Diseño de una propuesta sostenible de producción de biodiesel mediante optimización multiobjetivo de factores económicos, ambiental y rendimiento.

Abstract

La creciente demanda energética y el agotamiento gradual de los combustibles fósiles han incentivado la búsqueda de nuevas alternativas como el biodiesel por transesterificación de aceite vegetal. La implementación de este proceso a nivel industrial no resulta atractiva pues implica altos costos operativos y un impacto ambiental significativo, acompañado de un bajo rendimiento. Por ello, el presente proyecto propone el diseño de una producción sostenible de biodiesel, a partir de aceite de palma usado, mediante optimización multiobjetivo de factores económicos, ambiental y rendimiento como alternativa frente a los combustibles tradicionales. El proyecto se desarrolló en 2 etapas. En primera instancia, se realizó un estudio bibliográfico para validar el modelo cinético propuesto por Narváez et al. (2015), seleccionar las variables a optimizar y diseñar la propuesta sostenible. Posteriormente, se realizó la optimización mediante el planteamiento de las funciones objetivo y la determinación de las condiciones óptimas con 3 estrategias diferentes: Obtención del Conjunto Pareto, Análisis por Método R y Análisis Tecno-económico. Se obtuvo que la solución óptima es una temperatura de 45°C, un tiempo de reacción de 30 minutos, una relación molar 3:1 y una concentración de NaOH de 1.5%. Operando a estas condiciones, el rendimiento es del 80.29%, el costo de producción de 0.26 $/kg y la huella de carbono de 0.144 kg CO2-eq/kg. Esta solución no sólo maximiza el rendimiento mientras minimiza los costos de operación y el impacto ambiental, sino también presenta el mejor potencial económico. Además, logra reducir el costo de producción hasta en un 67.37% frente a otras propuestas similares. Esto demuestra que la solución óptima hace a la propuesta atractiva y viable.