Propuesta para optimizar el proceso de mezclado de diésel y biodiésel, considerando la densidad como parámetro de control

Abstract

La presente tesis, se encuentra direccionada a complementar y mejorar las operaciones de mezclado, que se desarrollan a escala industrial para la obtención de mezclas homogéneas de Diesel Nº 2 y Biodiesel B100, denominadas mezclas Diesel BX, las cuales cumplan con las especificaciones técnicas de calidad vigente y los estándares de calidad ambiental. El presente estudio, consta de los siguientes capítulos: En el primer capítulo, se plantea la problemática actual de los agentes productores de las mezclas Diesel Nº 2 y Biodiesel B100 (mezclas Diesel BX), los cuales requieren implementar operaciones eficientes de mezclas homogéneas y métodos de ensayos para cuantificar ó verificar el contendido de Biodiesel B100 (FAME) en el producto terminado. En este capítulo se plantea también, la justificación y los objetivos del caso de estudio, incluyendo la hipótesis con la cual se desarrolla la propuesta de solución, que complementa la determinación del contendido de FAME en las mezclas Diesel BX, la cual se basa en la determinación y el control de la densidad resultante de la mezcla Diesel BX, empleando un Densímetro Digital de Precisión y un modelo constituido por funciones dependientes de la densidad. En el segundo capítulo, se expone el marco teórico, el cual describe los antecedentes de la investigación, basado en la evolución de la normativa peruana de los combustibles y la incorporación del Biodiesel B100 en la matriz energética. En el aspecto técnico se describen las operaciones de mezclas a escala industrial para obtener Diesel BX. Así como también, se menciona los reportes de calidad del OSINERGMIN de los años 2010 y 2011, emitidos por el Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería (OSINERGMIN) referido al contenido de Biodiesel B100 (FAME) en las mezclas Diesel BX. También, se hace referencia a la demanda nacional de Diesel BX proyectada hasta el año 2015 estimado por OSINERGMIN, con el cual se calcula la demanda nacional de Biodiesel B100. Luego, basado en la desviación de la precisión del método de ensayo empleado para cuantificar FAME en Diesel BX, se establece el intervalo de variación del consumo nacional de Biodiesel como componente del Diesel BX. También, se determina la relación de la densidad de las mezclas Diesel BX con su respectiva demanda nacional. Como base teórica, se describe los métodos de ensayos empleados para determinar el porcentaje de Biodiesel en las mezclas Diesel BX (ASTM D7371 y UNE EN 14078), así como también, se menciona la técnica para determinar la densidad con gran precisión, la cual se basa en la frecuencia de oscilación. Adicionalmente, según las especificaciones técnicas de calidad vigentes, se describen las principales propiedades físicas y químicas de las mezclas Diesel BX y las de sus componentes, Biodiesel B100 y Diesel Nº 2. En el tercer capítulo, se describe el procedimiento experimental desarrollado en laboratorio y los métodos de cálculos empleados, con el cual se establece la relación entre el porcentaje de volumen de Biodiesel (FAME) y la densidad resultante de la muestra Diesel BX. Al conjunto de funciones establecidas para determinar indirectamente, el contenido de FAME en las mezclas Diesel BX se le denomina modelo experimental del método alternativo. Adicionalmente, se considera el criterio de repetitividad establecido por los métodos estándares UNE EN 14078 y ASTM D7371, para calcular la precisión y el alcance de aplicación del método alternativo. También, en este capítulo se verifica la aplicación del método alternativo, mediante la comparación de resultados de contenido de FAME, frente a los métodos convencionales que se basan en las técnicas de infrarrojo (UNE EN 14078 y ASTM D7371). En el cuarto capítulo, se realiza la interpretación de los resultados que se obtuvieron durante el desarrollo de la metodología experimental del método alternativo denominado DDPX, método indirecto5 establecido en la presente tesis. En el quinto capítulo, se plantea las conclusiones obtenidas. Finalmente en el sexto capítulo, se menciona las recomendaciones respectivas del presente estudio.