FACULDAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
VICEDECANATO DE INVESTIGACIÓN, POSTGRADO Y EXTENSIÓN
COORDINACION DE POSTGRADOS
FORMATO PARA PROPUESTA DE TEMAS DE TESIS
I Parte: A ser completado por el estudiante
1- Datos Generales
1.1
1.2
1.3
1.4
Nombres: Kevin Pineda, Fabian Miranda, Ismael Tejeira, Kevin Song, Jorge Soto.
Cédulas: 8-943-2317, 8-948-2418, 8-896-662, 8-973-2433, 8-938-564.
Programa de Maestría / Doctorado:
Tema / Especialidad:
Tema: Biodiésel
Especialidad:
1.5 Tipo de Proyecto de Investigación:
Transferencia
de
Tecnología
Aplicación Directa
Innovación de Tecnología
X
Investigación Pura
Fortalecimiento de Laboratorio
X
Otros
(Utilice espacio simple, fuente Arial tamaño 10 pt.)
2.
Descripción del tema de tesis
2.1.
Título del proyecto
Evaluación de las implicaciones económicas, ambientales y técnicas de la producción
de biodiésel a partir de aceite vegetal en Panamá.
2.2.
Resumen (no más de una página)
El biodiesel es un combustible sintético que con el pasar de los años ha causado
mayor renombre a nivel internacional, todos los años se investigan nuevas técnicas
para la producción de este a partir de diferentes materias primas con el fin de
encontrar una alternativa al combustible tradicional el cual debido a su composición
química ocasiona daños al ambiente. En este proyecto se harán una investigación
a profundidad sobre las técnicas actuales que se están empleando a nivel mundial
para producir biodiésel a partir de aceites vegetales y microalgas con el objetivo de
promover en la República de Panamá la producción del biodiesel tomando en
consideración varios aspectos importantes como: aspecto económico, ambiental y
de producción, en la actualidad en el país se están llevando a cabo algunos
proyectos que promueven la producción de biodiésel como alternativa al
combustible mediante el reciclaje de aceites vegetales, pero los resultados de
calidad del producto final aún están en fase de evaluación y algunos de estos
proyectos no son a grandes escalas. Nuestro proyecto encontrar una solución ante
esta problemática enfatizando nuevas técnicas de producción cuyos resultados de
sean eficiente.
El motivo por el cual realizamos la investigación es por el hecho de que la producción
de biocombustible a partir de aceites vegetales es una alternativa prometedora para
reducir la dependencia de los combustibles fósiles en Panamá y alcanzar los
objetivos de sostenibilidad energética establecidos en el Plan Energético Nacional
2015-2050 y en el Plan Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (PENCYT) de
Panamá. Todos los datos que serán presentados en este proyecto se obtendrán de
investigaciones previas realizadas a nivel mundial que han sido publicadas en sitios
web de revistas científicas, se mostrara un modelo de diseño en el cual se detalla el
proceso para verificar la calidad de los biocombustibles a fin de hacer las
comparaciones con el combustible tradicional obtenido a partir del petróleo.
El petróleo es un recurso que actualmente está en una situación critica pues estudios
indican que en un futuro no muy lejano no habrá grandes cantidades de petróleo
como para suplir a toda la población mundial, buscar otras alternativas para la
obtención de combustible en estos tiempos podría evitar sufrir una crisis energética
en un futuro.
2.3. Antecedentes y Revisión Bibliográfica (use páginas adicionales si es
necesario)
Revisión Bibliográfica
En los últimos años el mundo ha optado por buscar fuentes alternativas de combustibles
producto de la escasez y elevado costo de este, aparte del grado de contaminación que
genera la utilización de este recurso. Al mismo tiempo que la población tiene un gran interés
en lograr sustituir los combustibles fósiles por el biodiésel de energía renovable[1]. Por esta
causa la última tendencia en la determinación de combustibles alternativos ha hecho que la
conversión de la energía de los residuos sea un tema de mucho interés [2]. También extraer
energía de los residuos y utilizarla como combustible para el transporte es una opción
sostenible para reducir la dependencia de los combustibles fósiles que también podría dar
una solución a la gestión de los residuos [3]. El biodiésel se ha utilizado como combustible
neutro en carbono como medida estratégica para la mitigación del CO2 [4]. Si bien es cierto
que el biodiesel no tiene las mismas propiedades que el Diesel convencional un gran número
de estudios ha informado de que las propiedades del biodiésel son comparables a las del
gasóleo tradicional, lo que lo convierte en una fuente de energía alternativa adecuada [5].
Antecedentes en América Latina
En las instalaciones de la cocina del cafetín de la Universidad Peruana Unión se evaluó el
rendimiento de producción de biodiésel a partir de aceite de soja usado mediante
transesterificación. Se realizaron pruebas con diferentes concentraciones de óxido de calcio
y relaciones molares de etanol:aceite. El rendimiento máximo de biodiésel fue del 60.9% con
una relación molar de etanol:aceite de 15:1 y una concentración de óxido de calcio del 6%.
La viscosidad obtenida fue de 8.70 centistokes, cercana al estándar ASTM D6751-09. Se
recomienda aplicar la metodología de superficie respuesta para optimizar aún más el
rendimiento, identificando relaciones molares superiores a 15:1 y concentraciones de
catalizador cercanas al 6% como variables de control para maximizar la producción de
biodiésel a partir de aceites usados, reduciendo así el impacto ambiental asociado a su
disposición [6].
En otra investigación, se examinó el impacto del uso de aceite vegetal residual en el
rendimiento del biodiesel. Mediante una encuesta en establecimientos de venta de comida,
se recopiló información sobre el aceite vegetal utilizado y su disposición final. Se realizó un
análisis factorial y se determinó que el aceite vegetal residual tiene una influencia
significativa en el rendimiento del biodiesel. Se identificaron la relación molar metanol-aceite
y la materia prima como factores clave en el rendimiento del biodiesel.
Los mayores rendimientos se obtuvieron con una relación molar metanol-aceite de 6:1, 0.5%
de KOH y utilizando aceite residual de la marca Primor (CE11-Cevichería Irma), con un
rendimiento del 91.789% y una conversión de ésteres del 92.01%. En segundo lugar, se
logró un rendimiento del 91.650% y una conversión de ésteres del 86.1% con una relación
molar metanol-aceite de 6:1, 0.5% de KOH y aceite residual de la marca Bell's (HA40Hamburguesería Pimo's). El biodiesel producido cumplió con los estándares de calidad
establecidos por la norma ASTM D6751-07 en términos de sus características fisicoquímicas
[6].
En otro contexto el mercado del biodiésel en México enfrenta desafíos y lagunas en la
normativa que dificultan su desarrollo. La falta de mandatos e incentivos específicos, así
como los altos costos de producción y la escasa experiencia agronómica, obstaculizan el
establecimiento de un mercado sólido. Además, la negativa de PEMEX a utilizar biodiésel
como aditivo disminuye el interés de los inversores. Los incentivos actuales han llevado a la
deforestación y a la utilización de tierras destinadas a cultivos alimentarios.
Para superar estos desafíos, se recomienda establecer estándares de mezcla, regular los
ajustes técnicos y fomentar tecnologías de motores avanzados. Actualmente, el consumo de
biodiésel en México es inferior al 0,5% de las energías renovables. La falta de normas para
mezclas y ajustes técnicos genera problemas de calidad y emisiones.
En cuanto a la distribución del biodiésel, actualmente es principalmente informal y carece de
regulaciones e infraestructuras adecuadas. Se requiere el desarrollo normativo,
infraestructuras y pautas de seguridad para mejorar la distribución. Económicamente, el
biodiésel es menos competitivo en términos de precios, por lo que se sugiere implementar
políticas como obligaciones legales o cuotas para estimular la demanda y garantizar la
sustitución de una proporción del consumo de diésel por biodiésel [8].
En el caso de Ecuador, se plantea la posibilidad de sustituir hasta el 15% del consumo de
gasóleo utilizando excedentes de aceite de palma africana y aumentando los cultivos de
piñón. Esta sustitución podría reducir las emisiones de CO2 en 611.303 toneladas al año.
Aunque el biodiésel es un 53% más caro que el diésel en Ecuador, se resaltan los beneficios
sociales y económicos para los productores de piñón.
Para reducir los costos del aceite de piñón, se recomienda mejorar su rendimiento mediante
el uso de tecnologías sofisticadas. También se plantea explorar materias primas alternativas,
como los residuos lignocelulósicos, para la producción de biodiésel. El análisis aborda el
costo de producción, los efectos positivos en la reducción de emisiones y los posibles
problemas relacionados con la competencia con la producción de alimentos, la deforestación
y la contaminación [9].
Por otra parte la Unión Europea ha reconocido un informe presentado por el INTA (Instituto
Nacional de Tecnología Agropecuaria) y CARBIO (Cámara Argentina de Biocombustibles)
que analiza las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas del cultivo de soja en
Argentina. El informe ha sido evaluado por la Comisión de la UE y cumple con los criterios
de sostenibilidad establecidos para la producción de biocombustibles exportados.
Argentina cuenta con una industria de biodiésel avanzada y ha logrado avances significativos
en la producción certificada y sostenible, gracias a la colaboración entre el sector público y
privado. Este reconocimiento por parte de la UE abre oportunidades de abastecimiento al
mercado europeo y acceso a programas de ayuda financiera de la Unión Europea.
El informe proporciona información trazable y certificable sobre las emisiones de gases de
efecto invernadero en el cultivo de soja en Argentina, abarcando numerosas empresas y la
mayoría del volumen de biodiésel exportado. Se destaca la importancia de las emisiones en
la etapa agrícola del proceso de producción de biodiésel. El estudio se basó en campañas
agrícolas específicas y demostró la eficiencia y el uso reducido de combustibles y
fertilizantes en el sistema productivo argentino. Estos resultados respaldan las exportaciones
de la industria de biocombustibles argentinos y subrayan la necesidad de homologar los
valores internacionalmente [10].
También otro estudio evaluó la producción, el uso de la tierra, los impactos ambientales y el
balance energético asociados con la producción de etanol y biodiesel en Argentina, Brasil,
Colombia y Guatemala. Los resultados revelaron que la transformación de una pequeña
proporción de los pastizales existentes en tierras de cultivo podría duplicar la producción de
biocombustibles. Además, aumentar la productividad de las materias primas podría reducir
la demanda de tierras. En comparación con la producción de gasolina y diésel, tanto el etanol
como el biodiesel mostraron reducciones significativas en el calentamiento global y la
depleción de la capa de ozono. Además, se observó que la producción de biocombustibles
en estos países tenía una relación de energía positiva y neta, lo que indica su sostenibilidad
energética.
El estudio destacó la importancia de las políticas públicas, como el programa RenovaBio,
para estimular la adopción de biocombustibles de bajo carbono y mejorar la cadena de
suministro. También se resaltó la necesidad de invertir en mejoramiento, biotecnología,
nutrición del suelo y tecnologías de conversión para mejorar el rendimiento general de la
producción de biocombustibles en la región. Sin embargo, se observaron diferencias
significativas en los impactos ambientales entre la producción de etanol y biodiesel,
principalmente debido a las actividades agrícolas y el uso de fertilizantes [11].
Antecedentes Nacionales
La Universidad Tecnológica de Panamá ha desarrollado una planta piloto de producción de
biodiésel a pequeña escala en Puerto Armuelles. Esta planta utiliza aceites vegetales
reciclados y aceites de maíz y palma de la región para producir entre 100 y 300 galones
diarios de biodiésel. El biodiésel puede ser utilizado en su forma pura o mezclado con diésel
de petróleo. Actualmente, se están evaluando la eficacia y el rendimiento del biodiésel en
colaboración con varias instituciones y empresas locales. La intención es transferir la
tecnología a una empresa privada, ya que una compañía panameña ha mostrado interés en
adquirir la planta piloto [12].
El proyecto de biodiésel y reutilización de aceites vegetales usados de Empresas Bern tiene
como objetivo principal promover el uso de energías limpias y reducir la contaminación
ambiental. Además de los beneficios ambientales, el proyecto también ofrece ahorros
económicos significativos, ya que los aceites vegetales usados tienen un valor calórico
similar o mayor al del diésel. Cada galón de aceite reutilizado equivale a un galón de diésel
ahorrado. El proyecto cumple con las regulaciones y normas relacionadas con la producción
más limpia y la prohibición del uso de aceites vegetales usados en la fabricación de
alimentos para animales. Desde una perspectiva social, los colaboradores del proyecto
reciben beneficios adicionales como bonos de productividad, almuerzos y transporte
gratuito, lo que contribuye a crear un ambiente de trabajo más cómodo y motivado [13].
En otro contexto, la Asociación Nacional para la Conservación de la Naturaleza (ANCON) y
TVN Media han lanzado una campaña en Panamá para concienciar a la ciudadanía sobre
el reciclaje de aceite vegetal usado. El aceite reciclado puede ser utilizado en la fabricación
de diversos productos, como jabones, abono orgánico, lubricantes, pinturas y barnices. Por
cada tres litros de aceite usado, se pueden obtener dos litros de biodiésel, lo que contribuye
a reducir las emisiones contaminantes. La campaña se lleva a cabo todos los jueves de cada
mes en las oficinas del canal TVN Media, donde los ciudadanos pueden depositar el aceite
usado en recipientes de plástico para su recolección y posterior procesamiento [14].
Por otro lado, SGP Bioenergías, una empresa comprometida con soluciones sostenibles
para los desafíos energéticos, tiene planes de operar la Biorrefinería "Ciudad Dorada" en
Panamá, la cual se convertirá en el centro de producción y distribución de biocombustibles
más grande del mundo. La biorrefinería estará ubicada en Colon y Balboa, con una
capacidad de producción de 180.000 barriles por día (2.6 mil millones de galones por año)
de biocombustible. Se espera que la refinería se convierta en la plataforma más avanzada y
grande de combustible de aviación sostenible (SAF) a nivel mundial.
Este proyecto se está llevando a cabo en colaboración con Panama Oil Terminals (POTSA)
y el Gobierno Nacional. Se adaptarán las instalaciones existentes que actualmente procesan
y almacenan el 70% del combustible de bunker o caldera del país para la refinación y
almacenamiento de biocombustibles. La refinería se desarrollará en tres fases durante un
período de 15 años, aumentando la producción a 60.000 barriles por día en cada fase.
SGP BioEnergy ha establecido una asociación con Goldman Sachs para identificar
inversores que compartan la visión de la empresa de crear una combinación energética
mejorada que incluya biocombustibles renovables. Se espera que el proyecto reduzca
inmediatamente las emisiones de carbono de la planta en un 80%, y se generarán más de
1.000 empleos bien remunerados [15].
Materia Prima
Aceite Vegetal
Los aceites vegetales han demostrado ser un sustituto prometedor de los combustibles
fósiles debido a sus características favorables. Estos aceites, obtenidos de diversas fuentes,
como la soja, la colza, la palma y el girasol, ofrecen un buen poder calorífico y no emiten
azufre ni compuestos policíclicos aromáticos. Además, su combustión permite reciclar
completamente el CO2, lo que los convierte en una opción más sostenible.
Sin embargo, el uso de aceites vegetales comestibles presenta limitaciones significativas.
Estos aceites, utilizados actualmente para la producción de biodiésel, tienen un mayor costo
y su demanda impacta en el equilibrio global entre la oferta y la demanda de alimentos. Esta
situación ha generado la preocupación por la crisis de los alimentos frente a los
combustibles.
Por esta razón, los investigadores de diversos países están explorando alternativas en
aceites vegetales no comestibles, como jatrofa, ricino, linaza, karanja, café, neem, tabaco,
jojoba y Moringa oleifera, entre otros. Estos aceites no comestibles ofrecen ventajas como
un bajo costo de plantación en comparación con los aceites comestibles, no compiten con
la producción de alimentos, son de fácil cultivo en terrenos baldíos, más eficientes, reducen
la deforestación y son más ecológicos y económicos en comparación con los aceites
comestibles.
En particular, la jatrofa, perteneciente a la familia de las euforbiáceas, destaca como una
opción para la producción de biodiésel. Esta planta perenne es altamente resistente a la
sequía y se adapta bien a zonas marginales y tropicales con precipitaciones anuales de
1.000-1.500 mm. Con un crecimiento rápido, puede producir semillas durante un largo
período, estimado en aproximadamente 50 años, y tiene una vida útil de alrededor de 60
años. El árbol de jatrofa puede alcanzar alturas de 6 a 12 metros y produce semillas de 2,5
a 3 cm de longitud. En India, se destaca como una fuente principal para la producción de
biodiésel [16], [17].
Por otra parte se ha encontrado que el aceite de cocina usado (ACU) es una alternativa
prometedora al aceite vegetal virgen (AVV) en la producción de biodiésel. A medida que
toneladas de aceite usado se vierten en los inodoros y desagües, causando contaminación
en los suministros de agua y problemas en las plantas de tratamiento de aguas residuales,
la producción de biodiésel a partir de restos de aceites usados de cocina puede brindar una
solución a este problema y a la contaminación ambiental asociada.
El ACU se considera la fuente más viable para la producción de biodiésel debido a su menor
costo en comparación con el AVV. Estudios recientes han demostrado que el uso de ACU
como materia prima puede reducir los costos totales de producción de biodiésel en más de
la mitad en comparación con el AVV. Se estima que el uso de ACU puede reducir el costo
de la materia prima entre un 60% y un 70%. Esta reducción en el costo de la materia prima
mejora significativamente la viabilidad económica de la producción de biodiésel [18]–[20].
Microalgas
Los aceites de algas se presentan como una prometedora alternativa de biocombustibles,
capaz de reemplazar a los combustibles convencionales y fomentar la sostenibilidad a nivel
mundial. Estas plantas acuáticas no solo tienen la capacidad de eliminar componentes
tóxicos del agua, sino que también pueden ser aprovechadas para la producción de
biodiésel. Destaca su rápido tiempo de cultivo y su alto contenido de aceite, representando
alrededor del 50% de su peso total [21].
La utilización del aceite de microalgas para la producción de biodiésel incluye las siguientes
fases: cultivo de microalgas, recolección, secado de biomasa, extracción de lípidos y
conversión de lípidos en biodiésel. La utilización de microalgas autótrofas es, de hecho, la
forma más rentable de producir biodiésel, ya que sólo dependen de la luz y del CO2 para su
crecimiento, que es un proceso de fotosíntesis. Además, las microalgas pueden tratar el
humo, un gas residual con potencial para contaminar el medio ambiente, puede tratarse
mediante el cultivo de microalgas en el proceso. Los estanques abiertos, los
fotobiorreactores y los cultivos híbridos son los sistemas más practicados para la producción
autótrofa de microalgas[16], [20].
Se genera una gran cantidad de Aceite de Cocina Usado (ACU) como subproducto de la
industria alimentaria, incluyendo restaurantes de comida rápida, hoteles, tiendas de comidas
fritas y refinerías de aceite vegetal. A nivel mundial, se generan volúmenes significativos de
ACU cada año. Por ejemplo, en Europa, se estima que se generan entre 0,7 y 10 millones
de toneladas anuales de ACU doméstico. En otros países, las cifras varían, como 10,0
millones de toneladas en Estados Unidos, 0,12 millones de toneladas en Canadá, 0,153
millones de toneladas en Irlanda, 4,5 millones de toneladas en China, 0,5 millones de
toneladas en Malasia, 0,45-0,57 millones de toneladas en Japón y 0,07 millones de
toneladas en Taiwán.
La eliminación adecuada del ACU representa un desafío, ya que los métodos
convencionales de disposición pueden causar contaminación ambiental. Como resultado,
muchos países han implementado políticas que sancionan la eliminación del ACU a través
de los sistemas de drenaje de aguas. La producción de biodiésel a partir del ACU se ha
destacado como una forma eficiente y económica de aprovechar este residuo. Además, el
uso de ACU en la producción de biodiésel reduce la dependencia de los cultivos utilizados
para la producción de biodiésel convencional, evitando así la competencia con la producción
de alimentos.
El proceso de producción de biodiésel a partir de ACU es similar al utilizado con el Aceite
Vegetal Virgen (AVV), con la diferencia de que el ACU requiere un paso adicional de filtrado
y pretratamiento (esterificación) debido a los residuos presentes en él. Esto se debe a que
el ACU ha sido sometido a calentamiento repetido, lo cual puede resultar en la formación de
ácidos grasos libres [21]–[23].
2.4.
Definición del problema y su justificación
El problema se centra en la viabilidad y eficacia del biodiesel como una alternativa al diésel
tradicional en el sector de transporte y la industria en general. El biodiesel, producido a partir
de fuentes renovables como aceites vegetales, ha sido promocionado como una opción más
sostenible y respetuosa con el medio ambiente en comparación con el diésel derivado del
petróleo. Sin embargo, su implementación a gran escala enfrenta diversos desafíos técnicos,
económicos y logísticos que limitan su adopción generalizada.
La producción de biocombustibles es una alternativa prometedora para reducir la
dependencia de los combustibles fósiles en Panamá y alcanzar los objetivos de
sostenibilidad energética establecidos en el Plan Energético Nacional 2015-2050 y en el Plan
Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (PENCYT) de Panamá. La producción de
biodiésel a partir de fuentes vegetales renovables, como aceites vegetales, puede contribuir
a lograr estos objetivos de manera sostenible.
El objetivo de esta investigación es evaluar la viabilidad de la producción de biodiésel a partir
de aceites vegetales en Panamá, considerando aspectos económicos, ambientales y
procesos de producción. Se busca analizar los costos y beneficios de la producción de
biodiésel a partir de aceites vegetales en comparación con los combustibles fósiles, así como
evaluar el impacto ambiental y social de su producción y uso en el país.
Se considerará la posibilidad de utilizar diferentes materias primas vegetales, como palma
aceitera, Jatropha y algas, y se evaluarán las ventajas y desventajas de cada una de ellas.
Se espera que los resultados de esta investigación contribuyan a fortalecer la base de
conocimiento científico y tecnológico sobre la producción de biodiésel a partir de aceites
vegetales en Panamá, y a generar propuestas para la implementación de políticas y
programas que fomenten su producción y uso sostenible en el futuro.
2.5.
Objetivos (general y específicos)
Objetivo General
Evaluar las implicaciones económicas, ambientales y técnicas de la producción de biodiésel
a partir de aceite vegetal en Panamá, con el fin de proponer estrategias para su
implementación.
Objetivos Específicos
➢ Investigar el marco normativo y las políticas relacionadas con la producción de
biodiésel a partir de aceite vegetal en Panamá, analizando los aspectos legales
y regulatorios que pueden influir en su implementación y desarrollo sostenible.
➢ Evaluar el impacto ambiental de la producción de biodiésel en Panamá,
investigando las emisiones de gases de efecto invernadero, con el objetivo de
identificar posibles medidas para reducir su huella ambiental.
➢ Investigar las tecnologías y procesos técnicos disponibles para la producción de
biodiésel a partir de aceite vegetal en Panamá, analizando su eficiencia,
requerimientos de energía y materias primas, con el propósito de determinar la
viabilidad técnica de su implementación a gran escala.
➢ Estudiar la disponibilidad y acceso a las materias primas necesarias para la
producción de biodiésel en Panamá, analizando la oferta y demanda de aceites
vegetales, así como su impacto potencial en la seguridad alimentaria y en otros
sectores industriales relacionados.
➢ Proponer estrategias y recomendaciones para la implementación exitosa de la
producción de biodiésel a partir de aceite vegetal en Panamá, considerando los
aspectos económicos, ambientales y técnicos analizados previamente, con el
objetivo de fomentar su adopción y contribuir a la diversificación energética y la
reducción de la dependencia de los combustibles fósiles.
2.6.
Palabras Clave
•
•
•
Biodiesel
Vegetable oil
Efficiency
•
•
•
Palm Oil Biodiesel
Emissions
Engine performance
2.7.
Metodología de Investigación: La presente metodología de investigación tiene
como objetivo comparar el rendimiento y las emisiones de distintas mezclas de
combustible mediante pruebas de comparación. Esta investigación se centra en
recolectar datos primarios a través de pruebas experimentales para evaluar el
desempeño de diferentes combinaciones de combustible y su impacto ambiental. Las
pruebas de emisión y rendimiento de los motores se realizan de acuerdo con lo que
indica la ISO 8178 sobre las pruebas estándares de motores, los tres parámetros que
caracterizaran el rendimiento de un motor de diésel son el poder de frenado, torque y el
consumo especifico de combustible [24] .
▪
Recolección de datos primarios: se realizarán pruebas para comparar el rendimiento
y las emisiones de distintas mezclas de combustible.
1. Diseño experimental:
1.1 Selección de muestras de combustible:
• Identificar una variedad de mezclas de combustible para su evaluación.
• Considerar factores como el contenido de biodiesel, octanaje, aditivos y
otras características relevantes.
1.2 Preparación del equipo de prueba:
• Asegurarse de que el motor y los sistemas de medición estén en condiciones
óptimas.
• Realizar el ajuste adecuado para cada mezcla de combustible.
1.3 Procedimiento de prueba:
• Establecer un protocolo de prueba que incluya las variables a medir, como
el rendimiento (por ejemplo, consumo de combustible, potencia) y las
emisiones (por ejemplo, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno,
partículas).
• Repetir las pruebas con cada mezcla de combustible varias veces para
obtener resultados consistentes.
2. Recolección de datos:
• Registrar los datos obtenidos durante cada prueba en una hoja de registro
predefinida.
• Asegurarse de anotar todas las variables relevantes, como la configuración
del motor, las condiciones ambientales y los parámetros de prueba.
3. Interpretación de resultados:
• Presentar los resultados de manera clara y concisa, utilizando gráficos y
tablas para facilitar la comprensión.
• Discutir las implicaciones de los hallazgos y su relevancia para la eficiencia
del motor y la reducción de emisiones.
▪
Recolección datos secundarios: La recolección de datos secundarios para la
comparación de rendimiento y emisiones de distintas mezclas de combustible se llevará
a cabo utilizando fuentes como artículos científicos, sitios web especializados y otras
fuentes confiables. A continuación, se presenta una descripción de cómo se realizará
esta recolección de datos secundarios:
1. Identificación y selección de fuentes:
• Realizar una búsqueda exhaustiva de artículos científicos relevantes en
bases de datos especializadas, como ScienceDirect, ABC SENACYT o
Google Scholar.
• Evaluar la calidad y relevancia de los artículos científicos, prestando
atención a la reputación de las revistas y la validez de los estudios.
2. Revisión de literatura:
• Leer y analizar los artículos científicos seleccionados, prestando especial
atención a los estudios que aborden el rendimiento y las emisiones de
mezclas de combustible similares a las que se están investigando.
• Identificar los resultados y conclusiones relevantes de cada estudio
revisado.
3. Sitios web:
• Consultar sitios web de organizaciones reconocidas y confiables, como
agencias gubernamentales, instituciones académicas o asociaciones
•
industriales, que publiquen información sobre rendimiento y emisiones de
combustibles.
Evaluar la credibilidad y reputación de los sitios web seleccionados para
asegurar la fiabilidad de la información obtenida.
4. Recopilación de datos:
• Extraer datos relevantes de los artículos científicos y sitios web
seleccionados.
• Registrar la información recopilada en una base de datos o un formato
estructurado, asegurándose de incluir detalles sobre las mezclas de
combustible, las metodologías de prueba utilizadas, los resultados de
rendimiento y las emisiones informadas.
▪
Análisis de datos:
o Datos primarios
▪ Utilizar técnicas estadísticas para comparar y analizar los datos
recolectados.
▪ Identificar patrones o tendencias en los resultados y determinar si existen
diferencias significativas entre las mezclas de combustible evaluadas.
▪ Evaluar el impacto de las diferentes mezclas de combustible en el
rendimiento y las emisiones.
o
Datos Secundarios
▪ Analizar los datos recopilados para identificar patrones, tendencias y
discrepancias en los resultados reportados en los diferentes estudios.
▪ Sintetizar los hallazgos de los diferentes estudios en un resumen conciso
y coherente, destacando las conclusiones clave y las tendencias generales
observadas.
▪ Diseño técnico:
Para poner a prueba y comparar el rendimiento y las emisiones dadas por un motor diésel
utilizando distintas mezclas de combustible se necesitarán tres equipos: un motor en óptimas
condiciones (preferiblemente un modelo común en el mercado actual), un dinamómetro de
motores y un analizador de emisiones.
Antes de realizar cada prueba el motor debe ser preacondicionado esto se logra calentando
el motor a su potencia nominal por 40 minutos, esto ayuda a estabilizar las emisiones de
escape de los motores de esta manera se obtienen datos precisos. El periodo de
preacondicionamiento también asegura la protección contra la influencia de depósitos en el
sistema de escape producto de las pruebas realizadas anteriormente [6].
El dinamómetro sería utilizado para medir distintos parámetros de rendimiento del motor,
tales como: velocidad, potencia entregada, torque y consumo de combustible. Por otro lado,
el analizador de emisiones se encargaría de medir la concentración de óxidos de carbono,
óxidos nitrosos, combustible y otros productos de la combustión en los gases de escape.
Cabe destacar que algunos dinamómetros cuentan con la capacidad de realizar análisis de
emisiones, de contar con una de estos, no sería necesario utilizar un analizador de emisiones
externo.
Una vez el motor sea conectado a los equipos de medición y estos hayan sido calibrados,
se realizarán pruebas a distintas velocidades dentro del rango de operación normal del motor
utilizando las diferentes mezclas de combustible. Especificar mezclas de combustible a
utilizar. Es de suma importancia permitir que el motor alcance una temperatura ideal antes
de realizar la toma de datos, ya que esta puede tener un gran impacto sobre el rendimiento.
En cada prueba, se tomarán los datos de potencia entregada, torque, consumo de
combustible y emisiones de óxidos de carbono y óxidos nitrosos.
▪
Evaluación financiera:
Mediante esta propuesta esperamos que la Universidad tecnológica de Panamá nos apoye
en la financiación de nuestra investigación y nos brinde la mayor cantidad de recursos para
poder llevar a cabo nuestro proyecto, la investigación es algo costosa puesto que
necesitamos primeramente obtener el equipo necesario para realizar las pruebas en el motor
así también necesitamos invertir en la producción del biocombustible, la Universidad
tecnológica cuenta con laboratorios en los cuales se pueden llevar a cabo la experimentación
total o parcial de nuestro proyecto.
2.8 Beneficiarios del Proyecto:
Los principales beneficiarios del proyecto son el pueblo panameño y el ecosistema. La idea
de promover nuevas técnicas para la producción de biodiesel en Panamá beneficiaria a el
pueblo panameño específicamente en el ámbito económico, actualmente el combustible
proveniente del petróleo esta presentando elevaciones de costos a nivel mundial y con
indicios de seguir elevándose en un futuro producto de la escases del petróleo que algunos
estudios han concretado que ocurrirá en un futuro. Mediante las nuevas prácticas de
producción del biodiésel la dependencia del panameño por el petróleo disminuiría, esto
generaría una reducción bastante considerable de gases de efecto invernadero que
contaminan la calidad del aire.
2.9 Actividades y resultados esperados
Al culminar esta investigación, esperamos que haya un incremento en el interés de utilizar y
fabricar biocombustibles en nuestro país. Además, los resultados de esta investigación
podrían influenciar el marco regulatorio actual destinado a regular el uso y la producción de
los biocombustibles en los próximos años. Estos resultados podrían ayudar a establecer un
rango específico de mezcla de combustibles para la venta, a definir que tipos de
biocombustibles serán permitidos e incluso podrían ser utilizados como referencia de el
rendimiento que este tipo de combustibles debe tener.
2.10 Estrategias de divulgación del proyecto
Implementación de redes sociales: Las redes sociales en la actualidad son una excelente
herramienta para hacer notar un proyecto. En nuestro caso se conversaría con el
administrador de la página de Instagram de la faculta de ingeniería mecánica para que se
publica nuestra propuesta de proyecto, Instagram es una de las redes sociales que mas se
utilizan en estos días, muchos de los estudiantes de la UTP la usan y siguen a la página de
la facultad por lo que si se realiza una publicación promocionando nuestro proyecto muchos
alumnos e inclusive profesores la verán de esta manera se generaría cierto interés en
nuestro proyecto.
Encuestas: Realizar encuestas es una de las formas mas practicas de difundir una idea de
proyecto, mediante las encuestas aparte de conseguir información valiosa para la
investigación, se obtiene la opinión de las personas en base la investigación a realizar en
este caso el aprovechamiento de los aceites vegetales para la producción de biodiesel. Se
pueden realizar un forms para que la encuesta se difunda a un grupo más grande de
personas, haciendo esto se evitaría imprimir tanto papel.
Participación en las ferias científicas realizadas en la facultad: La universidad tecnológica
promociona el interés hacia la investigación mediante ferias científicas en la que se
presentan varios grupos de investigación de las diferentes facultades, por ejemplo, el grupo
ECEB de la facultad de ingeniería mecánica el cual investiga el área de Energética y confort
en Edificaciones Bioclimáticas, para promover nuestro proyecto podemos conversar con el
administrador de las ferias para que nos permita presentar nuestra propuesta de proyecto
en una de estas ferias científicas.
2.11 Referencia Bibliográfica:
[1] M. Guo, W. Jiang, J. Ding, y J. Lu, “Highly active and recyclable CuO/ZnO as photocatalyst for
transesterification of waste cooking oil to biodiesel and the kinetics”, Fuel, vol. 315, p. 123254,
may 2022, doi: 10.1016/J.FUEL.2022.123254.
[2] J. Godwin John, V. Hariram, V. S. S. Kavuru Rakesh, T. Harsha Vardhan, T. Y. Vamsi Manikanta,
y S. Shafi, “Waste cooking oil biodiesel with FeO nanoparticle – A viable alternative fuel source”,
Mater Today Proc, jul. 2022, doi: 10.1016/J.MATPR.2022.07.289.
[3] S. Ali S, M. V. De Poures, D. Damodharan, K. Gopal, V. C. Augustin, y M. R. Swaminathan,
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oct. 2022, doi: 10.1016/J.JCLEPRO.2022.133323.
[4] J. M. Jung et al., “Direct conversion of Camellia japonica seed into biodiesel through non-catalytic
transesterification”, Ind Crops Prod, vol. 174, p. 114194, dic. 2021, doi:
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[5] D. Singh et al., “A comprehensive review of biodiesel production from waste cooking oil and its
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[12] “UTP cuenta con una planta piloto de producción de biodiesel | Universidad Tecnológica de
Panamá”.
https://utp.ac.pa/utp-cuenta-con-una-planta-piloto-de-produccion-de-biodiesel
(consultado el 26 de mayo de 2023).
[13] “REUTILIZACIÓN DE ACEITES USADOS Y BIODIESEL EN ‘THE LAUNDRY’: EMPRESAS
BERN”. http://centrors-ca.org/buena-practica/75/reutilizacion-de-aceites-usados-y-biodiesel-enthe-laundry-empresas-bern/ (consultado el 26 de mayo de 2023).
[14] “Se inicia en Panamá la primera campaña para reciclar aceite usado”.
https://www.laestrella.com.pa/cafe-estrella/planeta/160602/inicia-panama-primera-campanareciclar (consultado el 26 de mayo de 2023).
[15] “Panamá contará con la biorrefinería más grande del mundo en 2024”.
https://www.laestrella.com.pa/economia/220518/panama-contara-biorrefineria-grande-mundo2024 (consultado el 26 de mayo de 2023).
[16] C. A. Portella Camones, “OBTENCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE LOS RESIDUOS DE
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Applications”, 2021. [En línea]. Disponible en: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/
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10.1016/j.jenvman.2018.08.106.
[19] D. Singh et al., “A comprehensive review of biodiesel production from waste cooking oil and its
use as fuel in compression ignition engines: 3rd generation cleaner feedstock”, Journal of Cleaner
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oil using immobilized lipase in fixed bed reactor”, Energy Convers Manag, vol. 50, núm. 3, pp.
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[23] “(PDF) Biodiesel Production from Spent Fish Frying Oil Through Acid-Base Catalyzed
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Frying_Oil_Through_Acid-Base_Catalyzed_Transesterification (consultado el 28 de mayo de
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Fuel, vol. 150, pp. 625–635, jun. 2015, doi: 10.1016/j.fuel.2015.02.016.
2.12 Equipos de Laboratorio Disponibles:
En la Universidad Tecnológica
Excelente
En Instituciones Gubernamentales
Buena
En organizaciones Privadas
Regular
No hay disponible
Deficiente
2.13 Duración Estimada del trabajo (meses): 4 meses
2.14 Cronograma de Actividades
Diagrama de Gantt
0
INICIO DEL PROYECTO
DESCRIPCIÓN DE LA TAREA
Lluvia de ideas
Descripción previa del proyecto
Introducción
Descripción de Objetivos
Delimitaciones
Justificación
Metodología
Marco Teórico
Antecedentes
Materia Prima
Leyes y Decretos
Estado del arte
Actualidad en los procesos de producción
Desempeño y emisiones
Conclusiones
Manuscrito
Presentación Final
Seguimiento del cronograma de actividades
Preparación de la Presentación
RESPONSABLE
Todos
Kevin Pineda
Ismael
Todos
Jorge
Todos
Fabián
Todos
Pineda, Song
Pineda
Todos
Todos
Song, Jorge
Jorge,Fabian
Todos
Todos
Todos
Todos
Todos
vie, 31/03/2023
PROGRESO
INICIO
FIN
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
31/03/2023
04/04/2023
08/04/2023
20/04/2023
05/04/2023
07/04/2023
01/05/2023
05/05/2023
05/05/2023
08/05/2023
21/05/2023
02/06/2023
02/06/2023
10/06/2023
26/06/2023
25/06/2023
14/07/2023
31/03/2023
07/07/2023
01/04/2023
06/04/2023
25/04/2023
25/04/2023
08/04/2023
10/04/2023
04/05/2023
20/05/2023
08/05/2023
20/05/2023
01/06/2023
25/06/2023
08/06/2023
25/06/2023
28/06/2023
07/07/2023
14/07/2023
14/07/2023
14/07/2023
Asesor Propuesto: Profesora Dafni Mora
Firma del Asesor:
Fecha:
Firma del Estudiante:
31/03/2023
vie, 31/03/2023
vie, 07/04/2023
vie, 14/04/2023
vie, 21/04/2023
31 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
V
S
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J
II Parte: Exclusivo de la Facultad
1.
Datos Generales
1.1 Fecha de Ingreso:
1.2 Índice Global:
1.3 Observación:
III Parte: Evaluación de la Propuesta de Tesis
(a ser completado por la Comisión de Evaluación)
3.1
Resultado de la Evaluación: la comisión abajo firmarte habiendo analizado en detalle
la propuesta de tesis presentada por el estudiante:
ofrece el siguiente resultado final:
Aprobación del trabajo de Tesis.
Devolución para correcciones.
Rechazo del Temas de Tesis.
3.2
Asesores Asignados:
Asesor Principal :
Co-Asesor
:
3.3
Anexar Hoja de Vida de los Asesores:
3.4
Observaciones y recomendaciones:
(Comisionado)
(Comisionado)
_______________________________
Presidente de Comisión
(Coordinador de Postgrado FIM)
Fecha: ___________________________________
(Vicedecano de Investigación, Postgrado y Extensión)