6284486132 p 649

APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LAS TRAMPAS DE GRASAS PROVENIENTES DE LOS ESTABLECIMIENTOS

COMERCIALES EN EL MUNICIPIO DE PEREIRA.

CÉSAR ANDRÉS PINEDA RODRÍGUEZ INGENIERO AMBIENTAL

c.c 1.088.239.628

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES

MAESTRÍA EN ECOTECNOLOGÍA PEREIRA 2011

APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LAS TRAMPAS DE GRASAS PROVENIENTES DE LOS ESTABLECIMIENTOS

COMERCIALES EN EL MUNICIPIO DE PEREIRA.

CÉSAR ANDRÉS PINEDA RODRÍGUEZ INGENIERO AMBIENTAL

c.c 1.088.239.628

Tesis de maestría para optar al título de Magíster en Ecotecnología

DIRECTOR Ph.D JHONIERS GILBERTO GUERRERO ERAZO Decano Facultad de Ciencias Ambientales

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES

MAESTRÍA EN ECOTECNOLOGÍA PEREIRA 2011

Tabla de Contenido RESUMEN .................................................................................................................................. 8 1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 9 2 JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................. 10 3 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 11 3.1 Objetivo General ................................................................................................................ 11 3.2 Objetivos Específicos ....................................................................................................... 11

4 ALCANCES DE LOS OBJETIVOS Y LOS RESULTADOS ESPERADOS ................. 12 5 HIPÓTESIS DEL TRABAJO .......................................................................................... 12 6 MARCO TEÓRICO .......................................................................................................... 13 6.1 Producción de Biodiesel ................................................................................................. 13 6.2 Proceso de Saponificación para la producción de jabón ..................................... 16 6.3 Proceso de obtención del betún y cera para muebles a partir de Aceites Vegetales y Grasa Animal. ......................................................................................................... 16

7 METODOLOGÍA ............................................................................................................. 17 7.1 Objetivo Específico 1 ........................................................................................................ 17 7.1.1 Diagnóstico de los Establecimientos Comerciales y de los Distritos Sanitarios en el Municipio de Pereira .................................................................................................................... 19 7.1.2 Establecimientos y Distritos Sanitarios Seleccionados para el Desarrollo de la Investigación ............................................................................................................................................... 21 7.1.3 Toma de Muestras ..................................................................................................................... 22 7.1.4 Ubicación de los Distritos Seleccionados ........................................................................ 22

7.2 Objetivo Específico 2 ........................................................................................................ 23 7.2.1 Tratamiento de las Muestras en el Laboratorio ........................................................... 23 7.2.2 Separación de la Emulsión (Grasas y Aceites Usados – Agua) ............................... 25 7.2.3 Elaboración de la Cera para Muebles (CM) .................................................................... 26 7.2.4 Elaboración de la Crema Lustradora de Zapatos (betún) (BT) ............................. 27 7.2.5 Elaboración de Biodiesel (BIO) ........................................................................................... 30 7.2.6 Elaboración de Jabón (JB) ...................................................................................................... 31 7.2.7 Pruebas Microbiológicas ........................................................................................................ 33

7.3 Objetivo Específico 3 ........................................................................................................ 34 7.3.1 Evaluación Financiera ............................................................................................................. 34

7.4 Análisis de los Datos de la Caracteirización ............................................................. 34 8 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................................... 36 8.1 Objetivo Específico 1 ........................................................................................................ 36 8.1.1 Modelo para Determinar la Cantidad de Grasas y Aceites Usados generadas en los Establecimientos Comerciales ..................................................................................................... 36 8.1.2 Cuantificación de las Grasas y Aceites Usados .............................................................. 39

8.2 Análisis de Datos luego de la Caracterización ......................................................... 41 8.3 Objetivo Específico 2 ........................................................................................................ 42 8.3.1 Obtencion de la Cera para Muebles ................................................................................... 42 8.3.2 Producto Terminado ................................................................................................................ 42 8.3.3 Características Cera para Muebles ..................................................................................... 43 8.3.4 Obtención del Betún ................................................................................................................. 43

8.3.5 Características del Betún ....................................................................................................... 44 8.3.6 Obtención del Biodiesel .......................................................................................................... 45 8.3.7 Características del Biodiesel ................................................................................................. 45 8.3.8 Obtención del Jabón ................................................................................................................. 49 8.3.9 Características del Jabón ........................................................................................................ 49 8.3.10 Resultados Pruebas Microbiológicas ............................................................................. 50

8.4 Objetivo Específico 3 ........................................................................................................ 52 8.4.1 Evaluación Financiera ............................................................................................................. 52

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 77 10 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................ 79 ANEXOS .................................................................................................................................. 82 ANEXO 1 ................................................................................................................................. 83 ANEXO 2 ................................................................................................................................. 84

Lista de Figuras Figura 6-‐1 Reacción de Transesterificación, donde R1, R2, R3 representan las cadenas de ácidos grasos. ......................................................................................................................................... 15 Figura 6-‐2 Reacción de Saponificación ............................................................................................ 16 Figura 7-‐1 Descripción Proceso de Caracterización de las Grasas y Aceites Usados ... 18 Figura 7-‐2 Productos esperados de acuerdo a las diferentes procedencias .................... 23 Figura 7-‐3 Proceso de obtención de la Cera para Muebles ..................................................... 27 Figura 7-‐4 Proceso de obtención del Betún .................................................................................... 29 Figura 7-‐5 Proceso de obtención del Biodiesel ............................................................................. 31 Figura 7-‐6 Proceso de obtención de Jabón ..................................................................................... 32 Figura 7-‐7 Análisis Estadístico ............................................................................................................ 35 Figura 8-‐1 Presentación de las Grasas y Aceites Usados .......................................................... 52 Figura 8-‐2 Proceso de Aprovechamiento de las Grasas y Aceites Usados ......................... 53

Lista de Fotografías

Fotografía 7-‐1 Muselina ......................................................................................................................... 23 Fotografía 7-‐2 Grasas y Aceites Usados ........................................................................................... 24 Fotografía 7-‐3 Filtración G y A U ........................................................................................................ 24 Fotografía 7-‐4 Separación de los Sedimentos ............................................................................... 24 Fotografía 7-‐5 Sedimentos luego de la Filtración ....................................................................... 24 Fotografía 7-‐6 G y A U de Restaurantes filtradas ........................................................................ 24 Fotografía 7-‐7 G y A U de Comida Rápidas filtradas .................................................................. 24 Fotografía 7-‐8 Separación de la Emulsión (Grasas y Aceites Usados – Agua) ................ 25 Fotografía 7-‐9 Filtración Grasas y Aceites Usados ..................................................................... 26 Fotografía 7-‐10 Grasas y Aceites Usados disueltos con Kerosene ........................................ 28 Fotografía 7-‐11 Filtración ..................................................................................................................... 28 Fotografía 7-‐12 Cera Carnaúba .......................................................................................................... 28 Fotografía 7-‐13 Cera Carnaúba y Negro de Humo ..................................................................... 28 Fotografía 7-‐14 Insumos sometidos a Calor .................................................................................. 29 Fotografía 7-‐15 Mezcla Final de los Insumos ................................................................................ 29 Fotografía 7-‐16 Separación Emulsión .............................................................................................. 30 Fotografía 7-‐17 Aceites para la Elaboración de Biodiesel ...................................................... 30 Fotografía 7-‐18 Preparación de la Mezcla ..................................................................................... 31 Fotografía 7-‐19 Adición del Colorante ............................................................................................. 32 Fotografía 7-‐20 Jabón Semilíquido .................................................................................................... 32 Fotografía 7-‐21 Preparación de las Muestras .............................................................................. 33 Fotografía 7-‐22 Preparación de los medios de cultivos (Ogy -‐ Plate Count) ................... 33 Fotografía 8-‐1 Toma de Muestras (Restaurantes) ..................................................................... 39 Fotografía 8-‐2 Toma de Muestras (Comidas Rápidas) ............................................................. 39 Fotografía 8-‐3 G y A U Restaurantes y Comidas Rápidas ......................................................... 43 Fotografía 8-‐4 Cera para Muebles Líquida .................................................................................... 43 Fotografía 8-‐5 Producto terminado ................................................................................................. 43 Fotografía 8-‐6 Betún Procedencia Restaurantes ......................................................................... 44 Fotografía 8-‐7 Betún Procedencia Comidas Rápidas ................................................................ 44 Fotografía 8-‐8 Montaje para la obtención del biodiesel ......................................................... 45

Fotografía 8-‐9 Proceso de obtención de Biodiesel ...................................................................... 45 Fotografía 8-‐10 Biodiesel y Glicerina ................................................................................................ 47 Fotografía 8-‐11 Refractómetro ........................................................................................................... 48 Fotografía 8-‐12 Analisis de la Muestra ............................................................................................ 48 Fotografía 8-‐13 Jabón .............................................................................................................................. 49 Fotografía 8-‐14 Prueba Jabón ............................................................................................................. 49 Fotografía 8-‐15 Producto terminado ............................................................................................... 50 Fotografía 8-‐16 Análisis Grasas y Aceites Usados ....................................................................... 51 Fotografía 8-‐17 Análisis Betún ............................................................................................................ 51 Fotografía 8-‐18 Análisis Cera para Muebles ................................................................................. 51

Lista de Cuadros Cuadro 8-‐1 Variables Macroeconómicas ........................................................................................ 54 Cuadro 8-‐2 Supuestos del Negocio .................................................................................................... 55 Cuadro 8-‐3 Generación de Material ................................................................................................. 58 Cuadro 8-‐4 Recolección del Material ............................................................................................... 59 Cuadro 8-‐5 Transporte del Material ................................................................................................ 60 Cuadro 8-‐6 Inversiones ........................................................................................................................... 61 Cuadro 8-‐7 Financiación ....................................................................................................................... 63 Cuadro 8-‐8 Depreciación ....................................................................................................................... 64 Cuadro 8-‐9 Producción Producto Terminado .............................................................................. 65 Cuadro 8-‐10 Ventas ................................................................................................................................. 66 Cuadro 8-‐11 Gastos de Recolección .................................................................................................. 67 Cuadro 8-‐12 Costos Unitarios de Producción ............................................................................... 68 Cuadro 8-‐13 Gastos de Administración ........................................................................................... 70 Cuadro 8-‐14 Estado de Resultados (PyG) ....................................................................................... 71 Cuadro 8-‐15 Inventarios ........................................................................................................................ 72 Cuadro 8-‐16 Proveedores ...................................................................................................................... 73 Cuadro 8-‐17 Flujo de Caja ..................................................................................................................... 74 Cuadro 8-‐18 Balance General ............................................................................................................. 75 Cuadro 8-‐19 VPN y TIR ........................................................................................................................... 76

Lista de Gráficos Gráfico 7-‐1 Distribución de Establecimientos por Distrito ...................................................... 20 Gráfico 7-‐2 Distribución del Porcentaje de grasas/mes por Distrito .................................. 20 Gráfico 7-‐3 Ubicación Distritos ............................................................................................................ 22 Gráfico 8-‐1 Dispersión de los datos para Restaurantes ............................................................ 37 Gráfico 8-‐2 Dispersión de los datos para Comidas Rápidas .................................................... 38

Lista de Tablas Tabla 1 Método de Determinación ..................................................................................................... 17 Tabla 2 Número de Establecimientos por Distritos en la ciudad de Pereira ................... 19 Tabla 3 Distritos Seleccionados para la Investigación .............................................................. 21 Tabla 4 Generación de Grasas por tipo de Establecimiento ................................................... 21 Tabla 5 Datos Establecimiento Restaurantes ............................................................................... 36 Tabla 6 Datos Establecimiento Comidas Rápidas ....................................................................... 37 Tabla 7 Valores de Grasa Producida de acuerdo a los Modelos Generados ..................... 38 Tabla 8 Muestreos Restaurantes y Comidas Rápidas ................................................................ 40 Tabla 9 Tratamiento de las Grasas para Aprovecharlas ......................................................... 40 Tabla 10 Cantidad de Grasas y Aceites Usados Aprovechables con base a la generación de Grasa Producida .......................................................................................................... 40 Tabla 11 Análisis de los Datos de Laboratorio ............................................................................. 41 Tabla 12 Insumos y Cantidades ........................................................................................................... 42 Tabla 13 Aspectos de Evaluación ....................................................................................................... 43 Tabla 14 Insumos y Cantidades ........................................................................................................... 44 Tabla 15 Aspectos de Evaluación ....................................................................................................... 45 Tabla 16 Valores de Acidez y Humedad para la obtencion del Biodiesel .......................... 46 Tabla 17 Valores de acidez luego del pre-‐tratamietno con MgSO4 ..................................... 46 Tabla 18 Indices de Refracción. ........................................................................................................... 48 Tabla 19 Insumos y Cantidades ........................................................................................................... 49 Tabla 20 Obtención de los productos de acuerdo a las procedencias ................................ 50 Tabla 21 Costo Tanque de Concreto Restaurante ....................................................................... 62 Tabla 22 Costo Tanque de Concreto Comidas Rápidas ............................................................. 62 Tabla 23 Costo Tanque de Plástico (Transporte) ........................................................................ 62

8

RESUMEN En la industria alimenticia al igual que en los restaurantes, constantemente se generan subproductos (grasas y aceites usados), los cuales presentan dificultad para el manejo y disposición adecuada; un ejemplo de esto son las grasas. La grasa animal es un hidrocarbono complejo con enlaces químicos difíciles de romper, por lo que la acción microbiana tarda un poco más en degradarla en comparación con los residuos orgánicos presentes en las aguas residuales. Generalmente los restaurantes y las industrias retienen y acumulan la grasa en depósitos conocidos como Trampas de Grasa, este mecanismo consiste en un tanque pequeño de flotación donde la grasa flota y es retenida, mientras el agua sale por una descarga inferior (Romero, 2004). Se debe tener en cuenta que la legislación prohíbe disponer las grasas directamente a través del alcantarillado (NTC 1500), y de ninguna manera disponerlos a través de los servicios de recolección de basura. En la mayoría de los casos se utilizan productos químicos para transformar la grasa, pero a su vez estos químicos causan problemas de contaminación en las descargas de aguas residuales. Los productos químicos tales como ácidos o álcalis no deben ser utilizados ya que contribuyen a aumentar el problema de contaminación, dada su alta reactividad. Aún con la ayuda de estos químicos, se hace necesaria la extracción de la grasa debido a que se encuentra en forma sólida, por tal motivo es necesario buscar alternativas de aprovechamiento de estos subproductos, para desarrollar alternativas que puedan ser utilizadas en otras actividades o para lograr su adecuada disposición. Como alternativa Canakci (2007), identifica la forma de aprovechar los subproductos de cocinas de restaurantes tales como: grasa animal y aceites vegetales, transformándolos con la ayuda de diferentes procesos en combustibles alternativos, reduciendo así las emisiones de monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC), y de material particulado (PM). También existen otras alternativas las cuales tienen como fin aprovechar estos residuos grasos para elaboración de productos, tales como cera para muebles, crema lustradora de zapatos y jabón (Garzón y López, 2008). La presente investigación tiene como objetivo determinar una alternativa de aprovechamiento de los residuos grasos generados en establecimientos comerciales, a través de la producción de biodiesel, jabón, cera para muebles y de una crema lustradora de zapatos (betún), identificando cual de estas alternativas es la más adecuada para el manejo de este tipo de residuos, y además de determinar que consideraciones se deberían tener en cuenta para el desarrollo de la alternativa.

9

1 INTRODUCCIÓN Los desechos provenientes de la trampa de grasa de restaurantes, son ricos en grasas animales y aceites vegetales, los cuales son considerados sustancias problemáticas tanto en el sistema de tratamiento de las aguas residuales como en el tratamiento de residuos sólidos debido a las características de estos compuestos, en muchos países se ha prohibido su disposición en vertederos a cielo abierto debido a que su proceso de degradación es lento y al ser mezclados con los lixiviados se hace difícil su eliminación (Lemus., et al 2004). En las plantas de procesamiento de alimentos y restaurantes continuamente se generan este tipo de desechos, los cuales tienen como destino final la red de alcantarillado. La disposición de estas aguas residuales en cuerpos hídricos causa serios problemas debido al aumento de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y demanda química de oxígeno (DQO), además de incidir el color y olor de esta agua. (Lan., et al 2009). Hoy día, la mayor parte del aceite de cocina es usado y vertido en el sistema de alcantarillado de las ciudades, este procedimiento trae consigo diferentes aspectos negativos, entre ellos se observan como los aceites y las grasas pueden causar la obstrucción de las tuberías por la formación de una película en las paredes internas, lo cual contribuye a la reducción del diámetro eficaz en la tubería del alcantarillado (Kabouris., et al 2009), además se debe tener en cuenta que si estos aceites alcanzan a llegar a las plantas de tratamiento de aguas residuales generarían una alteración en la operaciones normales, aumentando los costos de mantenimiento, y si por el contrario estas son vertidas directamente a un cuerpo de agua se estaría aumentando la carga contaminante que este podría depurar (Lapuerta., et al 2008). Solo una pequeña cantidad del aceite de cocina usado correctamente es recogida y reciclada, sobre todo en áreas rurales, donde hace unos años, estos residuos se utilizaban como alimento para animales, pero después de realizadas pruebas de laboratorio, se determinó que los aceites eran expuestos a altas temperaturas lo que generaba que este tipo de compuestos tuviera propiedades cancerígenas afectando de manera notoria a los animales (Lapuerta., et al 2008). Con base a la investigaciones previas (Bautista., et al 2009; Garzón y López, 2008), se ha logrado identificar posibles alternativas de aprovechamiento de grasas y aceites usados que pueden ser utilizados de nuevo en procesos de producción, como es el caso de la obtención de biodiesel, cera para muebles, cremas lustradoras de zapatos (betún) y jabón de tocador. El biodiesel es un combustible alternativo para los motores diesel, que es producido químicamente por la reacción de una grasa (vegetal o animal) y aceites usados, con un alcohol como el metanol o etanol. La reacción requiere de un catalizador, por lo general una base fuerte, como el hidróxido sodio o el hidróxido de potasio, produciendo nuevos compuestos químicos como los ésteres de metilo, estos ésteres son los que se conocen como biodiesel (Gerpen, 2005). Otras de las alternativas de aprovechamiento de grasas y aceites es la producción de jabón, esta se ha llevado a cabo durante muchos años, esta actividad fue una tarea casera en la que se utilizaban grasas animales y cenizas las cuales proporcionaban el álcali. Actualmente existen múltiples fórmulas y variedades de éste producto; en esencia se produce a partir de una reacción conocida como saponificación.

10

2 JUSTIFICACIÓN Constantemente en los establecimientos comerciales se están generando subproductos (grasas y aceites usados) en sus procesos productivos, razón por la cual se hace necesario ejercer un control sobre el manejo que se le debe dar a este tipo de residuos, pero al mismo tiempo surgen diferentes interrogantes, tales como: ¿Qué hacer con estos residuos?, ¿Como debería ser su manejo?, ¿Sería posible tratarlos o aprovecharlos? o si por el contrario ¿Podrían tener un valor agregado?, el desarrollo de la investigación pretende dar respuesta a estos interrogantes, además de definir posibles alternativas para el aprovechamiento y/o manejo de las grasas y aceites usados en los establecimientos comerciales, permitiendo identificar de esta manera una posible solución a una necesidad insatisfecha. En el municipio de Pereira existen alrededor de 600 establecimientos comerciales, donde a diario se están generando residuos de aceites vegetales y grasa animal, la disposición de estos desechos se hace directamente al relleno sanitario sin un tratamiento previo, en muchos de los casos estas grasas y aceites se dirigen al alcantarillado del municipio generando con esto taponamientos en las tuberías y aumentando así el problema, razón por la cual en el desarrollo de la investigación se proponen alternativas de aprovechamiento y/o de manejo de los residuos de grasas y aceites usados, además de elaborar una evaluación financiera, con la cual se conocerá la viabilidad del proyecto. Dentro de las posibles alternativas se encuentra la elaboración de biodiesel, la producción de jabón, cera para muebles y de una crema lustradora de zapatos (betún).

11

3 OBJETIVOS

3.1 Objetivo General

Determinar una alternativa viable para el aprovechamiento y/o manejo de los residuos provenientes de las trampas de grasas de Restaurantes y Comidas Rápidas en el municipio de Pereira.

3.2 Objetivos Específicos

• Caracterizar los residuos provenientes de las trampas de grasas de los establecimientos comerciales en el municipio de Pereira.

• Evaluar la factibilidad técnica de las alternativas para la producción de biodiesel, cera para muebles, cremas lustradoras de zapatos (betún), y de jabón a partir de grasas y aceites usados.

• Realizar una evaluación financiera para el tratamiento del residuo graso

generado por los establecimientos seleccionados (Restaurantes y Comidas Rápidas), para la obtención de materia prima para su posterior aprovechamiento.

12

4 ALCANCES DE LOS OBJETIVOS Y LOS RESULTADOS ESPERADOS Por medio de este proyecto de investigación se pretende identificar cual alternativa es más viable para el aprovechamiento y/o manejo de los residuos generados en las trampas de grasa de los establecimientos comerciales, teniendo en cuenta que el tipo de grasas y aceites usados serán diferenciadas según su procedencia, es decir, se recolectaran muestras de Restaurantes y Comidas rápidas, que serán evaluadas en las siguientes alternativas: obtención de biodiesel, cera para muebles, cremas lustradoras de zapatos (betún) y el jabón Además se pretende identificar de acuerdo a las diferentes procedencias de las grasas, la calidad del biodiesel, de la cera para muebles, del betún y el jabón, a partir de las grasas y aceites usados; serán también caracterizadas las grasas con el fin de determinar dependiendo su procedencia cual seria su mejor aprovechamiento. El desarrollo de los procesos de obtención se llevará a cabo a escala de laboratorio donde se determinarán las especificaciones por unidades y las cantidades de materiales requeridos para la obtención de los productos.

5 HIPÓTESIS DEL TRABAJO

• Existe, una alternativa para el aprovechamiento y/o manejo de los residuos provenientes de las trampas de grasas de los establecimientos comerciales, que a corto plazo se identifique como una alternativa ambiental y técnicamente sostenible, para mitigar el impacto generado por estos residuos grasos sobre el ambiente.

13

6 MARCO TEÓRICO Las grasas y los aceites son clasificados químicamente como lípidos, estos compuestos son conocidos con el nombre de triglicéridos. Los aceites generalmente son líquidos en temperatura ambiente, mientras que las grasas son sólidas a la misma temperatura. Las grasas son generalmente clasificadas en dos categorías, grasa amarilla y la grasa marrón. La grasa amarilla se produce a partir de aceite vegetal o grasa animal que ha sido calentada y usada para cocinar una amplia variedad de carnes, pescados o productos vegetales, mientras que la grasa marrón es aquella que se encuentra presente en la trampa de grasa. Una de las características más importantes de los residuos de aceites vegetales y grasas son sus bajos costos, lo cual es un factor determinante a la hora de utilizarla como materia para procesos de aprovechamiento. (Kabouris., et al 2009). En la freidura de alimentos, los aceites vegetales son usados a muy altas temperaturas, este proceso causa varias reacciones químicas como la hidrólisis, la polimerización y la oxidación, además de generar radicales libres (RL), los cuales pueden convertirse en agentes cancerígenos afectando de forma directa la salud, así mismo, las altas temperaturas producen cambios en las propiedades físicas y químicas de los aceites y grasas durante la freidura. El aumento de la viscosidad en el aceite esta dado por la polimerización, esta reacción tiende a formar compuestos de peso molecular altos. (Canakci, 2007). Los aceites vegetales tienen el potencial de sustituir a una fracción los productos de los destilados de petróleo y productos petroquímicos derivados del petróleo en un futuro próximo. Los combustibles de aceites vegetales vírgenes no son ahora competitivos frente a los combustibles de petróleo debido a que aún son más costosos en su obtención. Sin embargo, con los recientes incrementos en los precios del petróleo y la incertidumbre sobre la disponibilidad de petróleo, existe un renovado interés en el uso de aceites vegetales usados en motores Diesel. (Demirbas, 2003). Los aceites vegetales se están convirtiendo en una alternativa prometedora para el combustible diesel, ya que son renovables en la naturaleza y pueden ser producidos localmente además de ser amigables con el medio ambiente. Los aceites no tienen prácticamente ningún contenido de azufre, no ofrecen ninguna dificultad para el almacenamiento, y tienen excelentes propiedades de lubricación. (Ramadhas., et al 2005). Las alternativas propuestas para el desarrollo de la investigación se describen a continuación:

6.1 Producción de Biodiesel Desde hace más de un siglo, se han desarrollado en gran medida investigaciones referentes al tema del combustible diesel, no sólo en el diseño sino también en encontrar un combustible apropiado. Por muchos años, la disponibilidad de los combustibles derivados del petróleo eran considerables, lo que permitía acceder a ellos de una manera más fácil por lo que no eran tan costosos como lo son ahora, esto proporcionó poco interés para experimentar con alternativas de combustibles renovables para motores diesel. (Arbeláez y Rivera, 2007).

14

Sin embargo, desde la crisis petrolera de los años 1970, se generó un gran interés por la investigación, permitiendo así tener un conocimiento un poco más amplio en el área de combustibles alternativos. El metanol, el etanol, el gas natural comprimido (GNC), el gas licuado de petróleo (GLP), el gas natural líquido (GNL), los aceites vegetales y la gasolina reformulada, han sido considerados todos como combustibles alternativos. De estos combustibles alternativos, sólo el etanol y los aceites vegetales son combustibles no fósiles, muchos investigadores han concluido que el aceite vegetal y las grasas animales podrían llegar a ser una promesa de combustibles alternativos para motores diesel, debido a su volatilidad baja y al alto número de cetano que contienen, lo que permite generar la chispa necesaria para encender estos motores. No obstante, Las propiedades de biodiesel varían dependiendo del aceite utilizado como materia prima, y además del alcohol usado, pero aún así siempre están muy cerca de las propiedades de combustible diesel (Canakci, 2007). El uso de aceites vegetales sin ser procesados para motores diesel pueden causar problemas relacionados con el motor, debido a la viscosidad que contienen; estos problemas se evidencian en la formación de residuos los cuales son conducidos a los depósitos en el motor, pero estos efectos pueden ser reducidos o ser eliminados por el proceso de transesterificación donde el aceite vegetal se transforma a un éster, dando paso a la optimización del combustible. La producción de biodiesel a partir de aceites vegetales se ha estudiado extensamente en los últimos años, diferentes investigadores han informado de la producción de biodiesel de varias maneras, existen cuatro líneas básicas para la producción de biodiesel a partir de grasas y aceites: transesterificación catalizadas por una base; transesterificación catalizadas por un ácido; la enzima de conversión catalítica del aceite en sus ácidos grasos seguida por la obtención del biodiesel y por último, la transesterificación con metano utilizado como solvente (Demirbas, 2009). En el proceso de transesterificación se remueve la glicerina de los triglicéridos y se sustituye por el alcohol usado para el proceso de conversión, este proceso disminuye la viscosidad, pero mantiene el número de cetano y el poder calorífico (Canakci, 2007). El proceso de transesterificación, es una reacción química donde se hace reaccionar los aceites vegetales con el alcohol en presencia de un catalizador como muestra en la Figura 6-‐1. La transesterificación significa la reducción de la viscosidad de los aceites vegetales sin afectar el poder calorífico del combustible original. Por lo tanto, la atomización de combustible, la combustión, y las características de emisión mostrarán mejores resultados en los aceites usados en comparación con los aceites vegetales vírgenes. Los alcoholes como el etanol, el metanol, o butanol pueden ser usados en la transesterificación. (Felizardo et al. 2006).

15

Figura 6-‐1 Reacción de Transesterificación, donde R1, R2, R3 representan las cadenas de

ácidos grasos. Los catalizadores usados en la transesterificación son generalmente clasificados en dos categorías, ácidos y alcalinos. Los catalizadores ácidos comúnmente preferidos son: sulfúricos, sulfónicos y ácidos hidroclóricos; los catalizadores alcalinos más utilizados son el hidróxido de sodio y el hidróxido de potasio; en la transesterificación de aceite vegetales con catalizadores alcalinos, los investigadores han acentuado que el aceite vegetal y el alcohol no deberían contener el agua ya que esta reduce la velocidad de reacción. (Canakci, 2007). La transesterificación de aceites vegetales catalizados por una base y un alcohol ha sido por mucho tiempo el método preferido para la producción de biodiesel, donde el metanol es el alcohol comúnmente utilizado debido a su bajo costo, además de la generación de glicerina como subproducto luego de la obtención del biodiesel; esta última utilizada por las industrias farmacéuticas, cosméticas y alimentarias. (Bautista., et al 2009; Demirbas, 2009; Rojas., et al 2009). Los ésteres metílicos y etílicos de ácidos grasos son los ésteres conocidos como el biodiesel. Los métodos de preparación de los ésteres metílicos y etílicos tienen sus propias ventajas y desventajas. En el caso de la metanólisis la solubilidad del aceite en metanol es menor y la reacción de transferencia de masa es limitado. Por otro lado, el metanol tiene mayor conversión de equilibrio debido a una mayor reacción de metóxido. A diferencia de metanol, el etanol tiene mejores propiedades disolventes y se puede obtener a partir de recursos renovables. Sin embargo, la formación de la emulsión después de la transesterificación del aceite con etanol hace que la separación de éster sea aún muy difícil. (Issariyakul., et al 2007) En el caso de metanólisis, estas emulsiones se descomponen rápidamente y con facilidad para formar una capa de glicerina en la capa inferior y en la parte superior una capa rica en éster metílico. En la ethanolysis, estas emulsiones son más estables y complican severamente la separación y purificación de los ésteres. (Encinar., et al 2007). El combustible diesel en gran parte es utilizado en el transporte, la agricultura, sectores comerciales, domésticos, e industriales y para la generación de energía (Demirbas, 2009). De los combustibles alternativos, el biodiesel obtenido de aceites vegetales y grasa animal sostiene muy buenas ofertas como una alternativa ecológica. Este combustible alternativo recientemente ha atraído la atención en países de todo el mundo debido a su disponibilidad, al ser

16

biodegradable y no tóxico, el biodiesel se encuentra libre de azufre y compuestos aromáticos, produce menos emisiones en comparación con la gasolina convencional, y a su vez proporciona características similares en términos de eficiencia (Demirbas, 2003, 2009)

6.2 Proceso de Saponificación para la producción de jabón Los aceites vegetales, como el aceite de coco o de oliva, y las grasas animales, como el sebo, son ésteres de glicerina con ácidos grasos. Por eso cuando son tratados con una base fuerte como sosa o potasa se saponifican, es decir producen la sal del ácido graso conocida como jabón y liberan glicerina. En el caso de que la saponificación se efectúe con sosa (soda cáustica), se obtendrán los jabones de sodio, que son sólidos y ampliamente usados en el hogar. En caso de hacerlo con potasa, se obtendrán jabones de potasio, que tienen consistencia líquida. La reacción química que se efectúa en la fabricación de jabón se puede representar en forma general como se muestra en la Figura 6-‐2.

Figura 6-‐2 Reacción de Saponificación

Las grasas y aceites usados, son compuestos de glicerina y de un ácido graso, como el ácido palmítico o el esteárico, cuando estos compuestos se tratan con una solución acuosa de un álcali, como el hidróxido de sodio, se descomponen formando la glicerina y la sal de sodio de los ácidos grasos. Los ácidos grasos que se requieren para la fabricación del jabón se obtienen de los aceites de sebo, grasa y pescado, mientras que los aceites vegetales se obtienen, del aceite de coco, de oliva, de palma, de soja (soya) o de maíz. Los jabones duros se fabrican con aceites y grasas que contienen un elevado porcentaje de ácidos saturados, que se saponifican con el hidróxido de sodio (Na-‐OH). Los jabones blandos son jabones semifluidos que se producen con aceite de lino, aceite de semilla de algodón y aceite de pescado, los cuales se saponifican con hidróxido de potasio (K-‐OH). En general un jabón es una sal sódica o potásica de ácidos grasos, que se obtiene por hidrólisis alcalina de ceras, grasas, sebos y aceites, una cera es un éster natural de peso molecular alto formado por alcoholes mono-hidroxilados de cadena lineal larga y de ácidos grasos superiores de cadena recta.

6.3 Proceso de obtención del betún y cera para muebles a partir de Aceites Vegetales y Grasa Animal.

El betún para zapatos se conoce también como crema para calzado, pomada de calzado o pasta de calzado, es utilizado para dar lustre, impermeabilizar y mejorar la apariencia del cuero de los

17

zapatos o botas. La fabricación de betún es un proceso químico donde los productos que se utilizan en su elaboración son ceras, aceites, grasas, pigmentos y disolventes. Estos productos se calientan y se mezclan para obtener la proporción adecuada, luego de la mezcla se vierte dentro de recipientes, logrando con esto un cambio en su estado, es decir cambia de estado líquido a sólido, luego de este proceso ya se encuentra listo para su comercialización. En la actualidad existen diferentes métodos de obtención de betún, entre ellos, la producción a partir del reciclaje de neumáticos, para este método se han desarrollado formulas donde se incorpora el caucho de los neumáticos al betún para así lograr obtener parte de sus propiedades, este método es usado en emulsiones asfálticas. Por otra parte, la elaboración de cera para muebles se lleva a cabo con la mezcla de los siguientes insumos: grasas y aceites usados, cera de abejas, trementina y aceite mineral; disueltos los productos, estos deben ser calentados y después deben ser dejados a temperatura ambiente para que se solidifique el producto final y así conseguir que la cera tenga una buena consistencia y pueda a su vez proporcionar un buen brillo.

7 METODOLOGÍA Para el desarrollo de esta propuesta se llevaron a cabo los siguientes pasos metodológicos según cada objetivo específico planteado, para dar cumplimiento al objetivo general del proyecto, además de contar con el apoyo de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira S.A E.S.P/Grupo de Control de Vertimientos, para la obtención de la información de los Establecimientos Comerciales en el Municipio de Pereira, y la logística necesaria para la toma de muestras, los análisis realizados a las grasas y aceites usados se llevaron a cabo en el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira.

7.1 Objetivo Específico 1

• Caracterizar los residuos provenientes de las trampas de grasas de los establecimientos comerciales en el municipio de Pereira.

En la Tabla 1, se describen los métodos utilizados para la caracterización de las grasas y aceites usados.

Tabla 1 Método de Determinación NORMA TECNICA COLOMBIANA

(Grasas y Aceites) METODO DE DETERMINACIÓN

N. 432 Densidad N. 268 Índice de Refracción N. 254 Humedad N. 218 Acidez N. 235 Índice de Saponificación N. 283 Índice de Yodo N. 235 Índice de Peróxidos

Extracción Soxhlet Grasas y Aceites Fuente: Elaboración Propia. Agosto 2010

18

Para el desarrollo de la investigación se trabaja con grasas animales y aceites vegetales usados, este material graso se encuentra en los siguientes establecimientos: Restaurantes y Comidas Rápidas, según Canakci (2007), este expresa que este tipo de material graso aunque ha tenido un cambio en sus propiedades físicas y químicas debido a que son sometidas a altas temperaturas, aún presentan condiciones para ser aprovechadas, pero se debe tener en cuenta que estas grasas deben ser sometidas a un tratamiento previo con el cual se garantice eliminar las impurezas presentes en ellas luego de su extracción en las trampas de grasas. Se plantea trabajar con dos (2) procedencias, Restaurantes, Comidas Rápidas.

La Figura 7-‐1 indica una descripción del proceso de caracterización de las grasas y aceites usados con las respectivas pruebas de laboratorio, además de plantearse la caracterización también se elabora un diagnostico sobre la cantidad de grasas generadas en el municipio de Pereira, para determinar que tipo de establecimientos tienen una mayor influencia en la generación de grasas y aceites usados.

Figura 7-‐1 Descripción Proceso de Caracterización de las Grasas y Aceites Usados

19

7.1.1 Diagnóstico de los Establecimientos Comerciales y de los Distritos Sanitarios en el Municipio de Pereira

En la ciudad de Pereira existen alrededor de 641 establecimientos comerciales con una generación de grasas de 18.773 l/mes, los cuales se encuentran distribuidos en nueve (9) distritos, en la Tabla 2, se indican los distritos con sus respectivos números de establecimientos.

Tabla 2 Número de Establecimientos por Distritos en la ciudad de Pereira

Distrito Nº Establ. Cant. Grasas l/mes

Porcentaje de Grasas por Distrito (%)

Distrito Otún 190 5.727 31 Distrito Egoyá 205 5.692 30 Distrito Alivio Egoyá 21 591 3 Distrito Arenosa 82 2.843 15 Distrito Dulcera 46 1.164 6 Distrito Consota 48 1.104 6 Distrito Oso 19 674 4 Q. Varias 4 172 1 Distritos Nocturnos 26 806 4

TOTAL 641 18.773 100 Fuente: Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira S.A E.S.P/ Grupo de Control de

Vertimientos

Los establecimientos identificados en la ciudad de Pereira se encuentran clasificados de la siguiente manera: Restaurantes, Comidas Rápidas, Clínicas, Hospitales, Cafeterías, Estaciones de Servicio, Heladerías, Hogares Infantiles, Institutos, Colegios, Hoteles, Guarderías, Industrias, Lavautos y Panaderías, de igual forma se identificaron también los siguientes distritos: Otún, Egoyá, Alivio Egoyá, Arenosa, Dulcera, Consota, Oso, Quebradas Varias y Distritos Nocturnos, estos dos últimos denominados así por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira S.A E.S.P. En el Gráfico 7-‐1 y Gráfico 7-‐2, se muestra la distribución de los establecimientos y el porcentaje de las grasas producidas por mes en los distritos de vertimiento de la ciudad de Pereira.

20

Gráfico 7-‐1 Distribución de Establecimientos por Distrito

§ Los Distritos Otún y Egoyá son los más representativos

Gráfico 7-‐2 Distribución del Porcentaje de grasas/mes por Distrito

§ Los Distritos Otún, Egoyá y Arenosa representan el 76% de grasas/mes por

distrito

21

7.1.2 Establecimientos y Distritos Sanitarios Seleccionados para el Desarrollo de la Investigación

Para efecto de la investigación se tuvieron en cuenta los establecimientos de Restaurantes y Comidas Rápidas, debido a que se desea aprovechar los aceites vegetales y grasas animales que allí son utilizados. Se definieron también los siguientes distritos: Otún, Egoyá, Arenosa y Dulcera, como los de mayor número de establecimientos y de mayor producción de grasas por mes, en la Tabla 3, se muestran los distritos sanitarios seleccionados con sus respectivas cantidades de grasas generadas.

Tabla 3 Distritos Seleccionados para la Investigación

Distrito Nº de Establ. Cant. Grasas l/mes Porcentaje de Grasas por Distrito (%)

Otún 190 5.727 37 Egoyá 205 5.692 37 Arenosa 82 2.843 18 Dulcera 46 1.164 8 TOTAL 523 15.426 100

Fuente: Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira S.A E.S.P/ Grupo de Control de Vertimientos

Definidos los distritos y las procedencias (Restaurantes y Comidas Rápidas), el paso a seguir, fué identificar cuantos establecimientos existían y la cantidad de grasa generada, de acuerdo a cada uno de los distritos sanitarios y al tipo de establecimientos seleccionados para la investigación, en la Tabla 4, se indican según el tipo de establecimiento.

Tabla 4 Generación de Grasas por tipo de Establecimiento

Tipo de Establ. Nº de Establ.

Total de Grasas (l/mes)

Restaurantes 214 7.777 Comidas Rápidas 85 2.536

TOTAL 299 10.313 Fuente: Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira S.A E.S.P/ Grupo de Control de

Vertimientos Con base a los datos consignados en la Tabla 4, allí se indica la cantidad de grasa generada por los dos tipos de establecimientos (Restaurantes y Comidas Rápidas), quiere decir entonces que 10.313 l/mes de grasas equivalen a el 54,93% del total de las grasas (18.773 l/mes), generadas en la ciudad a partir de los nueve (9) distritos ya mencionados, de igual forma 10.313 l/mes equivalen a el 66,85% del total de las grasas generados en los cuatro (4) distritos seleccionados para la investigación. Identificados los 299 establecimientos entre Restaurantes y Comidas Rápidas, se tomaron 30 establecimientos que corresponden al 10% de la población, según Chao (1994) este expresa que cuando la población es finita el tamaño de la muestra sigue siendo finita, razón por la cual se puede estandarizar siendo representativa la muestra a partir de n>30, por tal motivo

22

se estableció un tamaño de muestra de 30 establecimientos y estos a su vez fueron seleccionados de manera aleatoria obteniendo con esto la siguiente distribución: Restaurantes (18) y Comidas Rápidas (12), siendo entonces estos los puntos de muestreo para la investigación.

7.1.3 Toma de Muestras Durante la toma de muestras se tuvo en cuenta los siguientes aspectos: período de mantenimiento de las trampas de grasas y el estado de las grasas y aceites en la trampa de grasa, debido a que en ocasiones, largos periodos de mantenimiento incide en la calidad de las grasas y aceites para la obtención de los diferentes productos. Las grasas recolectadas en cada uno de los establecimientos, fueron integradas para obtener solo una muestra de Restaurantes y Comidas Rápidas. Las muestras de grasas y aceites se tomaron con la menor cantidad de agua y sedimentos posibles, luego de ser recolectadas las muestras, estas fueron refrigeradas y filtradas para su posterior aprovechamiento.

7.1.4 Ubicación de los Distritos Seleccionados

Gráfico 7-‐3 Ubicación Distritos

Fuente: Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira S.A E.S.P/ Grupo de Control de Vertimientos

Luego de definidos los puntos de muestreo, el paso a seguir fue recolectar las muestras de grasas y aceites usados de las dos (2) diferentes procedencias, Restaurantes y Comidas Rápidas, en la Figura 7-‐1 se indica la descripción de las caracterización de las grasas y aceites usados.

23

7.2 Objetivo Específico 2

• Evaluar la factibilidad técnica de las alternativas para la producción de biodiesel, cera para muebles, cremas lustradoras de zapatos (betún), y de jabón a partir de grasas y aceites usados.

En la Figura 7-‐2, se indica luego de la caracterización de las grasas y aceites usados, los productos a obtener de acuerdo a las diferentes alternativas.

Figura 7-‐2 Productos esperados de acuerdo a las diferentes procedencias

Para el desarrollo de la investigación se llevaran a cabo los siguientes pasos metodológicos:

7.2.1 Tratamiento de las Muestras en el Laboratorio Luego que las muestras de grasas y aceites de Restaurantes y Comidas Rápidas, son refrigeradas para conservarlas, el paso a seguir es la filtración de las mismas, este paso se hace necesario debido que en el, se busca separar los sedimentos (restos de comida), los cuales contribuyen a que las grasas se descompongan rápidamente, y así incidan en la calidad de la materia prima para la obtención de los productos. La filtración consiste en hacer pasar las grasas y aceites a través de un filtro Fotografía 7-‐1, para este caso se utilizó muselina (tela para cortinas), debido que tiene orificios pequeños (0,05 x 0,05 mm), permitiendo el paso de la emulsión (grasa-‐agua), e impidiendo que los sedimentos sigan presentes en las muestras, de esta forma se garantiza que las grasas y aceites usados no se descompongan rápidamente, además de ayudar a disminuir el olor generado por las grasas. Ver Fotografías

Fotografía 7-‐1 Muselina

24

Fotografía 7-‐2 Grasas y Aceites Usados

(G y A U)

Fotografía 7-‐3 Filtración G y A U

En la Fotografía 7-‐2 se muestra la homogenización de las muestras, luego de que han sido refrigeradas, para ser sometidas a la filtración. Ver Fotografía 7-‐3

Fotografía 7-‐4 Separación de los

Sedimentos

Fotografía 7-‐5 Sedimentos luego de la

Filtración

Con la ayuda de la muselina como filtro se logra retener los sedimentos, disminuyendo de esta manera la posibilidad de que las grasas y aceites se descompongan rápidamente y a su vez los sedimentos filtrados podrán disponerse al relleno sanitario sin generar alguna afectación al ambiente.

Fotografía 7-‐6 G y A U de Restaurantes

filtradas

Fotografía 7-‐7 G y A U de Comida

Rápidas filtradas

25

Luego de que las grasas y aceites han sido filtradas se observa como existe una diferencia entre ellas debido a su textura, es decir para la procedencia de Restaurantes, ésta es mas líquida en comparación con la de Comidas Rápidas, la cual es mas viscosa. Ver Fotografía 7-‐6 y Fotografía 7-‐7 El tiempo requerido para la filtración de las grasas y aceites usados varia dependiendo de la procedencia, es decir, para filtrar el material graso de los Restaurantes, se hace necesario un tiempo de 20 min, mientras que para el material graso de Comidas Rápidas, se toma alrededor de 40 min. Esto debe a la mayor cantidad de sedimentos (restos de comida) presentes en la muestra, haciendo que el proceso de filtración sea más complejo para la obtención de la emulsión (grasa-‐agua), como materia prima para su posterior tratamiento.

7.2.2 Separación de la Emulsión (Grasas y Aceites Usados – Agua) Separados los sedimentos de las grasas, se debe romper la emulsión formada por las grasas y aceites con el agua, esta separación se realiza con fin de poder aprovechar la mayor cantidad de aceites presentes en la emulsión y poder separar la mezcla de acuerdo a sus densidades. El cambio de densidades en la mezcla se logra a través de calor, por medio de un baño de maría, a una temperatura de 65ºC, y con un tiempo de alrededor de 40 a 50 min dependiendo la procedencia; en este punto las grasas se encuentran listas solo hace falta la extracción de los aceites para su posterior aprovechamiento.

Fotografía 7-‐8 Separación de la Emulsión (Grasas y Aceites Usados – Agua) De acuerdo con la Fotografía 7-‐8 en este se muestra como las grasas y aceites de Restaurantes se separan con una mayor facilidad en comparación con la otra procedencia, además se muestra como el contenido de agua presente en las muestras tiende a ubicarse en la parte inferior del recipiente.

26

Para la obtención de los productos (Betún, Cera para Muebles y Jabón), se uso la metodología según (Garzón y López, 2008), las cantidades de los insumos se determinaron con base en esta investigación.

7.2.3 Elaboración de la Cera para Muebles (CM) • Equipo a. Agitador de Vidrio (1) b. Balanza (1) c. Beaker de 250 ml (2) d. Embudo de Vidrio (1) e. Erlenmeyer (2) f. Espátula Metálica (1) g. Filtro de Papel (2) h. Hornilla Eléctrica (1)

i. Pipeta de 10 ml (2)

• Insumos a. Aceite Mineral b. Cera de Abejas c. Grasas y Aceites Usados d. Trementina

• Proceso de Obtención

Las grasas y aceites son sometidas a una filtración previa, para separar los sedimentos (restos de comidas) presentes en la muestra, el paso a seguir es mezclar las grasas y aceites con la trementina, la mezcla se hace pasar a través de un filtro de papel para retener los sedimentos que no se alcanzan a filtrarse en la primera fase, logrando entonces retener algunos sedimentos y permitiendo que el olor de las grasas disminuya al igual que el color de las mismas, obteniendo un color más claro, Fotografía 7-‐9. El siguiente paso, consiste en calentar la cera de abejas en un beaker a una temperatura aproximadamente de 50 a 60 ºC, consiguiendo que la misma se derrita y tome una fase liquida.

Fotografía 7-‐9 Filtración Grasas y Aceites Usados

Enseguida se le adiciona la mezcla de grasas y aceites y trementina; en este momento se debe mezclar con aceite mineral, para lograr que la cera para muebles pueda dar el brillo que caracteriza el producto, después de mezclados todos los insumos el producto final debe dejarse a temperatura ambiente para que se solidifique.

27

ü El proceso de producción de la cera para muebles se muestra en la Figura 7-‐3

Figura 7-‐3 Proceso de obtención de la Cera para Muebles

7.2.4 Elaboración de la Crema Lustradora de Zapatos (betún) (BT) • Equipo a. Agitador de Vidrio (1) b. Balanza (1) c. Beaker de 250 ml (2) d. Embudo de Vidrio (1) e. Erlenmeyer (2) f. Espátula Metálica (1) g. Filtro de Papel (2) h. Hornilla Eléctrica (1)

i. Pipeta de 10 ml (2)

• Insumos a. Cera Carnaúba b. Kerosene c. Grasas y Aceites Usados d. Negro de Humo


Al igual que en la obtención de la cera para muebles las grasas deben ser filtradas nuevamente, luego las grasas y aceites usados se mezclan con kerosene el cual sirve como solvente para disolver las partes sólidas y darle la fluidez necesaria a la mezcla. Después de estar disueltos estos productos, se deben filtrar, con el fin de retirar el exceso de sedimentos y disminuir el olor que tienen consigo las grasas y aceites usados. Ver Fotografía 7-‐10

28

Fotografía 7-‐10 Grasas y Aceites Usados disueltos con Kerosene

Fotografía 7-‐11 Filtración

Por otra parte, la cera carnaúba debe ser macerada para luego ser mezclada con el negro de humo, estos (2) dos insumos se calientan hasta cambiar su estado sólido a liquido, para ser disueltos finalmente con la mezcla de grasas y kerosene. Ver fotografías.

! Fotografía 7-‐12 Cera Carnaúba

! Fotografía 7-‐13 Cera Carnaúba y Negro

de Humo

29

! Fotografía 7-‐14 Insumos sometidos a

Calor

Fotografía 7-‐15 Mezcla Final de los

Insumos

ü El proceso de producción de betún se muestra en la Figura 7-‐4

Figura 7-‐4 Proceso de obtención del Betún

30

7.2.5 Elaboración de Biodiesel (BIO) • Equipo

a. Balanza (1) b. Beaker de 250 ml (2) c. Balón de doble Cuello (1) d. Condensador (1) e. Hornilla Eléctrica (1) f. Termómetro (1) g. Espátula Metálica (1) h. Pipeta de 10 ml (2)

i. Varillas de Agitación Magnética (1) j. Embudo de Separación

• Insumos

a. Metanol b. Hidróxido de Potasio en

lentejas para análisis c. Grasas y Aceites Usados


Como materia prima se utilizan las grasas y aceites usados, catalizadores (K-‐OH) y alcohol (Metanol); las grasas deberán ser sometidas a una separación previa, como se llevó a cabo en la obtención de los productos, cera para muebles y betún, luego las grasas y aceites usados deberán ser calentados previamente a una temperatura de 65°C (baño de maría) ver Fotografía 7-‐16, con el fin de que la presencia de agua en el material graso sea mínima. A continuación se prepara el metóxido, es decir, la mezcla del catalizador y el alcohol, la cual al mezclarse con las grasas y aceites usados da lugar a la reacción de transesterificación, después de ser mezclada la preparación del metóxido con las grasas y aceites deben ser también agitadas por un tiempo aproximado de una hora; transcurrido este tiempo se evidencia la formación de dos fases, la primera de ella es la glicerina en la parte inferior del recipiente y en la parte superior el biodiesel, cada uno de los compuestos presentan impurezas debido al proceso de producción. (Felizardo., et al 2006) El paso a seguir es la separación de los productos, la glicerina por encontrarse en la parte inferior del embudo de separación que contiene la mezcla, permite que la extracción sea más fácil logrando con esto que el biodiesel quede en el recipiente aún con impurezas pero sin la glicerina.

! Fotografía 7-‐16 Separación Emulsión

! Fotografía 7-‐17 Aceites para la

Elaboración de Biodiesel

31

ü El proceso de producción de biodiesel se muestra a continuación:

Figura 7-‐5 Proceso de obtención del Biodiesel

El biodiesel obtenido a partir de las grasas debe ser sometido a una prueba que se conoce como índice de refracción, con el fin de determinar el punto final de la reacción.

7.2.6 Elaboración de Jabón (JB) • Equipo a. Agitador de Vidrio (1) b. Balanza (1) c. Beaker de 600 ml (2) d. Espátula Metálica (1) e. Hornilla Eléctrica (1) f. Pipeta de 10 ml (4) g. Termómetro (1)

• Insumos a. Alcohol Etílico 95% b. Aceite de Citronela c. Colorante d. Glicerina e. Hidróxido de Sodio 10% f. Sal de Cocina g. Silicato de Sodio h. Grasas y Aceites

• Proceso de Obtención Las grasas y aceites usados, después de ser filtrados para retirar los sedimentos (restos de comida), se calientan a una temperatura de 50º C, se debe agitar fuertemente mientras se le adiciona el hidróxido de sodio al 10%, y se continua agitando por un periodo de 15 min, manteniendo constante el calor a una temperatura que debería estar entre 50º y 60º C; luego de los 15 min se le adiciona el alcohol etílico, teniendo en cuenta que la mezcla debe seguir siendo agitada por un tiempo de 10 min, después de este tiempo se le adiciona la glicerina para suavizar el producto. Ver Fotografía 7-‐18

Fotografía 7-‐18 Preparación de la

Mezcla

32

Manteniendo la agitación constante se le agrega el silicato de sodio, seguido por la sal de cocina para que se forme una jalea jabonosa; por último, se le agrega el colorante y el aceite de citronela, para dar un color y olor agradable a la mezcla. En este momento la reacción de saponificación se ha llevado a cabo en su totalidad el jabón se vierte en un recipiente para dejarlo solidificar por un periodo de 8 días, este periodo se conoce como: “tiempo de curado”. Ver Fotografía 7-‐19 y Fotografía 7-‐20

Fotografía 7-‐19 Adición del Colorante

!

Fotografía 7-‐20 Jabón Semilíquido

ü El proceso de producción de jabón se muestra en el siguiente Figura 7-‐6

Figura 7-‐6 Proceso de obtención de Jabón

33

7.2.7 Pruebas Microbiológicas Los productos betún, cera para muebles y jabón, deben se sometidos a pruebas microbiológicas debido a que este tipo de producto tiene un contacto directo con la piel, estas pruebas se hace con el fin de descartar posibles infecciones debido al contacto directo. Las pruebas microbiológicas se realizan para las grasas y aceites de Restaurantes y Comidas Rápidas, después de ser filtradas (sin sedimentos) ver Fotografía 7-‐21, al igual que para cada uno de los productos, se efectúan análisis microbiológicos Ver Anexo 1. La técnica que se utiliza para este tipo de análisis es Recuento en Placa Profunda y se evalúan Aerobios-‐Mesófilos, Mohos y Levaduras; se incuban a 37ºC Aerobios-‐Mesófilos y Mohos, mientras que las Levaduras se incuban a 25ºC. El medio de cultivo utilizado para Mohos y Levaduras es Ogy y para Aerobios Mesófilos es Plate Count. Ver Fotografía 7-‐22

Fotografía 7-‐21 Preparación de las Muestras

Fotografía 7-‐22 Preparación de los medios de cultivos (Ogy -‐ Plate Count)

34

7.3 Objetivo Específico 3 ü Realizar una evaluación financiera para el tratamiento del residuo

graso generado por los establecimientos seleccionados (Restaurantes y Comidas Rápidas), para la obtención de materia prima para su posterior aprovechamiento.

7.3.1 Evaluación Financiera Las grasas y aceites usados son la materia prima para la obtención de cada uno de los productos (betún, cera para muebles y jabón), pero es necesario que esta materia prima sea sometida a un tratamiento con el cual se garantice eliminar los sedimentos, el olor y los microorganismos presentes en las grasas, luego de todo este proceso se conoce esta materia prima tratada como producto terminado. La evaluación financiera permite valorar en términos económicos la recolección, transformación y distribución del producto terminado, además de ser un proceso que comprende la recopilación, interpretación, comparación y estudio de los estados financieros (estado de perdidas y ganancias PyG, balance general y flujo de caja o efectivo), y de los datos operacionales de un proyecto, además de tener en cuenta la estructura de los activos, con la cual se determina la clase, cantidad y calidad de los activos que el proyecto requiere para su desarrollo. Para el desarrollo de la evaluación financiera se tendrán en cuenta una serie de variables, que permiten tener una valoración más precisa en términos económicos del proyecto, a continuación se describen las variables:

§ Número de Establecimientos § Crecimiento de los

Establecimientos § Volumen de Material Generado § Días Trabajados al Mes § Cobertura de Recolección § Días de Recolección Semanal § Número de Viajes por día

§ Unidad de Empaque § Costos Unitarios § Recurso Humano § Costos Fijos § Fuente de Recursos § Políticas de Cartera § Políticas de Proveedores

7.4 Análisis de los Datos de la Caracteirización Las grasas y aceites usados de los establecimientos Restaurantes y Comidas Rápidas, serán recolectadas en tres (3) periodos de muestreos, cada una de las muestras se caracterizaron con el fin de conocer la composición de las mismas y de esta manera poder comparar si las condiciones varían en el tiempo, los datos obtenidos luego de la caracterización son evaluados estadísticamente por medio de la desviación estándar (σ), media aritmética y el coeficiente de variación (CV), este último para conocer la dispersión de los datos obtenidos. Ver Figura 7-‐7

35

Figura 7-‐7 Análisis Estadístico

36

8 RESULTADOS Y DISCUSIÓN

8.1 Objetivo Específico 1 ü Caracterizar los residuos provenientes de las trampas de grasas de los

establecimientos comerciales en el municipio de Pereira.

8.1.1 Modelo para Determinar la Cantidad de Grasas y Aceites Usados generadas en los Establecimientos Comerciales

Para cada uno de los establecimientos Restaurantes y Comidas Rápidas, se hizo entrega de un formato Ver Anexo 2, con el fin de conocer la cantidad de aceite virgen que se consume en sus procesos productivos, y poder conocer también la cantidad de grasas y aceites usados generados y contenidos en las trampas de grasas, con la información recolectada se estableció un modelo, con el cual se puede identificar un valor aproximado de la cantidad del material graso que se podría generar para este tipo de establecimientos. Ver Tabla 5 y Tabla 6

Tabla 5 Datos Establecimiento Restaurantes

Aceite Consumido (l/d)

Grasa Producida (l/d)

Prioridad de la Grasa Producida (%)

17,2 4,4 25% 17,0 3,6 21% 16,0 2,6 16% 16,8 4,2 25% 15,6 2,9 18% 17,0 3,2 19% 16,2 3,2 20% 17,7 3,8 21% 21,6 6,6 30% 16,7 6,2 37% 18,2 5,5 30% 8,3 1,6 19% 9,5 3,0 32% 7,8 2,1 27% 9,3 3,2 34% 11,7 3,2 28% 12,2 1,9 16% 15,1 3,8 25% 15,1 1,9 13% 17,0 3,8 22% 11,4 3,8 33% 11,4 3,8 33% 7,6 1,9 25% 9,5 0,9 10% 11,4 1,9 17% 11,4 0,9 8%

Promedio 13,8 3,2 23% Fuente: Elaboración Propia. Marzo 2011

37

Tabla 6 Datos Establecimiento Comidas Rápidas

Aceite Consumido (l/d)


Prioridad de la Grasa Producida (%)

58,7 3,9 7% 52,3 3,0 6% 56,3 3,1 6% 14,3 1,0 7% 19,7 1,0 5% 16,0 0,9 5% 19,0 0,9 5% 27,5 0,4 1% 27,5 0,5 2% 26,5 0,2 1% 5,0 0,1 3% 5,0 0,3 6% 5,0 0,3 6% 5,0 0,2 3%

Promedio 24,1 1,1 5% Fuente: Elaboración Propia. Marzo 2011 Con los datos tabulados, el paso a seguir fue conocer el promedio de los valores de aceite consumido (l/d) y grasa producida (l/d) y con ellos elaborar una gráfica la cual permite conocer la dispersión de los datos para cada uno de los establecimientos, además de conocer la línea de tendencia (Potencia) y la ecuación de la gráfica, para así obtener finalmente el modelo. Ver Gráficos

Gráfico 8-‐1 Dispersión de los datos para Restaurantes

Fuente: Elaboración Propia. Marzo 2011

En el Gráfico 8-‐1 se observa como los datos tienden a estar más agrupados, permitiendo con esto, obtener un modelo aproximado sobre la producción de las grasas y aceites usados en los Restaurantes

38

Gráfico 8-‐2 Dispersión de los datos para Comidas Rápidas


Para el Gráfico 8-‐2 se observa como la dispersión de los datos es mayor en comparación a la dispersión de los datos de Restaurantes, esto se debe la poca información suministrada por los establecimientos de Comidas Rápidas, obteniendo con esto que el modelo generado a partir de los datos recolectados no sea tan preciso. A continuación se indican los modelos para determinar la cantidad de grasas y aceites usados generados por los establecimientos Restaurantes y Comidas Rápidas (l/d)

§ Restaurante: Producción de Grasas y Aceites Usados = 0.1852 X 1.0651

§ Comidas Rápidas Producción de Grasas y Aceites Usados = 0.0496 X 0.8874

Donde X equivale al aceite virgen utilizado por los establecimientos comerciales

Tabla 7 Valores de Grasa Producida de acuerdo a los Modelos Generados

Establecimientos Nº de Establ.

Promedio de Aceite Virgen Consumido

(l/d)

Aceite Virgen (l/d)


Grasa Producida (l/mes)

Restaurantes 214 13,8 2.953,2 920.1 27.604 Comidas Rápidas 85 24,1 2.048,5 43.1 1.292

TOTAL 299 37,9 5.001,7 963.2 28.896 Fuente: Elaboración Propia. Mayo 2011 Con base a los modelos generados luego de la tabulación de los datos, el paso a seguir fue conocer la cantidad de grasas y aceites producidas dependiendo de la cantidad de aceite virgen consumido en los establecimientos de Restaurantes y Comidas Rápidas. Ver Tabla 7 Según la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira S.A E.S.P/ Grupo de Control de Vertimientos, para las procedencias de Restaurantes y Comidas Rápidas la

39

producción reportada fue de 10.313 l/mes (ver Tabla 4), pero de acuerdo con los modelos establecidos se identificó una mayor producción de grasa por mes es decir, una producción de 28.896 l/mes; donde para Restaurantes se generan 27.604 l/mes y para Comidas Rápidas de 1.292 l/mes. La diferencia en la cantidad de grasa producida por mes se debe a que en los establecimientos no se reportaba la cantidad exacta de material graso generado durante las visitas de control por parte de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira S.A E.S.P, pero por medio de los muestreos durante la investigación se logró conocer el valor de la producción de grasas por cada uno de los establecimientos comerciales, obteniendo con esto un valor más aproximado sobre la producción grasas y aceites usados para los establecimientos de Restaurantes y Comidas Rápidas.

8.1.2 Cuantificación de las Grasas y Aceites Usados Durante los periodos de muestreos, en los establecimientos comerciales se identificó el estado actual de las grasas y aceites usados contenidas en las trampas de grasas como también la forma más adecuada para hacer los muestreos, se estableció que es necesario que las trampas de grasas estén por un periodo de cuatro (4) días sin hacerle mantenimiento, con el fin de acumular la mayor cantidad de grasas posibles generadas en los establecimientos; además se debe considerar la toma de muestras en horas de la mañana, es decir antes que sean lavados los utensilios de la cocina, porque la presencia de agua y jabón en las grasas inciden en la calidad de la material graso. Ver Fotografía 8-‐1 y Fotografía 8-‐2

Fotografía 8-‐1 Toma de Muestras

(Restaurantes)

Fotografía 8-‐2 Toma de Muestras

(Comidas Rápidas) Luego que las grasas y aceites usados son recolectadas, éstas son llevadas al laboratorio para conocer la cantidad de material graso que se puede aprovechar, a continuación en la Tabla 8, se indica las cantidades obtenidas luego de los muestreos para cada una de las procedencias.

40

Tabla 8 Muestreos Restaurantes y Comidas Rápidas Contenido / Procedencia Restaurantes (g) Comidas Ráp. (g)

Peso de la Caneca (Cuñete) 852 852 Grasas Recolectadas (Cuñete, Grasa, Sedimento) 3.000 5.697 Peso de las Grasas Filtradas (Cuñete, Grasa) 2.824 5.017 Grasas Recolectadas (Grasa, Sedimento) 2.148 4.845 Peso de las Grasas Filtradas (Grasa) 1.972 4.165 Sedimentos luego de la Filtración 176 680 Porcentaje (%) de Grasa y Agua en la Muestra 66 73 Fuente: Elaboración Propia. Mayo 2011 De acuerdo con los datos consignados en la Tabla 8, allí se indica que la procedencia de Comidas Rápidas presenta un mayor contenido de sedimentos (restos de comida), esto incide de forma directa en la calidad de las grasas y aceites usados, debido a que en los sedimentos existe agua la cual acelera la descomposición y genera además el mal olor de las grasas, al separar los sedimentos de la muestra se disminuye en gran medida el deterioro del material graso, pero aun persiste un contenido de agua en la grasa, a esta mezcla se le conoce como emulsión, para separar las grasas del agua estas deben ser sometidas a calor para obtener finalmente las grasas y aceites que se pueden aprovechar, en la Tabla 9 se hace un análisis sobre la cantidad de grasas y aceites de Restaurantes y Comidas Rápidas (815g y 774g), que se podría aprovechar.

Tabla 9 Tratamiento de las Grasas para Aprovecharlas Contenido / Procedencia Restaurantes (g) Comidas Ráp. (g)

Grasas y Aceites Usados (Agua, Grasa, Recipiente) 815 774 Peso del Recipiente 379 379 Grasas y Aceites Usados (Agua, Grasa) 436 395 Peso del Agua 83 83 Grasa Aprovechable (Grasa) 353 312 Porcentaje (%) 81 79 Fuente: Elaboración Propia. Mayo 2011

Tabla 10 Cantidad de Grasas y Aceites Usados Aprovechables con base a la generación de Grasa Producida

Establecimientos Grasa

Producida (l/mes)

Grasa sin Sedimento

(Grasa, Agua) (l/mes)

Grasas Aprovechables

(l/mes)

Porcentaje (%) Aprovechable

Restaurantes 27.604 18.219 14.757 53 Comidas Rápidas 1.292 943 745 58 Fuente: Elaboración Propia. Mayo 2011 Con base a los datos consignados en la Tabla 10, en esta indica el porcentaje de grasas y aceites que son aprovechables, desde el momento en que son recolectadas de la trampa de grasas, obteniendo entonces que para Restaurantes se pueden aprovechar el 53%, mientras que para las grasas de Comidas Rápidas es el 58%.

41

8.2 Análisis de Datos luego de la Caracterización Tabla 11 Análisis de los Datos de Laboratorio

Tipo de

Grasas Parámetro Unidades

Réplica x σ CV %

1 2 3 Restaurantes

Acidez g Acido Oleico/100g 56,46 8,33 48,52 37,77 25,80 68,32 Humedad g/100g Muestra 4,49 1,25 19,16 8,30 9,54 114,9 Densidad g/ml 0,88 0,89 0,90 0,89 0,01 1,18 Grasas y Aceites g/100g Muestra 99,74 63,18 99,39 87,44 21,01 24,03

Índice de Saponificación mg KOH/g Muestra 44,98 44,50 43,30 44,26 0,87 1,96

Índice de Yodo g Yodo/100g Muestra 71,57 78,57 55,23 68,46 11,98 17,50

Índice de Peróxidos meq/kg Muestra 113,82 23,76 225,09 120,8 100,8 83,42

Índice de Refracción -‐-‐-‐ 1,462 1,465 1,457 1,46 0,00 0,28

Comidas Rápidas

Acidez g Acido Oleico/100g 65,45 11,91 52,37 43,24 27,91 64,55 Humedad g/100g Muestra 4,00 4,22 11,00 6,41 3,98 62,11 Densidad g/ml 0,88 0,89 0,89 0,89 0,01 0,66 Grasas y Aceites g/100g Muestra 99,50 42,77 99,61 80,63 32,78 40,66

Índice de Saponificación mg KOH/g Muestra 38,60 42,06 43,89 41,52 2,69 6,47

Índice de Yodo g Yodo/100g Muestra 53,85 63,11 71,09 62,68 8,63 13,76

Índice de Peróxidos meq/kg Muestra 192,18 213,68 206,68 204,1 10,97 5,37

Índice de Refracción -‐-‐-‐ 1,46 1,46 1,46 1,46 0,00 0,19

Fuente: Laboratorio de Aguas y Alimentos/Universidad Tecnológica de Pereira En la Tabla 11 se muestran los datos luego de la caracterización del material graso, en ella se observa como para los parámetros de acidez, humedad, grasas y aceites, en las procedencias de Restaurantes y Comidas Rápidas, se evidencian valores elevados en el coeficiente de variación (CV), determinando con esto que existe una variabilidad en los datos, este aumento en el (CV) es originado a la forma en como fueron recolectadas las muestras y a los estados de las mismas en las trampas de grasas, adicional a esto existían dos (2) jornadas de recolección antes del medio día y después del medio día, debido a la disponibilidad en la atención por parte de los establecimientos comerciales. Las muestras recolectadas después del medio día generaron un efecto negativo en la calidad de las grasas y aceites debido a la presencia de jabón y de un mayor contenido de agua en el material graso; esto se ocasionó luego del proceso de lavado de los utensilios de cocina en cada uno de los establecimientos, además de que las grasas y aceites usados no fueron refrigeradas inmediatamente sino hasta finalizada la jornada de recolección. Otro aspecto a tener en cuenta es la filtración del material graso, para la replica 1 y 3 la filtración se realizó al día siguiente de la recolección, refrigerándose las muestras toda la noche, mientras que para la replica 2 la filtración se llevó a cabo el mismo día, debido a que se finalizó más temprano de lo

42

esperado, logrando con esto poder filtrarse el material graso antes de que fuera cerrado el laboratorio.

8.3 Objetivo Específico 2 ü Evaluar la factibilidad técnica de las alternativas para la producción

de biodiesel, cera para muebles, cremas lustradoras de zapatos (betún), y de jabón a partir de grasas y aceites usados.

Luego que las grasas y aceites usados fueron cuantificadas, caracterizadas y filtradas, estas se encuentran listas para la elaboración de los productos. A continuación se realiza una descripción de cada uno de los productos con sus respectivas consideraciones y con las dosis optimas para la obtención de cada una de las alternativas.

8.3.1 Obtencion de la Cera para Muebles Durante las pruebas de laboratorio se identificó que los factores limitantes para la obtención de la cera para muebles es el olor y el color de las grasas y aceites usados después de ser filtradas; las características del material graso fueron un color oscuro (gris) y un olor a sebo que inciden de manera directa en la calidad de la cera para muebles como producto final, de acuerdo con (Garzón y López, 2008), en ésta investigación se hace referencia a una dosis óptima para la obtención de cera para muebles a partir de grasas y aceites usados de lácteos, con base a esa dosis óptima se realizó la prueba de laboratorio pero esta vez con grasas y aceites usados de los establecimientos comerciales, obteniendo como resulto aún la presencia de olor a sebo en la cera para muebles, razón por la cual luego de diferentes pruebas de laboratorio se identificó que la dosis óptima para la obtención de la cera para muebles a partir de grasa animal y aceite vegetal usado es aquella que se indica en la Tabla 12.

Tabla 12 Insumos y Cantidades Insumo Cantidad

Aceite Mineral 50 ml Cera de Abejas 15 g Grasas y Aceites Usados 50 g Trementina 25 ml

Fuente: Elaboración Propia. Agosto 2010

8.3.2 Producto Terminado En la Fotografía 8-‐3 y Fotografía 8-‐5 se muestran de acuerdo las diferentes procedencias Restaurantes, Comidas Rápidas los productos terminados, en sus fase líquida y sólida.

43

! Fotografía 8-‐3 G y A U Restaurantes y

Comidas Rápidas

! Fotografía 8-‐4 Cera para Muebles

Líquida

8.3.3 Características Cera para Muebles La cera para muebles, como producto terminado, presenta un olor agradable, no contiene sedimentos y al aplicarse en una superficie proporciona el brillo a la misma Fotografía 8-‐5. Para ninguna de las (2) procedencias se observó alguna diferencia en el producto terminado, Tabla 13, por lo tanto es posible obtener la cera para muebles con cualquiera de las procedencias.

Tabla 13 Aspectos de Evaluación Procedencia Color Olor Textura Brillo

Restaurantes B B B B Comidas Rápidas B B B B

Fuente: Elaboración Propia. Agosto 2010 B: Buena; R: Regular; M: Mala

Fotografía 8-‐5 Producto terminado

8.3.4 Obtención del Betún En la elaboración de la crema lustradora de zapatos (betún), existen diferentes formas de obtención. Durante el desarrollo de la investigación se determinaron los insumos requeridos al igual que las cantidades como la dosis óptima debido a que en ésta se utilizan grasas y aceites usados a diferencia de los demás procedimientos de obtención.

44


Cera Carnaúba 10 g Kerosene 100 ml Grasas y Aceites Usados 50 g Negro de Humo 3,5 -‐ 4,0 g Fuente: Elaboración Propia. Agosto 2010

8.3.5 Características del Betún Durante la obtención del betún se identificaron (2) aspectos a tener en cuenta para lograr que el producto terminado presente las mejores condiciones para su uso; estos aspectos son: Olor y Textura. A continuación se hace mención de las diferencias encontradas para cada una de las procedencias: Para la procedencia de Restaurantes se encontró que el producto se solidificó pero aun persistía un leve olor procedente de las grasas y aceites usados, en este caso se utilizo 3,5g de negro humo para eliminar el olor pero no se fue posible, además la textura del betún no es la mejor ya que no es uniforme, obteniendo un producto terminado con un aspecto regular, y posiblemente no tenga la aceptación deseada.

!"#$%&'%($"#)*+,

Fotografía 8-‐6 Betún Procedencia

Restaurantes

!"#$%&'()*+$%&',-./

Fotografía 8-‐7 Betún Procedencia

Comidas Rápidas

En el caso de la procedencia de Comida Rápidas, este betún tiene una mejor textura que el que anterior. Para este producto fueron utilizados 4,0g de negro de humo, y como resultado se notó que el olor desaparece. Este producto terminado tiene mayor similitud en cuanto a consistencia y textura al betún que se obtiene a partir de la grasa virgen.

De acuerdo con las (2) procedencias, la que mejor desempeño presenta para la alternativa de aprovechamiento de betún fue la de Comidas Rápidas, en esta procedencia existe una mejor consistencia y apariencia del betún como producto terminado, datos presentados en la Tabla 15.

45

Tabla 15 Aspectos de Evaluación Procedencia Color Olor Textura

Restaurantes B M R Comidas Rápidas B B B


8.3.6 Obtención del Biodiesel Después de ser caracterizadas las dos (2) procedencias de grasas y aceite usados, se identificó que las grasas de Restaurantes son aquellas que presentan las condiciones aproximadas para la obtención del biodiesel, teniendo en cuenta la cantidad de agua (humedad) como parámetro determinante en su elaboración al igual que la acidez presentes en las grasas, según Felizardo et al. (2006) éste expresa que el contenido de agua en las grasas y aceites debería de ser ≤0,3% y de ácidos grasos libres ≤2mg KOH/g para la obtención del biodiesel, razón por la cual la procedencia de Restaurantes se aproxima al valor requerido, ver Tabla 16 réplica (2), mientras que la procedencia de Comidas Rápidas en ninguna de las replicas presenta valores cercanos a los establecidos (≤0,3%; ≤2mg KOH/g).

Fotografía 8-‐8 Montaje para la obtención

del biodiesel

Fotografía 8-‐9 Proceso de obtención de

Biodiesel

8.3.7 Características del Biodiesel Conocidos los requerimientos en cuanto a humedad (0,3%) y ácidos grasos libres (<2mg KOH/g), para la obtención del biodiesel, se consideró la posibilidad de elaborar esta alternativa a partir de grasas y aceites usados de Restaurantes, las cuales presentan las siguientes características, Ver Tabla 16

46

Tabla 16 Valores de Acidez y Humedad para la obtencion del Biodiesel

Tipo de Grasas Parámetro Unidades Réplica

1 2 3

Restaurantes Acidez g Acido Oleico/100g Muestra 56,460 8,33 48,52

mg KOH/ g Muestra 112,15 16,53 96,39 Humedad g/100g Muestra 4,490 1,25 19,16

Com. Rápidas Acidez g Acido Oleico/100g Muestra 65,450 11,91 52,37 mg KOH/ g Muestra 114,84 23,66 104,08

Humedad g/100g Muestra 4,00 4,22 11,00 Fuente: Elaboración Propia. Diciembre 2010 En la Tabla 16 se indican los valores de la acidez en términos de porcentaje de ácido oleico y en mg KOH/g muestra; esta última se determina con el fin de comparar cada una de las réplicas con base a lo establecido por Felizardo et al. (2006), en su investigación, además de identificarse el valor de la humedad para las muestras de grasas y aceites de las procedencias de Restaurantes y Comidas Rápidas. Conocidos los valores de los parámetros evaluados Tabla 16, se identificó como para la réplica 2, en la procedencia de Restaurantes se presentan los valores más bajos en términos de acidez y humedad, en comparación con la procedencia de Comidas Rápidas, quiere decir entonces que la procedencia que más se aproxima a las características necesarias para la obtención del Biodiesel son las grasas y aceites de Restaurantes. Durante el proceso de obtención del biodiesel se encontró que altas concentraciones de ácidos grasos libres (acidez), altera la reacción de transesterificación es decir, no permite que reaccionen totalmente todos los compuestos, impidiendo la obtención del biodiesel. De acuerdo con Felizardo et al. (2006) en su investigación, plantea que cuando las grasas y aceites contienen una acidez mayor de 2mg KOH/g, es necesario realizar un pre-‐tratamiento a las grasas y aceites usados. Este pre-‐tratamiento se realiza con Sulfato de Magnesio (MgSO4), con el fin de disminuir la acidez y conseguir que las grasas y aceites puedan reaccionar completamente.

Tabla 17 Valores de acidez luego del pre-‐tratamietno con MgSO4

Tipo de Grasas Parámetro Unidades

Réplica Pre -‐tratamiento MgSO4,

Concentración 1%

Felizardo et al. (2006) 1 2 3

Rest. Acidez mg KOH/ g

Muestra

112,15 16,53 96,39 Sin tratamiento ≤ 2 mg KOH/ g Muestra

5,11 0,75 4,39 Con tratamiento

Com. Rápidas

114,84 23,66 104,08 Sin tratamiento 5,23 1,07 4,74 Con tratamiento

Fuente: Elaboración Propia. Diciembre 2010 Los datos consignados en la Tabla 17, muestran como en la réplica 2 el valor de la acidez disminuyó de 16,53 a 0,75 mg KOH/ g Muestra luego del pre-‐tratamiento para las grasas y aceites de Restaurantes; de igual forma sucedió para la misma réplica en la procedencia de Comidas Rápidas (1,07 mg KOH/ g Muestra), pero en esta última el valor

47

de la humedad Tabla 16, es más elevado, impidiendo entonces el desarrollo de la reacción de transesterificación para la obtención del biodiesel Un aspecto a tener en cuenta para el aprovechamiento de las grasas y aceites usados para la alternativa de biodiesel es la filtración. En algunos casos cuando no se logra filtrar la totalidad de las grasas, es decir no se pueden separar totalmente los sedimentos y el agua que estas contienen, implica que la reacción de transesterificación no se lleve a cabo, y por el contrario se da lugar a la reacción de saponificación formando jabón y no biodiesel que es lo esperado, razón por la cual se debe garantizar entonces que las grasas y aceites contengan la menor cantidad de agua posible (<0,3%). Para la obtención del biodiesel se pesaron 0,6 g de (K-‐OH) para ser disueltos en 100 ml de metanol, esta solución se le conoce como metóxido. Se pesan 12 g de grasas y aceites usados (pre-‐tratada), para ser mezcladas con la solución de metóxido, la cual fue sometida a una agitación constante durante un periodo de 1 hora a una temperatura de 65 ºC para garantizar el desarrollo de la reacción de transesterificación; como resultado se obtuvo biodiesel y glicerina, esta última en la parte inferior del embudo de separación. Ver Fotografía 8-‐10

Biodiesel y Glicerina (sin lavar)

§ Relación Molar: 4,2:1 § Catalizador: 0,6% de K-‐OH § Tiempo de Reacción: 1 Hora § Temperatura de la Reacción:

65ºC El biodiesel al igual que la glicerina deben ser lavados (este lavado se hace con agua), con el fin de eliminar la presencia de impurezas obtenidas durante el proceso, para su posterior uso.

Fotografía 8-‐10 Biodiesel y Glicerina

El biodiesel obtenido en el laboratorio fue sometido a una prueba que se conoce como índice de refracción1, solo se pudo evaluar este parámetro debido a que en los laboratorios de la Universidad Tecnológica de Pereira no se encontraban disponibles en ese momento, y además no se contaba con lo recursos suficientes para ser evaluados en otros laboratorios por fuera de la ciudad, razón por la cual se tomó la decisión de solo evaluarlo por esta característica física.

1 El índice de refracción es una medida que determina la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un medio homogéneo

48

• Equipo Utilizado

Fotografía 8-‐11 Refractómetro

Fotografía 8-‐12 Analisis de la Muestra

Tabla 18 Indices de Refracción.

Muestra Valor Rango Agua 1,33 -‐

Grasas y Aceites Usados 1,34 -‐ Diesel 1,46 1,39 – 1,49

Biodiesel Virgen -‐ 1,4526 – 1,4755 Biodiesel Usado 1,4645 -‐

Fuente: Elaboración Propia. Diciembre 2010

Con base en los datos consignados en la Tabla 18 se identificó que el biodiesel obtenido a partir de grasas y aceites usados de Restaurantes, se aproxima a los valores establecidos para el biodiesel virgen. En este caso el valor se excede debido a que cuando se realizó el análisis de la muestra este aun contenía algunas partes de la grasas que no alcanzaron a reaccionar, por lo tanto este tipo de material graso se encuentra en buenas condiciones para la obtención de esta alternativa. Según Bautista., et al (2009) en su investigación expresa que el biodiesel es un combustible renovable que casi es compatible con los motores diesel, y que además tiene claras ventajas en relación con el combustible diesel, estas ventajas se evidencian en la biodegradación mejorada, reducción de la toxicidad y una menor emisión.

49

Aunque la obtención de biodiesel es una buena alternativa de aprovechamiento de las grasas y aceites usados es necesario tecnificar aun más el proceso de filtración de las grasas y la separación de la emulsión (grasas-‐agua), con el fin de garantizar una materia prima en mejores condiciones para la elaboración de este combustible alternativo.

8.3.8 Obtención del Jabón Para la obtención de jabón se determinó mediante el análisis de humedad, la procedencia de Comidas Rápidas como aquella con mayor contenido de agua lo cual es ideal para dar lugar a la reacción de saponificación, y poder obtener así el jabón como producto final, Ver Fotografía 8-‐13 y Fotografía 8-‐14. En la Tabla 19 se indican cada uno de los insumos con sus respectivas cantidades.


Alcohol Etílico 95% 5 ml Aceite de Citronela 4 ml Colorante ½ g Glicerina 2,5 ml Hidróxido de Sodio 10% 55 ml Sal de Cocina ½ cucharada Silicato de Sodio 2,5 ml Grasas y Aceites Usados 50 g Fuente: Elaboración Propia. Agosto 2010

Fotografía 8-‐13 Jabón

Fotografía 8-‐14 Prueba Jabón

8.3.9 Características del Jabón Luego de tener el jabón en estado líquido este debe dejarse por un periodo máximo de 10 días donde se busca que el jabón se solidifique y este listo para un posterior uso, a este tiempo se le conoce como tiempo de curado, necesario para que la alternativa tome la textura y forma deseada.

50

Fotografía 8-‐15 Producto terminado

Con base en los datos anteriores, se identificaron los productos que se pueden obtener de acuerdo a las características de cada una de las procedencias. Ver Tabla 20

Tabla 20 Obtención de los productos de acuerdo a las procedencias Procedencias / Productos Restaurantes Comidas Rápidas Cera para Muebles B B Betún R B Biodiesel B M Jabón M B


Como se muestra en la Tabla 20, se observa como para la procedencia de Restaurantes se pueden obtener tan solo dos (2) productos (Cera para Muebles y Biodiesel), mientras que para la procedencia de Comidas Rápidas se pueden obtener en total tres (3), productos (Cera para Muebles, Betún y Jabón). Teniendo en cuenta que solo para las grasas y aceites de Restaurantes se puede obtener Biodiesel debido a que tiene una menor cantidad de agua lo cual garantiza que se lleve a cabo la reacción de transesterificación y no la de saponificación, esta última se presenta por la presencia de agua en el material graso, obteniendo jabón como producto final y no el biodiesel que es lo esperado.

8.3.10 Resultados Pruebas Microbiológicas Fueron analizados microorganismos Aerobios Mesófilos para las procedencias Restaurantes y Comidas Rápidas, al igual que Mohos y Levaduras. Allí se identificaron levaduras y hongos (antes de obtener los productos), con valores comprendidos entre 18x102 y 21x104 U.F.C/g, pero a su vez estos valores disminuyeron en cada una de las alternativas debido a que en el proceso de obtención se utilizó calor e insumos químicos, los cuales inhibieron el crecimientos de estos microorganismos. Ver Fotografía 8-‐16

51

! Fotografía 8-‐16 Análisis Grasas y Aceites Usados

Para cada uno de los productos se identificaron solo levaduras Fotografía 8-‐17 y Fotografía 8-‐18, con valores comprendidos ente 1-‐10 U.F.C/g, de acuerdo con el Decreto Número 1545/98 del Ministerio de Salud, en cual se especifica que el máximo permitido de Unidades Formadoras de Colonia (U.F.C) para productos de limpieza es de 100 U.F.C/g, es decir que ninguno de los productos obtenidos excede lo establecido en la norma, no generando alguna incidencia al tener contacto directo con la piel.

! Fotografía 8-‐17 Análisis Betún

! Fotografía 8-‐18 Análisis Cera para

Muebles

52

8.4 Objetivo Específico 3 ü Realizar una evaluación financiera para el tratamiento del residuo

graso generado por los establecimientos seleccionados (Restaurantes y Comidas Rápidas), para la obtención de materia prima para su posterior aprovechamiento.

8.4.1 Evaluación Financiera A continuación se muestran las características que tendrá el producto terminado para su distribución:

§ El producto terminado se deposita en una bolsa y luego es empacado en una caja de cartón de 15 kg

§ Las dimensiones de la caja son Largo: 20 cm; Ancho: 8 cm; Alto: 10 cm En la Figura 8-‐1 se muestra la presentación del Producto Terminado

Figura 8-‐1 Presentación de las Grasas y Aceites Usados

(Producto Terminado) La Evaluación Financiera esta compuesta por los siguientes cuadros: Cuadro Ítem

-‐ Proceso de Producción 1. Variables Macroeconómicas 2. Supuestos del Negocio 3. Generación de Material 4. Recolección de Material 5. Transporte de Material 6. Inversiones 7. Financiación 8. Depreciación 9. Producción Producto Terminado 10. Ventas

Cuadro Ítem 11. Gastos de Recolección 12. Costos Unitarios de Producción 13. Gastos de Administración 14. Estado de Resultados (PyG) 15. Inventarios 16. Proveedores 17. Flujo de Caja 18. Balance General

19. Valor Presente Neto (VPN) y Tasa Interna de Retorno (TIR)

53

Figura 8-‐2 Proceso de Aprovechamiento de las Grasas y Aceites Usados La Figura 8-‐2 muestra cada una de las etapas necesarias para el aprovechamiento de las grasas y aceites generadas por cada uno de los establecimientos, indicando además cada una

54

de las unidades necesarias para la transformación del residuo graso en materia prima para su posterior aprovechamiento. En el Cuadro 8-‐1 se indican las variables macroeconómicas para el desarrollo de la evaluación financiera del proyecto, para un periodo comprendido entre el 2.011–2.015, a continuación se hace una descripción de cada una de las variables:

§ El I.P.C. hace referencia al Índice de Precios al Consumidor emitido por el DANE.

§ El D.T.F. hace referencia a la tasa de captación del Sistema Financiero en Colombia Depósito a Término Fijo, la cual es emitida por la Superientencia Financiera nóminal trimestre vencida.

Cuadro 8-‐1 Variables Macroeconómicas Variable 2011 2012 2013 2014 2015

I.P.C.

3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00%

D.T.F.

5,00% 5,00% 5,00% 5,00% 5,00%

SALARIO MININO 535.600 551.668 568.218 585.265 602.823 AUXILIO TRANSPORTE 63.600 65.508 67.473 69.497 71.582 Fuente: Elaboración Propia. Febrero 2011

55

Cuadro 8-‐2 Supuestos del Negocio Variable 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Número de Establecimientos 214

Crecimiento Establecimientos

3% 3% 3% 3% 3% Litros Diarios Generados Material

3,2 3,2 3,2 3,2 3,2

Días Trabajados al Mes

26 26 26 26 26 Cobertura de Recolección

65% 65% 65% 65% 65%

Días de Recolección Semanal

1 1 1 1 1 Número de Viajes por día

7 7 7 7 7

RESTAURANTES

Número de Establecimientos 85 Crecimiento Establecimientos

3% 3% 3% 3% 3%

Litros Diarios Generados Material

1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 Días Trabajados al Mes

30 30 30 30 30

Cobertura de Recolección

65% 65% 65% 65% 65% Días de Recolección Semanal

1 1 1 1 1

Número de Viajes por día

7 7 7 7 7 COMIDAS RAPIDAS

Unidad de Empaque (kg)

15 15 15 15 15

PRODUCTO TERMINADO

Kilos Material / Litros Material

0,80 RELACION PESO Y VOLUMEN MATERIAL

Gramos Producto Terminado / Litros Material Restaurante

318

Gramos Producto Terminado / Litros Material Comidas Rápidas

277 Kilómetros recorridos por Viaje

20

Kilómetros por Galón

30 RENDIMIENTOS

Material para olor ($/ml)

23,65

Material para color ($/kg)

28,00 Bolsa Producto Terminado ($/Und)

120,00

Caja Cartón Producto Terminado ($/Und)

25,00 Agua ($/L)

1,80

Energía ($/Kwh)

300,00 Alcantarillado ($/l)

1.500,00

Teléfono ($/Min)

150,00 Diesel (galón)

7.050,00

COSTOS UNITARIOS

Producción (Operarios)

6 Producción (Supervisor)

1 Distribución (Conductor)

1

56

Supuestos del Negocio (CONT.) Variable 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Administrativa (Gerente)

1 Administrativa (Secretaria)

1 RECURSO HUMANO

10

Arrendamientos

2.000.000

Seguros

2.343.750 Otros Gastos

2.500.000

Papelería

250.000 Honorarios

450.000

Otros

200.000 COSTOS FIJOS

Recursos Propios

75%

Deuda

25% FUENTE RECURSOS

100%

Crédito

40% 40% 35% 30% 25%

Contado

60% 60% 65% 70% 75% POLITICAS DE CARTERA

100% 100% 100% 100% 100%

Crédito

40% 40% 40% 40% 40% Contado

60% 60% 60% 60% 60%

POLITICAS DE PROVEEDORES

100% 100% 100% 100% 100% Fuente: Elaboración Propia. Febrero 2011 En la elaboración de evaluación financiera del proyecto sólo se tuvo en cuenta los establecimientos comerciales tipo Restaurantes y Comidas Rápidas debido a que son los de mayor producción de grasa y aceites usados, además de definir la población de establecimientos comprendidos en los distritos sanitarios Otún, Egoyá, Arenosa y Dulcera. Para el desarrollo del estudio se establecieron diferentes supuestos con los cuales se garantizaba tener un escenario real sobre el comportamiento variables. Ver Cuadro 8-‐2 A continuación se hace referencia de los supuestos establecidos en el Cuadro 8-‐2:

§ La relación de peso y volumen se obtuvo de la medición en laboratorio donde el resultado obtenido fue que 65 gramos equivalen a 81 mililitros.

§ El material generado hace referencia a una mezcla compuesta por: Grasas y

Aceites, Sedimentos (restos de comida), Agua.

§ Producto terminado equivale a la grasa que se puede aprovechar.

57

§ El rendimiento del material generado en los Restaurantes es: a. De una muestra de 2.148 gramos de material generado se obtuvo

1.972 gramos de material sin sedimentos b. De una muestra de 815 gramos de material sin sedimentos se obtuvo

353 gramos de producto terminado c. Para 1.972 gramos de material sin sedimentos se pueden obtener

854,13 gramos de producto terminado d. Lo anterior, indica que de 2.148 gramos de material generado se

obtienen 854,13 gramos de producto terminado e. De la relación peso y volumen del material generado, obtenemos 2.148

gramos de material generado equivalen a 2,685 litros f. Finalmente, de 2,685 litros de material generado se obtiene 854,13

gramos de producto terminado

§ El rendimiento del material generado en los establecimientos de Comidas Rápidas es: g. De una muestra de 4.845 gramos de material generado se obtuvo

4.165 gramos de material sin sedimentos h. De una muestra de 774 gramos de material sin sedimentos se obtuvo

312 gramos de producto terminado i. Para 4.165 gramos de material sin sedimentos se pueden obtener

1.678,9 gramos de producto terminado j. Lo anterior, indica que de 4.845 gramos de material generado se

obtienen 1.678,9 gramos de producto terminado k. De la relación peso y volumen del material generado, obtenemos 4.845

gramos de material generado equivalen a 6,056 litros l. Finalmente, de 6,056 litros de material generado se obtiene 1.678,9

gramos de producto terminado

§ Los costos del material para olor fueron cotizados en QUIMICENTRO PEREIRA v Aceite de Citronella

v 2000 ml $ 47.300 v 500 ml $ 13.700 v 250 ml $ 7.600 v 125 ml $ 4.200 v 25 ml $ 1.700

58

Cuadro 8-‐3 Generación de Material Concepto 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Litros por Galón

3,785 3,785 3,785 3,785 3,785 Galones por Cuñete

5 5 5 5 5

Litros por Cuñete

18,925 18,925 18,925 18,925 18,925 UNIDAD DE MEDIDA

Número Establecimientos 214 220 227 234 241 248 Litros Diarios de Material Generados

3,2 3,2 3,2 3,2 3,2

Días Trabajados al mes


65% 65% 65% 65% 65%

Litros Mensuales de Material Generados

11.920 12.278 12.646 13.026 13.416 Litros Anuales de Material Generados

143.044 147.335 151.755 156.308 160.997

Cuñetes Mensuales de Material Generados

630 649 668 688 709 Cuñetes Anuales de Material Generados

7.558 7.785 8.019 8.259 8.507

MATERIAL GENERADO POR RESTAURANTES

Número Establecimientos 85 88 90 93 96 99 Litros Diarios de Material Generados

1,1 1,1 1,1 1,1 1,1

Días Trabajados al mes


65% 65% 65% 65% 65%



22.535 23.211 23.908 24.625 25.364



1.191 1.226 1.263 1.301 1.340

MATERIAL GENERADO POR COMIDAS RAPIDAS



165.579 170.547 175.663 180.933 186.361



8.749 9.012 9.282 9.561 9.847

MATERIAL GENERADO TOTAL

Fuente: Elaboración Propia. Febrero 2011

El Cuadro 8-‐3 muestra las unidades de medidas y las cantidades de material generado por los establecimientos de Restaurantes y Comidas Rápidas, además de tener en cuenta las siguientes consideraciones:

§ Un cuñete hace referencia a una caneca de pintura. § Material generado hace referencia a una mezcla compuesta por:

v Grasas y Aceites v Sedimentos (restos de comida) v Agua

59

Cuadro 8-‐4 Recolección del Material Concepto 2011 2012 2013 2014 2015


1 1 1 1 1 Número de Semanas

4 4 4 4 4

Litros Material Generados Mensuales

11.920 12.278 12.646 13.026 13.416 Litros Material Recolectados Semanalmente

2.980 3.069 3.162 3.256 3.354

Litros Material Recolectado por Día

2.980 3.069 3.162 3.256 3.354 RESTAURANTES


1 1 1 1 1

Número de Semanas

4 4 4 4 4 Litros Material Generados Mensuales

1.878 1.934 1.992 2.052 2.114

Litros Material Recolectados Semanalmente

469 484 498 513 528 Litros Material Recolectado por Día

469 484 498 513 528

COMIDAS RAPIDAS

Restaurantes

2.980 3.069 3.162 3.256 3.354 Comidas Rápidas

469 484 498 513 528

TOTAL LITROS RECOLECTADOS POR DIA

3.450 3.553 3.660 3.769 3.883

Restaurantes

157 162 167 172 177 Comidas Rápidas

25 26 26 27 28

TOTAL CUÑETES RECOLECTADOS POR DIA

182 188 193 199 205

Restaurantes


14 14 14 14 14

MEZCLA RECOLECTADOS POR DIA (%)

100 100 100 100 100 Fuente: Elaboración Propia. Febrero 2011

La recolección del material generado por los establecimientos fue definida en litros y cuñetes recolectados por día, ver Cuadro 8-‐4, además de identificar que el 86% de la grasas recolectadas corresponden a Restaurantes y el 14% restante a Comidas Rápidas. Preferiblemente se recomienda realizar la recolección del material para los Restaurantes todos los días martes y para las Comidas Rápidas todos los lunes, ambas en horas de la mañana, con el fin de evitar que las grasas y aceites tengan algún contenido de jabón luego del lavado de los utensilios de la cocina.

60

Cuadro 8-‐5 Transporte del Material Concepto 2011 2012 2013 2014 2015


7 7 7 7 7 Litros de Material Diarios a Transportar

2.980 3.069 3.162 3.256 3.354

Litros de Material por Viaje

426 438 452 465 479 Cuñetes de Material por Viaje

22 23 24 25 25

RESTAURANTES


7 7 7 7 7 Litros de Material Diarios a Transportar

469 484 498 513 528

Litros de Material por Viaje

67 69 71 73 75 Cuñetes de Material por Viaje

4 4 4 4 4

COMIDAS RAPIDAS

Restaurantes


67 69 71 73 75

LITROS DE MATERAIAL POR VIAJE

493 508 523 538 555

Restaurantes


4 4 4 4 4

CUÑETES DE MATERAIAL POR VIAJE

26 27 28 28 29 Fuente: Elaboración Propia. Febrero 2011

En el transporte del material Cuadro 8-‐5, se definieron para los establecimientos de Restaurantes y Comidas Rápidas las cantidades de material a transportar en litros y cuñetes por viaje.

61

Cuadro 8-‐6 Inversiones Concepto 2011 2012 2013 2014 2015

Capacidad del tanque (m3) 3,0 Unitario por Metro Cúbico 292.413 Tanque Almacenamiento Restaurante 871.414

Capacidad del tanque (m3) 0,5 Unitario por Metro Cúbico 403.047 Tanque Almacenamiento Comidas Rápidas 189.225 TANQUES 1.182.544

Cantidad Filtros 3 Unitario por Tanque 2.500.000 FILTRO PARA LOS SEDIMENTOS 7.500.000

Cantidad Tanques 3 Unitario por Tanque 1.800.000 BAÑO DE MARIA 5.400.000

CUARTO REFRIGERACIÓN 10.000.000

PRODUCCION 24.082.544

Capacidad del tanque (m3) 0,4 Unitario por Metro Cúbico 286.346 Tanque Transporte 121.905

Camioneta 3 toneladas 50.000.000

DISTRIBUCION 50.121.905

Cantidad 3 Costo Unitario 1.800.000 Computadores 5.400.000 Impresora 250.000 Teléfono y Fax 100.000 ADMINISTRACION 5.750.000

TOTAL INVERSION 79.954.449

Fuente: Elaboración Propia. Marzo 2011 Los precios que se muestran en el Cuadro 8-‐6 sobre los tanques en concreto y plástico fueron cotizados con base a los Análisis de Precios Unitarios (A.P.U) de la Secretaria de Infraestructura de la Gobernación del Risaralda 2011. Ver Tabla 21, Tabla 22 y Tabla 23.

62

Tabla 21 Costo Tanque de Concreto Restaurante Dimensiones ítem m2 Valor

Unitario Valor Total Ítem

Ancho (m) 1,5 Ladrillo Tolete pandereta 3 18.832 56.496 211

Largo (m) 2 Ladrillo Tolete pandereta 4 18.832 75.328 211

Profundidad (m) 1 Placa concreto Fondo 3 67.495 202.485 144

Enchape 10 48.264 482.640 260 V (m3) 3,0 TOTAL 816.949


Tabla 22 Costo Tanque de Concreto Comidas Rápidas Dimensiones ítem m2 Valor

Unitario Valor Total Ítem

Ancho (m) 1,3 Ladrillo Tolete pandereta 2,6 18.832 48.963 211

Largo (m) 1,2 Ladrillo Tolete pandereta 2,4 18.832 45.197 211

Profundidad (m) 1 Placa concreto. Fondo 1,56 67.495 105.292 144

Enchape 6,56 48.264 316.612 260

V (m3) 1,6 TOTAL 516.064


Tabla 23 Costo Tanque de Plástico (Transporte) Dimensiones Ítem Valor Total V (m3) 0,6 Plástico 160.000


63

Cuadro 8-‐7 Financiación Concepto 2011 2012 2013 2014 2015

D.T.F. 5,00% 5,00% 5,00% 5,00% 5,00% Tasa Intermediación 4,00% 4,00% 4,00% 4,00% 4,00%

TASA PRESTAMO 9,00% 9,00% 9,00% 9,00% 9,00%

Porcentaje a Financiar 25% Inversión Total 79.954.449 VALOR DEL PRESTAMO 20.000.000 TIEMPO PRESTAMO (Años) 5

Saldo Anterior 20.000.000 16.000.000 12.000.000 8.000.000 4.000.000

Abonos Capital 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 SALDO DEUDA 16.000.000 12.000.000 8.000.000 4.000.000 0

Abonos Capital 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000 4.000.000

Intereses Financieros 1.800.000 1.440.000 1.080.000 720.000 360.000 AMORTIZACION 5.800.000 5.440.000 5.080.000 4.720.000 4.360.000

Fuente: Elaboración Propia. Marzo 2011 Para el ejecución del proyecto Cuadro 8-‐7, se realizará un préstamo de (5) cinco años a la entidad bancaria, donde el máximo monto a financiar será del 25% de la inversión total, los abonos a capital se hacen cada año por un monto de $ 4.000.000, iniciando en el año 2.011 y finalizando en el año 2.015.

64

Cuadro 8-‐8 Depreciación Concepto 2011 2012 2013 2014 2015

Vida Útil 10 Inversión Activos Fijos 24.082.544 PRODUCCION 2.408.254 2.408.254 2.408.254 2.408.254 2.408.254

Vida Útil 5 Inversión Activos Fijos 50.121.905 DISTRIBUCION 10.024.381 10.024.381 10.024.381 10.024.381 10.024.381

Vida Útil 10 Inversión Activos Fijos 5.750.000 ADMINISTRACION 575.000 575.000 575.000 575.000 575.000

TOTAL GASTO DEPRECIACION 13.007.635 13.007.635 13.007.635 13.007.635 13.007.635

Fuente: Elaboración Propia. Marzo 2011 En el Cuadro 8-‐8 se indican la depreciaciones establecidas para la producción, distribución y administración de los activos fijos del proyecto.

§ La vida útil en la que el gobierno permite depreciar los activos fijos es:

Edificios 20 Años Maquinaria 10 Años Vehículos 5 Años Equipo Oficina 10 Años Equipo Computo 5 Años

65

Cuadro 8-‐9 Producción Producto Terminado Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

Factor Aprovechamiento (g/L) 277 277 277 277 277 Cantidad Procesar (L) 22.535 23.211 23.908 24.625 25.364

Comidas Rápidas (kg) 6.247 6.435 6.628 6.827 7.032

Factor Aprovechamiento (g/L) 318 318 318 318 318 Cantidad Procesar (L) 143.044 147.335 151.755 156.308 160.997

Restaurante (kg) 45.504 46.869 48.275 49.723 51.215 PRODUCCION PRODUCTO TERMINADO (kg) 51.751 53.304 54.903 56.550 58.247

UNIDAD DE EMPAQUE 15 15 15 15 15

Comidas Rápidas (Und) 416 429 442 455 469 Restaurante (Und) 3.034 3.125 3.218 3.315 3.414

PRODUCCION PRODUCTO TERMINADO (UND) 3.450 3.554 3.660 3.770 3.883 Fuente: Elaboración Propia. Marzo 2011

El Cuadro 8-‐9 muestra la producción del producto terminado, la cual esta representada por el 12% de unidades que correponden a Comidas Rápidas y el 88% restante a Restaurantes, obteniendo como resultado un total que oscila entre 3.400 y 3.900 unidades de producto terminado.

66

Cuadro 8-‐10 Ventas Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

Kilos Producidos (kg) 6.247 6.435 6.628 6.827 7.032 Unidad de Empaque (kg/Und) 15 15 15 15 15 Porcentaje Colocación 95% 95% 95% 95% 95% Unidades Vendidas 396 408 420 432 445 Precio Venta 65.000 66.300 67.626 68.979 70.358 Incremento Precio 2% 2% 2% 2% 2%

Comidas Rápidas 25.718.720 27.020.088 28.387.304 29.823.702 31.332.781

Kilos Producidos (kg) 45.504 46.869 48.275 49.723 51.215 Unidad de Empaque (kg/Und) 15 15 15 15 15 Porcentaje Colocación 95% 95% 95% 95% 95% Unidades Vendidas 2.882 2.968 3.057 3.149 3.244 Precio Venta 60.000 61.200 62.424 63.672 64.946 Incremento Precio 2% 2% 2% 2% 2%

Restaurante 172.914.817 181.664.307 190.856.521 200.513.861 210.659.862

INGRESOS OPERATIVOS 198.633.538 208.684.395 219.243.825 230.337.563 241.992.643

CREDITO 79.453.415 83.473.758 76.735.339 69.101.269 60.498.161 CONTADO 119.180.123 125.210.637 142.508.486 161.236.294 181.494.482 Fuente: Elaboración Propia. Marzo 2011 En el Cuadro 8-‐10, se indica que el 40% de los ingresos operativos del proyecto serán a crédito y el 60% restante será de contado.

67

Cuadro 8-‐11 Gastos de Recolección Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

Comidas Rápidas 22.535 23.211 23.908 24.625 25.364 Restaurante 143.044 147.335 151.755 156.308 160.997

MATERIAL A TRANSPORTAR (L) 165.579 170.547 175.663 180.933 186.361

Cantidad (Personas) 1 1 1 1 1 Sueldo Mensual 803.400 827.502 852.327 877.897 904.234

Sueldo Conductor Anual 9.640.800 9.930.024 10.227.925 10.534.762 10.850.805

Sueldos Anual 9.640.800 9.930.024 10.227.925 10.534.762 10.850.805 Factor Prestacional 50% 50% 50% 50% 50%

Prestaciones Sociales Anuales 4.820.400 4.965.012 5.113.962 5.267.381 5.425.403 MANO OBRA TOTAL ANUAL 14.461.200 14.895.036 15.341.887 15.802.144 16.276.208

Número de Días Laborados al Mes 28 28 28 28 28 Número de Viajes Diario 7 7 7 7 7 Kilómetros por Viaje 20 20 20 20 20 Kilómetros por Galón 30 30 30 30 30

Consumo (galón) 1.568 1.568 1.568 1.568 1.568 Precio Diesel ($/galón) 7.050 7.262 7.479 7.704 7.935 Incremento Precio (%) 3% 3% 3% 3% 3%

Aceites y Combustibles 11.054.400 11.386.032 11.727.613 12.079.441 12.441.825 Llantas y Neumáticos 500.000 515.000 530.450 546.364 562.754 Reparaciones 600.000 618.000 636.540 655.636 675.305

MANTENIMIENTO 12.154.400 12.519.032 12.894.603 13.281.441 13.679.884

SEGUROS 2.343.750 2.414.063 2.486.484 2.561.079 2.637.911

Tasa de Impuesto 1% 1% 1% 1% 1% Reparaciones 50.000.000 50.000.000 50.000.000 50.000.000 50.000.000

IMPUESTOS 500.000 500.000 500.000 500.000 500.000

DEPRECIACION 10.024.381 10.024.381 10.024.381 10.024.381 10.024.381

GASTOS RECOLECCION 39.483.731 40.352.511 41.247.355 42.169.045 43.118.385

UNIT GASTOS RECOLECCION (Diario) 11.446 11.357 11.271 11.187 11.106 Fuente: Elaboración Propia. Marzo 2011

El material a transportar que se muestra en el Cuadro 8-‐11, equivale al 13,6% de grasas de Comidas Rápidas y el 86,4% de grasas de Restaurantes durante el periodo 2.011-‐2.015.

68

Cuadro 8-‐12 Costos Unitarios de Producción Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

UNIDAD MEDIDA PRODUCTO TERMINADO (kg) 15 15 15 15 15

Cantidad (mililitros) 18 18 18 18 18 Costo Unitario ($/ml) 24 24 25 26 27 Incremento Costo Unitario 3% 3% 3% 3% 3%

Material para olor 426 438 452 465 479

Cantidad (gramos) 30 30 30 30 30 Costo Unitario ($/g) 28 29 30 31 32 Incremento Costo Unitario 3% 3% 3% 3% 3%

Material para color 840 865 891 918 945 UNIT MATERIALES ADITIVOS 1.266 1.304 1.343 1.383 1.425

Cantidad 1 1 1 1 1 Costo Unitario 120 124 127 131 135 Incremento Costo Unitario 3% 3% 3% 3% 3%

Bolsa 15 KG 120 124 127 131 135

Cantidad 1 1 1 1 1 Costo Unitario 25 26 27 27 28 Incremento Costo Unitario 3% 3% 3% 3% 3%

Caja Cartón 15 KG 25 26 27 27 28 UNIT MATERIALES DE EMPAQUE 145 149 154 158 163

Cantidad (l) 0,835 0,810 0,787 0,764 0,742 Costo Unitario ($/ml) 1,8 1,9 1,9 2,0 2,0 Incremento Costo Unitario 3% 3% 3% 3% 3%

Agua 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Cantidad (Kwh) 7,0 6,8 6,6 6,4 6,2 Costo Unitario ($/Kwh) 300 309 318 328 338 Incremento Costo Unitario 3% 3% 3% 3% 3%

Energía 2.087 2.087 2.087 2.087 2.087

Cantidad (L) 0,835 0,810 0,787 0,764 0,742 Costo Unitario ($/ml) 1.500 1.545 1.591 1.639 1.688 Incremento Costo Unitario 3% 3% 3% 3% 3%

Alcantarillado 1.252 1.252 1.252 1.252 1.252

Cantidad (Min) 7,0 6,8 6,6 6,4 6,2 Costo Unitario ($/Min) 150 155 159 164 169 Incremento Costo Unitario 3% 3% 3% 3% 3%

Teléfono 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 UNIT SERVICIOS PUBLICOS 4.384 4.384 4.384 4.384 4.384

Cantidad (Personas) 6 6 6 6 6 Salario Minino 535.600 551.668 568.218 585.265 602.823

69

Costos Unitarios de Producción (CONT.) Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

Sueldos Operarios Anuales 38.563.200 39.720.096 40.911.699 42.139.050 43.403.221

Cantidad (Personas) 1 1 1 1 1 Sueldo 9.640.800 9.930.024 10.227.925 10.534.762 10.850.805

Sueldos Supervisor Anuales 9.640.800 9.930.024 10.227.925 10.534.762 10.850.805

Sueldos 48.204.000 49.650.120 51.139.624 52.673.812 54.254.027 Factor Prestacional 50% 50% 50% 50% 50%

Prestaciones Sociales Anuales 24.102.000 24.825.060 25.569.812 26.336.906 27.127.013 MANO OBRA TOTAL ANUAL 72.306.000 74.475.180 76.709.435 79.010.718 81.381.040 UNIT MANO OBRA 20.958 20.958 20.958 20.958 20.958

Costo del Servicio Anual 24.000.000 24.720.000 25.461.600 26.225.448 27.012.211 Incremento del Costo 3% 3% 3% 3% 3%

UNIT ARRENDAMIENTO 6.956 6.956 6.956 6.956 6.956

Gasto Depreciación 2.408.254 2.408.254 2.408.254 2.408.254 2.408.254 UNIT DEPRECIACION 698 678 658 639 620

Gasto Recolección 39.483.731 40.352.511 41.247.355 42.169.045 43.118.385 UNIT RECOLECCION 11.444 11.355 11.269 11.185 11.104

UNIT GASTOS PRODUCCION 45.851 45.784 45.722 45.664 45.610 Fuente: Elaboración Propia. Abril 2011 En el Cuadro 8-‐12 se identifica el costo de producir 15 kg de producto terminado desde el momento en el cual se realiza la recolección de la grasas hasta dejarse lista para su comercialización, este valor oscila entre $ 45.000 y $ 46.000.

70

Cuadro 8-‐13 Gastos de Administración Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

Cantidad (Personas) 1 1 1 1 1 Sueldo Mensual 267.800 275.834 284.109 292.632 301.411

Sueldo Secretaria 267.800 275.834 284.109 292.632 301.411

Cantidad (Personas) 1 1 1 1 1 Sueldo Mensual 1.606.800 1.655.004 1.704.654 1.755.794 1.808.468

Sueldo Gerente 1.606.800 1.655.004 1.704.654 1.755.794 1.808.468

Sueldos Anual 1.874.600 1.930.838 1.988.763 2.048.426 2.109.879 Factor Prestacional 50% 50% 50% 50% 50%

Prestaciones Sociales Anuales 937.300 965.419 994.382 1.024.213 1.054.939 MANO OBRA 2.811.900 2.896.257 2.983.145 3.072.639 3.164.818

Tasa Impuesto 0,15% 0,15% 0,15% 0,15% 0,15% Ingresos Operativos 198.633.538 208.684.395 219.243.825 230.337.563 241.992.643

IMPUESTO INDUSTRIA Y COMERCIO 297.950 313.027 328.866 345.506 362.989

PAPELERIA 250.000 257.500 265.225 273.182 281.377

HONORARIOS 450.000 472.500 496.125 520.931 546.978

OTROS 200.000 206.000 212.180 218.545 225.102

DEPRECIACION 575.000 575.000 575.000 575.000 575.000

GASTOS DE ADMINISTRACION 4.584.850 4.720.284 4.860.540 5.005.804 5.156.264 Fuente: Elaboración Propia. Abril 2011 En el Cuadro 8-‐13 se muestran los gastos en mano de obra, donde se incluye los salarios para la secretaria y el gerente, además del impuesto de industria y comercio del proyecto.

71

Cuadro 8-‐14 Estado de Resultados (PyG) Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

Unidades Vendidas 3.278 3.376 3.477 3.582 3.689 Precio Venta 60.604 61.816 63.052 64.313 65.599

INGRESOS OPERATIVOS 198.633.538 208.684.395 219.243.825 230.337.563 241.992.643 % PARTICIPACION 100% 100% 100% 100% 100%

Unidades a Costear 3.278 3.376 3.477 3.582 3.689 Precio Unitario 45.851 45.784 45.722 45.664 45.610

COSTO DE VENTAS 150.280.702 154.563.415 158.983.310 163.545.033 168.253.401 % PARTICIPACION 76% 74% 73% 71% 70%

UTILIDAD BRUTA 48.352.836 54.120.980 60.260.515 66.792.530 73.739.243 % PARTICIPACION 24% 26% 27% 29% 30%

GASTOS ADMINISTRACION 4.584.850 4.720.284 4.860.540 5.005.804 5.156.264 GASTOS OPERATIVOS 4.584.850 4.720.284 4.860.540 5.005.804 5.156.264 % PARTICIPACION 2% 2% 2% 2% 2%

UTILIDAD OPERATIVA 43.767.986 49.400.696 55.399.974 61.786.726 68.582.979 % PARTICIPACION 22% 24% 25% 27% 28%

GASTOS FINANCIEROS 1.800.000 1.440.000 1.080.000 720.000 360.000 % PARTICIPACION 1% 1% 0% 0% 0%

UTILIDAD ANTES IMPUESTOS 41.967.986 47.960.696 54.319.974 61.066.726 68.222.979 % PARTICIPACION 21% 23% 25% 27% 28%

Tasa Impuesto Renta 33% 33% 33% 33% 33% IMPUESTO RENTA 13.849.435 15.827.030 17.925.592 20.152.019 22.513.583 % PARTICIPACION 7% 8% 8% 9% 9%

UTILIDAD NETA 28.118.550 32.133.666 36.394.383 40.914.706 45.709.396 % PARTICIPACION 14% 15% 17% 18% 19% Fuente: Elaboración Propia. Abril 2011

El estado de resultado Cuadro 8-‐14, identifica que la utilidad neta esperada para el proyecto en el periodo de estudio 2.011-‐2.015, oscilará entre el 14% y 20%.

72

Cuadro 8-‐15 Inventarios Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

Inventario inicial (UND) 0 69 140 213 289 Producción (UND) 3.450 3.554 3.660 3.770 3.883 Venta (UND) 3.278 3.376 3.477 3.582 3.689 Otras Salidas (UND) 104 107 110 113 116 Inventario Final (UND) 69 140 213 289 366 Unitario de Aprovisionamiento 45.851 45.784 45.722 45.664 45.610 PRODUCTO TERMINADO 3.163.804 6.413.158 9.751.433 13.182.113 16.708.797

Inventario inicial (Mililitros) 0 1.863 3.782 5.758 7.794 Compras (Mililitros) 65.207 67.163 69.178 71.253 73.391 Consumos (Mililitros) 62.102 63.965 65.884 67.860 69.896 Otras Salidas (Mililitros) 1.242 1.279 1.318 1.357 1.398 Inventario Final (Mililitros) 1.863 3.782 5.758 7.794 9.891 Unitario de Aprovisionamiento 24 24 25 26 27

MATERIAL OLOR 44.061 92.127 144.482 201.428 263.286

Inventario inicial (g) 0 3.105 6.303 9.597 12.991 Compras (g) 108.678 111.938 115.296 118.755 122.318 Consumos (g) 103.503 106.608 109.806 113.100 116.493 Otras Salidas (g) 2.070 2.132 2.196 2.262 2.330 Inventario Final (g) 3.105 6.303 9.597 12.991 16.485 Unitario de Aprovisionamiento 28 29 30 31 32

MATERIAL COLOR 86.942 181.788 285.096 397.462 519.522

Inventario inicial (UND) 0 104 210 320 433 Compras (UND) 3.623 3.731 3.843 3.959 4.077 Consumos (UND) 3.450 3.554 3.660 3.770 3.883 Otras Salidas (UND) 69 71 73 75 78 Inventario Final (UND) 104 210 320 433 550 Unitario de Aprovisionamiento 120 124 127 131 135

BOLSA 12.420 25.970 40.728 56.780 74.217

Inventario inicial (UND) 0 104 210 320 433 Compras (UND) 3.623 3.731 3.843 3.959 4.077 Consumos (UND) 3.450 3.554 3.660 3.770 3.883 Otras Salidas (UND) 69 71 73 75 78 Inventario Final (UND) 104 210 320 433 550 Unitario de Aprovisionamiento 25 26 27 27 28

CAJA CARTON 2.588 5.410 8.485 11.829 15.462 MATERIAS PRIMAS 146.011 305.295 478.791 667.500 872.487

INVENTARIOS 3.309.816 6.718.453 10.230.224 13.849.613 17.581.284 Fuente: Elaboración Propia. Abril 2011

73

Cuadro 8-‐16 Proveedores Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

Compras (Mililitros) 65.207 67.163 69.178 71.253 73.391 Unitario de Aprovisionamiento 24 24 25 26 27

MATERIAL OLOR 1.542.139 1.636.055 1.735.691 1.841.394 1.953.535

Compras (g) 108.678 111.938 115.296 118.755 122.318 Unitario de Aprovisionamiento 28 29 30 31 32

MATERIAL COLOR 3.042.980 3.228.298 3.424.901 3.633.477 3.854.756

Compras (UND) 3.623 3.731 3.843 3.959 4.077 Unitario de Aprovisionamiento 120 124 127 131 135

BOLSA 434.711 461.185 489.272 519.068 550.679

Compras (UND) 3.623 3.731 3.843 3.959 4.077 Unitario de Aprovisionamiento 25 26 27 27 28

CAJA CARTON 90.565 96.080 101.932 108.139 114.725 COMPRAS MATERIAS PRIMAS 5.110.395 5.421.618 5.751.795 6.102.079 6.473.696

COMPRAS CREDITO 2.044.158 2.168.647 2.300.718 2.440.832 2.589.478 COMPRAS CONTADO 3.066.237 3.252.971 3.451.077 3.661.247 3.884.217 Fuente: Elaboración Propia. Abril 2011 El Cuadro 8-‐16 indica que las compras a proveedores serán 40% a crédito y el 60% restante será de contado.

74

Cuadro 8-‐17 Flujo de Caja

75

En el Flujo de Caja el signo positivo indica una entrada a caja y el signo negativo indica que es una salida de caja Cuadro 8-‐17, durante el primer año del proyecto se identifica una mayor demanda de recursos debido a los créditos otorgados y a la inversion en activos fijos. Cuadro 8-‐18 Balance General

Concepto 2.011 2.012 2.013 2.014 2.015

Caja 27.667.357 42.640.104 72.520.671 107.704.987 148.540.358 Cartera 79.453.415 83.473.758 76.735.339 69.101.269 60.498.161

Producto Terminado 3.163.804 6.413.158 9.751.433 13.182.113 16.708.797 Materia Primas 146.011 305.295 478.791 667.500 872.487

Inventario 3.309.816 6.718.453 10.230.224 13.849.613 17.581.284 ACTIVO CORRIENTE 110.430.588 132.832.315 159.486.233 190.655.869 226.619.803

Costo Histórico 79.954.449 79.954.449 79.954.449 79.954.449 79.954.449 Depreciación Acum -‐13.007.635 -‐26.015.271 -‐39.022.906 -‐52.030.541 -‐65.038.177

Activos Fijos 66.946.813 53.939.178 40.931.543 27.923.907 14.916.272 Valorizaciones 7.995.445 7.995.445 7.995.445 7.995.445 7.995.445 Otros Activos 55.000.000 55.000.000 55.000.000 55.000.000 55.000.000

ACTIVO NO CORRIENTE 129.942.258 116.934.623 103.926.987 90.919.352 77.911.717

TOTAL ACTIVO 240.372.846 249.766.937 263.413.221 281.575.221 304.531.520

Proveedores 2.044.158 2.168.647 2.300.718 2.440.832 2.589.478 Pasivo Fiscales 0 13.849.435 15.827.030 17.925.592 20.152.019 Otros Pasivos 54.210.137 21.496.638 28.757.424 39.899.709 55.165.920

PASIVO CORRIENTE 56.254.295 37.514.721 46.885.171 60.266.132 77.907.418

Obligaciones Financieras 16.000.000 12.000.000 8.000.000 4.000.000 0 PASIVO NO CORRIENTE 16.000.000 12.000.000 8.000.000 4.000.000 0

PASIVO 72.254.295 49.514.721 54.885.171 64.266.132 77.907.418

Capital 140.000.000 140.000.000 140.000.000 140.000.000 140.000.000 Reservas 0 28.118.550 32.133.666 36.394.383 40.914.706 Estados Resultados 28.118.550 32.133.666 36.394.383 40.914.706 45.709.396

PATRIMONIO 168.118.550 200.252.217 208.528.049 217.309.089 226.624.102

PASIVO Y PATRIMONIO 240.372.846 249.766.937 263.413.221 281.575.221 304.531.520 Fuente: Elaboración Propia. Abril 2011 El Balance General Cuadro 8-‐18, muestra la posición financiera del proyecto en términos de los activos, pasivos y capital de trabajo, para los periodos 2.011 y 2.015.

• El costo histórico hace referencia al valor de la adquisición de la inversión.

76

Cuadro 8-‐19 VPN y TIR Debido a que la TIR es positiva y el Valor Presente Neto es positivo, se puede concluir que el proyecto es viable financieramente según los supuestos asumidos a mediano plazo (aproximadamente 4 años).

77

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

§ El presente estudio identificó, según los muestreos realizados directamente en campo, que la producción de grasas y aceites usados en los principales establecimientos comerciales de la ciudad de Pereira es de 28.896 litros/mes. Sin embargo, la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira tiene reportado una cifra de 10.313 litros/mes, para los establecimientos de Restaurantes y Comidas Rápidas, producto de las diferentes encuestas realizadas.

§ De acuerdo con las alternativas propuestas para el desarrollo de la investigación, se identificó que con las grasas y aceites de Restaurantes se puede obtener Cera para Muebles y Biodiesel, mientras que para las grasas y aceites de Comidas Rápidas es posible aprovecharlas en Cera para Muebles, Betún y Jabón, esta última procedencia la de mayor número de alternativas de aprovechamiento de grasas y aceites usados generados en los establecimientos comerciales.

§ Un deficiente mantenimiento en las trampas de grasas de los establecimientos

comerciales, incide de manera directa en la calidad de los diferentes productos que se obtienen a partir de las grasas y aceites usados, modificando la consistencia, color, olor y textura.

§ En el momento de la toma de las muestras es necesario que las trampas de grasas

estén por un periodo de cuatro días (4) sin hacerle mantenimiento, con el fin de acumular la mayor cantidad de grasas y aceites usados posibles generadas en los establecimientos comerciales.

§ La filtración es un proceso fundamental en la obtención de los productos, ya que con

la remoción de sedimentos (restos de comida y agua), se garantiza una descomposición lenta de las grasas y aceites usados, logrando un mejor aprovechamiento del material graso.

§ En términos ambientales, el proyecto es viable debido a que se pueden aprovechar las

grasas y aceites generados por los establecimientos comerciales, teniendo en cuenta que se hace necesario un tratamiento previo para la elaboración de Cera para Muebles, Betún, Jabón y Biodiesel, o por el contrario comercializándose las grasas y aceites como producto terminado para un uso posterior.

§ La viabilidad del proyecto está dada por unas condiciones definidas básicamente según

la experiencia obtenida en el laboratorio, razón por la cual es posible que al trasladarse a nivel industrial surjan nuevas variables, lo que ocasionaría que el estudio financiero deba ser redefinido nuevamente.

§ La toma de grasas y aceites de las trampa de grasa, debe ser realizada antes del

lavado de los utensilios de cocina, debido que la presencia de jabón en el material graso incide en la calidad del producto final, razón por la cual se hace necesario hacerlo en las primeras horas del día.

78

§ Los sedimentos (restos de comida), después de la filtración pueden ser utilizados como enmienda para suelos en caso de que se desee aprovecharlos, o por contrario se podrían disponer como un residuo ordinario en el relleno sanitario ya que este tipo de material no generaría alguna incidencia en el lugar de la disposición final.

§ Se debería realizar un estudio técnico en función de los siguiente ítems:

a. Respecto al manejo de olores, con el cual se podrían gestionar

volúmenes importantes de grasas y aceites usados de los establecimientos sin aumentar los costos operativos.

b. Respecto a la logística y procedimientos, al ser más adecuados se

podría coordinar la recolección y transporte de grasas y aceites usados de los establecimientos a un costo razonable.

§ Realizar un estudio de mercado que analice los clientes potenciales, precios de

venta, canales de distribución y demás variables comerciales para las grasas y aceites recuperadas.

79

10 BIBLIOGRAFIA

1. ARBELÁEZ MARÍN, Ángela y RIVERA QUIROZ, Marcela. Diseño Conceptual de un Proceso para la Obtención de Biodiesel a partir de algunos Aceites Vegetales Colombianos. Medellín, 2007. 119p. Trabajo de Grado (Ingeniero de Procesos). Universidad EAFIT. Departamento de Ingeniería de Procesos. Escuela de Ingeniería.

2. Bautista L., Vicente G., Rodríguez R., Pacheco M. 2009. Optimisation of FAME production from waste cooking oil for biodiesel use. Department of Chemical and Environmental Technology, ESCET, Universidad Rey Juan Carlos. Madrid, Spain.

3. Canakci M. 2007. The potential of restaurant waste lipids as biodiesel feedstocks.

Department of Mechanical Education, Turkey. Bioresource Technology 98: 183–190.

4. Chao L., 1994. Estadística para las Ciencias Administrativas. California State University, California

5. Davidsson A., Lovstedt C., Jansen J., Gruvberger C., Aspegren H. 2008. Co-digestion of

grease trap sludge and sewage sludge. Waste Management 28: 986–992.

6. Demirbas A. 2009. Biodiesel from waste cooking oil via base-catalytic and supercritical methanol transesterification. Turkey. Energy Conversion and Management 50: 923-927.

7. Demirbas A. 2003. Biodiesel fuels from vegetable oils via catalytic and non-catalytic supercritical alcohol transesterifications and other methods: a survey. Department of Chemical Education, Karadeniz Technical University, PK 216, Trabzon 61035, Turkey. Energy Conversion and Management 44: 2093–2109.

8. Encinar J., González J., Rodríguez A. 2007. Ethanolysis of used frying oil. Biodiesel preparation and characterization. Departamento de Ingeniería Química y Energética, Universidad de Extremadura. Avda de Elvas s/n. 06071 Badajoz, España. Fuel Processing Technology 88: 513-522.

9. Felizardo P., Correira M., Raposo I., Mendes J., Berkemeier., Bordado J. 2006. Production of biodiesel from wate frying oils. Portugal. Waste Management 26: 487-494.

10. GARZÓN BENAVIDES, Janneth Margarita y LÓPEZ MORÁN, Johanna Marcela. Análisis de una alternativa de producción más limpia que permita aprovechar los residuos grasos que generan los procesos de pasteurización y enfriamiento de la leche en la Empresa Friesland Lácteos Puracé de San Juan de Pasto. Pereira, 2008.Tesis (Especialización en Gestión Ambiental Local). Universidad Tecnológica de Pereira. Facultad de Ciencias Ambientales.

11. Gerpen J. 2005. Biodiesel processing and production. University of Idaho, Moscow. Fuel Processing Technology 86: 1097– 1107.

12. Issariyakul T., Kulkarni M., Dalai A., Bakhshi N., 2007. Production of biodiesel from waste

fryer grease using mixed methanol/ethanol system. Catalysis and Chemical Reaction

80

Engineering Laboratories, Department of Chemical Engineering, University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan, Canada. Fuel Processing Technology 88: 429–436.

13. Kabouris J., Tezel U., Pavlostathis S., Engelmann M., Dulaney J., Gillette R., Todd A. 2009. Methane recovery from the anaerobic codigestion of municipal sludge and FOG.

14. Lan W., Gang G., Jinbao W., 2009. Biodegradation of oil wastewater by free and

immobilized Yarrowia lipolytica W29. Journal of Environmental Sciences 21: 237–242.

15. Lapuerta M., Fernández J., Agudelo J., 2008. Diesel particulate emissions from used cooking oil biodiesel. Bioresource Technology 99: 731–740.

16. Lemus G., Lau A., Branion R., Lo K., 2004. Bench scale study of biodegradation of

grease traps sludge with yard trimmings or synthetic food waste via composting. Department of Chemical and Biological Engineering. The University of British Columbia. Vancouver Canada. Journal Environmental Engineering and Science 485-494.

17. Luostarinen S., Luste S., Sillanpää M. 2009. Increased biogas production at wastewater

treatment plants through co-digestion of sewage sludge with grease trap sludge from a meat processing plant. University of Kuopio, Laboratory of Applied Environmental Chemistry, Patteristonkatu. Finland. Bioresource Technology 100: 79–85.

18. Meher L., Sagar D., Naik S. 2006. Technical aspects of biodiesel production by

transesterification – a review. Center for Rural Development and Technology, Indian Institute of Technology Delhi, New Delhi 110016, India. Renewable and Sustainable Energy Reviews 10: 248-268.

19. Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. Instituto Interamericano de Cooperación

para la Agricultura ICA. Observatorio Agro-Cadenas Colombia. Cadenas/ Oleaginosas/Documentos/ La Industria de Aceites y Grasas en Colombia 2005, Numeral 7.3 Estructura del Mercado de la Industria de Jabones y Detergentes Homepage< http://www.agrocadenas.gov.co/home.htm>. Fecha de Consulta: 3 de Abril 2009.

20. NTC 1500. Norma Técnica Colombiana (Segunda Actualización).Código Colombiano de

Fontanería, Capitulo 11 Sifones e interceptores. numeral 11.13 Trampa e interceptores de grasas. p 90-91.

21. Peng B., Shu Q., Wang J., Wang G., Wang D., Han M. 2008. Biodiesel production from

waste oil feedstocks by solid acid catalysis. Beijing Key Laboratory of Green Chemical Reaction Engineering and Technology, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China. Process safety and environment protection 86: 441–447.

22. Predojevic Z. 2008. The production of biodiesel from waste frying oils: A comparison of

different purification steps. Faculty of Technology, University of Novi Sad, Bulevar cara Lazara. Serbia.

81

23. Ramadhas A.S., Jayaraj S., Muraleedharan C. 2005. Biodiesel production from high FFA rubber seed oil. Fuel 84: 335–340

24. Romero J. 2004 Tratamiento de Aguas Residuales. Teoría y Principios de Diseño.

Escuela Colombiana de Ingeniería.

25. Rojas A., Girón E., Torres H. 2009. Variables de operación en el proceso de transesterificación de los aceites vegeteales: una revisón – catálisis química. Universidad Nacional de Colombia, Palmira. Revista de Ingeniería e Investigación Vol 29 No 3: 17-22

26. Tsai W., Lin C., Yeh C. 2007. An analysis of biodiesel fuel from waste edible oil in

Taiwan. Department of Environmental Engineering and Science, Chia Nan University of Pharmacy and Science, Tainan 717, Taiwan. Renewable and Sustainable Energy Reviews 11: 838–857.

27. Wang Y., Ou S., Liu P., Zhang Z. 2007. Preparation of biodiesel from waste cooking oil

via two-step catalyzed process. Department of Food Science and Engineering, Jinan University, No. 601, West Huangpu Road, Guangzhou 510632, China. Energy Conversion and Management 48: 184-188.

82

ANEXOS

83

ANEXO 1

ANALISIS MICROBIOLOGICOS PARA LAS GRASAS Y ACEITES USADOS

Fuente: Elaboración Propia. Octubre 2011

84

ANEXO 2

FORMATO ACEITE CONSUMIDO/GRASA PRODUCIDA

!!!

APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LAS TRAMPAS DE GRASAS PROVENIENTES DE LOS ESTABLECIMIENTOS COMERCIALES EN EL

MUNICIPIO DE PEREIRA

Establecimiento: Fecha Aceite

Consumido (l) Grasa Producida (l) (Trampa. Grasas) OBSERVACIONES

Responsable : __________________________ Fecha: ___________________________

6284486132 p 649

Documents

Transcript of 6284486132 p 649