SEMINARIO DE INVESTIGACION I

PRESENTACION DEL PLAN DE INVESTIGACION

CICLO 2012-1

TITULO: ESTUDIO PRELIMINAR PARA LA INSTALACION DE UNA PLANTA PRODUCTORA DE

BIODIESEL A PARTIR DE ACEITE DE PIÑÓN

NOMBRE: MICHAEL AGUILAR PALOMINO

CODIGO: 20080020

PROBLEMÁTICA DE LA INVESTIGACION

PRESENTACION DEL TEMA:

• Los biocombustibles han adquirido relevancia durante los últimos años debido al calentamiento global y a la contaminación ambiental producida por los combustibles tradicionales como el petróleo y la gasolina.• Biodiesel: Alternativa válida como combustible• Perú: Diversidad de fuentes naturales para la producción de biodiesel• Piñón blanco: Alternativa de Materia prima

DESCRIPCION DEL PRODUCTO

• El biodiesel es un combustible líquido compuesto por el éster metílico o etílico, que se obtiene a partir de aceites vegetales o grasas animales, como por ejemplo la colza, el girasol y la palma. Para su obtención se realizan procesos industriales de esterificación y transesterificación. •Las propiedades del biodiesel son prácticamente las mismas que las del diesel en cuanto a densidad y número de cetanos.•Punto de inflamación superior. Por todo esto, el biodiesel puede mezclarse con el diesel para su uso en motores e incluso sustituirlo totalmente si se adaptan éstos convenientemente, ya que es una fuente de energía limpia y de buena calidad.•El biodiesel puro comercializado a las refinerías de petróleo y plantas de abastecimiento de combustibles es también llamado Biodiesel B100

• Decreto Supremo D.S. Nº 021-2007-EM: Reglamento de comercialización de combustibles

% Vol. Biodiesel B100 % Vol. Diesel Nº 2 Denominación

2 98 Diesel B2

5 95 Diesel B5

20 80 Diesel B20

Ventajas del biodiesel B100:• No contiene sulfuros, por lo que en su combustión no se liberan compuestos de azufre que generan la lluvia ácida y el efecto invernadero• No contiene benceno ni otras sustancias cancerígenas• Reduce las emisiones de CO2 en un 78%• Es completamente biodegradable (en 21 días)• Produce una combustión más completa que la del diesel N° 2 porque es un biocombustible oxigenado; de esta manera se reducen hasta casi un 55% en las emisiones de hollín, CO e hidrocarburos no quemados.

ANALISIS DE LAS 5 FUERZAS DEL SECTOR

1. Rivalidad entre los competidores

- Biodiesel importado de Estados Unidos y de Argentina- Pure Biofuels del Perú SAC- Biodiesel Perú Internacional SAC- Heaven Petroleum Operators- Palmas del Espino e Industrias del Espino SA- LS Biodiesel.

La oferta existente es baja comparada con la participación de las importaciones (entre 80 y 90%), lo que obliga a las empresas a disminuir sus costos y competir constantemente con estas importaciones.

2. Amenaza de nuevos ingresos

Barreras de entrada: -Se necesita una gran inversión de capital -Tecnología de fabricación compleja e innovación tecnológica permanente - Disponibilidad de materia prima a largo plazo. - Economías de escala - Regulación gubernamental:

Ley N° 28054, Ley de Promoción del Mercado de Biocombustibles, se aprobó el Decreto Supremo D.S. Nº 021-2007-EM como reglamento específico para la comercialización de Biocombustibles:• Autorización del Ministerio de la producción para la instalación y funcionamiento de las plantas productoras de Biodiesel.• El productor de biodiesel está obligado a registrar sus productos ante la DGH.• El biodiesel debe cumplir con las especificaciones de la NTP 321.125:2008, de manera que el productor obtenga un certificado de calidad que le permite garantizar la calidad del producto. Esto será supervisado y fiscalizado por OSINERGMIN.

3. Amenaza de los sustitutos:

• No existe ningún otro producto que pueda sustituir al biodiesel para hacer mezclas con el diesel N° 2 en la actualidad. •Posible sustituto: el etanol •Se prefiere mezclar el etanol con la gasolina •Además, se puede considerar también como sustitutos al GNV y GLP con respecto al diesel B5, pero se requiere una inversión alta.

4. Poder de negociación de los clientes:

Empresa Refinería  conchan  talara

PETROPERU el milagro  Iquitos  Pucallpa

Repsol YPF La PampillaPluspetrol Shiviyacu

7 refinerías que procesan crudo nacional e importado y realizan las mezclas del diesel N° 2 con biodiesel B100

• Hay pocas empresas compradoras de biodiesel• La producción de diesel B5 se encuentra concentrada entre las empresas Petroperu y Repsol YPF• No existe una gran diferenciación en el producto ya que el producto y los procesos son similares.

5. Poder de negociación de los proveedores:

• Actualmente existen varias empresas que cultivan el piñón y son productores del aceite de piñón, como por ejemplo: -Coopalp-Latinoamérica SAC-Agrobiofuels-Onasor del Oriente-Andahuasi-Francisco Tello Perú SAC-Verdal RSM Perú SAC

• Existen varios proveedores, cuyo producto puede ser sustituido por el aceite de palma o de soya ya que los procesos de fabricación de biodiesel son similares y no se necesitan procesos adicionales.• Es importante considerar que ellos tienen posibilidades de integrarse hacia delante (producción de biodiesel) si es que reciben apoyo del gobierno.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION

Objetivo generalDemostrar la factibilidad técnica, económica y de mercado para implementar una planta de producción de biodiesel a partir del aceite de piñón blanco.

Objetivos específicos• Desarrollar un estudio de mercado y verificar la demanda de las principales refinerías del Perú.• Realizar un estudio de disponibilidad de insumos o materias primas.• Determinar la localización más adecuada para la planta.• Definir el tamaño de planta adecuado para lograr cubrir parte de demanda existente.• Seleccionar la tecnología más apropiada para la investigación.•Determinar la viabilidad económica del proyecto.

HIPOTESIS DE TRABAJO

En el Perú es viable económicamente la implementación de una planta de producción de biodiesel a partir de aceite de piñón blanco porque existe una demanda creciente, disponibilidad de materia prima en la región de San Martín y tecnología apropiada para el proyecto.

JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACIONTécnicaEn el Perú existen empresas que actualmente producen biodiesel, por lo que se puede afirmar que la tecnología existe y es accesible para nuevos proyectos.Además, el piñón blanco se encuentra disponible en el Perú, en la región de San Martín, donde hay cerca de 1000 ha para su cultivo; además, existen varias fábricas que producen el aceite de piñón blanco, que será nuestra materia prima principal.  Económica: Se espera obtener el biodiesel a menor costo que los demás competidores, lo cual permitirá tener mayores márgenes de utilidad.  Social:Mediante este proyecto se va a generar nuevos puestos de trabajo para los proveedores y empleados; además, el uso del biodiesel reducirá las emisiones de gases contaminantes y será una eficaz manera para enfrentar el calentamiento global y proteger el medio ambiente.

MARCO REFERENCIAL• Estudio preliminar para la instalación de una planta productora de Biodiesel B100 a partir del aceite de palma para refinerías localesMaterial: Seminario de Investigación IIAutor: Castillo Chavesta, Ricardo André; Flores Sevilla, Rodrigo

• Estudio preliminar para la instalación de una planta para producir biodiesel a base del umarí para consumo rural en la selva peruanaMaterial: Seminario de Investigación IIAutor: Mena Parco, Jesús Enrique

• Estudio preliminar para la implementación de una planta productora de biodiesel a partir de la palmaMaterial: Seminario de Investigación IIAutor: Rodrigo Florez Matos, Fabrizio Martti Ortiz

MARCO CONCEPTUAL

CARACTERISTICAS DE LA MATERIA PRIMA:• Nombre: Piñón blanco o Jathropa Curcas• Muestra una gran resistencia a la sequía. •Crece en forma espontánea en muchas áreas del Perú.•Esta planta produce frutos con semillas de alto contenido de aceite (30% a 40%).•Ha sido utilizado mucho tiempo como cerco vivo y para uso medicinal en las zonas rurales del país.•Ministerio de Agricultura: Proyecto de promoción del Piñón•Formación y formalización de 20 organizaciones para la producción de piñón, originando el establecimiento de 8 empresas en San Martín que realizan su cultivo. •El cultivo se siembra en suelos deforestados o degradados.•Su tiempo de vida está por encima de los 50 años.

TECNOLOGIAS DE FABRICACIÓN

Proceso industrial más utilizado: La transesterificación

Fuente: www.biodisol.com

2 tipos de tecnología para la producción de biodiesel:

1. Transesterificación con catalizador: Los catalizadores pueden ser básico, ácido, enzimático y heterogéneo.- Catalizador básico: Proceso más simple y más utilizado para producir biodiesel.Requiere pre-tratamiento del aceite.

-Catalizador ácido: Cuando la cantidad de ácidos grasos libres en el aceite es alto, la esterificación acida es altamente recomendada como parte del pre-tratamiento que debe dársele al aceite antes de ser transesterificado con un catalizador alcalino. Los catalizadores ácidos tambien pueden ser empleados de manera directa en la transesterificación.

-Catalizador enzimático: uso de la lipasa para la transesterificaciónVentajas: bajo consumo energético, fácil remoción de la glicerina y conversión total de los ácidos grasos libres del aceite en ésteresDesventajas: Costos de producción son demasiado altos. Catalizador heterogéneo: Son catalizadores que se encuentran en una fase diferente a los reactantes. En este caso, son catalizadores sólidos que pueden ser fácilmente recuperados al finalizar la reacción.

2. Transesterificación sin catalizador:

Este método consiste en usar el metanol en condiciones supercríticas (320 °C, 400 bar) que afectan a sus propiedades termofísicas sin la presencia de ningún catalizador.

A continuación se muestra el diagrama de bloques del proceso de transesterificación con catalizador alcalino (KOH) y utilizando metanol:

TRANSESTERIFICACION

NEUTRALIZACION

DECANTACION

ESTERIFICACIÓN ACIDA (PRE-

TRATAMIENTO)

ACEITE DE PIÑON METANOL

MEZCLA KOH Y METANOL

ACIDO

JABON RESIDUAL

DESTILACIÓN METANOL

GLICERINA BIODIESEL IMPURO

PURIFICACION

BIODIESEL B100

GLOSARIO DE TÉRMINOS1. Ácidos Grasos libres: Son ácidos grasos que tienen un grupo

ácido pero que no están unidos a un alcohol. Generalmente los ácidos grasos están unidos al glicerol formando triglicéridos y por lo tanto no se encuentran libres.

2. Álcali: Cualquier sustancia soluble que puede neutralizar los ácidos. Tiene un pH mayor de 7.0.

3. Saponificación: es una reacción química entre un ácido graso (o un lípido saponificable, portador de residuos de ácidos grasos) y una base o alcalino, en la que se obtiene como principal producto la sal de dicho ácido y de dicha base.

4. Esterificación: Se denomina esterificación al proceso por el cual se sintetiza un éster. Un éster es un compuesto derivado formalmente de la reacción química entre un ácido carboxílico y un alcohol.

METODOLOGIA•Recopilación de información de fuentes secundarias:

-SUNAT-MINEM-MINAG-INEI-MINISTERIO DE LA PRODUCCION

esis, seminarios, revistas, libros de marketing, disposición de planta, evaluación de proyectos, noticias de periódicos y páginas web.

•Herramientas de Ingeniería Industrial:

-Proyección de la demanda mediante regresión:-Ranking de factores para macrolocalización y microlocalizacion.-DOP, diagrama de bloques, balance de materia.-Cálculo de tamaño y capacidad de planta.-Análisis de guerchet-Análisis relacional-Evaluación económica y financiera

CRONOGRAMA

Revision Plan Investigacion

Capítulo III: Localización de planta

Conclusiones y Recomendaciones Presentación del borrador final

1 3 5 7 9 11 13 15

FUENTES DE INFORMACION• Agencia agraria de Noticias (2011). “Uso de aceite de piñón blanco como combustible ya es una realidad” <http://www.agraria.pe/noticias>. [Consulta: 4 de mayo del 2012.]

• Agencia peruana de noticias (2011). “Región San Martín proyecta sembrar 10,000 hectáreas de piñón blanco en 2012” <http://www.andina.com.pe/Espanol>.[Consulta: 31 de abril del 2012.]

• Biodisol: Noticias sobre energías renovables. Solar, eólica, biocombustibles, hidrogeno, biomasa, biodiesel y el medio ambiente (2010). “Procesos de transesterificación” <http://www.biodisol.com> [Consulta: 2 de mayo del 2012.]

• Castillo Chavesta, Ricardo/ Flores Sevilla, Rodrigo “Estudio preliminar para la instalación de una planta productora de Biodiesel B100 a partir del aceite de palma para refinerías locales” Seminario de Ingeniería Industrial. 2009-2. Lima: Universidad de Lima.

• Florez Matos, Rodrigo/ Martti Ortiz, Fabrizio “Estudio preliminar para la implementación de una planta productora de biodiésel a partir de la palma” Seminario de Ingeniería Industrial. 2009-2. Lima: Universidad de Lima.

Joerdens Roettger, Dogmar (2007). “Piñón (jatropha curcas)”. N° 155. Lima: Agro enfoque.

Mena Parco, Jesús Enrique “Estudio preliminar para la instalación de una planta para producir biodiesel a base del umarí para consumo rural en la selva peruana” Seminario de Ingeniería Industrial. 2008-1. Lima: Universidad de Lima.

Ministerio de Energía y Minas. “Estadísticas”. Reporte estadístico anual de hidrocarburos <http://www.minem.gob.pe>[Consulta: 5 de mayo del 2012.]

RPP NOTICIAS (2011). “Importaciones de biodiesel representan hasta 90% de la demanda”. <http://www.rpp.com.pe> [Consulta: 29 de abril del 2012.]

Sociedad de Comercio Exterior del Perú (COMEXPERU) (2010). “Piñón blanco: una nueva alternativa en energías renovables desde el sector de biocombustibles”. Año 13, n° 150. Lima: Negocios internacionales: el Perú en el mundo.