energéticos basados en combustibles
113
fósiles. En segundo lugar, en lugar de competir con los cultivos alimentarios por la tierra
cultivable, ayudará a la conservación de las tierras marginales al convertirlas en tierras
agrícolas. Sin embargo, el sorgo exhibe una gran diversidad genética y recursos hacia las
condiciones climáticas específicas de la región o las condiciones climáticas cambiantes,
y la cantidad de azúcares fermentables y los rendimientos de grano varían
considerablemente en diferentes cultivares de sorgo dulce. Por lo tanto, la detección y
selección de variedades apropiadas para cada región es fundamental para obtener
resultados óptimos [82].
Además, hay varias áreas de investigación sin explorar, que pueden tener un gran
impacto en el cultivo del sorgo. Se han iniciado esfuerzos para desarrollar cultivares de
sorgo dulce multipropósito con altos rendimientos de azúcar y grano utilizando enfoques
clásicos y biotecnológicos para hacerlo económicamente más atractivo. La secuenciación
en profundidad del genoma completo de un cultivo de sorgo dulce es muy esperada para
ayudar en el descubrimiento de genes e iniciar estudios de asociación de todo el genoma
[82].
Un nuevo dispositivo consigue producir energía limpia diez veces más rápido que
la biomasa
La función de las plantas ha inspirado la creación de un nuevo dispositivo que permite
acumular el dióxido de carbono (CO
2
) para transformarlo en biocombustible.
Investigadores del Departamento de Ingeniería Química de la URV liderados por Ricard
Garcia-Valls, del grupo de investigación MEMTEC, han imitado el proceso natural de la
fotosíntesis y la han mejorado en el laboratorio [83]. Con esta investigación han logrado
desarrollar un prototipo que hace una fotosíntesis que podría mejorar el modelo natural:
114
aumentaría de cuatro a diez veces más la capacidad de acumulación de CO
2
respecto a las
hojas de los árboles, permitiría obtener un compuesto concreto y la velocidad de
producción de energía sería, como mínimo, diez veces más rápido que la biomasa [83].
Los árboles absorben el CO
2
presente en el aire, que penetra a través de los poros de las
hojas, llamados estomas. Observando este modelo, los investigadores han diseñado una
membrana con estomas artificiales, unos poros de tamaño controlado a los que han
aplicado unos compuestos que, en contacto con el agua, hacen que las moléculas de CO
2
queden atrapadas sobre la superficie. En el caso de los árboles, el dióxido de carbono
concentrado en las hojas se transforma en materia orgánica. El dispositivo que han
diseñado aprovecha esta concentración de CO
2
para conseguir un compuesto concreto:
ácido fórmico o metanol, que permitirá fabricar combustible limpio con la ayuda de
placas solares, sin ningún impacto medioambiental, que se puede almacenar y posibilitará
producir electricidad en el momento que haga falta [83].
Ilustración 21. Dispositivo que permite acumular el dióxido de carbono. El dispositivo acumula
dióxido de carbono y convierte en biocombustible.
Esta línea de investigación no es nueva, ya que en los últimos años se han fabricado
diferentes dispositivos de captación de CO
2
. Pero el prototipo diseñado en la URV aporta
ventajas añadidas respecto a lo que existía hasta ahora: la velocidad en producir energía
es superior a la media de los productos que ya se conocen, lo que permitirá optimizar el
proceso de captación de CO
2
y conseguir más energía en menos tiempo [73].
115
Los investigadores ya han fabricado un prototipo del dispositivo y lo han patentado bajo
la cotitularidad de la URV y el Centro de Tecnología Química (CTQ). Han recibido el
asesoramiento y la protección de la tecnología a través de la Unidad de Valorización de
la URV y ahora trabajan para optimizarlo y explotar su potencial [73].
Esta investigación puede ser de utilidad en aplicaciones que tendrían salida en el mercado,
como sustitutos en pequeño formato de baterías solares, por ejemplo, o pilas que se
cargarían solas con energía renovable para poder hacer funcionar teléfonos, ordenadores,
tabletas e incluso coches y casas [73].
Biocombustibles y Biocarbón
Los biocombustibles y el biocarbón se encuentran entre las muchas soluciones
propuestas para mitigar el cambio climático, pero ambos han demostrado ser
controvertidos. Los biocombustibles son alternativas a los combustibles fósiles que se
fabrican a partir de seres vivos o sus productos de desecho. Incluyen biomasa sólida
(como madera o carbón vegetal), biogás (como metano producido a partir de aguas
residuales) y líquidos como bioetanol y biodiesel. Los biocombustibles líquidos son los
más controvertidos porque se necesitan grandes extensiones de tierra para producirlos.
Esto significa que pueden competir con los cultivos alimentarios, aumentar los precios de
los alimentos y promover la deforestación, que a su vez libera cantidades significativas
de los gases de efecto invernadero que causan el cambio climático [84]
116
El bioetanol es un combustible alcohólico elaborado a partir de la fermentación
del azúcar en plantas como el maíz o la caña de azúcar. El biodiésel combina el diésel
convencional con aceites de plantas como la semilla de jatrofa, la soja y la palma aceitera.
A primera vista, los biocombustibles líquidos parecen ser una alternativa ideal a los
combustibles fósiles. Todavía producen emisiones de gases de efecto invernadero cuando
se queman, pero las plantas de las que están hechos absorben dióxido de carbono de la
atmósfera mientras crecen [84].
Pero este beneficio puede verse superado por las emisiones de gases de efecto
invernadero que se producen en la producción de estos combustibles. El maíz que se
cultiva en los Estados Unidos, por ejemplo, depende en gran medida de los combustibles
fósiles: para producir fertilizantes, alimentar maquinaria agrícola, regar la tierra y para el
transporte [84]. Puede ser posible superar estos problemas con biocombustibles de
segunda y tercera generación (ver Alternativas, a continuación). Otra forma propuesta de
usar plantas para ayudar a enfrentar el cambio climático es mediante el uso de biocarbón
[84].
Esto implica el uso de plantas para absorber el dióxido de carbono del gas de
efecto invernadero a medida que crecen. Luego, la materia vegetal se puede calentar en
un proceso llamado pirólisis para producir un gas que se puede usar para generar energía
y carbón sólido, o biocarbón, que se puede enterrar. Cuando el biocarbón se entierra, esto
efectivamente elimina el carbono de la atmósfera y lo atrapa bajo tierra durante cientos o
incluso miles de años [84].
Una ventaja del biocarbón sobre los biocombustibles convencionales es que puede
fabricarse con aguas residuales o desechos agrícolas, como los tallos de los cultivos
cosechados. Un beneficio adicional es que el biocarbón puede mejorar la productividad
del suelo [84].
117
Algunas organizaciones no gubernamentales se oponen al biocarbón. Temen que
su uso generalizado pueda promover la apropiación de tierras y la deforestación,
especialmente si el biocarbón se incluye en la lista de enfoques para reducir las emisiones
de gases de efecto invernadero Mecanismo de Desarrollo Limpio. Los críticos de este
punto de vista dicen que el biocarbón nunca operaría a escala industrial [84].
Cultivos oleaginosos
Palma aceitera. En general, la palma aceitera es la materia prima utilizada actualmente
para producir biodiésel con mayor rendimiento por hectárea (véase la figura 4). Al ser
una planta tropical, es la materia prima preferida en muchos países en desarrollo. La
palma aceitera se cultiva en pequeñas parcelas o en grandes plantaciones, [85]
Soja. La soja tiene un bajo rendimiento por hectárea en comparación con otros cultivos
oleaginosos. Sin embargo, al ser un cultivo fijador de nitrógeno, puede utilizarse para
mejorar la fertilidad y requiere pocos fertilizantes. Hasta la fecha, la soja ha suscitado
poco interés en los países en desarrollo, salvo en Brasil y Argentina. En estos países, así
como en Estados Unidos, el cultivo y la cosecha de la soja están muy mecanizados. La
soja se cultiva en rotación con el maíz en Estados Unidos y con la caña de azúcar en
Brasil. [69]
Colza. La colza puede cultivarse en rotación con cultivos de cereales, pero en la UE,
principal productora de biodiésel a partir de colza suele cultivarse en tierras retiradas de
la producción (WWI 2007). La superficie cultivada mundial crece un 2% anual. Australia
está experimentando un rápido aumento de la superficie cultivada, mientras que, en
China, el mayor productor mundial de colza, la expansión es mínima.
118
Tecnologías basadas en el uso de cereales. - Aquí se distinguen entre molienda seca y
molienda húmeda.
Tecnologías basadas en el uso de jugos azucarados. - Se distingue el procedimiento
de rotura de las cadenas de polisacáridos, luego de la fermentación, según una hidrólisis
ácida o enzimática.
La producción de bioetanol lignocelulósico se lleva a cabo en varias etapas, es necesario,
una vez recolectados los desechos vegetales, aplicar un pre-tratamiento de estos desechos
para romper la estructura de la matriz lignocelulósica, ya sea de carácter físico, químico
o térmico, para luego realizar una hidrólisis enzimática, llevada a cabo por una mezcla de
enzimas celulolíticas. Posteriormente, la fermentación de los azúcares en etanol mediante
cepas de levaduras que metabolizan la glucosa al etanol. Para finalizar la destilación-
rectificación-deshidratación, que es la separación y purificación de etanol a las
especificaciones del combustible. [53]
Para la producción de alcohol se necesita de la producción en masa de ciertos vegetales
ricos en materias azucaradas (como la caña de azúcar), y su posterior fermentación. El
interés a nivel mundial por la producción de etanol a partir de la fermentación ha ganado
importancia debido a la actual demanda de energía, La producción de alcohol se puede
llevar a cabo mediante el método clásico discontinuo y el método continuo. La producción
discontinua de etanol a pesar de ser la más lenta, es la más utilizada principalmente a
escala artesanal. Con el empleo de este alcohol en los motores de combustión interna,
podríamos poner remedio al problema acuciante de la polución atmosférica, Con la
producción y uso de este otro tipo de combustible se pondríamos final a esta dependencia
muchos países de combustibles derivados totalmente del petróleo.
119
Ventajas y desventajas del uso de alcoholes como biocombustible
Ventajas
El etanol puede ser producido a partir de fuentes renovables.
Es un combustible líquido y puede ser manejado tan fácilmente como la gasolina y el
diésel
Produce menos dióxido de carbono al quemarse cuando se usa como aditivo de la
gasolina, pero el impacto total depende del proceso de destilación y la eficiencia de los
cultivos.
Desventajas
Presenta problemas de corrosión de partes mecánicas y sellos, Presenta dificultades para
encender en climas fríos
OBTENCIÓN DE ETANOL MEDIANTE FERMENTACIÓN
la obtención de etanol a partir de almidón se realiza químicamente del siguiente modo:
Tres procesos:
1. Conversión enzimática del almidón en azúcar:
• Hidrólisis del almidón:
2n C6H10O5 + n H2O → n C12H22O11
(almidón) α-amilasa (maltosa)
• Sacarificación:
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O → 2 C
6
H
12
O
6
(maltosa) glucoamilasa (glucosa)
120
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O → C
6
H
12
O
6
+ C
6
H
12
O
6
(sacarosa) invertasa (glucosa) (fructosa)
2. Fermentación:
La levadura se añade a la mezcla para convertir los monosacáridos en etanol (8-12%) y
CO
2
. Se añaden 450 g de levadura por cada 1.000 l de mezcla.
C
6
H
12
O
6
→ 2 C
2
H
5
OH + 2 CO
2
(glucosa, fructosa) (etanol)
Presion = 48 a 72 bar,
Temperatura= 29-35 °C.
3. Destilación:
Donde ocurre la separación etanol.
PROCESO DE OBTENCIÓN DE ETANOL
Para la producción de bioetanol se utilizan las plantas industriales en donde se procesa la
caña de azúcar, en donde se obtiene las melazas (llamado miel de caña), que
conjuntamente con el jugo de caña que componen los llamados mostos ferméntales. Con
esto se inicia con el proceso de asociación entre los dos procesos productivos que utilizan
la maquinaria de extracción para ser trituradas; al final se obtiene la fermentación del
mosto, en donde las levaduras se recuperan y el alcohol resultante sigue para destilación,
en la cual se produce bioetanol (CAROLINA, 2014).
121
RENDIMIENTOS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Desde el punto de vista comercial, en la producción de etanol se debe considerar la
disponibilidad y el costo de las materias primas ya que estas constituyen entre el 55 y 75
% del precio de venta del alcohol etílico producido. En la ¡Error! No se encuentra el
origen de la referencia. se presentan los rendimientos de alcohol a partir de diferentes
materias primas, como se puede observar los mayores rendimientos se obtienen en la
fermentación de cultivos azucarados.
Tabla 19. RENDIMIENTOS DE ALCOHOL A PARTIR DE DIFERENTES MATERIAS PRIMAS
Cultivo
Biomasa
(toneladas/hecyareas)
Etanol
(Litros/hectáreas)
Etano
(litros/toneladas
biomasa)
Melaza
-
-
270
Caña de azúcar
9
3.600
70
Remolacha azucarera
6
3.600
-
Sorgo
5
1.500
-
Papas
5
1.800
-
Maíz
3
1.200
370
PRODUCCIÓN MUNDIAL Y REGIONAL DE ETANOL
El análisis de las perspectivas del etanol a nivel mundial está basado en el estudio
Perspectivas Agrícolas 2011 – 2020 de la FAO y la OCDE.[86][87]
Desde el 2005 hasta el 2020 la producción mundial de etanol debería triplicarse según las
proyecciones realizadas por el estudio mencionado. Se espera que hasta el 2020, año hasta
el cual se realizan las proyecciones, la expansión de la producción y uso de etanol sean
impulsados por el apoyo de políticas de uso obligatorias por gobiernos nacionales (Sur
América) la reducción fiscal para productores y consumidores de biocombustibles,
122
medidas de protección y especificaciones de calidad en los combustibles y también por
mayor capacidad de inversión en los países productores.[88]
El mayor productor de etanos es estados unidos seguido de Brasil. En estados unidos el
alcohol se obtiene a partir del maíz, mientras que en Brasil y otros países de Sur América
se lo obtiene de la caña de azúcar, se espera que la producción de del etanol a partir de la
caña de azúcar se incremente en un 6% por año hasta el 2020.
Algunos países en desarrollo en el 2010 no cumplieron las expectativas y objetivos
planteados por los gobiernos a excepción de Brasil y argentina, ya que de los productos
de los cuales esperan obtener biocombustibles son el piñón de tempate o la mandioca se
encuentran todavía en un nivel de producción a pequeña escala.
Brasil, India y China deberán representar 85% de la producción de etanol en el mundo
esperada para 2020 sin contar con el aporte de Estados Unidos. En China, la mayor parte
del etanol producido se utiliza para usos no destinados a combustibles sino en las
industrias alimentaria y química. Las regiones de Asia y América del Sur deberán
convertirse en productoras importantes de etanol.
Principales países productores de biocombustibles
El interés por los países en la producción de biocombustibles ha crecido en la actualidad
como una opción para reemplazar el petróleo parcialmente como combustible para el
transporte, ya que se reducirían las emisiones de los gases de efecto invernadero (GEI)
ayudando así a muchos países cumplir con sus compromisos asumidos en el Protocolo de
Kyoto. Siendo Brasil el primer paíz reemplanzado la gasolina importada con bioetanol
producido a partir de caña de azúcar, dio paso a la idea de mejorar el desarrollo rural y
ofrecer oportunidades de exportación. Gracias a la tecnología y a los avaances de los
123
biocombustibles, la producción de los mismos se encuentra bien desarrollada en muchos
países.
IV: PRODUCCION NACIONAL E INTERNACIONAL.
La gasolina es una fuente de alimentación más que nada de los sectores y agentes
económicos del país, debido a que contribuye en el desempeño de conjuntos, equipos y
medio de transporte en el cual el crecimiento económico debería ser constante, además
es necesario contar con capacidad de poder defenderse en la demanda nacional. El país
no tiene los instrumentos para hacer frente al impacto de petición creciente, es por ello
por lo que el país se encuentra forzado a la importación a costos mundiales, de su
comercialización local en conjunto a los subsidios que empeoran la cuestión en el déficit
fiscal.[35]
NACIONAL.
La gasolina es catalogada mediante el octanaje, gracias a un grande octanaje mejor va a
ser la fiabilidad de este. La gasolina tiene un alto contenido de gasohol con una gigantesca
porción de etanol, dando lugar a la gasolina con más grande octanaje que le gana de forma
sencilla a los noventa octanos, en su mayoría es usada en automóviles recientes de óptimo
mecanismo de combustión, debido a que dará mejores resultados a dichos automotores,
actualmente paso de los 90 a 92 octanos.[89]
Los subsidios generan ayuda a los individuos más necesitados. En las naciones unidas en
desarrollo, en especial esos que son parte de Latinoamérica, varios de dichos subsidios
dan la condición de ayuda social a las personas menos favorecidas, estos subsidios tienen
un espacio importante en el sector económico del ecuador.
124
La venta de derivados de petróleo tales como la gasolina se hace procesos de calidad
comprobados para saciar pedidos nacionales con modelos de calidad, porción, estabilidad
y responsabilidad. A continuación, se presenta una gráfica de la producción de derivados
mediante mezclas terminales en el año 2019. [89]
Figure 1. Producción de derivados mediante mezclas terminales en el año 2019.
INTERNACIONAL.
En varios de las naciones petroleras los gobiernos tienden a mantener el control de influir
en las industrias por lo cual realizan un más grande uso de los subsidios, ya que la
reducción o deducción de los impuestos o cualquier otro mecanismo parecido, llega a
promover no solamente el consumo de combustibles como la gasolina o el diésel sino que
además incluye la producción de petróleo y sus derivados.[43]
125
La venta de gasolina en México va a estar dada por el costo nacional de la gasolina, el
producto bruto interno dentro del territorio y la proporción de vehículos en dicho país los
costos son generados de la siguiente manera: el costo nacional que va a estar en función
del costo universal, el saldo de negocio exterior va a estar dado por la porción nacional
de la venta de gasolina, restada a la porción del ofrecimiento de petróleo crudo en el
territorio por el coeficiente de transformación que corresponde al respecto del
petróleo.[90]
UTILIZACIÓN DEL BIOCOMBUSTIBLE EN LATINOAMÉRICA.
En los últimos años Latinoamérica ha presentado 4 grandes problemas en cuanto a la
generación de combustibles fósiles, tales como: aumento del precio del petróleo, aumento
en la demanda de combustibles, insuficiencia de reservas de hidrocarburos, y como último
punto, más relevante en la actualidad, la preservación del medio ambiente.
Estos problemas que ocurren en gran parte de Latinoamérica, por no decir todo el
territorio, hacen que se busquen nuevas fuentes de energía, las cuales sean limpias, de
fácil acceso, y de forma renovable. Además, muchos países han resuelto apoyar las
energías renovables como medida preventiva al calentamiento global.[41]
Hoy por hoy, son pocos los países en Latinoamérica que cuentan con fuentes de energía
renovables o biocombustibles, la mayoría de los países aun dependen del uso de petróleo
y otras fuentes como el gas natural, en el caso de Bolivia, Perú y Argentina. Sin embargo,
a medida que dichos recursos se agotan, la necesidad de hacer una transición hacia un
esquema energético sustentable se hace más evidente.[91]
Fuente: Sistema de Información Económica – Energética, [5]
La región latinoamericana cuenta con un gran potencial de aprovechamiento para la
elaboración de biocombustibles, ya sea con residuos agrícolas, forestales, etc. Además,
muchos países que son productores de azúcar tienen la facilidad de producir miel residual
para la elaboración de etanol, asimismo en poder transformar otras materias primas en
recursos bioenergéticos y el territorio adecuado para la implementación de los equipos.
Este potencial, en la mayoría de estos países serviría para abastecer el mercado interno.
126
A pesar de que todo lo mencionado anteriormente sugiere una posición privilegiada para
Latinoamérica como una fuente de biocombustibles, los costos requeridos para ejecutar
estas operaciones que incluyen maquinarias para su implementación y demás equipos que
se deben exportar, el alza del precio de los alimentos, la creciente competencia por la
tierra y el agua, y la deforestación no permiten que este escenario sea posible con
facilidad.
Otro aspecto poco alentador para el desarrollo de los biocombustibles es el hecho de que
la producción de combustibles fósiles está fuertemente posicionada en la región, debido
a la estrecha relación oferta-demanda y al conveniente acceso y variedad de medios de
producción que estos últimos poseen. De esta forma los biocombustibles ven eclipsado
su inminente desarrollo por su poca factibilidad en la economía de países cuyo
presupuesto de por sí ya es ajustado, al no tener una fuerte demanda inicial.
A pesar de que la mayor parte de las proyecciones de este mercado, incluyendo las
elaboradas por la Agencia Internacional de la Energía, indican que los combustibles
fósiles seguirán constituyendo la mayor fuente de energía en Latinoamérica, el cambio
climático y la rigurosidad de los crecientes decretos internacionales a favor del medio
ambiente obligan a Latinoamérica, que constituye uno de los pulmones fundamentales
del planeta, a fomentar la producción de biocombustibles en orden de salvaguardar sus
reservas naturales, bosques y flora en general.
Según un estudio publicado por la Comisión Económica para América Latina y el Caribe
(CEPAL), “Brasil, Argentina y Colombia son los únicos países latinoamericanos que
figuran entre los principales productores de bioetanol y biodiesel del mundo Gonzáles &
Marín(2016) en el caso de Brasil y Colombia el incremento de la producción de bioetanol
a partir de la caña de azúcar ha tenido un incremento significativo en los últimos años,
siendo Brasil uno de los productores y exportadores de caña de azúcar más importantes
en la región, con el 40% del mercado global, lo cual conlleva a que también se posicionen
como los mayores productores de bioetanol frente a otras potencias mundiales.
Brasil también se posiciona entre los países que más consumen energías renovables,
siendo además el segundo país a nivel mundial en lo relativo a biocombustibles y el
segundo productor de etanol después de Estados Unidos. [6] ejecutando planes como Pro-
Alcohol para la producción de etanol, en el que se dan facilidades a ciertos tipos de autos
llamados ‘Flex Fuel’ para que éstos puedan utilizar bioetanol y gasolina de uso
127
tradicional, y en el caso de ser necesario se pueden mezclar sin presentar un riesgo para
los vehículos.
Nota: Potencias mundiales que producen más biocombustibles. Tomado de: [7]
En Colombia por su parte, el crecimiento ha sido innegable debido al incremento de la
producción de biocombustibles y el apoyo por parte de institutos gubernamentales que se
apoyan en decretos de ley que introducen el uso de los biocombustibles mezclados con
gasolina tradicional, con el fin de buscar la independencia al petróleo en los próximos
años. [8] En el año 2015 se inauguró una de las plantas productoras de etanol más
modernas del mundo en el Valle del Cauca, que junto a otras 5 refinerías se encargan de
producir al menos 1.200.000 litros por día, y además de otras plantas de Biodiesel que se
encargan de producir 10.000 barriles diarios.
Por otra parte, la matriz energética de Argentina se basa en un gran porcentaje del uso de
derivados de petróleo, y gas natural, usando estas fuentes en casi un 85% de energía no
renovable, sin embargo, la Ley Nacional de Biocombustibles fijó un régimen de
desgravaciones e incentivos para que a partir del 2010 se promueva la producción de
biocombustibles con una distribución mayor, y con una producción instalada de 38
plantas de las cuales 12 tienen una capacidad de 100.000 ton/año de biodiesel.
A pesar de que el territorio latinoamericano cuenta con una gran capacidad para producir
este tipo de combustible ecológico, aún queda mucho por delante en cuanto a producción,
decretos y leyes que contengan un régimen más estricto en el resto de los países y que
con el pasar de los años, se asegure la independencia de combustibles fósiles, que no solo
tienden a agotarse, sino que también presentan una amenaza para nuestro ecosistema.
IMPORTACIONES Y EXPORTACIONES
Brasil, Argentina y Colombia son los únicos países latinoamericanos que figuran entre
los principales productores de bioetanol y biodiesel del mundo, según datos del último
estudio sobre biocombustibles publicado por la Comisión Económica para América
Latina y el Caribe (CEPAL).
Los biocombustibles pueden ser elaborados con una amplia gama de productos agrícolas
y forestales. Desde 2000, su producción en el mundo ha crecido a un ritmo anual de 10%,
128
totalizando 90.187 millones de litros en 2009. De ese total, 82% corresponde a bioetanol
y 18% a biodiesel. [92]
EE. UU. y Brasil dominan la producción y consumo mundial de bioetanol. EE. UU.
obtiene la producción de bioetanol del maíz y Brasil de la caña de azúcar. La UE lejos de
estos gigantes productores ocupa el tercer puesto, seguido de China y Canadá
principalmente.
Ilustración 22.. Producción de bioetanol en EEUU, Brasil y resto del mundo. OIA
La producción de bioetanol sigue creciendo debido a la caída de los precios de maíz y
azúcar, por las cosechas abundantes de los últimos años que han servido para fortalecer
la industria de bioetanol en los principales productores de EE. UU. y Brasil.
EE. UU. domina las exportaciones de etanol llegando en 2017 a valores récord de 5.200
millones de l., siendo su principal destino Brasil con 1.700 millones de l, seguido de
Canadá con 1.240 millones de l. e India con 650 millones de l. En 2018 EE. UU. prevé
mantener los mismos flujos comerciales de exportación, debido a las existencias de más
de 3.560 millones de l., y por la subida del precio de la gasolina, que favorecerán en
aumentar la demanda de etanol en los países de destino. No obstante, existen factores de
no lograr estos resultados, por una parte, por el impuesto antidumping de 49 €/1000 l que
129
aplica la UE desde febrero de 2013 y aunque finalizaría este 2018, la UE no prevé
aumentar las importaciones de etanol para 2018. Igualmente, las exportaciones a Brasil
sujetas a unos impuestos del 20% y la posibilidad de que China aplique aranceles a la
entrada en su país al bioetanol, por el tema del acero y aluminio, hacen dudar las
esperanzas de un incremento de las exportaciones por parte de EE. UU. hacía China, al
igual que hacía otros destinos como México, UE, India y Japón en principio programado
con cierto optimismo.
Las exportaciones de Brasil por contrario siguen bajando en las tres últimas campañas,
alcanzando sólo 1.456 millones de l en 2017/18, lejos de las exportaciones de 2.800
millones de l. de 2013/14 y del récord de 4.727 millones de l. de 2008/09. El principal
destino es EE. UU., donde en 2017 se exportaron 988 millones de l. seguido de Corea del
Sur con 281 millones de l. Las exportaciones de bioetanol a EE. UU. se deben a que en
virtud del estándar de combustibles de bajas emisiones de carbono en California (LCFS),
el etanol de caña de azúcar brasileño tiene un porcentaje de carbono inferior al etanol de
maíz, lo que favorece el consumo por parte de las refinerías notoriamente, en
cumplimiento de las exigencias de reducción del carbono. Las importaciones de etanol en
2017 llegaron a cifras históricas de 1.758 millones de l, (1.700 millones de l. de EE. UU.),
superando el anterior récord de 1.443 millones de l. de 2011/12, debido a los bajos precios
del etanol de EE. UU. principalmente.
La producción mundial de biocombustibles está por alrededor de los 35 billones de litros.
Sin embargo, esta cifra es pequeña en comparación con la producción de litros de gasolina
que es de 1.200 billones de litros que se producen anualmente en el mundo. El bioetanol
es producido y consumido mayoritariamente en el continente americano, mientras que la
UE es el principal mercado para el biodiesel.
130
Ilustración 23. Principales países productores de Bioetanol. Fuente: Producción global de Bioetanol
Brasil es el mayor productor de Bioetanol para el año 2004, la producción en este país
alcanzó 15 billones de litros destilados a partir de la caña de azúcar que equivale al 38%
de la producción mundial. En segundo lugar está Estados Unidos como productor y
consumidor
Ilustración 24. Diez países productores de Bioetanol en el mundo.Fuente: Los 10 principales productores de Bioetanol en
2004
La Tabla 20 continuación resume los principales países productores de biocombustibles
a nivel global de acuerdo al tipo de biocombustibles y cultivo energético utilizado.
131
Tabla 20. PRINCIPALES PAÍSES PRODUCTORES DE BIOCOMBUSTIBLES A NIVEL MUNDIAL.
País
Bioetanol
BIODIESEL
Producción
(ML)
Uso típico
Cultivo energético
Producción
(ML)
Uso
Típico
Cultivo
Energético
AMÉRICAS
Brasil
15,098
E26
Caña de azúcar
Aún mínimo
B2, B5
Aceite de soya,
ricino y palma
EE.UU.
12,907
E10; algo de E85,
E10
Maíz (95%), sorgo
75 galones 200
galones en 2007
Mezclas
<75%
Aceite de soya
Canadá
231
E10
Trigo y paja
10
Paja
Colombia
900 lt/día
E10
Caña de azúcar
B5
Aceite de palma
Argentina
42
E5 en 2010
B5 en
2010
Aceite de soya
Ecuador
Aceite de palma
Perú
E7.8 en 2010
Caña de azúcar
UNIÓN EUROPEA
Alemania
269
Centeno, trigo
1,035
B100;
B5
Aceite de raps
Francia
829
Principalmente remolacha
y trigo
348
Aceite de raps
Italia
151
Trigo
320
Aceite de raps
Dinamarca
70
Austria
57
España
299
Trigo, cebada, vino
13
Suecia
98
Combustible,
calefacción; (E5;
E85)
Productos forestales
1.6
RU
401
Remolacha
10
Aceite de raps
ASIA
China
3,649
E10 pero no para
combustible
Maíz, yuca, caña de
azúcar, arroz, batata,
68ML
(capacidad
2004)
Aceite de jatrofa y
otros
India
1,749
E5
Caña de azucar
2011
Aceite de jatrofa
Tailandia
280
E10
Caña de azúcar,
tapioca/yuca
90 ML (2005).
722ML en
2010
Aceite de palma,
maní, soya, coco,
jatrofa
Indonesia
167
Caña de azúcar
Aceite de palma
Pakistán
26
Caña de azúcar
Filipinas
83
Caña de azúcar
Aceite de coco
AFRICA
Sudáfrica
416
Caña de azúcar, maíz
B1-B3
en 2006
Aceite de jatrofa
MalawI
6
Incentivando el uso
Caña de azúcar
Ghana
6
Incentivando el uso
Caña de azúcar, maíz
Zimbabwe
6
Caña de azúcar
Kenya
3
Caña de azúcar
OCEANIA
Australia
33
Caña de azúcar
B5
Aceite de soya
132
V: COMPARACIONES INTERNACIONALES SOBRE LOS
PRECIOS DE LOS BIOCOMBUSTIBLES
En las últimas décadas los precios de los biocombustibles se han ido modificando
secuencialmente, debido a los recursos ambientales de cada país que se presente en ese
momento, en la actualidad los biocombustibles han incrementado su demanda, ya sea
por su eficiencia y similitud al combustible de origen fósil o también por los factores
ambientales que este ayuda a mejorar.
Las principales potencias están implementando estos nuevos biocombustibles para
mejorar la sostenibilidad económica y los recursos naturales del planeta que se han visto
afectados por la explotación del petróleo que se ha llevado haciendo durante muchos
años.
En la siguiente Tabla 21 se puede observar a los principales exportadores de
biocombustible a nivel mundial:
Tabla 21. COMPARACIÓN DE PRECIOS DE BIOCOMBUSTIBLES
Países
Valor de
biocombustibles
$ Por (L)
BIODIESEL
BIOETANOL
ESTADOS UNIDOS
0.75
0.45
BRASIL
3.16
0.5
INDONESIA
0.52
0.73
ALEMANIA
2.6
3.55
CHINA
0.17
0.64
FRANCIA
1.5
0.73
ARGENTINA
48.53 /Ton
32.78
TAILANDIA
0.939
0.89
ESPAÑA
1.24
1.45
COLOMBIA
3.49
0.77
INDIA
0.75
0.85
PARAGUAY
2
0.72
BOLIVIA
0.71
0.72
Valores referencias de septiembre de 2018 al 2020
133
PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE MUNDIALMENTE.
La producción de combustibles mundialmente está creciendo favorablemente y
continuará haciéndolo, los biocombustibles aportan mayor seguridad energética, ayuda a
la mitigación de la emisión de gases de efecto invernadero y material particulado, mejor
desempeño de los vehículos y en la reducción de la demanda del petróleo y sus derivados.
La aparición de los primeros mercados de biocombustibles en el mundo sucedió a raíz de
la primera crisis petrolera en el año 1973 cuando el petróleo se encareció enormemente,
ésta crisis afectó a todos los países del mundo y más aun los que no tenían reservas
petroleras o producción del recurso como era el caso de Brasil y Estados Unidos.[43]
El desarrollo de la tecnología de producción, aprovechamiento y uso de los
biocombustibles empiezan con las primeras pruebas de etanol como combustible para
vehículos en Brasil en el período de 1900 a 1925, años más tarde el gobierno introdujo
una ley que obligaba a mezclar un 5% de etanol con la nafta importada, sin embargo
después de la segunda guerra mundial, el empleo de etanol casi no tuvo crecimiento
debido a los precios bajos que tenía el petróleo en dicha época, ya para el año de 1973 a
1975 se organizó el primer programa de alcohol debido a la crisis petrolera que se daba a
nivel mundial.[30]
En Estados Unidos al igual que en Brasil el interés por los biocombustibles surgió a raíz
de la crisis petrolera en la década de los setenta, donde se aprobaba el uso de bioetanol en
el transporte, años más tarde cuando se prohibió el uso de plomo en la gasolina el
bioetanol causó mayor interés ya debido a sus propiedades permitía mejorar el octanaje.
134
Inicialmente para la producción de etanol, fueron desarrolladas diversas líneas
tecnológicas para la obtención de biocombustibles usando al grano de maíz como materia
prima, esta tecnología consistía en moler los granos de maíz hasta producir harina, a la
cual posteriormente se le añade agua y enzimas para cocerla, se le agrega también
levadura para llegar a la fermentación de la harina de maíz y finalmente obtener bioetanol
por destilación, ésta es la línea tecnológica conocida como molienda seca y es la que se
emplea mayoritariamente en Estados Unidos en la actualidad. [93]
En cuanto al biodiesel, se obtiene a partir de una gama de aceites de origen vegetal donde
se destaca el aceite de soya, el de maíz y en menor proporción el de cacahuate, la
tecnología que se emplea para su obtención consiste en transesterificar con metanol el
aceite vegetal refinado, que da como resultado biodiesel de producto principal y glicerina
de producto secundario, la glicerina se debe separarse del biodiesel para que finalmente
pueda ser mezclado con el diésel proveniente del petróleo o también ser usado puro, es
decir al 100%.[33][60]
PRODUCCIÓN MUNDIAL DE BIOETANOL POR PAÍS EN MILLONES DE
LITROS POR AÑO.
Tabla 22. PRODUCCIÓN MUNDIAL DE BIOETANOL POR PAÍS
País
Cantidad
Producto base
Brasil
17.500
Caña de azúcar
Estados Unidos
18.300
Maíz
China
1000
Maíz y trigo
India
300
Caña de azúcar
Francia
250
Maíz, caña de azúcar
Rusia
750
Remolacha y cereales
South África
390
Maíz
España
400
Trigo
Alemania
500
Caña de Azúcar
Tailandia
300
Caña de azúcar
135
PRODUCCIÓN DE BIODIESEL POR PAÍS EN MILLONES DE LITROS POR
AÑO.
Tabla 23. PRODUCCIÓN DE BIODIESEL POR PAÍS.
País
Cantidad
Alemania
2.800
Francia
630
Estados Unidos
850
Italia
570
República Chequia
150
Austria
85
España
140
Dinamarca
80
Polonia
130
Reino Unido
110
Brasil
70
Australia
57
Suecia
7
China
70
Costos de producción de los biocombustibles
Los costos de producción se pueden obtener a través de un análisis que abarcan los
principales elementos que integran los costos según: los costos de la materia prima de
fabricación, costos de transformación, de distribución e impuesto. El elemento primordial
es la materia prima para la producción de bioetanol y biodiesel ya que los precios de
adquisición en algunos casos se limita a la rentabilidad del cultivo. A continuación se
detallan los valores en moneda de euros como costos operativos de la producción según
las cantidades y el tiempo de producción.
Tabla 24. COSTOS OPERATIVOS EN LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES.
COSTES OPERATIVOS
Consumo materia prima
2,68 kg/litro de bioetanol (0,126€/kg)
Coste energético anual
7,64€/año (0,06€/litro)
Venta del excedente de energía eléctrica de la planta a la
red general, mediante el régimen especial
Ingresos de 6,24€/año
Costes de operación y mantenimiento y otros costes
operativos
9,89 €/año (0,078€/litro)
Ingresos adicionales por venta de subproductos (DDGS
“Destilled Dried Grain Soluble”)
10,78 M€/año
Fuente: [33]
136
Es de esperarse que producir en masa y mejorar los rendimientos permite una reducción
sustancial en los costes de producción.
Tendencias en el comercio global de biocombustibles
El comercio internacional de los biocombustibles es muy limitado, ya que la mayoría de
las producciones se consumen localmente. El bioetanol es comercializado menos de su
10% de producción global, por lo que se espera que esto cambie y el comercio
internacional crezca en los años que están por venir ya que la demanda también ha
crecido.
Produccion de biocombustibles en ecuador
En Ecuador hasta el año de 2011 sólo existía la producción de etanol como proyecto piloto
Ecopaís empezando con la ciudad de Guayaquil, con el objetivo de comercializar en todas
las gasolineras del país una nueva gasolina de una mezcla con el 95% gasolina extra y el
5% etanol anhidro. Como plan piloto, se produce actualmente 80000 galones diarios de
gasolina Ecopaís que demanda 4000 galones de etanol que son provisto por Producargo,
en La Troncal. El plan ha sido un éxito, pero se planea reemplazar toda ña gasolina extra
por el etanol, esto no se logrará hasta que exista suficiente producción en el país de etanol.
En el caso del biodiesel desde el 2010 existe una planta piloto productora de 100 litros
cada seis horas en la Universidad Católica del Ecuador, tienen como materia prima la
higuerilla y la jatropha. La producción de palma tan sólo se convierte en aceite, no llega
a refinarse a biodiesel para venta externa ni para consumo local. [38]
Intereses sociales en la produccion de biocombustibles
El tema de los biocombustibles es tiene varios puntos a favor y otros en contra, que lo
hacen un tema de debate público. Aspectos como el requerimiento de tierra,
disponibilidad de la misma, las políticas de funcionamiento, la conciencia e inversión en
la producción. Los conflictos sociales como una mayor producción de biocombustibles
137
requerirían una mayor cantidad de tierra, tierras que pueden ser utilizadas para la
producción de alimentos por lo que surge el dilema de alimentos versus combustibles, y
es un tema complejo de tratar.[23]
Muy a parte de este tipo de controversias, los biocombustibles buscan concientizar a la
sociedad y a la vez beneficiarla en la mayoría de los aspectos que tendrán contras, pero
en comparación de los productos derivados del petróleos, son más ventajosos que
perjudiciales.
Avances tecnologicos en la produccion de biocombustibles
Enzimas para desarrollar biocombustibles
Usar biocatalizadores enzimáticos como la lipasa. Esta enzima permite no tener que usar
el carbonato de sodio cáustico en grandes cantidades de agua. La catálisis biológica puede
conducir según las condiciones operativas a la síntesis de una molécula de triglicerido.
Seleccionar un microorganismo apropiado para la producción de estas enzimas es un
aspecto clave para el éxito tecnológico que va a depender del tipo de tecnología
fermentativa a utilizar. Como microorganismos más frecuentemente utilizados están los
hongos filamentosos, los cuales tienen un mejor compartimiento en la fermentación
sólida. [52]
138
Nuevo método para mejorar la producción de biodiesel
Usando el método de catálisis simple, científicos pudieron reciclar los subproductos que
no son deseado, es decir los residuos de la producción de biodiésel a partir de aceite
vegetal, para convertirlo en parte de una nueva producción de más biodiésel. Los
científicos dicen: “Nos propusimos establecer formas en las que el producto de desecho
glicerol podría utilizarse para formar otros compuestos útiles, pero nos sorprendió cuando
nos enteramos que alimentar el glicerol y el agua sobre un sencillo catalizador dio
productos tan valiosos y una química interesante”.
Combustible de algas
Las microalgas como materia prima para la obtención de biocombustibles y bioenergía
que resuelvan la problemática de la contaminación ambiental. Como materia prima son
consideradas muy fundamentales para los biocombustibles. Estas algas se producen
mediante la fotosíntesis que convierten el dióxido de carbono en lípidos ricos en carbono
por lo que están a uno o dos pasos del biodiesel, esto lo hace más superior a la producción
de las oleaginosas agrícolas sin competir por la tierra cultivable. La obtención de
biocombustibles usando algas es un nuevo reto para la ciencia se necesitan estudios y
modificación genética que permitan su mejora en las mismas. Se conoce que las algas
más adecuadas para esta producción son las cianobacterias procariotas y eucariotas, como
las algas Chlamydomonas y Nannochloropsis. [53]
Biocombustible de aguas residuales
Tratar las aguas residuales no solamente para obtener agua limpia, sino también se puede
obtener biocombustibles a partir de algas se podrá tener biodiesel. Lo que se trata de hacer
es usar bacterias y microalgas para que realicen un trabajo en equipo, en donde las
bacterias remuevan la materia orgánica, consumiendo el oxígeno y produciendo dióxido
139
de carbono, a su vez las microalgas van a generar oxígeno durante la fotosíntesis y
necesitan del dióxido de carbono, por lo que se complementan entre sí. Como resultado
se obtiene biomasa en flóculos y gránulos de fácil separación por sedimentación que luego
en un proceso de fermentación los lípidos y carbohidratos se transforman en
biocombustibles como el metano y el hidrógeno.
Arboles modificados genéticamente para la producción de biocombustibles
Se están diseñando árboles que puedan ser procesados con menos energía y menos
cantidad de químicos, la modificación genética de los árboles permitirá conseguir una
descomposición más fácil para la producción de papel y biocombustibles, lo que
disminuiría el impacto económico en la producción de los biocombustibles ya que se
reduce el consumo de energía que requiere procesar un árbol sin modificaciones
genéticas. Por medio de la ingeniería genética se quiere eliminar la lignina.
Biocombustible producido a partir de los residuos del vino
Investigadores han duplicado el crecimiento de microalgas usando desechos
agroindustriales procedentes del vino, logrando combinar estos organismos con los
desechos del vino para una producción de biocombustibles más económica en todo el
proceso y apuntando a la economía circular. Se ha utilizado la lías de residuos de vino
oxidado, material que queda en el depósito después de la fermentación, los resultados han
demostrado que una vez que se oxida es un alimento ideal para la microalga utilizada en
este estudio que es la Chlorella sorokiniana haciéndola crecer más y generando mayor
biomasa.
140
Situación actual del uso de biocombustibles
En la actualidad con la creciente contaminación ambiental, el cambio climático es un
hecho que se debe remediar, por lo que muchos países y organizaciones mundiales están
llamando a reducir las emisiones de gases a la atmósfera. La producción de
biocombustible ha crecido en la última década, muchos gobiernos tienen como objetivo
impulsar la innovación en las energías que se emplea. La situación de los biocombustibles
va a diferir de acuerdo a los países y a sus condiciones sobre el manejo de los
combustibles fósiles. Por lo general todos los países apuntan a lograr un desarrollo y
suplantar los combustibles por biocombustibles.
Aspectos reglamentarios de los biocombustibles
Los aspectos reglamentarios de los biocombustibles dependen de cada país, por lo general
todos los países productores de biocombustibles cuentas con una ley que establece la
forma correcta de producir, mezclar y vender los biocombustibles. Los países más
avanzados con Brasil, Guatemala, Honduras y en la última década Perú, Colombia,
Bolivia, Argentina cuentas con normas legales. Es importante La participación del sector
privado para la producción de materias primas y la elaboración de biocombustibles que
abastezcan la demanda nacional o que orienten su actividad a la exportación. El estado le
corresponde la elaboración de políticas y dentro de estas, la regulación y la promoción de
la actividad. [43]
141
VI: BIOCOMBUSTIBLES A PARTIR DE RESIDUOS
DOMÉSTICOS.
A día de hoy, utilizar un teléfono o cualquier medio de transporte son actividades
cotidianas que tienen en común el uso de la energía eléctrica. La sociedad está
acostumbrada a tener a diario la energía eléctrica que a veces no está consciente del arduo
trabajo que existe detrás para generarla. En la actualidad las principales fuentes de energía
no son renovables y son de origen fósiles como el carbón mineral, gas natural y petróleo,
las cuales en algún momento dejaran de existir, por esta razón se está investigando nuevas
fuentes de energías que sean renovables y limpias como la eólica, solar y bioenergía.[36]
La biomasa sirve como aprovechamiento para generar bioenergía, esta biomasa es todo
material orgánico generado por vía biológica. Hay distintos tipos de biomasa como, por
ejemplo, los residuos de naranja que sobran tras elaborar un jugo. Los biocombustibles
se pueden elaborar a partir de distintos tipos de residuos orgánicos como forestales,
agroindustriales, agropecuarios y también de uso urbano como aceites de cocina
usados.[94]
Restos de naranjas, aceitunas, desechos ganaderos e industriales, o residuos sólidos
urbanos. A la mayoría de personas le suena a basura que no puede volverse a utilizar y es
un problema difícil de solucionar, para ciertos grupos de empresas y equipos de
investigación suponen la materia prima para una nueva generación de biocombustibles.
En la actualidad existen diversos proyectos que tratan de salvar el inconveniente de los
combustibles elaborados a partir de productos alimenticios, transformando de paso los
residuos en un biocombustible.
142
Tipos.
Biogás
En el presente tiempo la búsqueda de alternativas energéticas de origen renovable y la
reducción de gases de efecto invernadero causados por la descomposición de desechos
orgánicos hacen del biogás una prometedora alternativa para la sustitución de
combustibles fósiles y para la valorización energética de residuos orgánicos en zonas
urbanas, rurales y agroindustriales. Debido a que presenta una disponibilidad energética
descentralizada, el biogás es una fuente de energía alternativa atractiva, tanto que su
producción es posible siempre que haya fuentes de origen orgánico.[95]
Bioalcoholes
Una propuesta de innovación es producir bioalcoholes como una energía alternativa a
partir de residuos domésticos que actualmente no son aprovechados y que pueden generar
impactos negativos a nivel ambiental y social, también de no competir con productos
vegetales que sirven tanto como alimento como para la producción de biocombustibles.
Lo que se busca actualmente es generar bioalcohol a partir de los residuos domésticos
que actualmente no son aprovechados y producen alto impacto negativo
ambiental.[60][35]
Bioetanol.
Está claro que se debe aprovechar el potencial de estos residuos domésticos,
disminuyendo la cantidad de los cuales son dirigidos al relleno sanitario. El principal
objetivo es indagar de una manera preliminar la elaboración de bioetanol y sus
características durante la transformación de la materia orgánica. La propuesta principal
es innovar con la producción de bioetanol, como energías alternativas y subproductos,
partiendo de los residuos que en la actualidad se desperdician y causan impactos negativos
143
en el campo ambiental y social, ya que no se compite con alimentos como materias primas
para la generación de biocombustibles. [9]
Biodiesel.
La importancia de las bioenergéticas (combustibles obtenidos a partir de biomasa como:
aceites vegetales, grasa animal, residuos agrícolas y aceites usados) se debe
principalmente al agotamiento del petróleo en el futuro, el cual es un recurso no
renovable. El uso de combustibles fósiles provoca una gran cantidad de emisiones de
gases de efecto invernadero, como resultado de la combustión. La extracción de estos
combustibles también provoca derrames de petróleo y combustibles en el mar abierto
causando un impacto negativo al medio ambiente. [96]
A causa de la búsqueda de estas técnicas surgen alternativas energéticas con la capacidad
de sustituir o minimizar el consumo de combustibles fósiles, como consecuencia de
limitación de este tipo de combustible, la cual es una de las razones por las que se buscan
combustibles alternativos como el biodiesel obtenido a partir de aceites usados
domésticos. Asimismo, tienen un impacto económico positivo, dando independencia
energética y mejorando la competitividad. En lo ambiental, contribuyen a la reduciendo
la contaminación atmosférica, generando subproductos reutilizables y biodegradables. En
lo social, ayudan al crecimiento y diversificación de la economía rural y calidad de vida.
144
Ventajas.
• Se consideran como una alternativa ambientalmente viable puesto que ayudara a
disminuir los impactos perjudiciales como los que se presentan por el uso
irracional del petróleo evitando que se acabe rápidamente y que no exista
contaminación de los suelos gracias a los derrames ocasionales.
• Provienen de una fuente inagotable de materia prima, debido a que son
desperdicios constantes de los alimentos orgánicos que consumimos, es decir, se
toma como un buen beneficio a la economía de los productores y cultivadores de
esta materia, también un beneficio social y ambiental.
• Poseen cualidades muy comprometedoras este tipo de materia prima ya que son:
biodegradables, no tóxicos, no inflamables, fuente competitiva y generadora de
una mejor economía.
• Conservación de los recursos naturales del planeta, ya que provienen de una fuente
de energía de origen renovable.
• Ayudan a la reducción de las emisiones de CO
2
a la atmosfera.
• No contienen azufre, por lo que se eliminara el problema de la lluvia acida.
Desventajas.
• Se inclinaran los cultivos a producir únicamente este tipo de materia prima, lo
cual se convertiría en una era de monocultivos los cuales son perjudiciales no solo
para la calidad del suelo sino para resistencia de plagas, también la crisis
alimenticia que implica elaborar este tipo de biocombustible, ya que aumenta el
precio de los alimentos ya que ahora serían utilizados para obtener de esta energía
alternativa y más cuando hace referencia a países que no han alcanzado su
autosuficiencia alimentaria, es decir compiten por los suelos que serán de uso
exclusivo como fuente de alimento.
145
• La demanda de agua que estos cultivos conllevan pues el agua necesaria para que
un automóvil recorra 20000 Km es el mismo para que un promedio de 300
personas la consuman, así como el cultivo empleado para producirlo que daría de
comer a siete personas en lo que va de un año.
• Además, sus elevados costos de producción, deforestación e impacto social, que
sobresale especialmente en los países pobres, en los países en vía de desarrollo
será donde más afecte este tema ya que el incremento de los precios a los cuales
se someten los cultivos generara consecuencias visibles en su soberanía
alimentaria la cual no es estable pudiendo generar así consecuencias indeseables.
• Tienen menor poder calorífico que los combustibles comunes, si bien no supone
una pérdida de potencia ni incremento significativo de consumo.
• Estos tienen menor estabilidad a la oxidación, lo cual es importante a la hora de
almacenamiento.
Materiales.
Es necesario considerar el uso de:
• Recipientes.
• Triturador.
• Biorreactor.
• Destilador.
• Termómetros.
• pH- metro.
• Probetas.
• Embudos decantadores.
• Pipetas.
146
• Condensador.
• Viscometro.
• Estufa eléctrica.
• Balanza analítica.
• Densímetro de vidrio.
• Computador (análisis y control).
• Materia prima (cascaras de frutas tras elaborar jugos, aceites de cocina utilizados,
bolsas de té, desechos de comida, envases, empaques, semillas de frutas, papel,
cartón, etc.).[94]
Obtención de biocombustibles a partir de residuos domésticos.
Biogás a partir de residuos orgánicos y su puesta como combustible de segunda
generación.
El biogás es una mezcla de distintos gases elaborados por la descomposición anaeróbica
de materia orgánica, como las basuras orgánicas y el estiércol. La composición química
de este gas señala que el componente más abundante es el metano (CH
4
); el cual es el
primer hidrocarburo de la serie de los alcanos y un gas de efecto invernadero. La mezcla
de CH
4
con el aire es combustible y arde con llama azul. El cual es un biocombustible,
ya que se obtiene en biodigestores por fermentación anaeróbica del estiércol de
herbívoros; luego cuando se quema el biogás, se origina CO y agua; el CO sale a la
atmosfera, de donde es captado por las plantas para producir carbohidratos mediante la
fotosíntesis, que los utilizaran para su crecimiento; estas plantas servirán de alimento para
los herbívoros y cuyo estiércol se ingresara al biodigestor, completándose el ciclo del CO.
Esta aplicación de este bioproceso contribuye a reducir la emisión de gases de efecto
147
invernadero y así como del calentamiento global, donde se toma en cuenta que una
molécula de metano capta aproximadamente 25 veces más calor que la molécula de
CO.[95]
Bioalcoholes a partir de residuos sólidos urbanos.
Durante el procedimiento global, se llevaron a cabo tres fases experimentales
desarrolladas mediante la instalación a escala de un laboratorio de sistema biológico para
cada proceso, a saber:
• Adecuación y solubilizarían de la FORSU.
• Fermentación patrón para usar como estándar.
• Fermentación de la FORSU y obtención del bioalcohol.
Ilustración 25. Pruebas y puesta en marcha del bioreactor para el desarrollo de las fases del proyecto.
Fase 1. Adecuación y solubilización de la FORSU.
En esta fase se analizaron los resultados obtenidos de Demanda Química de Oxigeno
(DQO) a partir de muestras obtenidas posterior a la adecuación y solubilización.
(Ilustración 26).
148
Ilustración 26 Variación DQO vs Tiempo[97]
Por medio de la cromatografía de gases se tomaron los datos para las mediciones de los
compuestos evaluados presentes en los gases de las muestras, identificando solamente
concentración de CO
2
y CH
4
. (Ilustración 27)
Los datos obtenidos de la DQO son valores elevados equivalentes al promedio de lo que
sería un relleno sanitario joven (menor a dos años), notándose que posterior al proceso,
la solubilización de los compuestos orgánicos fue rápida. Sobresale el descenso de la
DQO en el tiempo, lo que podría deberse a transformaciones anaerobias ocurridas durante
el proceso, comprobándose esta situación con la producción de metano y de dióxido de
carbono del sistema.[97]
149
Ilustración 27. Producción de Gases vs Tiempo. [97]
Fase 2. Fermentaciones patrón para usar como estándar.
Para este caso que es la determinación de los sólidos suspendidos totales (SST) y de los
sólidos suspendidos volátiles, se usó el método que se rige en las Normas 2540 D y 2540
E respectivamente. También fueron valoradas las concentraciones de etanol, acetona y
glucosa frente al tiempo (Ilustración 28).
Ilustración 28. Comportamiento de los SST y SSV vs Tiempo.
Ilustración 29. Producción de bioalcohol, acetona y glucosa vs tiempo.[97]
150
En la fase 2, hechos los experimentos sin y con control de pH se observó que la
producción de bioalcoholes se podía ver afectada por esta variable y por esto se decidió
incorporarla como una variable de proceso. El rendimiento de etanol logrado fue de 0.5
gr etanol/gr de glucosa, con una producción marginal de CO
2
y CH
4
. [97]
Fase 3. Fermentación de la FORSU y obtención del bioalcohol.
Por el hecho de que en esta fase se experimentó con la FORSU ya preparada y
solubilizada, se realizó el análisis de la medición de la DQO a partir de cada toma de
muestra de forma directa; se evidencian los resultados obtenidos de SST y SSV con
respeto al tiempo (¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.) los resultados
de producción de bioalcohol y acetona contra el tiempo (Ilustración 30) [97]
Ilustración 30. Comportamiento de los SST y SSV vs Tiempo.[97]
151
Ilustración 31. Comportamiento de la producción de bioalcohol vs Tiempo.[97]
En esta fase el comportamiento observado para la producción de bioalcohol a través del
tiempo se atribuye a una reacción metabólica colateral desarrollada entre las 0 y 7 horas,
gracias a esto se generó como metabolito intermedio el alcohol, el cual fue degradado
luego y usado como material para producir etanol de forma continua y persistente a partir
de las 7 horas.[97]
Bioetanol a partir de residuos domiciliarios.
En la investigación preliminar se identificaron unos componentes de la FORSU que
pueden ser transformados a bioetanol, aplicando un proceso llamado hidrolisis
previamente. Gracias a esta etapa se puede llevar a cabo un proceso básico en el cual la
biomasa se transforma a moléculas de azucares, las cuales se fermentan y mediante esto
se transforman a alcohol, en el cual, con su posterior destilación, se logrará obtener la
pureza deseada.[97]
152
Cabe destacar que se llevaron a cabo cuatro fases experimentales, desarrolladas mediante
la instalación a escala de laboratorio de un sistema biológico para cada proceso, a saber:
• Hidrolisis / solubilización de la FORSU.
• Fermentación de glucosa sin control de pH.
• Fermentación de glucosa con control de pH.
• Fermentación de la FORSU.
Fase I. Hidrolisis / solubilización de la FORSU.
En la fase I se realizó la preparación de la muestra mediante la cual se desarrolla el resto
de procedimientos experimentales.
Inicialmente se procedió con la recopilación de cada uno de los componentes necesarios
y luego se realizó una trituración de los residuos orgánicos. Para luego efectuar la
composición mezclada de los diversos tipos de componentes orgánicos con un contenido
de carga según se especifica a continuación en la Tabla 25. [97]
Tabla 25. CARACTERÍSTICAS DE LA COMPOSICIÓN DE LA FORSU[97]
Componente
Cantidad (gr)
Componente
Cantidad (gr)
Papa
62
Naranja
49
Zanahoria
28
Tomate
20
Guisantes
13
Carne
22
Manzana
49
Pasta hervida
23
Banana
35
Arroz hervido
23
Repollo
51
Pan
35
Cebolla
30
Papel
50
Coliflor
10
TOTAL
500 gr
153
Adicionalmente se agregó agua destilada a la composición de la mezcla, la mezcla
anterior se llevó a cabo en un bioreactor por un periodo de 14 días, esto con el objetivo
de ejecutar la extracción de la materia orgánica por medio de hidrólisis y solubilización
de la misma, luego mediante una agitación continua que es realizada mediante un sistema
agitador mecánico.
Por último, se adiciono un sistema de recirculación del líquido, todo esto con la finalidad
de garantizar la homogeneidad de la masa orgánica, del proceso y de las muestras
analizadas.
Se adiciono nitrógeno con el fin de evacuar el oxígeno y evaluar los gases generados por
producto de la fermentación, todo esto para realizar el análisis de los gases.[97]
Fase II. Fermentación de glucosa sin control de pH.
En la fase II se realizó la instalación experimental para realizar la fermentación de la
glucosa (45 gr), sin control de pH, en una preparación del sustrato diluido, sales (340 ml)
y levadura (4 gr) en agua destilada hasta llegar a completar los 5 litros, todo esto a una
temperatura controlada. La agitación del biorreactor se la realizo por medio de un agitador
magnético colocado por debajo del reactor gracias a su diseño exterior con fondo plano.
Fase III. Fermentación de glucosa con control de pH.
En la fase III hizo la instalación experimental de la glucosa (27 gr) con control de pH, en
una preparación del sustrato diluido, sales (200 ml) y levadura (2.4 gr) en agua destilada
(hasta 3 litros), con la condición de llevar una temperatura controlada y con pH controlado
para la estabilidad de los microorganismos.
154
Fase IV. Fermentación de la FORSU.
Para la última fase se usó la preparación de FORSU (186.5 mL) que se obtuvo en la fase
I, con levadura (2.4 gr) y diluida hasta 3 litros en agua destilada, con control de pH (5.0)
y una temperatura controlada.
Obtención y valoración de combustible líquido por medio de pirolisis a partir de
residuos sólidos domésticos.
Para este método se necesita reducir la humedad a menos del 5 % de la estufa marca
Memmert donde se ubican los residuos sólidos domésticos en bandejas de aluminio, por
24 horas a una temperatura de 100°C.
Se utiliza el equipo analizador de humedad HB43-5 para comprobar que la humedad se
ha reducido notablemente, comprobando que está correctamente equilibrada, se coloca
máximo 3 gr de la materia obtenida anteriormente, verificando que el tamaño de partícula
del mismo sea reducido ya que se usa el patrón “café molido” para que la maquina corra
en proceso.
Luego de verificar una humedad menor al 5% se procede a reducir al máximo el tamaño
(3 mm aproximadamente) de los residuos secos este proceso se realiza en la licuadora
industrial Blender C816. Luego de obtener la muestra correcta se procede a pesar en la
balanza analítica 50g de la misma y dispone en una capsula de porcelana. Luego en el
equipo de pirolisis se coloca la capsula y su contenido en la sección adecuada para la
muestra, se cierra con los respectivos tornillos en cruz tratando de que no queden fugas.
Para esto se introduce aire mediante la manguera del equipo Porter Cable – Pro hasta que
el manómetro nos indique una presión de 40 PSI, se cierra la llave del equipo y se procede
a agregar agua en los bordes de la tapa donde sí se generan burbujas de gran tamaño se
deberá cerrar con mayor fuerza para iniciar el proceso, se extrae el aire con la bomba de
vacío Gast hasta que el manómetro indique presión cero. Se cierra la llave de la máquina,
155
la encendemos en voltaje de 220 V, posicionando el termómetro en su lugar. Al mismo
tiempo se ha instalado un Erlenmeyer donde se almacenarán los productos tanto líquidos
como los gases ya condensados, en este recipiente que contiene el Erlenmeyer se adhiere
hielo en su totalidad para favorecer las reacciones de condensación.
Cuanto sube la temperatura se controla la presión, pues según las especificaciones del
equipo es favorable que el manómetro no señale más de 40 PSI, al momento que se genera
esta presión se enciende la torre de enfriamiento la cual tratamos que sea constante, luego
se abre suavemente la llave para disminuir la presión, al momento que el manómetro
marque presión cero se cierra la llave. Se nota que la temperatura también disminuye es
debido a que la presión y temperatura están relacionadas, si la presión baja la temperatura
también. Este proceso se realiza cada vez que el equipo alcance presión de 40PSI hasta
que alcance la temperatura de 400°C a la cual la maquina está programada, se abre
lentamente la llave para ir reduciendo hasta 0. Se deja enfriar el equipo para poder retirar
la muestra y continuar con más corridas de pirolisis, se comprueba la cantidad de producto
obtenido gracias al Erlenmeyer. El resto que sobra en la capsula de porcelana se procede
a almacenar pues el mismo puede ser utilizado como carbón activado el cual se puede
usar para otros fines.[98]
156
Aplicaciones.
• Debido al potencial energético que posee el biogás, este puede ser utilizado en
aplicaciones tales como cocción, calentamiento y generación de energía eléctrica
mediante los motores de combustión interna y turbinas de gas, lo cual implica
buscar alternativas para mejorar las propiedades de combustión del biogás.[95]
• El biodiesel se considera un combustible alternativo para motores de combustión
interna. Por lo general el biodiesel está formado por esteres metílicos de cadena
larga de ácidos grasos como el ácido láurico, palmítico, esteárico y oleico. El
biodiesel es el mejor candidato para del gasóleo en los motores diésel.
• El bioetanol puede utilizarse como combustible, ya se mezclado con gasolina o
solo. Se usó se ha ampliado principalmente para sustituir el consumo de derivados
del petróleo. Así como se ha llegado a la creación de biocombustibles que sean
menos contaminantes, como el e5, e 10 y e85 (gasolina con un 5% de etanol, 10%
y 85% respectivamente).
Los residuos como materia prima para la producción de biocombustibles.
La gran mayoría de los residuos sólidos urbanos y los de manejo especial son orgánicos,
por lo que son aptos para emplearlos como biocombustibles. De acuerdo con la secretaria
de Medio Ambiente y Recursos Naturales, en México durante el año 2012 se desecharon
42102.75 toneladas de RSU; de las cuales 22070.27 toneladas eran de origen orgánico
como basura de comida y jardines; y 5822.82 toneladas eran residuos procedentes del
papel y el cartón.[94]
157
Impacto social y económico en el uso de biocombustibles a partir de residuos
domésticos.
En la actualidad los biocombustibles representan una fuente potencial de energía
renovable, así como podrían producir nuevos y expansivos mercados para los productores
agrícolas. Pero, solo algunos de los programas actuales de biocombustible son viables, y
la mayoría necesitan altos costos sociales y ambientales. Los efectos económicos, sociales
y ambientales de los biocombustibles a partir de residuos domésticos deben debatirse
ampliamente y es necesario evaluarlos cuidadosamente antes de extender el apoyo del
sector público hacia programas de biocombustibles en gran escala. Las estrategias de los
países cuando se trata de biocombustibles deben basarse en una prueba minuciosa de estas
oportunidades y costos a mediano y largo plazo. El factor más importante a tomar en
cuenta son las reservas de petróleo que según expertos se acabaran en 50 años.
Impacto ambiental de los biocombustibles a partir de residuos domésticos.
El beneficio ambiental sobre la elaboración y el uso de estos tipos de biocombustibles se
nota profundamente en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero
producidas por la descomposición de la materia orgánica en desechos agropecuarios y en
los rellenos sanitarios. Los componentes principales del biogás son el metano y el dióxido
de carbono con menores fracciones de oxígeno, nitrógeno y trazas de otros compuestos
volátiles orgánicos. El biogás tiene un bajo poder calorífico pero su energía basta para
mantener en operación un dispositivo de generación de potencia como turbinas, micro
turbinas, motores alternativos o sistemas de calentamiento y cocción de alimentos.
Siendo la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero uno de los objetivos de
algunas medidas de apoyo a la producción de biocombustibles. Pero la producción
agrícola provoca en general ciertos efectos negativos inesperados en la tierra, el agua y la
biodiversidad que resultan especialmente preocupantes en relación con los
158
biocombustibles. El alcance de estos efectos depende de la manera en que se producen y
se procesan las materias primas para biocombustibles, de la escala de la producción y,
especialmente, del modo en que fluyen en el cambio del uso de la tierra la intensificación
y el comercio internacional.[99]
Propiedades físico – químicas.
En la siguiente tabla se puede resaltar los resultados físico – químicos obtenidos de una
investigación de un biocombustible a partir de un aceite vegetal de cocina desecho,
mediante la misma se pueden comparar las propiedades con la Norma ASTM D 1298.
Mediante la evaluación se puede observar lo siguiente:
• La densidad y el índice de acidez del biocombustible obtenido concuerdan con la
norma.
• La viscosidad cinemática se ajusta a la norma.
• El valor de la humedad está por encima del de la norma.
• El contenido de jabón resulta muy satisfactorio en cuanto a la norma.
• Los resultados en cuanto a la corrosión al cobre resultaron excelentes.
De estos análisis se atribuye que el biocombustible obtenido es perfectamente apto para
ser implementado en motores de combustión interna.
Tabla 26. COMPARACIÓN DE RESULTADOS
Propiedades
Unidades
Resultados
experimentales
Norma
Densidad a 15°C
g/mL
0.8850
0.8600-0.900 ASTM D
1298
Viscosidad cinemática a
40°C
22
3
4
5.2210
1.900-6.0000 ASTM D
445
Índice de acidez
Mg NaOH/g de muestra
0.1696
0.8 máximo ASTM D
5751
Humedad
% volumétrico
0.2457
0.05 máximo ASTM D
42709
Contenido de jabón
Ppm
372.1730
500 máximo ASTM D
2709
Corrosión al cobre (3 h a
50°C)
Grado de corrosión
1a
1a mínimo -3 máximo
ASTM D 130
159
Países con mayor producción de biocombustibles a partir de residuos sólidos
urbanos.
A nivel mundial la producción de bioetanol es liderada por naciones como Estados
Unidos, Brasil y Europa; en Latinoamérica se destacan Brasil, Argentina y Colombia,
como líderes en la producción en el mundo ha crecido a un ritmo anual de 10% dando un
total de 90187 millones de litros en el año 2009, de ese total, 82% corresponde a bioetanol
y 18% a biodiesel. Colombia ocupa el décimo lugar de países productores de bioetanol
con 0.4%. Argentina, ocupa el segundo lugar de productor mundial de biodiesel, con
13.1% del mercado, después de Estados Unidos que lidera con 14.3%; Brasil se ubica en
quinto lugar, con 9.7% de participación.[86]
Ilustración 32. Principales productores de bioetanol en el mundo.
Diecinueve son los departamentos que consumen mezcla de gasolina son 10% de etanol,
y cubren el 75% de la demanda nacional en Colombia, más o menos 69000
barriles/día.[97]
160
Ilustración 33. Producción histórica de etanol en Colombia.
En Colombia se produce etanol principalmente desde la industria azucarera a partir de la
caña de azúcar con un total de cinco plantas en operación, que elaboran en total 1 millón
litros/diarios de alcohol carburante.
Noticias actuales acerca de la obtención de biocombustibles a partir de residuos
domésticos.
En Ecuador, la principal fuente para la biomasa proviene del banano, cacao, caña de
azúcar, maíz, palma africana, incluyendo los residuos de tres actividades pecuarias. Pero,
existen importantes proyectos de generación de energía que proviene del manejo del
bagazo de caña.
En el país existen importantes avances en el campo de la biomasa como combustible de
segunda generación y la obtención de energía por procesos termoquímicos o biológicos.
El investigador y profesor de la ESPOL, Juan Peralta, señala que, en el caso de esta
universidad, en el marco de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, se proyectan algunos
temas relacionados con fuentes de energías renovables.
Además, se mantienen proyectos de investigación asociados al uso de la biomasa que
indican la participación de estudiantes tanto de grado como de postgrado, ya sea en temas
161
como la caracterización de los desechos domésticos urbanos en Guayaquil y su
reutilización en la industria local, también la valorización del banano de rechazo para la
elaboración de almidón modificado de interés industrial, así también la tecnología de
secado sostenible que optimiza el consumo energético en el proceso de secado del cacao.
Dado que el desperdicio de alimentos se considera material de costo cero, es posible
desarrollar métodos comerciales rentables para la producción de biocombustibles con
lípidos y carbohidratos. generado a partir del desperdicio de alimentos. Investigación
sobre la conversión de el desperdicio de alimentos en biocombustibles proporcionará un
alimento innovador estrategia de valorización; que podría contribuir sustancialmente a la
economía de base biológica. Los residuos para la producción de biocombustibles son un
excelente ejemplo para demostrar el enorme potencial de valorización de residuos para
construir una sociedad sostenible. El consumo de combustible fósil a largo plazo
conllevaría a un incremento en la contaminación ambiental y además proviene de una
fuente energía no renovable.
El uso de biocombustibles es una gran alternativa sostenible si se pone en práctica las
investigaciones necesarias para explotar completamente sus beneficios, debido a que los
países no están completamente interesados a destinar recursos financieros para su
desarrollo. El biodiesel es una buena alternativa ante los últimos aumentos que ha
experimentado el precio del diésel. Además, tiene la ventaja de ser un combustible más
limpio y renovable. Sin embargo, no se puede pensar que a futuro se logre reemplazar del
todo el diésel necesario en la industria debido a que la superficie cultivable es limitada en
comparación a la alta demanda que presentan los otros combustibles como extra, súper,
etc.
162
A pesar de las desventajas que tiene Latinoamérica en cuánto a equipos, maquinaria y
costos de implementación para la puesta en marcha de centrales de biocombustibles y
biomasa, Latinoamérica tiene mucho potencial en cuanto a recursos, materia prima y
mano de obra.
El uso de biocombustibles ha estado creciendo rápidamente alrededor del mundo, y
Latinoamérica debe buscar la manera de solventar este combustible limpio, buscando
estrategias de producción y procedimientos más eficientes y de menor costo en cuanto a
los procesamientos, ya que sólo una pequeña parte de Latinoamérica liderada por Brasil
Colombia y Argentina aprovechan este recurso que es tan importante y ayudará
significativamente al medio ambiente.
Para que se logre un cambio en la matriz productiva, en el Ecuador, el gobierno deberá
motivar a las pequeñas y grandes industrias con subsidios y/o la creación de leyes que
favorezcan a los agricultores de materia prima para la obtención de biocombustibles y
productores de etanol incentivando así el consumo de energías amigables con el medio
ambiente
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Autores
ING. SANDRA PEÑA MURILLO MSc.
DOI: 0000-0002-7848-8021
La autora nace en 1977, en Guayaquil. Los estudios Universitarios y de Post-grado los cursa
en la Facultad de Ingeniería Química, de la Universidad de Guayaquil; obteniendo el título de
Ingeniera Química (2000), Magister en Ingeniería Ambiental (2008), Magister en Scientiae de
la Ingeniería Química y Aspirante a Doctor en Ingeniería con énfasis en Ingeniería Química, en
la Universidad del Valle. Laboró en Empresas Públicas y Privadas: SGS del Ecuador,
Ministerio de Minas y Petróleos, Ministerio del Ambiente, Pacifpetrol, Quibis, Universidad de
Guayaquil; donde se desarrolló profesionalmente como: Asistente de Proyectos y Auditorías
Ambientales; Laboratorista Control de Calidad en Combustibles (2001–2002); Gerente
Propietaria de Laboratorios Peña; Delegada Regional de Protección Ambiental (2003-2009);
Consultor y Asesor Técnico Ambiental (2010- Actual); Docente de Petróleo (2014 – Actual);
además de: Directora del Dep. de Planificación y Acreditación (2015) y Directora Carrera de
Ingeniería Química de la Facultad de Ing. Qca de la Universidad de Guayaquil 2015 – 2018;
2021-actual.
E-mail: sandra.penam@ug.edu.ec
Estar preparado es importante, saber esperar lo es aún más, pero aprovechar el momento adecuado es la clave de la vida.
ING. EDDIE ZAMBRANO NEVAREZ, MSc.
DOI: 0000-0003-0358-0402
Nace en Quevedo 1974 de profesión Ingeniero Químico (2000) Facultad de Ingeniería
Química, de la Universidad de Guayaquil. Magister Scientiae en Ingeniería Química de la
Universidad de Los Andes, Mérida-Venezuela (2018). Realiza diplomado de seguridad, higiene
y salud ocupacional (2008) Facultad de Ingeniería Industrial, de la Universidad de Guayaquil.
Se ha desarrollado profesionalmente en la industria de hidrocarburos en Empresas Públicas y
Privadas, como Petrobras, Repsol, Quimipac, Solipet y Petroamazonas, desarrollando
actividades en las áreas de CSMS (Calidad, seguridad y medio ambiente), tratamientos
químicos del petróleo y del gas natural, control de la corrosión, bombeo hidráulico y
completacion de pozos, Además: Docente de Química en la UPSE (Universidad Península de
Santa Elena 2002) y colaborador con la Facultad de Ingeniería Química, dictando cursos de
Corrosión (2002 – 2003) Actualmente Docente contratado tiempo completo en la Universidad
de Guayaquil, Facultad de Ingeniería Química(Nov-2019; 2022-actual); Facultad de Filosofía
y Letras 2019-2021.
E-mail: eddie.zambranom@ug.edu.ec
La verdad en toda su desnudez y pobreza es más adorable y santa que la mentira disfrazada y suntuosa.