Biodiesel a partir de la grasa de pollo y sus efectos mecánicos y ambientales
con un motor de combustión interna
Biodiesel from chicken fat and its mechanical and environmental eects with an
internal combustion engine
DOI: http://dx.doi.org/10.21704/ac.v80i2.1493
Autor de correspondencia (*): Juvenal Viviano García Armas. Email: [email protected]
© Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú.
Forma de citar el artículo: Garcia, J.; Calle, J. 2019. Biodiesel a partir de la grasa de pollo y sus efectos mecánicos
y ambientales con un motor de combustión interna. Anales Cientícos 80 (2):580- 593 (2019).
Juvenal Viviano García Armas
1*
, José Luis Calle Maravi
2
1
Departamento Académico de Manejo Pesquero y Medio Ambiente, Facultad de Pesquería, Universidad Nacional
Agraria La Molina, Lima, Perú. Email: [email protected]; [email protected]
Recepción: 23/10/2019; Aceptación: 15/12/2019
Resumen
El objetivo fue estudiar una forma de aprovechar, la energía proveniente de la grasa de pollo,
convertido en biodiesel, como una alternativa de solución al problema de contaminación
generada por los combustibles fósiles, se realizaron pruebas de desempeño del motor con
diferentes proporciones de mezcla combustible DB5 con biodiesel de pollo, en lo referente
a sus parámetros operativos, tales como la potencia, par motor, consumo horario, consumo
especíco, además se analizaron las emisiones de dióxido y monóxido de carbono. Empleando
para estas pruebas, un motor-generador diésel marca KIPOR modelo KDE3500E de 3,3kW.
El biodiesel de la grasa de pollo se produjo de manera satisfactoria. El proceso de extracción
de la grasa de pollo fue selectivo por lo que el 95% del material recolectado se convirtió en
grasa con un índice de acidez de 2,13 y el 96% de la misma, fue convertido en biodiesel, este
fue mezclado en proporciones de 20, 40, 60% con el diésel comercial DB5. Las pruebas de
funcionamiento del motor demostraron que la potencia y torque, desarrollados por las mezclas
con respecto al diésel comercial no presentan una diferencia signicativa, el consumo horario,
y el consumo especíco reportaron un incremento de 15% y 20% cada uno respecto al diésel
comercial. La mayor ventaja sin embargo es con respecto a la baja emisión de contaminantes
como en el caso del dióxido de carbono, ésta, se redujo en más del 20% en cualquier mezcla
de diésel comercial más biodiesel, comparado con el diésel comercial (DB5). asimismo, el
monóxido de carbono se redujo en un 10%, y el valor caloríco (Biodiesel de pollo 39566,12
kJ/kg, y del Diésel comercial 43000kJ/kg) del biodiesel de pollo resulto ser ocho por ciento
menor.
Palabras clave: Grasa de pollo;Biodiesel; transestericación; motor; combustión
interna; contaminación ambiental; biocombustibles; biocarburantes; diésel; motor diésel;
biocombustibles líquidos; biomasa.
Análes Cientícos
ISSN 2519-7398 (Versión electrónica)
Website: http://revistas.lamolina.edu.pe/index.php/acu/index
Anales Cientícos 80(2): 580-593 (2019)
581
Garcia, J.; Calle, J. / Anales Cientícos 80(2): 580-593 (2019)
Julio - Diciembre 2019
Abstract
The objective was to study a form of use, the energy from chicken fat, to become biodiesel,
as an alternative solution to the problem of pollution generated by fossil fuels, engine
performance tests with dierent proportions of fuel mixture were performed DB5 with
chicken biodiesel, in terms of its operational parameters, stories such as power, torque,
hourly consumption, specic consumption, in addition the emissions of carbon dioxide and
carbon monoxide are analyzed. Using for these tests, a KIPOR diesel engine-generator model
KDE3500E of 3,3kW. Biodiesel from chicken fat is produced satisfactorily. The chicken fat
extraction process was selective so that 95% of the material collected was converted into
fat with an acid number of 2,13 and 96% of it was converted into biodiesel, it was mixed
in proportions of 20, 40, 60% with commercial diesel DB5. The engine performance tests
demonstrated the power and torque, developed by the mixtures with respect to commercial
diesel not showing a signicant dierence, hourly consumption, and the specic consumption
reported an increase of 15% and 20% each compared to commercial diesel The biggest
advantage, however, is with respect to the low emission of pollutants, as in the case of carbon
dioxide, this is reduced by more than 20% in any mixture of commercial diesel plus biodiesel,
compared to commercial diesel (DB5). specically, carbon monoxide was reduced by 10%,
and the caloric value (chicken biodiesel 39566,12 kJ / kg, and commercial diesel 43000kJ /
kg) of chicken biodiesel was found to be eight percent lower.
Keywords: Chicken fat; Biodiesel; transesterication; engine; internal combustion;
environmental pollution; biofuels; biofuels; diesel; diesel engine; liquid biofuels; biomass.
1. Introducción
En el año 2015, la Organización de las
Naciones Unidas (ONU) publicó los 17
Objetivos de Desarrollo Sostenible (que
reemplazan a los Objetivos de Desarrollo del
Milenio (ODM), con metas al 2030. Dentro
de estos se incluye el objetivo número
siete que busca “Garantizar el acceso a una
energía asequible, y no contaminante” cuyas
metas están orientadas a garantizar el acceso
universal a servicios energéticos, ampliar
la infraestructura para prestar servicios
energéticos modernos y facilitar el acceso a
la investigación y la tecnología relativas a la
energía limpia (UNDP, 2018).
Debido al aumento de la demanda del
petróleo, el biodiesel se ha convertido
en una fuente de energía notable y en una
alternativa para producir energía limpia
mediante el uso de motores de combustión
interna, estufas o quemadores. El aumento
del uso del biodiesel de primera generación
en cada país se ha dado como consecuencia
de la implementación de políticas que
promueven la producción y el uso extensivo
de este biocombustible. Ley 28054
(promoción del mercado de biocombustibles
y sus reglamentos) y D.S.027-2007-EM
(porcentaje de biodiesel en el comercio de
combustibles).
El biodiesel es un combustible líquido
que puede producirse a partir de aceites
vegetales o grasas animales, por lo cual se
está promoviendo su producción a partir
de materias primas no comestibles. La
producción de biodiesel a partir de materias
primas no comestibles y su rendimiento
en motores de combustión interna han
sido ampliamente revisados por algunos
autores alrededor del mundo. Ashraful
et al. (2014) realizó una valiosa revisión
de las características y el rendimiento
del biodiesel hecho de aceites vegetales
no comestibles. Muchos investigadores
Biodiesel a partir de la grasa de pollo y sus efectos mecánicos y ambientales con un motor de combustión interna
582
Julio - Diciembre 2019
consideraron como materias primas al aceite
de semilla de caucho, aceite de semilla de
algodón, aceite de jojoba, aceite de tabaco,
linaza y Jatropha curcas. Asimismo, Wan et
al. (2015) hizo una revisión de los efectos
del biodiesel a partir de materias primas
diferentes a las mencionadas anteriormente.
En estas, incluyeron grasas animales como
la grasa de pollo, sebo de pato, manteca
de cerdo, grasa amarilla y otras materias
primas no comestibles como ricino, sésamo,
entre otros. Luego concluyeron que el
biodiesel se puede utilizar en motores de
encendido por compresión como reemplazo
del combustible diésel para satisfacer la
demanda mundial de energía. Asimismo,
mostraron que las diferentes fuentes de
materia prima de biodiesel dan resultados
diferentes al rendimiento del motor y las
emisiones. Sorprendentemente, parte de la
investigación arrojó resultados favorables
hacia el biodiesel en comparación con el
diésel puro.
La grasa de pollo es una materia prima
de bajo costo extraída de plumas, sangre,
despojos y recortes de pollo después del
proceso de rende rizado. Alptekin et al.
(2011) demostró la viabilidad de producir
biodiesel a partir de grasa de pollo teniendo
en cuenta las normas internacionales. Del
mismo modo, Shi et al. (2013) produjo
biodiesel a partir de grasa de pollo residual
mediante un proceso catalítico integrado de
membrana compuesta y metóxido de sodio.
Estos investigadores llegaron a la conclusión
que era posible producir este biocombustible
con una conversión del 98,1% de la
transestericación en condiciones óptimas.
Por otra parte, Rasim (2015) evaluó el
rendimiento de dicho biodiesel en un motor
diésel de inyección directa mezclando
bioetanol con diésel, en la que el biodiesel
de grasa animal produjo menos emisiones
de CO y de hidrocarburos totales que el
combustible diésel.
2. Materiales y métodos
En el caso del combustible diésel DB5 fue
obtenido de la estación de servicios Petroperú
grifo Smile, av. separadora industrial y sus
características se resume en la Tabla 1.
Tabla 1. Características generales del Diésel
DB5
Características Valores
•Gravedad API° a 15°C
•Densidad a 15°C
•Punto de inamación
•Viscosidad cinemática a 40°C, cSt.
•Contenido de azufre, % Peso (50ppm)
•Índice de Cetano calculado
•Color
•32,9
•0,8598
•52
•1,9 – 4,1
•0,0050
•45
•3,0
E n el caso del biodiesel de pollo, la materia
prima se obtuvo de los centros de venta
de carne de aves (solo grasa amarilla), del
mercado Lince Lobaton, procesándola
luego hasta obtener 10 litros de aceite
por fusión y ltrado por mallas, de color
amarillo transparente a la temperatura
ambiente (23°C), no se realizaron estudios
microbiológicos.
El biodiesel de Pollo
Producción a pequeña escala
Se inicia con la extracción de la grasa una
muestra de ella se usó para el análisis de
acidez según (AOCS ocial Method Cd 3d-
63) FAO, (Códex Alimentarius Comission,
s.f.). El índice de acidez de un triglicérido
es la acidez como consecuencia de la
presencia de ácidos grasos libres. Se realiza
la valoración con Hidróxido de potasio. El
contenido de acidez se expresa como índice
llamado índice de acidez (IA).
Mediante este análisis se determinará el
IA del Aceite si este se encuentra con un valor
no mayor a 5 se podrá trabajar sin problemas,
valores de índice de acidez mayores a 5 no
son recomendados para elaborar biodiesel
por su elevado IA se recomienda el uso de
este para otros productos.
583
Garcia, J.; Calle, J. / Anales Cientícos 80(2): 580-593 (2019)
Julio - Diciembre 2019
Prueba de acidez del aceite de pollo
Para la prueba de acidez se pesaron 5
gramos de muestra (grasa), diluyéndolo
con 50 mL de alcohol etílico neutralizado
a 50 °C, Colocando luego en un matraz
de Erlenmeyer, Adicionando unas gotas
de fenolftaleína, se hizo la titulación con
solución de Hidróxido de potasio 0.1 N
(Tabla 2).
V: volumen de titulante gastado (ml)
N: normalidad del KOH (0,1)
La Transestericación
El Biodiesel es una mezcla de ésteres mono
alquílicos de ácidos grasos de cadena larga
derivado de lípidos renovables tales como
aceites vegetales y animales y que se obtiene
por proceso de transestericación (proceso
de intercambiar el grupo alcoxi de un éster
por otro alcohol).
Tabla 2. Resultados de la determinación del índice de grasa
Muestra
Masa de Muestra
(gr)
Volumen de gasto
KOH (ml)
Normalidad del
KOH
Índice de Acidez
(mg KOH/ g grasa) IA
Grasa de
pollo
5,0021
5,0049
5,0032
1,9
1,8
1,9
0,1
0,1
0,1
2,13
2,017
2,13
Tabla 3. Cuanticando el proceso de trasnsestericación del aceite de pollo
Cantidad aceite a procesar (L) 10
Volumen de metanol (L) 2
Acidez de la muestra (mg KOH /g grasa) 2,1
Cantidad de catalizador a usar(g) 56
Temperatura del proceso (ºC)
Tiempo de agitación (Hr.)
55
1,5
Cantidad glicerina (g) 2006,3
Cantidad biodiesel (L) 9,450
Rendimiento del proceso (%) 94,5
Para el cálculo del rendimiento s utilizó la formula siguiente:
*
100dimRe ×=
A
B
ienton
A: volumen de la grasa inicial (mL), B: volumen del biodiesel (mL)
H
2
C
H
2
C
O
HC
C R
O
O C R
O
O C R
O
H
3
C
1Triglicérido
3 Metanol
1 Glicerina
3 metiléster
OH
H
3
C OH
H
3
C OH
H
2
C
H
2
C
OH
HC OH
OH
H
3
C
H
3
C
O
H
3
C
C R
O
O C R
O
O C R
O
H
+
/OH
-
El procedimiento consistió en verter los diez
litros aceite de pollo dentro de un recipiente,
luego se agregó metanol 20% (v/v) con
relación a la cantidad de muestra. Se calculó
la cantidad de catalizador adicionando un
exceso dependiendo del índice de acidez.
Esto fue el KOH (hidróxido de potasio): 8 g
+ IA* L muestra. Se mezcló el catalizador
en el metanol (metóxido), se agregó la
mezcla de metóxido a la muestra, se mezcló
a Tº 50-60ºC durante 2 horas aprox. (proceso
transestericación, Tabla 3), se decantó y
separó la glicerina, se realizaron tres a cuatro
lavados con agua (20-30%(v/v) con respecto
al rendimiento de Biodiesel), separando el
biodiesel puricado para luego secar y ltrar.
Biodiesel a partir de la grasa de pollo y sus efectos mecánicos y ambientales con un motor de combustión interna
584
Julio - Diciembre 2019
Puricación del biodiesel
El procedimiento indica que se debe separar
la glicerina del biodiesel, agregar 20 a 30%
de agua destilada en relación con la cantidad
de biodiesel, agitar moderadamente por 3
min, reposar por 20 min. Aprox. o hasta la
total separación del agua. Se repiten estos
pasos por 3 a 4 veces hasta que el agua
decantada este cristalino o traslucido. Se
retira del biodiesel el agua del último lavado.
Se vierte el biodiesel libre de agua en un vaso
precipitado de 500 ml colocar el biodiesel en
una plancha de calentamiento, calentar a 95
° C hasta evaporar toda el agua, Enfriar,
ltrar y envasar.
Estándares internacionales para
caracterizar el biodiesel de pollo
El biodiesel fue caracterizado de acuerdo a
estándares internacionales que se indican a
continuación: La viscosidad cinemática fue
determinada basado en el ASTM D-445. El
residuo de carbón ASTM D-189. Glicerol
total y libre AOCS Ca 14-56. Contenido
de humedad KARL FISCHER. Carbono,
hidrógeno, nitrógeno, oxigeno ASTM
D5291. Azufre ASTM D1552 y por el Poder
caloríco superior e inferior ASTM D240.
El sistema para las pruebas con el motor
de combustión interna
La parte fundamental del sistema fue el
motor generador diésel KIPOR mono
cilindro de 3,5 kW con un generador
monofásico de 3,3 kW y factor de potencia
unitario, el sistema tenía una conguración
como lo mostrado en la Figura 1, el banco
de carga fue resistivo puro consistente en un
panel de lámparas incandescentes de 4kW
de capacidad de disipación, los equipos de
medición se muestran en la Tabla 4.
El motor fue alimentado inicialmente con
diésel comercial DB5 para la determinación
de los parámetros de potencia, torque,
consumo horario, consumo especico y las
emisiones de CO y CO
2
para cuyo efecto se
utilizaron seis cargas diferentes a partir de
los 500W, incrementándose 500W cada vez
hasta un máximo de 3000W. y se tomaron
medidas del voltaje y amperaje desarrollados
por cada carga con tres repeticiones cada
vez, el consumo de combustible se midió
cada cinco minutos y se calculó el volumen
consumido con cada carga, manteniendo
constante la velocidad de rotación del motor
en 3600 RPM.
Las mezclas usadas para cada prueba
estuvieron compuestas por el diesel
comercial DB5 más un porcentaje del
biodiesel de pollo BDP, estas consistieron de
20%, 40%, 60%.
Las densidades en cada caso se
determinaron como una relación entre el
peso y el volumen para cada mezcla.
La potencia desarrollada por el generador
se calculó mediante la siguiente ecuación:
En donde Pe (kW); I (Amp); V (Voltios); pf (factor de
potencia).
Las mediciones se hicieron con voltímetros
y amperímetros individuales tomando la
data para procesarlo en excel.
La potencia suministrada por el combustible
se calculó mediante la ecuación:
Donde
P
f
= potencia equivalente de combustible
HV = valor caloríco del combustible (kJ/kg)
M
f
= consumo másico de combustible (kg/hora)
La potencia que desarrollara el motor diésel tanto
con el diésel comercial como con la mezcla no
paso del 25% con respecto a la potencia calórica
suministrada por el combustible.
585
Garcia, J.; Calle, J. / Anales Cientícos 80(2): 580-593 (2019)
Julio - Diciembre 2019
Figura 1. Esquema del sistema para la prueba experimental del grupo motor generador y
medición de emisiones
Biodiesel a partir de la grasa de pollo y sus efectos mecánicos y ambientales con un motor de combustión interna
586
Julio - Diciembre 2019
Se procesaron los datos para el cálculo de los
parámetros y de las emisiones, así también de
hicieron las pruebas estadísticas respectivas
sobre consistencia de datos y dependencia.
Tabla 4. Componentes del sistema de prueba
e instrumentos de medición
Equipos Características
Grupo electrógeno
Motor Generador diésel
KIPOR Modelo KDE
3500E de 3,5kw. a
3600RPM 220 Volts 15
Amperios.
Banco de carga
Banco de carga resistiva
de 4,0 kW.
Multímetro digital CEM 9932FC
Medidor de ujo Fabricación propia
Pinza amperimétrica FRASEK PR-54
Tacómetro digital Monarch PLT 200
Medidor de CO CEM CO-180
Analizador de gases,
CO
2
Testo 535
Opacímetro AVL DISMOKE 4000
3. Resultados y discusión
Para analizar el supuesto de los errores con
distribución normal, de todas las variables
medidas se analizó la normalidad usando
la prueba de Shapiro-Francia (Shapiro &
Francia, 1972). Para analizar el supuesto
de homogeneidad de varianzas, se usó un
gráco de dispersión de residuos versus
valores predichos se debe observar una
nube de puntos sin patrón alguno (patrón
aleatorio) (Di Rienzo et al., 2008). Se usó
el programa Infostat, 2018 (software libre).
Para este caso se usó f1: Como tipo de
combustible, f2: Como la carga y para cada
parámetro se le aplico la prueba estadística
respectiva (Figura 2).
Caracterización del biodiesel de pollo
Luego de la elaboración del biodiesel de
la grasa de pollo esta fue caracterizada en
el laboratorio de energías renovables de la
UNALM (Tabla 5).
Figura 2. Valores predichos y cuanticables
587
Garcia, J.; Calle, J. / Anales Cientícos 80(2): 580-593 (2019)
Julio - Diciembre 2019
Tabla 5. Características generales del Biodiesel de pollo (BDP)
Fuente: Laboratorio de Energías Renovables UNALM
Se puede observar que los valores de
los resultados de análisis del biodiesel
se hallan en el rango dentro de los limites
contemplados, la viscosidad dentro de
límites 1,9-6,0 según ASTM D 445; la
densidad 890 kg m
-3
según ISO 3675 los
límites son 860-999.
En la prueba de potencia
La Tabla 6 muestra el promedio de potencias
desarrolladas por el motor operando a una
velocidad ja de 3600 RPM, con 6 cargas
variables incrementadas en 0,5kw por etapa,
para cada tipo de mezcla de combustible,
y tomando como línea base la potencia
desarrollada por la mezcla DB5 + BDP0%;
en ella podemos observar que la potencia
resultante para cada tipo de mezcla diere
con respecto a esta en 0,01kw en promedio,
por lo que en esta característica de operación
del MCI no hay diferencia considerable con
respecto a la potencia base (Figura 3)
Tabla 6. Resultados de la potencia desarrollada con diferentes mezclas de combustible
Potencia (kW)
carga(kW) 0,5 1 1,5 2 2,5 3
DB5 + BDP0% 0,40 0,90 1,35 1,84 2,32 2,76
DB5 + BDP20% 0,39 0,91 1,33 1,82 2,30 2,77
DB5 + BDP40% 0,39 0,90 1,32 1,82 2,29 2,75
DB5 + BDP60% 0,39 0,90 1,32 1,82 2,29 2,75
Biodiesel a partir de la grasa de pollo y sus efectos mecánicos y ambientales con un motor de combustión interna
588
Julio - Diciembre 2019
Figura 3. Graca de la potencia desarrollada por las mezclas
La gráca de la Figura 3 muestra
que, para cada carga impuesta al motor,
y diferentes mezclas la potencia no varía
con respecto a la potencia considerada
como base (DB5+BDP0%). Así mismo la
potencia va creciendo a medida que se va
aumentando la carga la que nos demuestra la
línea característica típica de los MCI
En la prueba de Torque
En la Tabla 7 se observa que los valores
del torque motor son prácticamente iguales
por cada grupo de carga y para cada tipo
de mezcla, mostrando una tendencia de
incremento prácticamente lineal (Figura 4).
La graca nos muestra que los tipos de
combustible no inuyen sobre el resultado
del torque motor, este corresponde a cada
carga impuesta al motor. Y su tendencia es
la de crecer hasta un punto y luego decrecer
mientras se va acercando a la máxima
potencia, se puede esto explicar que el
motor puede operar aun a mayor velocidad
y rendir aun mayor potencia de la que se está
aplicando.
En la prueba de Consumo horario en MCI
Los resultados del Tabla 8 muestran que en el
caso del combustible comercial el consumo
horario es menor comparado al consumo con
las mezclas casi en toda la gama de carga a
excepción de la carga de 3kw. Este mayor
consumo en lo que se reere a mezcla de
combustible comercial con el biodiesel de
pollo se debe a una suerte de compensación
debido al menor Valor caloríco del
biodiesel comparado con el diésel comercial.
Notándose más pronunciado el incremento
entre los 1,5kw y 2,5kw.
Tabla 7. Resultados del Torque desarrollado con diferentes mezclas de combustible
Torque (N-m)
carga(kW) 0,5 1 1,5 2 2.5 3
DB5 + BDP0% 1,06 2,39 3,58 4,89 6,15 7,33
DB5 + BDP20% 1,03 2,40 3,52 4,84 6,11 7,35
DB5 + BDP40% 1,03 2,40 3,52 4,84 6,11 7,35
DB5 + BDP60% 1,02 2,39 3,50 4,83 6,07 7,30
589
Garcia, J.; Calle, J. / Anales Cientícos 80(2): 580-593 (2019)
Julio - Diciembre 2019
Figura 4. Gráca del Torque desarrollado con diferentes mezclas de combustible
Tabla 8. Resultados del consumo horario con diferentes mezclas de combustible
Consumo horario (L/h)
carga(kW) 0,5 1 1,5 2 2,5 3
DB5 + BDP0% 0,52 0,57 0,62 0,83 1,04 1,25
DB5 + BDP20% 0,62 0,73 0,94 0,94 1,14 1,25
DB5 + BDP40% 0,62 0,73 0,94 0,94 1,14 1,25
DB5 + BDP60% 0,42 0,62 0,94 0,94 1,35 1,56
Figura 5. Curvas del consumo horario con diferentes mezclas de combustible
El gráco de la Figura 5 muestra la
tendencia que la curva de consumo horario
tiene con cualquiera de la mezcla usada
en función a las cargas, ajustándose a la
característica esperada.
El mínimo consumo horario se da con la
mezcla biodiesel al 60% entre 500 y 1000
watts de carga, así mismo se observa que en
el rango de carga entre 1000 y 2500 watts
el consumo es más bajo para todo tipo de
combustible.
Biodiesel a partir de la grasa de pollo y sus efectos mecánicos y ambientales con un motor de combustión interna
590
Julio - Diciembre 2019
En el graco podemos observar que el
rango de operación entre los 1500 watts
a 2500 watts la emisión de CO es menor
para cualquier tipo de mezcla además la
mezcla con el biodiesel tiene emisiones
menores al diésel comercial, vale decir
menor contaminación atmosférica y esto se
debería a la mayor cantidad de oxígeno en
el biodiesel.
En la prueba de Emisión de CO
2
De los datos mostrados en la Tabla 11,
se observa que la emisión de CO
2
se
incrementa proporcionalmente al aumento
de la carga desde 1758,33ppm a 500watts
hasta 4127,67ppm a 3000 watts. Con el
combustible comercial.
En el caso del combustible mezclado
con el biodiesel de pollo estas cifras
bajan considerablemente 1485,67ppm
a 500watts y 3312,33ppm a 3000watts.
Aproximadamente una reducción del 20% al
25% en la emisión de CO
2
en general.
En la prueba de Consumo especíco
En primer término, las tendencias de
las curvas de consumo especíco son
de características similares a cualquier
curva característica de los motores, con el
incremento de carga o sea con el incremento
de potencia, el consumo especicado
en función de la potencia desarrollada y
el tiempo disminuye cuanto más se va
acercando a la potencia nominal del motor
(Figura 6 y Tabla 9).
Impacto Ambiental
En la prueba de Emisión de CO
La Tabla 10 nos muestra que los valores de
las emisiones tanto en baja carga o alta carga
cercana a la potencia máxima incrementan
su emisión de CO, según la teoría la escasez
de oxigeno produce el incremento de CO,
quiere decir que en la operación por debajo
de los 1500 watts y por encima de los 2500
watts la riqueza del combustible es mayor a
la relación que debería tener la mezcla aire
combustible.
Tabla 9. Resultados del consumo especíco con diferentes mezclas de combustible
Consumo especíco (kg/kW-h)
carga(kW) 0,5 1 1,5 2 2,5 3
DB5 + BDP0% 1,08 0,53 0,38 0,37 0,37 0,37
DB5 + BDP20% 1,34 0,68 0,59 0,43 0,42 0,38
DB5 + BDP40% 1.,15 0,59 0,54 0,49 0,43 0,39
DB5 + BDP60% 0,95 0,61 0,62 0,45 0,52 0,50
Figura 6. Curvas del consumo especico con diferentes mezclas de combustible
591
Garcia, J.; Calle, J. / Anales Cientícos 80(2): 580-593 (2019)
Julio - Diciembre 2019
Tabla 10. Resultados de la emisión de CO con diferentes mezclas de combustible
Monóxido de Carbono (CO ppm)
carga(W) 500 1000 1500 2000 2500 3000
DB5 + BDP0% 38,33 49,33 32,00 21,67 25,67 60,33
DB5 + BDP20% 49,00 37,33 25,33 21,67 18,67 34,33
DB5 + BDP40% 41,33 27,33 24,00 19,00 22,00 33,00
DB5 + BDP60% 30,00 31,00 22,33 22,67 24,67 44,67
Tabla 11. Resultados del consumo especíco con diferentes mezclas de combustible
Dióxido de Carbono (CO
2
ppm)
carga(W) 500 1000 1500 2000 2500 3000
DB5 + BDP0% 1758,33 2377,00 2914,33 2470,00 3250,00 4127,67
DB5 + BDP20% 1824,67 2426,67 2610,33 2607,00 3121,00 3047,00
DB5 + BDP40% 1746,33 2309,33 2197,67 2740,33 3054,33 3121,00
DB5 + BDP60% 1485,67 1717,67 2018,33 2535,00 2532,33 3312,33
Figura 7. Curvas de la emisión de CO con diferentes mezclas de combustible
Figura 8. Curvas de la emisión de CO
2
con diferentes mezclas de combustible
Biodiesel a partir de la grasa de pollo y sus efectos mecánicos y ambientales con un motor de combustión interna
592
Julio - Diciembre 2019
Figura 9. Graca de la emisión de CO
2
con diferentes mezclas de combustible
En el graco podemos observar que la
emisión de CO
2
para cada carga a la que
se somete al motor con el combustible
comercial (en azul) es el que emite mayor
proporción de CO
2
en general y la mezcla
del 60% de BDP es la que emite la menor
proporción, vale aclarar que el combustible
comercial ya tiene un 5% de biodiesel
incluido, de acuerdo al DS 021-2007-EM.
por norma, por lo que se puede asegurar que
la mezcla de biodiesel en el diésel reduce
considerablemente la emisión de este gas de
efecto invernadero.
4. Conclusiones
La grasa de pollo representa una importante
fuente de insumo para ser usado en la
producción de biodiesel por la gran cantidad
de consumo a nivel nacional y mundial. El
biodiesel obtenido de la grasa de pollo se
convierte en una fuente muy importante de
energía siendo un combustible renovable de
tercera o cuarta generación que no afecta a la
seguridad alimentaria .El uso de la grasa de
pollo como materia prima para el biodiesel
evita la emisión al ambiente en más del 20%
de gases tóxicos o de efecto invernadero .Los
subproductos de la producción de biodiesel
como es el caso de la glicerina puede ser
aprovechado en múltiples usos entre ellas los
cosméticos, los lubricantes, los detergentes y
otros .La capacidad energética del biodiesel
de pollo es ligeramente inferior al del diésel
comercial en un ocho por ciento (Biodiesel
39566,12 kJ/kg, Diésel comercial 43000kJ/
kg) por lo que no es notorio la perdida de
potencia. El índice de acidez (2,13) de la
grasa de pollo, garantiza un alto grado de
transestericacion, y un rendimiento del
96 por ciento respecto a la obtención de
biodiesel desde la grasa de pollo. Los efectos
mecánicos desarrollados por el MCI con el
uso del biodiesel mezclado en porcentajes
al 20, 40, 60 por ciento son similares a los
del diésel comercial con una insignicante
disminución de potencia debido a que el
poder caloríco del BDP es 8% menos que
al diésel comercial. Los efectos ambientales
marcan una notable diferencia frente al diésel
comercial disminuyendo la producción
de gases de efecto invernadero en más
del 20% con respecto al diésel comercial,
contribuyendo de esa manera a disminuir el
calentamiento global.
5. Literatura citada
Alptekin, E.; Canacki, M. 2011. Optimization
of transesterication for methyl ester
production from chicken fat. Fuel 90:
2630–2638.
593
Garcia, J.; Calle, J. / Anales Cientícos 80(2): 580-593 (2019)
Julio - Diciembre 2019
Ashraful, AM.; Masjuki, HH.; Kalam,
MA.; Rizwanul, IM.; Imtenan, S.;
Shair, SA.; Mobarak, HM. 2014.
Production and comparison of fuel
properties, engine performance, and
emission characteristics of biodiesel
from various non-edible vegetable
oils: a review. Energy Convers Manag
80(0):202–28.
Rasim Behcet. 2015. Evaluation as Fuel
Diesel Engine of Methyl Esters
Derived from Waste Animal Fats 33
(2): 227-242
Shapiro, S.S.; Francia, R.S. 1972. An
approximate analysis of variance
test for normality. Journal of the
MERICAN Statistical Association.
Journal of the American Statistical
Association.
Shi, W.; Li, J.; He B.; Yan, F.; Cui, Z.; Wua,
K.; Lin, L.; Qian, X.; Cheng, Y. 2013.
Biodiesel production from waste
chicken fat with low free fatty acids
by an integrated catalytic process of
composite membrane and sodium
methoxide,” Bioresource Technology
139:316-322.
UNDP. 2018. Disponible en http://www.
undp.org/content/undp/es/home/
sustainable-development-goals/goal-
7-affordable-and-clean-energy.html
Accesado diciembre 2018.
Wan Ghazali, W.N.M.; Mamat, R.; Masjuki,
H. and Naja, G. 2015. Eects of
biodiesel from dierent feedstocks on
engine performance and emissions: A
review. Renewable and Sustainable
Energy Reviews 51:585-602.