UNIVERSIDAD POPULAR DE LA CHONTALPA

DIVISIÓN ACADEMICA DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA

PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A
PARTIR DE ACEITE USADO DE COCINA
PARA EMPLEARSE COMO COMBUSTIBLE
EN PODADORAS

Protocolo de tesis que presenta

Ángel Maliel Limón Cáceres

para obtener el título de

ING. QUIMICA PETROLERA

H., Cárdenas, Tabasco, México, Octubre de 2022.

1
 PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE
ACEITE USADO DE COCINA PARA EMPLEARSE
COMO COMBUSTIBLE EN PODADORAS

_______________________________
M.Q.S. Ramón Eduardo Santiago González.
Director de Tesis

Asesores

_______________________________ ______________________________
Dra. Patricia de la Cruz Burelo Ing. Elvira Espinoza Molar
Asesor de tesis Asesor de tesis

H. Cárdenas, Tabasco, México. Octubre de 2022.

2
 Pág.

Contenido

I. INTRODUCCIÓN 4

II PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 6

III. OBJETIVO 7

IV. ANTECEDENTES 8

V. JUSTIFICACIÓN 9

VI. MARCO TEORICO 13

6.1 Problemática del aceite residual de cocina
6.2 …………………………………..
6.3 Biocombustibles (Clasificacion y
6.4
tipos)........................................................
6.5
Fuentes alternas de produccion de biodiesel ……………………………….
Metodos de producción de biodiesel
………………………………………….
6.6
Propiedades del aceite usado de cocina como materia prima para la

6.7 produccion de biodiesel………...................................................................

6.8 Parametros de calidad del aceite usado de cocina para produccion de
6.9 biodiesel………………………………………………………………………….
Estándares de calidad de biodiesel…………………………………………...
Funcionamiento de un motor de cuatro tiempos ……………………………
Caracteristicas de los combustibles usados en un motor de cuatro
tiempos
VII. MATERIALES Y MÉTODOS 22

VIII. CALENDARIO DE ACTIVIDADES 23

3
 IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 24

I.- INTRODUCCIÓN.

La energía es uno de los fundamentos de la vida, no solo de la humana s

ino de cualquier ser vivo. Desde su aparición, el hombre ha utilizado diversas

fuentes de energías para satisfacer sus necesidades, el fuego fue la primera que
utilizaron las civiliaciones antiguas, con ella calentaban sus cuevas, cocian sus
alimentos y obtenían protección (Mohedano, 2002). Gracias a la energía el ser
humano no solo ha podido satisfacer sus necesidades, tambien ha podido mejorar
su calidad de vida. Con la aparición de otras fuentes de energías, como el carbón
mineral en la época de la industrialización y el petróleo en el año 1859, se logró
mayor eficiencia energética, lo que permitió significativos avances en diversas
industrias, asi como en los medios de transporte, dejando en un segundo plano la
tracción animal y el esfuerzo físico antiguamente empleados.

Sin embargo, la demanda mundial de energía no para, esta sigue creciendo a

pasos acelerados y con ella la contaminación tanto en los países industrializados
como en los países en desarrollo (IEA, 2005). En el actual modelo energético el
hombre ha emitido elevadas cantidades de dióxido de carbono (CO2) a la
atmosmefera, emisiones causadas principalmente por la quema de combustibles
fosiles, estos han causado lo que conocemos como cambio climático (EPA, 2009).
A nivel global se emiten grandes cantidades de gases de efecto invernadero
(principalmente el dióxido de carbono proveniente de los procesos de combustión),
los combustibles fósiles están alterando la composición de la atmosfera, con lo
que ha incrementado el efecto invernadero y el calentamiento de la atmosfera y de
la superficie terrestre, lo que se conoce como “calentamiento global”.

4
En los últimos años la comunidad científica a buscado formas de mitigar estos
efectos causados por los combustibles fósiles, a través de la búsqueda de fuentes
de energía limpia y renovable, con la finalidad de disminuir la demanda de dichos
combustibles y sobre todo para reducir las emisones de gases de efecto
invernadero.

las alternativas que han surgido como una opción para contribuir a la mejora del
sistema energético se encuentra el biodiesel, que es un biocombustible elaborado
apartir de aceites vegetales o grasas animales. El biodiesel funciona como un
complemento o inclusivo como un sustituto del diesel tradicional derivado del
petróleo.

Gracias a diversos estudios se ha comprobado que este biocombustible tiene

propiedades físicas y quimicas muy similares a las del diesel convencional, otros
estudios han revelado que el uso del biodiesel reduce significativamente las
emisiones de gases y partículas contaminantes de la atmosfera.

El presente trabajo tiene como finalidad elaborar e implementar el biodisel

obtenido apartir de aceites residuales de cocina (recolectados de comercios y
negocios locales), mediante el proceso de transesterificacion. Posterior a su
elaboración se realizará una serie de análisis para determinar su calidad. Se
necesita que este producto no solo presente características similares a la del
diesel derivado del petróleo, también debe cumplir con que en el proceso de
obtención se consiga un balance energético positivo (Janulis, 2004), para por
ultimo poder implementarlo en podadoras, integrando de esta manera su uso a la
sociedad como uno de los combustibles alternativos con mayor utilidad.

5
II.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

En la actualidad, la contaminación del aire se ha posicionado como uno de los

problemas ambientales mas severos en el mundo (AGNU, 2015). La
contaminación del aire es causada principalmente por el sistema energético que
se basa en su mayoría en el empleo de combustibles fósiles como los son el
petróleo, gas y carbon. A lo largo de los años su uso ha ocasionado una peligrosa
degradación ambiental, debido a las emisiones de CO2. El cambio climático es
cada vez mas evidente. El uso de los derivados del petróleo como combustibles
para autos, maquinaria pesada, equipos de jardinería, entre otros, es cada vez
más frecuente. La contaminación del aire no solo es un problema ambiental
tambien lo es para la salud publica.

Por si fuera poco, el constante uso de los combustibles fosiles en la vida diaria ha
provocado que se piense en una posible crisis energética, el agotamiento de los
combustibles fósiles toma fuerza con el pasar de los años, su agotamiento es en
una realidad evidente con el desarrollo de las grandes urbes e industrias. Por otro
lado, existen zonas en el mundo que no tienen acceso a los combustibles o donde
la población tiene difícil acceso, obligando a los habitantes a realizar sus
actividades cotidianas con esfuerzo físico. En estos casos las energías
alternativas pueden ser una opción contra estas limitantes.

Otro problema ambiental es la contaminación del agua, creada por “residuos

domesticos” en este caso el aceite usado de cocina (RAUC) es uno de los
principales cuasantes de dicha contaminación. Convirtiéndose asi en otra
importante problemática ambiental a ser tratada, ya que causa daños a las redes
6
de saneamiento y sobrecostes a las estaciones depuradoras de aguas residuales
cuando los aceites son vertidos en los fregaderos o inodoros de las casas. Los
aceites usados pueden poner en peligro la salud humana y la vida de otros seres
vivos ya que el aceite crea una capa sobre la superficie del agua que dificulta el
paso de oxígeno pudiendo matar los organismos vivos de los ríos, canales o
mares.

A raíz de esto, la implementación de fuentes de energías renovables ha surgido

como una una opción real para no solo combatir la contaminación si no tambien
para abastecer zonas con difícil acceso a combustibles, sus características
convierten a estas energías en opciones limpias e inagotables que generan una
alternativa segura a las fuentes de energía convencionales (petróleo, gas, carbón).
Estas energías, brinda entre sus beneficios la oportunidad de disminuir las
emisiones contaminantes y proporcionan a todos los seres vivos un mejor lugar
para vivir (Iker Lopez, 2019).

III.- OBJETIVOS
Objetivo General
 Elaborar de biodiesel a partir de aceite usado de cocina para emplearse
como combustible en podadoras
Objetivos Especificos
 Elaborar de biodiesel a partir de aceite usado de cocina
 Medir la calidad del biodiesel
 Utilizar el biodiesel obtenido en una podadora

7
IV.- ANTECEDENTES.

Una de las primeras experiencias registradas respecto a la producción de

biocombustibles y biodiesel es la de Rudolf Diesel, quien inventó el motor de
combustión interna, desarrolló un prototipo de ese motor que funcionaba con
aceite de maní. No mucho después, la mayor disponibilidad de petróleo, sumado a
su bajo costo y a los mejores resultados que daban los hidrocarburos fósiles para
el funcionamiento de motores diésel, convirtió a los últimos en los combustibles
dominantes […] En la década de 1970, los biocombustibles cobraron nueva
importancia debido a la crisis del mercado del petróleo, acaecida como
consecuencia de los conflictos del Cercano Oriente, en especial la guerra entre
Israel y los países árabes […] Hacia finales del siglo XX, la preocupación mundial
sobre el cambio climático, la disminución de los recursos fósiles y el propósito de
asegurar sustentabilidad energética, entre otros factores, llevaron a volver la
mirada a los biocombustibles, lo que condujo a impulsar de manera concreta su
producción (Ramos, et. al., 2016, p. 69).

La producción industrial del biodisel es de reciente data, a diferencia de la

industria del alcohol carburante o bioetanol, que tuvo sus orígenes en países del
continente americano (Brasil y Estados Unidos), la industria del biodiesel se
desarrolló inicialmente en Europa. Autria fue el país pionero, en el ámbito mundial,
en la producción de biodiesel y en el desarrollo de estándares de calidad. La

8
primera planta para la producción industrial de biodiesel fue construida en 1991 en
la ciudad de Aschach an der Donau, utilizando aceite de colza como materia prima
y en ese mismo año el Instituto Austriaco de Estandarización publicó el primer
estándar de calidad para metilésteres de ácidos grasos. Desde entonces la
industria del biodiesel ha experimentado un crecimiento continuo, ampliándose el
espectro de materias primas y países productores: aceite de soya en Estados
Unidos, girasol en países mediterráneos y palma aceitera en países tropicales. En
lo referente a nuevas materias primas, la tendencia actual es la búsqueda de
fuentes renovables, de triglicéridos diferentes a los aceites vegetales tradicionales,
como: aceites vegetales no comestibles, aceites de fritura usados, grasas
animales y aceites de microalgas (Hernández y Ríos, 2009, p. 15).

Hasta el momento se puede decir que existen dos generaciones de

biocombustibles que se usan de manera comercial, la primera basada en
alimentos, como la papa, la caña y azúcar y el maíz. La segunda generación
pertenece a aquellos que no son de carácter alimenticio, como el bagazo de caña,
la piña de agave y el pasto, entre otros. El uso de aceites vegetales y
biocombustibles se ha venido implementando como alternativa a los combustibles
fósiles desde hace ya algún tiempo, Los aceites vegetales obtenidos a partir de
cultivos como la colza, palma, soya, girasol y olivo, son ya utilizados como
combustibles alternativos en los motores diesel desde hace ya casi nueve
décadas y es este uso potencial el que ha atraído recientemente la atención de los
investigadores (Altin et al., 2000; Jones y Peterson, 2002; Blauensteiner y Gruber,
2009, cit. por, Ortiz, et. al., 2012, p. 650).

9
V.- JUSTIFICACIÓN.

Los problemas ambientales generados principalmente por la combustión de

petróleo en todas sus variantes, el alto precio de los mismos y la poca
accesibilidad en ciertas zonas del mundo, han sido razones importantes para
realizar investigaciones científicas con el fin de encontrar soluciones energeticas,
gracias a estas investigaciones se ha logrado el desarrollo de energías
alternativas más limpias y renovables que puedan estar al alcance de todos.
Es por esto que la comunidad internacional desde hace algún tiempo ha llegado a
diferentes acuerdos, con el fin de tomar medidas a nivel global para la solución de
las problemáticas que se observan ya en todo el planeta,

la extinción de especies y del calentamiento global, entre otros, constituyeron los

temas durante la década de los ochentas como riesgos ambientales globales,
donde se posicionó lo ambiental como parte del interés mundial (Carrizosa, 2012).
Entendiendo el ambiente “como un todo donde se imbrican los recursos que
permiten la vida. Se exhorta a sustentar la existencia sobre marcos referenciales
epistémicos, éticos, políticos y económicos, que valoran las relaciones sujeto-
objeto validando la condición de interrelación que se establecen” (Finol,
Hernández y Ocando, 2019, cit. por, Ortiz, 2019, p. 79).

A partir de estos fundamentos surgen los primeros convenios en materia ambiental

que a través del tiempo han tenido cada vez mayor promoción y auge,

10
La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático
(CMNUCC) fue aprobada en junio de 1992 en la Cumbre de la Tierra, celebrada
en Rio de Janeiro, y entró en vigor el 21 de marzo de 1994, a los noventa días de
la presentación del quincuagésimo instrumento de ratificación. En su Artículo 2
establece el objetivo de ésta: “Lograr, de conformidad con las disposiciones
pertinentes de la convención, la estabilización de las concentraciones de gases de
efecto invernadero en la atmosfera a un nivel que impida interferencias
antropogenas peligrosas en el sistema climático” (Naciones Unidas, 1992b, p.3).
Asimismo, instituye que “ese nivel debería lograrse en un plazo suficiente para
permitir que los ecosistemas se adapten naturalmente al cambio climático,
asegurar que la producción de alimentos no se vea amenazada y permitir que el
desarrollo económico prosiga de manera sostenible” (UNFCCC, 2019a, cit. por,
Ortiz, 2019, p. 77).

Sin embargo, aunque los países que suscribieron el acuerdo participaron de las
discusiones los grandes países industrializados no cumplieron con algunas pautas
establecidas, y medidas necesarias para su éxito,

En 1997 se realizó la Cumbre de Rio, como la tercera conferencia de las partes,

en Kioto (Japón). El resultado de este encuentro se le denominó Protocolo de
Kioto, acuerdo que se adoptó por consenso, pero que dadas las condiciones que
se plantean en él y su carácter legal vinculante, aún no ha sido ratificado por
países industrializados como Estados Unidos y Australia, por considerarlo
contraproducente para sus economías (Naciones Unidas, 1998). Y en efecto el
protocolo de Kioto es un “acuerdo en el cual los países industrializados se obligan
a reducir en promedio sus emisiones colectivas de GEI en un 5,2% esto se destinó
en el periodo 2002” (Parikh, 2015, p.18)

Como este, otros instrumentos han tenido a su favor una mayor conciencia y
sensibilidad respecto al abordaje del tema, sin embargo,

El mayor desafío de esta organización reside actualmente en encontrar criterios

que permitan definir prioridades de actuación, porque su vasta agenda impide
identificar objetivos prioritarios. Por todo ello, es consensuada la opinión de que

11
sus trabajos han tenido poca significación y denotan el principal fallo de todo el
esquema de gobernabilidad internacional del medio ambiente: La falta de
prioridades dentro de un esquema de preocupaciones tan amplio como el
ecológico (Ortiz, 2019, p. 78).

Así, a través del tiempo se han diseñado instrumentos legales que favorecen la
protección ambiental, se ha regulado el uso de determinadas sustancias y se ha
advertido a la población respecto a las consecuencias de gran cantidad de
actividades y hábitos.

Sin embargo, el problema de raíz que está relacionado con las condiciones en las
cuales se lleva a cabo la producción y uno de los grandes males sociales
presentes en la actualidad en diferentes niveles, el consumismo, continúan
afectando en gran medida debido a la sobreexplotación de los recursos naturales
y la generación de cantidades excesivas de basura. En este contexto, el empleo
de energías alternativas ha cobrado cada vez mayor importancia.

La bioenergía (energía generada a partir de biomasa) ocupa un mercado

importante y en expansión en la mayoría de los países del mundo, donde los
biocombustibles como el biodisel han podido destacar con la creciente demanda
energética. El biodisel ha tenido un creciente desarrollo en los utimos años, países
como Alemania han empleado este biocombustible para mitigar la contaminación
del aire, al mantenerse puro el biodiesel es biodegradable, no es tóxico y es
esencialmente libre de azufre y compuestos aromáticos, sin importar
significativamente el alcohol y el aceite vegetal que se utilice en la
“transesterificacion”.

Ademas de que posee un poder lubricante mayor, mientras que el consumo de

combustible, la potencia y el torque del motor, permanecen en valores similares.
La implementación del biodiesel en equipos de jardinería, en medios de transporte
y en maquinaria pueden reducir significativamente las emisiones de gases y
partículas contaminantes. Cabe mencionar que en la elaboración del biodiesel por
lo general se usan aceites vegetales o grasas animales que han cumplido su
función, que han sido utilizados y ahora se consideran “residuos”. Los aceites
12
domesticos usados provocan problemas ambientales, un solo litro de aceite usado
puede contaminar mil litros de agua.

Por eso es indispensable no solo pensar en el el empleo de energías renovables

para mitigar los problemas de contaminación, también es importante pensar en
como se puede dar un segundo uso a los residuos contaminantes como los
aceites domésticos o de cocina. El biodisel une ambas partes, por lo cual se
posiciona como una de las principales soluciónes a las posibles crisis energéticas
futuras.

Hay que tener presente que la sustitución total de petróleo y gas por bioenergía
aun no resulta del todo viable, es por eso que su desarrollo e implementación en
maquinas como lo son las podadoras ayudará a incrementar su aplicación en la
vida cotidiana para de esta manera lograr una transición hacia nuevas energías
renovables y limpias que permitan realizar una sustitución aún más importante.

VI.- MARCO TEÓRICO

6.1 Problemática del aceite residual de cocina.

La contaminación atmosférica, la contaminación de las aguas, la degradación del

medio ambiente en general y como consecuencia la destrucción de los
ecosistemas puede traer consigo graves consecuencias para el ser humano, ya
que además de la pérdida de recursos necesarios para su subsistencia como las
fuentes de agua potable y la obtención de alimentos, el deterioro generado causa
efectos que generan consecuencias climáticas a nivel regional y también a escala
mundial.

El uso de aceites vegetales como combustible es una forma de reciclar los

desechos generados a través de su uso cotidiano, los biocombustibles
representan una importante alternativa frente a los combustibles fósiles, y si
pueden obtenerse como una forma de aprovechamiento de los desechos que

13
causan una gran contaminación ambiental, pasando a constituirse en una
alternativa que debe ser considerada de forma relevante con toda la importancia
que tiene y las grandes ventajas que ofrece.

6.2 Biocombustibles (clasificación y tipos).

Entre los tipos de biocombustibles que se pueden encontrar de acuerdo a su

composición química se pueden mencionar, los de primera generación que son los
de origen orgánico, obtenidos a partir de azúcares o aceites vegetales, como el de
girasol, maíz, soya o caña de azúcar. Cuando el producto obtenido es de mayor
cantidad de alcohol, su producción tiende a dirigirse hacia la fabricación de etanol,
cuando es una combinación entre grasas y alcoholes, se orienta a la producción
de biodiesel aplicando la técnica de transerificación (Ramos, et. al., 2016).

Los de segunda generación, se emplean técnicas que incorporan la bioquímica y

termoquímica,

La primera emplea microorganismos para reducir a azúcares simples las

complejas cadenas químicas de las moléculas de celulosa, y luego transforma los
azúcares en biocombustible. La forma termoquímica se vale de alta presión y
temperatura para pasar de una amplia variedad de tipos de biomasa a
combustibles. Un camino posible es obtener gas de síntesis, una mezcla de
monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e hidrógeno (H2). Este gas
se utiliza luego para producir energía en forma de calor. La otra forma
termoquímica de conversión es la pirólisis, una reacción química que se lleva a
cabo en ausencia de oxígeno y por millones de litros de biodiésel y unos 54.300
millones de litros de bioetanol, principalmente a partir de soja, maíz y trigo. De
ellos, unos 1900 millones de litros de biodiésel y unos 1300 millones de litros de
bioetanol provinieron de material lignocelulósico, residuos industriales y algas. Los
combustibles de este último tipo reciben el nombre de biocombustibles avanzados
(advanced biofuels) (Ramos, et. al., 2016, p. 70).

14
La tercera generación de biocombustibles, proviene de organismos que son
capaces de producir alimentos a partir de la energía solar, como las algas, que
son cultivadas y secadas para extraer luego sus aceites, y de reciente data son los
de cuarta generación, que usan como materia prima organismos genéticamente
modificados, un ejemplo de estos son los árboles de eucalipto,

que almacenen hasta tres veces más CO2 que los normales, y provean celulosa
en mayores proporciones, lo cual se traduce en un incremento de biocombustible
generado. Asimismo, algunas empresas recurren a microorganismos modificados
genéticamente, como Algenol (fundada en 2006 y hoy con sedes en los Estados
Unidos y Alemania), que produce bioetanol de manera directa (Ramos, et. al.,
2016, p. 71).

6.3 Fuentes alternas de producción de biodiesel.

Las principales fuentes de producción del biodiesel son materias fuentes de

energía renovables, principalmente orgánicas.

El biodiesel tiene propiedades similares al Diesel obtenido de la refinación del

petróleo o Petrodiesel, que se obtiene de aceites vegetales o grasas animales.
Está compuesto principalmente de ésteres de metilo de ácidos grasos. En Europa,
se emplea principalmente, aceite de colza, mientras que en Estados Unidos se
emplea principalmente aceite de soja. No obstante el Biodiesel puede elaborarse a
partir de una amplia variedad de materias primas que incluyen aceite de maíz,
semillas de algodón, aceite de palma, aceite de coco, girasol y grasas animales
(Brachna, 2006, p. 2).

Una de las alternativas más viables en el uso de biocombustibles es el biodisel, ya

que permite la reutilización de diversidad de aceites que pueden ser considerados
desechos para otras aplicaciones y su obtención no implica un alto nivel de
complejidad en los procesos industriales.

15
Los combustibles fósiles son aquellos que provienen de restos orgánicos
vegetales y animales y se extraen de la naturaleza. Estos combustibles son
contaminantes del medio ambiente a través de los gases que salen de los motores
de combustión. El biodiesel es un combustible de origen vegetal obtenido a partir
de los aceites vegetales de semillas, plantas y algas oleaginosas. El biodiesel es
menos contaminante que los combustibles fósiles (Ortiz, et. al., 2012, p. 650).

6.4 Metodos de producción de biodiesel

En líneas generales la producción de biodiesel a partir de materia orgánica

requiere de la elaboración de aceites a través del prensado y filtrado de los
mismos, para luego proceder a su refinación a partir de procesos como
desgomado, neutralización, lavado y secado. Posteriormente los aceites obtenidos
son sometidos a un proceso de calentamiento, preparación del agente
esterificante y finalmente la obtención del combustible (Brachna, 2006, p. 2).

A partir de estos es posible entonces obtener por una parte biodiesel, que se
constituye en el elemento principal y como subproducto glicerina. Posterior a esto
es posible hacer la refinación del biodiesel purificándolo a través de
procedimientos como: recuperación del solvente, decantación, lavado y secado
(Brachna, 2006).

Para la producción de biodiesel a partir del aceite de cocina se requiere la

manipulación de diferentes compuestos químicos,

La mayoría de los expertos recomiendan empezar a hacer muy pequeños lotes de

biodiesel a partir de aceite de cocina, típicamente 0,25 galones (1 litro) a la vez o
menos. Los productos químicos necesarios para el proceso incluyen metilo o etilo
alcohol y la lejía, que actúa como el catalizador que rompe las moléculas de
glicerina. El aceite usado normalmente debe ser tratada previamente antes de
aplicar estos productos químicos para eliminar el agua y acides grasos libres
(AGL) que se haya acumulado, los cuales pueden impedir la transesterificación.
16
Pre-tratamiento generalmente implica la titulación del aceite, que es una prueba
que determina la cantidad de lejía serán necesarios para separar los ácidos
grasos libres […] En términos muy básicos, proporciones adecuadas de lejía y
alcohol se mezclan y después se añaden a la oferta de petróleo. Una reacción
química se produce, y después de un período de resolver el biodiesel utilizable se
puede decantar, se lavó, se secó, y se utiliza. La glicerina y ácidos grasos libres,
efectivamente jabón, queda terminado (prummcomerciarle.com, 2022).

6.5 Propiedades del aceite usado de cocina como materia prima para la
producción de biodiesel
El biodiesel se fabrica principalmente a partir de triglicéridos combustibles, un tipo
de ácidos grasos presentes en diversidad de sustancias que se puede encontrar
tanto en sustancias de origen animal como de origen vegeral. A partir de los
cuales se obtienen los elementos químicos necesarios, en el caso de aceite de
cocina que ya ha sido empleado, el biodiesel se obtiene al separar los ácidos
grasos que este contiene de la glicerina a la cual se encuentra unido.
El combustible que se obtiene a partir de este procedimiento, tiene como
características un nivel de viscosidad y punto de inflamación similar a los de otras
fuentes de materia prima, con la ventaja de que permite reciclar y dar un uso con
alto potencial a un aceite que es considerado un producto de desecho que genera
un alto nivel de contaminación ambiental, en su estado natural y sobre todo
después de ser empleado.
Por otra parte, es un combustible que se puede producir a menor costo que los
elaborados a partir de materias primas orgánicas, ya que no requiere de la
elaboración de aceites como un primer paso para su obtención, sino que por el
contrario, se parte de un material que ya existe, unos aceites que ya tendrían
escasas aplicaciones en otros contextos.

6.6 Parametros de calidad del aceite usado de cocina para produccion de

biodiesel.

17
Las propiedades de los aceites vegetales residuales dependen del tipo de
tratamiento al que son sometidos. El tipo de aceite, duración de la cocción,
temperatura del aceite, exposición al aire, periodo de almacenamiento y el tipo de
alimento cocinado, determinan la presencia de contaminantes primarios y
secundarios, que le darán al aceite residual sus características finales (Encinar et
al. 2005, Kulkarni y Dalai 2006, Wyse-Mason y Beckles 2012).
Las altas temperaturas de los procesos típicos de cocción y el agua de los
alimentos, aceleran la hidrólisis de los triglicéridos e incrementan el contenido de
ácidos grasos libres (AGL), impartiendo al aceite un color más oscuro y un olor
desagradable (Felizardo et al. 2006).
Por otro lado, los contenidos de agua y de AGL de la materia prima afectan el
proceso de transeste-rificación de glicéridos con alcoholes e interfieren en la
separación de los ésteres de ácidos grasos y glicerol (Freedman et al. 1984). El
agua, proveniente de las grasas y aceites o la formada durante la reacción de
saponificación, retarda la reacción de transesterificación a través de reacciones de
hidrólisis (reacción 3). Los triglicéridos pueden ser hidrolizados a diglicéridos y
formar más AGL (Leung et al. 2010).

6.7 Estándares de calidad del biodiesel.

El aumento de la producción y consumo de biodiesel generó la necesidad de

estudiar de manera más detallada y completa sus propiedades físicas, ya que
estas son importantes para la base de cálculos de ingeniería .

La viscosidad cinemática se define como la resistencia del líquido a fluir y es la

más importante característica del combustible. Ella afecta la operación de
inyección del combustible, formación de mezclas y procesos de combustión. La
alta viscosidad interfiere con el proceso de inyección e induce a una insuficiente
atomización del combustible.

La estructura presente en la composición de los ácidos grasos tales como

cadenas largas, grados de insaturación, orientación del doble enlaces y tipo de
grupo funcional del éster pueden influenciar la viscosidad cinemática del biodiesel.

18
La viscosidad se incrementa con el aumento en la longitud de la cadena y decrece
con el número de dobles enlaces (nivel de insaturación en la cadena). En el
biodiesel, acorde con los estándares ASTM D6751 y EN14214, la viscosidad
podría estar entre 1,9-6,0 mm2/s y 3,5-5,0 mm2/s respectivamente.

Se sabe que esta propiedad es altamente influenciada por la composición en

biodiesel y por la temperatura. Por esta razón, la viscosidad cinemática (v) es
utilizada como patrón regulador para biodiesel y está relacionada con la
viscosidad dinámica (n) a través de la densidad (p).

La densidad es otra importante propiedad del biodiesel. Ella también influye en la

eficiencia de la atomización del combustible por mala ventilación del sistema de
combustión. Ella tiene muchos efectos sobre la desintegración del combustible
inyectado dentro del cilindro. En adición, más combustible es inyectado si se
incrementa la densidad del combustible. Todos los combustibles biodiesel
independiente de producirse de aceites vegetales o grasas son densos y menos
compresibles que el combustible diesel. Según los estándares ASTM D6751 y
EN14214, la densidad puede ser entre 860 kg/m3-900 kg/m3 para biodiesel
estándar .

El punto de inflamación (flash point) es la temperatura a la cual el combustible

iniciará a quemarse cuando se pone en contacto con fuego. Este es un parámetro
importante desde el punto de vista de seguridad tal como seguridad para el
transporte, manipulación, almacenamiento y seguridad en general de cualquier
combustible. Según las normas ASTMD6751 y EN14214, el biodiesel tiene un
punto de inflamación no menor que 120 oC. Este es mayor que el del diesel de
petróleo el cual tiene un punto de inflamación de 71 oC. L.

El Índice de acidez o número de neutralización se expresa como la cantidad de

KOH en mg requeridos para neutralizar 1 g de ácidos grasos de metil éteres. Este
refleja la presencia de ácidos grasos libres o ácidos usados en la confección de
biodiesel y también la degradación del biodiesel debido a efectos térmicos. Los
ácidos libres son ácidos monocarboxílicos saturados o no saturados que están
naturalmente en grasas, aceites o cebos pero no están ligados a la cadena del

19
glicerol. Mayor cantidad de ácidos libres encamina a mayor índice de acidez y
este puede proveer una indicación del nivel de degradación del lubricante
mientras el combustible está en servicio. El índice de acidez se expresa como mg
KOH requeridos para neutralizar 1 g de biodiesel. Alto índice de acidez puede
causar severa corrosión en los sistemas que alimentan combustible en un motor.
El límite especificado por normas ASTM D6751 y EN14214 para el índice de
acidez en biodiesel es por debajo de 0,5 mg KOH/g biodiesel.

El índice de Iodo es influenciado grandemente por la oxidación del combustible y

depósitos formados en inyectores de motores diésel. Un elevado valor podría
implicar pobre estabilidad. Sin embargo, el índice de Iodo es un factor influenciado
por el incremento o decremento de emisiones de NOx. Se reporta que
disminuciones de la longitud de la cadena o incremento del número de dobles
enlaces puede encaminar a mayor índice de Iodo. Además, el límite máximo del
índice de Iodo es 120 g I2/100 g en las normas de biodiesel.

6.8 Funcionamiento de un motor de cuatro tiempos

Se trata de motores que emplean explosiones para generar energía, en un

promedio de 120 explosiones por segundo. El proceso se inicia en el cilindro
ubicado en la parte superior del motor, de donde pende un piston que realiza
movimientos hacia arriba y hacia abajo, y debajo de este un cigüeñal que
aprovecha el impulso energético que ha sido generado en la cámara de
combustión.

Es denominado motor de cuatro tiempos, porque estos son los que realiza el
pistón ubicado en la cámara del cilindro. En el primer tiempo de adminsión las
válvulas de admisión se abren y una mezcla de vapor de gasolina y aire penetran
a través del pistón mientras este desciende, el oxígeno del aire es el que genera
la combustión con la gasolina.

En el segundo tiempo se produce la compresión, las válvulas de compresión se

cierran y la cámara de compresión se cierra herméticamente. El pistón sube

20
presionando la mezcla de aire y gasolina, haciéndola diez veces más pequeña, la
presión aumenta considerablemente, generando un mayor choque de moléculas
de aire y gasolina, aumentando la temperatura.

En el tercer tiempo la bujía produce una chispa que se traduce en 40.000 voltios
que incendian la mezcla de gasolina generando una explosión, lo que aumenta la
temperatura generando más calor. Así aumenta la generación de calor dentro del
cilindro que hace bajar nuevamente el pistón, con lo cual empieza a mover la
palanca del cigüeñal en un movimiento de rotación. El cuarto tiempo del ciclo es el
escape, el pistón vuelve a subir empujando los gases generados por la
combustión, y los vapores salen del motor.

6.8 Características de los combustibles usados en un motor de cuatro

tiempos.

El uso de biocombustibles permite la utilización de los motores de combustión ya

existentes, pero generando una menor cantidad de emisiones de dióxido de
carbono, que el que generan los combustibles fósiles, presentan un alto octanaje y
son biodegradables, constituyéndose en una importante fuente de energía
renovable, y permiten el aprovechamiento tanto de los desechos agrícolas, como
de los aceites empleados en la cocción de alimentos.

Para poder usar el aceite vegetal como combustible, es recomendable realizar una
serie de modificaciones técnicas en el motor. Por ejemplo, se deben colocar filtros
fabricados específicamente para manejar este producto, se debe modificar el
sistema de inyección, en las bujías y en la mecánica de control así como en la
electrónica de control. Es necesario hacer notar que sin estas modificaciones
tecnológicas la mezcla de aceite vegetal ocasionaría graves daños inevitables en
el motor diesel (Nwafor et al., 2000; Nwafor, 2004, cit. por, Ortiz, et. al., 2012, p.
652).

21
VII. MATERIALES Y MÉTODOS

Obtención de Obtencion de Caracterizacion del

Materia Prima Biodiesel biodiesel.

Caracterización del
aceite usado

Prubeas de
Biodiesel en
Tratamiento de
Podadora
aceite usado

22
 Analisis de
resultados

VIII.- CALENDARIO DE ACTIVIDADES

Noviembr Diciembr
  Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio
e e
Actividade
Semanas Semanas Semanas Semanas Semanas Semanas Semanas Semanas Semana
s
  1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3
Delimitación
del tema X X                                              
Revisión
bibliográfica
    X X                                                
Presentación
de Protocolo
        X                                                        
Desarrollo
experimental           X X X X X X X X X X X X X X X                      
Análisis de
resultado                                   X X X X              
Redacción de
tesis
                                          X X X X X X X X      
Revisión y
corrección                                                   X X X
Impresión                                                                  
Presentación                                                                      

23
IX.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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