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LÍNEA DE ACCIÓN: Agua y Sustancias químicas        NAI: 363

TEMA EJE: Hidrocarburos alifáticos      

CATEGORÍA: Manejo Ambiental                      REGIÓN: Lima Norte

ACTIVIDAD: Día Int. de los desastres nat.           SEMANA: 31

EJE DE DESARROLLO: Polo Transoceánico Central      

ACUERDO NACIONAL: Articulo 20º: Desarrollo de la Ciencia y Tecnología

LEGISLACIÓN: Artículo 53º Funciones en Materia Ambiental. Inciso b)

USO DE BIOBUTANOL COMO COMBUSTIBLE EN VEHÍCULOS MOTORIZADOS COMO REEMPLAZO DE COMBUSTIBLES CONVENCIONALES QUE GENERAN ALTOS ÍNDICES DE CONTAMINACIÓN

OBJETIVOS:

                   Encontrar un combustible capaz de reemplazar a la gasolina que se encuentra contaminando el ambiente, y que logre superar al bioetanol que no tiene un gran nivel energético como la gasolina.

 

VARIABLES:

 

Independiente: Reemplazar el combustible convencional por el biobutanol.

Dependiente: Disminuir la emanación de gases tóxicos por los automóviles.

 

HIPÓTESIS:

Mediante la utilización del biobutanol creado a partir de cultivos energéticos se podría reemplazar la gasolina, mejorando la calidad del aire y superando al bioetanol al tener un mayor nivel energético que este.

 

RESUMEN:

El tema que nos toca esta semana es hidrocarburos alifáticos, son aquellos compuestos orgánicos constituidos por carbono e hidrógeno, los cuales forman cadenas ramificadas; estos hidrocarburos se clasifican en: alcanos, alquenos y alquinos dependiendo del número de enlaces que se formen, agrupados de menor a mayor respectivamente.

            La zona a desarrollar es lima norte, la cual comprende los distritos de Carabayllo, San Martín de Porres, Los olivos, Puente Piedra y Comas. Hablando sobre el medio ambiente podemos darnos cuenta que en el cono norte de Lima el medio ambiente se encuentra contaminado por el humo que botan los carros, y se han dado muchos casos por contaminación o intoxicación por un alto contenido de CO2 en el ambiente.

            Todos estos combustibles presentan un valor de octanaje, que se mide en octanos, estos son un tipo de hidrocarburos alifáticos conocidos como alcanos, y según el número de octanos que presente el combustible se puede medir su grado de resistencia antes de detonar. Por este motivo cuando el número de resistencia es mayor, es mucho mejor.

            Para reemplazar estos combustibles se han venido proponiendo diversas alternativas de combustible como el etanol, pero lamentablemente no rinde de la misma manera que rinde la gasolina, y un galón de esta se termina más rápido que uno de gasolina.

            Los investigadores han investigado otro tipo de combustible conocido como biobutanol, se plantea que mediante u utilización como combustible se podría disminuir la cantidad de gases de invernadero emitidos al ambiente.

            Se produjo este combustible con procesos prácticamente idénticos a los del bioetanol, y se utilizó en diversos vehículos de gasolina, en algunos de los experimentos se mezcló este con la gasolina.   Los resultados fueron positivos ya que se obtuvo un 85% de contenido energético de la gasolina, mientras que el etanol tiene solo 60% de contenido energético de la gasolina, lo cual hace que se gaste más y no sea bueno para el nivel socio-económico de la población aplicable.          (250 Palabras)

 

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

El proceso de producción de biobutanol inicar con la fermentación, pero primero se deben elegir los alimentos que se vana a utilizar. Hoy en día se utilizan tres tipos de materias primas para la producción a gran escala del butanol de origen biológico (biobutanol):

Sustancias con alto contenido de sacarosa como la caña de azúcar, la remolacha, las melazas y el sorgo dulce que es muy parecido al maíz, también se clasifican las sustancias con alto contenido de almidón como el maíz, la yuca, las papas, y por última características se clasifican los alimentos con alto contenido de celulosa como la madera y algunos residuos agrícolas.  El proceso a partir de almidón es más complejo que a partir de sacarosa porque el almidón debe ser hidrolizado (es una reacción química del agua con una sustancia.)  previamente para convertirlos en azúcares. Para ello se mezcla el vegetal triturado con agua y con una enzima o en su lugar con ácido y se calienta la papilla obtenida a 120 - 150ºC. Luego se cuela la masa, en un proceso llamado escarificación, y se envía a los reactores de fermentación. A partir de celulosa es aun más complejo porque primero hay que pre-tratar la materia vegetal para que la celulosa pueda ser luego atacada por las enzimas hidrolizantes. El pre-tratamiento puede consistir en una combinación de trituración, pirólisis (descomposición química de la materia orgánica por calor) y ataque con ácidos y otras sustancias.   La fermentación de los azúcares es llevada a cabo por la bacteria Clostridium acetobutylicum. Luego de obtener el biobutanol que se diferencia del bioetanol por su número de carbonos, se purifica este mediante la destilación simple para separarlo de  otros compuestos formados.  Para poder utilizar el biobutanol como combustible mezclándolo con gasolina, hay que eliminar el agua hasta alcanzar una pureza del 99,5 al 99,9%. El valor exacto depende de la temperatura, que determina cuándo ocurre la separación entre las fases agua e hidrocarburos. Luego este combustible puede ser conducido por oleoductos al no ser corrosivo a diferencia del bioetanol. De esta manera luego puede ser mezclado con otros combustibles con mayor efectividad que el bioetanol.

 

 mUESTRA A: Biobutanol: Combustible no corrosivo (transportado por los oleoductos creado a partir de alimentos energéticos y productos intermedios de la agricultura.

 MUESTRA B: Bioetanol: Alcohol creado a partir de la fermentación de los azucares que se encuentran en la remolacha, maíz, cebada, trigo, caña de azúcar,etc.            

MUESTRA C: Gasolina: La gasolina (también conocida como Nafta o bencina) es una mezcla de hidrocarburos derivada del petróleo que se utiliza como combustible en autos.            

 

 -         COMPROBACIÓN MATEMÁTICA: MJ/L : megajoules por litro

 

Muestra A: -biobutanol = 26.9-27.0 MJ/L

Muestra b: -bioetanol = 21.1-21.7 MJ/L

muestra c: -gasolina = 32.2-32.9 MJ/L

-         FÓRMULA:  XX% (ENERGÍA) x 25(ESTANDAR DE Km x L de combustible)

                                  100

                                                   

MUESTRA A: 85 x 25   =  21.5 km/L

                    100

MUESTRA B: 65 x 25   =  16.25 km/l

                    100

MUESTRA C: 100 x 25  =  25.00 Km/L

                    100                     

 

DATOS / RESULTADOS:

           

                  El biobutanol es un combustible no corrosivo, que tiene el potencial de ser mezclado con la gasolina en mayores concentraciones que los actuales biocombustibles, sin la necesidad de cambios en los vehículos. Su mezcla es superior a la de gasolina-etanol, y rinde más kilómetros por litro.  Además, el biobutanol tiene una menor presión de vapor y tolerancia a la contaminación del agua en las mezclas con la gasolina, facilitando así su uso dentro de los actuales canales de distribución.        

                Un dato muy importante en la conversión del biobutanol es que este tiene un nivel energético mayor la etanol peor menor al de la gasolina, lo cual hace necesario el uso de del fuel-flow (aunque el butanol tiene solamente levemente menos energía que la gasolina, así que el aumento del fuel-flow requerido es solamente mínimo, quizá el 10%, comparado hasta el 40% para el etanol.), a veces los combustibles a base de alcohol no son compatibles con algunos componentes del sistema de carburante.

 

FOTOS

 

         

   

 

 

 

 

 

 

 

 Produciendo  el biobutanol                 Campos de cereales         

 

ESTADÍSTICAS

 Estadísticas sobre el porcentaje energético de los combustibles

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONCLUSIONES

 

         El biobutanol es un combustible más energético que el bioetanol, y menos contaminante que la gasolina, por lo tanto está apto para ser utilizado en los transportes automovilísticos de lima norte.

 

INVESTIGACIÓN FUTURA

 

            Se podría utilizar en el cono norte el cual se encuentra muy contaminado, y luego se podría producir en el Perú al ser el método de producción muy fácil, mejorando de esta manera la economía del país.

 

Alfabetización Funcional:

 

F: Es más económico y efectivo que el bioetanol, y menos contaminante que la gasolina.

O: Utilizarlo en lima norte que se encuentra muy contaminada por CO2.

D: Requiere un aumento de fluel-flow, aunque es mínimo.

A: La aparición de un combustible más efectivo que este. 

 

plan de COMPETITIVIDAD nacional

 

Innovación tecnológica e innovación empresarial, 2008

Debe aumentar en 25% la participación de fondos externos en el presupuesto de investigación universitaria.

 

PALABRAS CLAVES

 

Biobutanol                combustible               energético                 octanaje

 

PÁGINAS WEB CONSULTADAS:

 

http://www.engormix.com/articulo_avanza_biobutanol_cada_forumsview10664.htm

http://www.clarin.com/suplementos/rural/2006/06/24/r-00301.htm

http://www.clarin.com/suplementos/rural/2007/02/10/r-01360533.htm

http://dewekker.blogspot.com/2007/09/tecnology-que-es-el-biobutanol.html

http://espanol.geocities.com/gustarce/biobutanol.htm

http://www.biocarburante.com/ha-llegado-el-biobutanol/

http://sustainable.bajaenergy.com/2007/05/biocombustibles-la-tragedia-social-y.html

 

APELLIDOS Y NOMBRES: Raquel Chávez Abiega

NODO: Minicientíficos

AÑO DE ESTUDIO: 3ero de Secundaria

CORREO ELECTRÓNICO: raque.famchab@gmail.com 

     

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Última modificación: 29 de Noviembre  de 2007