Calefón solar económico y sostenible

r ea li z ac ión
Premio Odebrecht 2012
Los 10 mejores
proyectos

óión Grafi
Coordinación editorial
Hernán López Sosa
Revisión de Textos
Done! Comunicación de autor
Lucas Utrera
Proyec ó co
Karyn Mathuiy
Alexandra Marques
Producc ca
Marianella Moretti
Impresión
Imprenta Rolta - Ecuador 33 - C.A.B.A. - Argentina334334334
Equipo Premio Odebrecht para el
Desarrollo Sustentable Argentina 2012
Veronica Spirito
Hernán López Sosa
Diego Blasco
Andrés Gálvez
Daniel Díaz
Daniel Felici
Iván Vanino
Ilana Cunha
Lucas Utrera
Marina González Ugarte
Nelson Elizondo
Pablo Brottier
Roberto Rodríguez
Jurado
Marcelo Paladino
Decano de IAE Business School
Sebastian Bigorito
Director Ejecutivo del Consejo Empresario
para el Desarrollo Sostenible
www.ceads.org.ar
Paula Cardenau
Presidente de Red Activos
www.redactivos.org.ar
Estefania Giganti
Directora de Los tres mandamientos
www.lostresmandamientos.com.ar
Flavio Bento de Faria
Director Superitendente de Odebrecht Argentina
Rodney Rodrigues de Carvalho
Director de Infraestructura Argentina
Diego Luis Pugliesso
Director de Personas, Administración
y Finanzas de Odebrecht Argentina
Todos los trabajos publicados en este libro
son de entera responsabilidad de los autores.
to Grafi
P r e m i o O d e b r e c h t 2 0 1 2
L O S 1 0 M E J O R E S P R O Y E C T O S
ODEBRECHT
Premios Odebrecht 2012 : los 10 mejores proyectos / María Mercedes Rodríguez Orazi ... [et.al.]. -
1a ed. - Buenos Aires : Odebrecht, 2013.
184 p. ; 23x16 cm.
ISBN 978-987-28728-1-6
1. Ingeniería. 2. Arquitectura. 3. Agronomía. I. Rodríguez Orazi, María Mercedes
CDD 620
334
Se terminó de imprimir en Marzo de 2013
334334334
2013
©Odebrecht
Construtora N. Odebrecht S.A.
Av. Alem Leandro N. 855 P 32 C1001AAD
Ciudad Autónoma de Buenos Aires
República Argentina

[ 4 ] PRÊM IO ODE B REC HT 2008
Presentación

El Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable tiene como principa-
les objetivos incentivar y reconocer a aquellos estudiantes y docentes
universitarios que se proponen pensar la ingeniería desde una perspectiva sos-
tenible, además de generar conocimiento sobre la temática para difundir entre la
comunidad académica argentina y la sociedad en general.
A través de nuestro lema “Sobrevivir, Crecer y Perpetuar”, el compromiso
con el desarrollo sostenible está presente desde sus orígenes en nuestra cultura
empresarial y ha sido siempre una referencia para la actuación de los integrantes
de Odebrecht en todo el mundo.
En cada lugar en el que emprendemos nuestras obras generamos riquezas
para nuestros clientes, accionistas, integrantes y comunidades a través de la
construcción de proyectos necesarios para el bienestar de la sociedad, mante-
niendo siempre el compromiso de contribuir con la inclusión social y la preserva-
ción del medio ambiente.
Con mucha satisfacción, presentamos la primera edición del Libro que recopi-
la los diez proyectos finalistas entre decenas de trabajos recibidos desde universi-
dades de toda Argentina. Las propuestas seleccionadas fueron evaluadas por un
prestigioso jurado compuesto por directivos de nuestra organización y referentes
de sustentabilidad de instituciones académicas, cámaras empresariales, socie-
dad civil y medios de comunicación especializados de nuestro país.
Con el Premio Odebrecht para el Desarrollo Sustentable movilizamos la in-
teligencia y creatividad de estudiantes y profesores universitarios de Argentina,
de esta manera, impulsamos la generación de conocimiento de vanguardia; ideas
que esperamos, en un futuro cercano, puedan convertirse en una realidad que
mejoren la calidad de vida de los argentinos.
¡Buena lectura!

Ganadores
8 Estudio de colectores de energía solar, eficientes,
económicos y sostenibles, para agua caliente de
uso doméstico
20 Obtención de metanol a partir de la glicerina
40 Trabajar en familia: San Carlos, protagonista
de una economía sustentable
58 Diseño de microplanta para reciclado
de residuos sólidos urbanos
76 Construcciones civiles con bloques
de tierra comprimida
98 Tratamiento de aguas residuales en la
Universidad y autoabastecimiento de la misma
114 Estudio de alternativas para la instalación
de un parque solar en Argentina
138 Proyecto +Eco
156 eGrow
170 Oficinas inteligentes con tecnologías sustentables

[ 8 ] PRE M IO ODE B REC HT 2012
Estudio de colectores de energía solar,
eficientes, económicos y sostenibles,
para agua caliente de uso doméstico
Autores Lucas Godoy Lemos
María Mercedes Rodríguez Orazi
Julieta Baudo
Orientador Ing. César R. Iglesias
Universidad de Mendoza - Mendoza
Ingeniería Industrial 4º y 5º año

recopilación de los mejores proyectos [ 9 ]
La crisis energética mundial, el aumento de costos de los combustibles
derivados del petróleo, los desafíos que nos impone el cambio climáti-
co y la necesidad de establecer un desarrollo sostenible son los motivadores de
este proyecto. Las características de éste serán tales que resulte económica-
mente viable y que sea socialmente inclusivo.
Se pretende desarrollar un calefón solar, de construcción económica y ren-
dimiento eficiente, para calentar agua de uso doméstico, cuyo costo de fabrica-
ción e instalación sea pagado por el ahorro generado en el consumo de com-
bustibles tradicionales. Además, este equipo permitirá contribuir a la reducción
de la contaminación derivada de la quema de combustibles y a la formación de
conciencia ambiental, reconciliando con ello aspectos económicos y sociales de
las actividades humanas.
El objetivo de este proyecto es usar y aprovechar la energía solar como fuen-
te alternativa renovable y no contaminante. La radiación solar es un recurso gra-
tuito, limpio e inagotable, y para la provincia de Mendoza en particular los valores
de esa radiación son excepcionalmente altos.
Para lograrlo, se investigará qué materiales de bajo costo, fácil aplicación y
mejor rendimiento disponibles en el mercado son necesarios para construir un
prototipo que sea económicamente viable.

INTRODUCCIÓN
La actual crisis energética mundial, y en particular en la Argentina; los sub-
sidios a los servicios públicos, que desaparecerán progresivamente; los desafíos
del cambio climático, y la necesidad de establecer un desarrollo sostenible se
presentan hoy como un desafío de lograr cambios en el manejo y la utilización de
los recursos energéticos.
La Argentina está en una crisis energética de tipo estructural que representa
una amenaza para la producción y la recuperación económica y que afecta par-
ticularmente a los sectores más desprotegidos de nuestra sociedad. En el cor-
to plazo, la falta de abastecimiento en los servicios públicos esenciales, como
los combustibles líquidos, el gas natural y la electricidad, se puso de manifiesto
en los cortes de gas a la industria por parte de las distribuidoras y en centrales
eléctricas que trabajaban con gas natural y que debieron recurrir al fueloil para
seguir funcionando. A esto se sumaron los bajos niveles estacionales de agua
registrados en nuestros ríos, con el consecuente impacto de disminución en la
producción de las centrales hidroeléctricas y en el uso alternativo del gas como
insumo para generar energía. Estos problemas fueron coyunturalmente solucio-
nados con la importación de fueloil de Venezuela, gas natural de Bolivia y elec-
tricidad de Brasil, y nuestro país debió asumir en estas transacciones altísimos
costos que son superiores a los del mercado interno.
Las actuales restricciones de abastecimiento, los aumentos de precios para
consumidores y los cambios en el marco de regulación hacen que esta crisis
estructural se relacione con la actual capacidad de transporte de gas de nuestro
sistema, más aún teniendo en cuenta que el gas natural ha pasado a ser el com-
bustible primario de mayor importancia, ya que representa más de la mitad de la
matriz energética argentina.
Otro elemento estructural de la crisis se vincula con el nivel de reservas de
hidrocarburos: la detección y cuantificación de aquellas requiere trabajos inten-
sivos de exploración de altas inversiones que en la Argentina prácticamente han

dejado de hacerse desde el descubrimiento en 1977 de los yacimientos de Loma
de La Lata, en la provincia de Neuquén, por parte de YPF. Este horizonte de re-
servas ha bajado hoy a 12 años promedio nacional, contra los 25 años anteriores
en aquella década, lo que nos da una clara idea de la urgencia con la que debe
revertirse este proceso.
Para salir de esta situación de crisis se requieren nuevas inversiones: la ex-
pansión de la capacidad instalada existente, la explotación de nuevos yacimien-
tos y la construcción de nuevos gasoductos que aseguren un abastecimiento
sustentable ante el aumento de la demanda. En este contexto, es necesaria la
investigación sobre el uso aplicado de energías renovables y el desarrollo de
proyectos económicamente sustentables, específicamente relacionados con
energía solar, en el área residencial y de las pequeñas empresas, para conseguir
de este modo una mejora en las condiciones de vida del grupo poblacional al que
hemos dirigido este proyecto.
Gobiernos, empresas privadas, asociaciones y ciudadanos en general se
encuentran hoy ante un nuevo panorama energético en el que la utilización efi-
ciente y a pequeña escala de la energía se constituirá en parte esencial de cada
proceso productivo.
El modelo europeo de desarrollo de energías renovables, eficiencia energé-
tica e integración con las fuentes convencionales ha desarrollado un mercado
muy maduro técnica y económicamente. Con base en esa experiencia, actual-
mente se presentan enormes posibilidades de negocios tanto desde iniciativas
estrictamente privadas como desde las articuladas con el sector público.
Desarrollo
Finalidad del proyecto
El propósito de este proyecto es obtener un calefón solar, de construcción
económica, que permita un ahorro en los combustibles usados (gas, querosene,
leña, etc.), para calentar agua de uso doméstico, y cuyo costo de fabricación e

instalación sea pagado con ese ahorro. Además, este equipo permitirá reducir
la contaminación derivada de la quema de los combustibles antes mencionados.
A nivel mundial, el calentamiento de agua se ha convertido en el segundo
uso energético doméstico en importancia después de la calefacción y la refri-
geración. Por esta razón, el calentamiento de agua mediante energía solar, más
allá de ser una alternativa ecológica, constituye una tecnología económicamente
atractiva y competitiva en muchos países. La energía solar directa es considera-
da prácticamente ilimitada.
El agua caliente representa un consumo energético importante en los hoga-
res, ya que tiene diversos usos, como la higiene personal, la limpieza de la casa y
la calefacción. A nivel internacional existen algunos estudios de medida de este
consumo. En general se considera que un consumo medio típico es de alrededor de
50 litros por día y por persona. En los países en desarrollo este consumo constituye
entre el 30 y el 40% de la energía requerida por un hogar. Este porcentaje es mayor
que en los países desarrollados, donde el consumo de energía para producir agua
caliente sanitaria es aproximadamente el 26% del consumo total de la vivienda.
Del 100% de la energía utilizada en los hogares, el 38% del consumo corres-
ponde a calefacción; el 31%, a calentamiento de agua; el 7%, a conservación de
alimentos; a cocción de alimentos el 9%; a refrigeración y ventilación, el 2%; a
iluminación, el 1%, y finalmente 12%, a otros artefactos (incluyendo bombeo de
agua y motores domésticos) (Arboit, Fernández y De Rosa, 2008).
La región posee un gran potencial para el desarrollo de la energía solar como
una fuente alternativa, ya que cuenta con una radiación solar global media anual
de 18,06 MJ/m2 día (Arboit, Fernández y De Rosa, 2008). Su distribución es un be-
neficio adicional, dado que en muchos casos existe un estado de subdesarrollo
de la infraestructura de servicios y de las redes de distribución energética; sin
embargo, hasta ahora no se han dado las condiciones para facilitar su uso. Los
beneficios ambientales de la utilización de colectores de energía solar incluyen
dos vertientes: las de carácter local, que generan reducciones en emisiones de
productos de la combustión, como los óxidos nitrosos (NOx) y monóxido de car-
bono (CO), y los beneficios ambientales globales derivados de menores emisio-
nes de dióxido de carbono (CO2).

Hipótesis y objetivos
Hiótesis
Es posible desarrollar y fabricar un equipo de transformación y acumulación
de calor que funcione a partir de la energía solar, que sea económica y técnica-
menteviable, que no contamine y que cumpla con la condición de sustentabilidad.
Objetivo general
Usar y aprovechar la energía solar como fuente alternativa renovable y no
contaminante.
Objetivos específicos
• Seleccionar los materiales más eficientes y de menor costo para la cons-
trucción de un calefón solar.
• Desarrollar sus características constructivas y tecnológicas.
• Determinar las cantidades de energía convencional que se pueden reem-
plazar por energía solar.
• Analizar la relación costo-beneficio para determinar la viabilidad econó-
mica del proyecto.
• Diseñar y construir un prototipo para verificar los valores teóricos deter-
minados.
Descripción del proyecto
Metodología a emplear
A partir del estudio de datos ya registrados por el Servicio Meteorológico
Nacional se pueden determinar las disponibilidades de insolación de la zona nor-
te de Mendoza, y por consiguiente los valores energéticos disponibles, que de-
penden de las latitudes y accidentes geográficos para esa zona.
La cantidad de energía que gana el sistema se puede evaluar a partir del re-
gistro sobre plano horizontal. Esa energía se utiliza para aumentar la temperatura
del agua dentro del depósito y el resto se pierde a través de las partes transpa-
rentes y opacas de la envolvente del sistema (Esteves y Buenanueva, 2005).
Con estos datos se definirán los aspectos termodinámicos de las transferen-
cias de energía, transformación en calor y almacenamiento de éste.

En función del estudio y el relevamiento de los materiales a usar para estos
fines, se centrará la atención en aquellos materiales aptos y disponibles en nues-
tro medio y que cumplan con la condición de económicos y eficientes:
• utilización de materiales no habituales de bajo costo (como plásticos, PVC,
polietileno negro, polipropileno, etc.);
• facilidad constructiva, por medio de herramientas de uso no especializado;
• posibilidad de su realización sin la necesidad de inclusión de mano de
obra calificada en el proceso constructivo.
A posteriori se determinará la equivalencia entre calor generado por energía
convencional (de consumo de gas envasado) y calor generado por energía solar.
Esa comparación establecerá la relación costo-beneficio más conveniente para
hacer económicamente viable el proyecto.
Características tecnológicas del sistema
La intención es desarrollar un equipo para calentamiento de agua del tipo de
panel solar con superficie de captación plana construida sobre la base de una
parrilla de policloruro de vinilo (PVC) de sección a determinar, dentro de una caja
y aislada térmicamente. El equipo se completará con un tanque acumulador de
agua caliente, también aislado térmicamente.
Como el calentamiento de agua depende del recurso solar y del área colecto-
ra disponible y como para la zona norte de Mendoza la radiación incidente es alta,
se determinará el requerimiento de superficie (m2) de colector por persona y/o
por hogar de acuerdo con las mediciones que resulten del prototipo a desarrollar.
El sistema funcionará por efecto de termosifón.
Los sistemas tradicionales o comerciales de colectores de este tipo están
conformados generalmente por una placa intercambiadora de chapa negra y ca-
ños de cobre con soldadura de estaño. Estos equipos tienen buena eficiencia de
conversión térmica, pero presentan dos dificultades: su elevado costo y la com-
plejidad en su proceso de fabricación. Estas dificultades alentaron el desarrollo
de nuestro sistema, cuya placa colectora será una parrilla de caños de material
plástico, polietileno negro (Pe). La parrilla se alojará en una caja que reducirá las
pérdidas térmicas.

La caja se realizará en chapa galvanizada, con una aislación térmica de
poliestireno expandido de alta densidad (telgopor), forrada en papel de alumi-
nio para protegerlo del efecto de los rayos solares y permitir, de esta manera,
la reflexión de éstos hacia la parrilla. La cubierta transparente de la caja se
realizará en policarbonato, debido a que ante un costo relativamente mayor
presenta una mejor respuesta a las maniobras de construcción y mayor re-
sistencia mecánica a tormentas de granizo, frecuentes en nuestro clima (San
Juan y otros, 2008).
Una vez investigados los aspectos precedentes, se procederá a construir un
equipo de transformación y acumulación de calor con el carácter de prototipo,
que permita comprobar en la práctica los aspectos teóricos estudiados.
Etapas del proyecto
a. Estudio de datos disponibles.
b. Determinación de zona de desarrollo del proyecto.
c. Cálculo de aspectos termodinámicos.
d. Definición de materiales.
e. Presupuesto del prototipo.
f. Construcción del prototipo.
g. Comparación entre energía de combustible fósil y energía solar.
h. Optimización costo-beneficio.
Evaluación del recurso solar
De acuerdo con un estudio de Cantón, Mesa y De Rosa (2004), la recopila-
ción, el procesamiento y el archivo de los datos climáticos de la provincia de
Mendoza se desarrollaron en forma sistemática y progresiva desde 1987, y se
cuenta con información completa de 20 estaciones dentro del territorio provincial
y 3 en zonas de provincias vecinas cercanas a los límites de Mendoza.
Estos autores seleccionaron las estaciones con sus respectivos datos para
realizar los mapeos y obtuvieron un máximo grado de cobertura de la información
climática básica relevante desde el punto de vista ambiental y energético para
ser aplicada en los cálculos de aprovechamiento de energía solar.

Mediante la interpolación de los datos meteorológicos se logró el mapeo
de las isolíneas correspondientes a la radiación solar, que fue calculada a partir
de datos meteorológicos reales (SMN, décadas del 80 y 90), que tienen en cuen-
ta la radiación global (radiación directa + difusa), sobre plano horizontal a cielo
abierto, es decir, sin ninguna obstrucción de la visión de la bóveda celeste. En los
valores horarios de radiación se tuvieron en cuenta las cantidades de radiación
medias, y se consideraron los valores de la heliofanía relativa (cantidad de radia-
ción real en condiciones de cielo claro). La radiación solar es uno de los recursos
más importantes si se considera que es la mayor fuente de energía disponible en
la zona, además de gratuita, limpia e inagotable.
Los valores de radiación para la provincia de Mendoza son:
• La radiación solar de invierno para los meses de junio, julio y agosto es
de 11 (MJ/m2
) para el norte de la provincia, 10 (MJ/m2
) en la zona central
y 9 (MJ/m2
) para el Sur. En tanto, en épocas estivales la radiación alcanza
valores de 25 (MJ/m2
).
• La radiación solar anual es de 19 (MJ/m2
) para el centro-norte de la provin-
cia (8 Junín, 18 San Martín y 19 Lavalle), 18 (MJ/m2
) en la zona central, 17
(MJ/m2
) en el Oeste y el centro-sur, y 16 (MJ/m2
) para el Sur.
Destinatarios del proyecto
Los destinatarios de este proyecto son la población rural de la zona norte de
la provincia de Mendoza, conocida como “Desierto de Lavalle”, cuya población
no cuenta con abastecimiento de gas natural, por red, y está obligada a usar gas
envasado, en la modalidad de garrafas de 10 kg, con un costo de $ 16 la unidad
(garrafa social) y con gran dificultad para su adquisición por las distancias y el
estado de los caminos.
El clima imperante en la zona es árido de montaña, con precipitaciones del
orden de los 100 mm anuales. Éstas tienen carácter estacional y se concentran
entre los meses de noviembre y marzo. Las temperaturas mínimas en invierno son
varios grados inferiores a 0°C y se registran amplitudes térmicas diarias impor-
tantes de hasta 20ºC.
La heliofanía es alta y hay registros medidos de radiación próximos a los
1000 W/m2
en los meses más fríos.

Como en la mayoría de las poblaciones rurales y de montaña, la disponibili-
dad de energía convencional, como el gas envasado, es escasa y de alto costo.
La leña es difícil de conseguir y conlleva la dura tarea de su recolección, además
de la existencia de riesgo de desertificación. Se utiliza para la cocción de alimen-
tos y sólo en algunos días de invierno para calentar agua para el aseo personal.
Evaluación económica
En la zona del Gran Mendoza existe en promedio una vivienda cada 4 per-
sonas. Se ha tomado como referencia para la evaluación económica que una
persona consume 50 litros de agua caliente por día y se ha considerando que en
la zona climática existe un requerimiento de 0,65m2
de colector solar por persona,
por lo que se puede calcular que se necesitarían como mínimo 2,6m2
de colector
por vivienda. La disponibilidad de mercado produce equipos de 2,5m2
, por lo que
se establece esa medida como caso de análisis.
En la Argentina, el valor actual del equipo es de aproximadamente $ 9000
para el sistema completo de termosifón, que consiste en un colector de 2,5m2
de tubos de vidrio de vacío más un termotanque de 240 litros de capacidad (el
costo del equipo incluye el flete local e instalación) (datos correspondientes a
la marca e-Concept).
El objetivo de la evaluación económica es la obtención de elementos de jui-
cio necesarios para la toma de decisiones al momento de llevar a cabo la imple-
mentación de calefones solares.
Conclusiones y
resultados esperados
A partir de la información obtenida y el estudio de las tendencias de lo que
se está utilizando actualmente a nivel mundial, se espera alcanzar un desarrollo
económica y técnicamente viable y que cumpla con la condición de sustentable,
de acuerdo con la siguiente definición, basada en el Informe Brundtland de las
Naciones Unidas (1987):

“Sostenible o perdurable o sustentable: el objetivo del desarrollo sostenible es
definir proyectos viables y reconciliar los aspectos económico, social y ambiental
de las actividades humanas, tres pilares que deben tenerse en cuenta por parte de
las comunidades, tanto empresas como personas, para satisfacer las necesida-
des del presente sin comprometer las necesidades de las futuras generaciones.”
Esquema de los tres pilares del desarrollo sostenible
Ecológico
Social Económico
Viable
Soportable
Equita-
tivo
Soste-
nible
Creemos que la energía solar para calentamiento de agua es una solución
viable para los entornos rurales en Mendoza. La implementación de calefones
solares de bajo costo ayudará a reducir el consumo de combustibles (petróleo,
gas, electricidad y leña) y su consecuente impacto ambiental.
Como puede apreciarse luego de analizar las posibilidades, las áreas asolea-
das disponibles son abundantes y de gran intensidad.
Resulta muy atractivo que una importante cantidad de energía pueda ser
aprovechada para este uso, que propone estudiar la implementación de ganancia
directa y su viabilidad económica, con sustentabilidad puesta a prueba a futuro.
El Estado no tiene, además, un interés claro y manifiesto por implantar ener-
gías renovables ni programas de fomento.

Las reglamentaciones municipales vigentes (Códigos de Edificación) que
regulan las construcciones en medios urbanos no contemplan la utilización de
equipos de calentamiento de agua ni reglamentan el recurso solar. El incremento
del precio de las energías convencionales impulsará el crecimiento continuo de
la energía solar en todo el mundo y se espera un mayor fortalecimiento de la de-
manda de energía verde.
Ante la actual estructura económica de los combustibles fósiles, la ade-
cuación de instrumentos y fomentos será clave para alcanzar la sustentabilidad
energética en el futuro.
Referencias bibliográficas
Arboit, Mariela; Fernández, Jorge, y De Rosa, Carlos (2008): Potencial de ahorro de energías obteni-
bles mediante la implementación de calentamiento solar de agua para uso doméstico. Arqui-
tectura bioclimática, Asociación Nacional de Energía Solar, Yucatán, México.
Cantón, M. A.; Mesa, A., y De Rosa, C. (2004): “Análisis de los modelos de desarrollo del arbolado ur-
bano como estrategia de control de la radiación solar en la estación cálida”, Segunda Reunión
Binacional de Ecología. Argentina y Chile. Ecología en tiempos de cambio.
Esteves, Alfredo (2002): “Calefón solar de bajo costo”, en www.losandes.com.ar, suplemento Pá-
gina del Campo.
Esteves, Alfredo.y Buenanueva, Fernando (2005): “Calefón colector acumulador unificado de bajo
costo”, en Revista Avances en Energías Renovables y Medioambiente, Vol. 9, ASADES.
Naciones Unidas. Comisión Mundial sobre el Ambiente y el Desarrollo (1987): Nuestro futuro común
(Informe Brundtland).
San Juan, Gustavo; Viegas, Graciela; Discoli, Carlos; Gentile, Carlos; Esparza, Jesica; Barros, M.
Victoria; Rosenfeld, Elías, Y Arévalo, Juan José (2008): “Colectores solares de bajo costo para
calentamiento de agua. Características tecnológicas y resultados de producción térmica”, Pri-
mer Congreso Regional de Tecnología de la Arquitectura, Argentina.

Obtención de metanol
a partir de la glicerina
Autor Gastón A. Chevarría
Orientador Ing. Evangelina Pussetto
Universidad Tecnológica Nacional Regional Villa María – Córdoba
Ingeniería Química 5º año

El proyecto se desarrolla a partir de varias experiencias en planta pi-
loto, que son extrapoladas a escala industrial. Se sabe que la gliceri-
na, subproducto de la producción de biodiésel, es un problema para las plantas
productoras y que el valor tan bajo de aquélla hizo que se desencadenara una
búsqueda forzosa de alternativas para darle valor agregado. El proyecto presen-
ta una de ellas: la transformación (reformado) en metanol, una materia prima de
muchas industrias. Enfrentando una necesidad de hoy, y tratando de preservar la
capacidad de las generaciones futuras. Los resultados de disponibilidad y ren-
tabilidad son tabulados y expresados solamente en la materia prima principal, y
muestran una viabilidad notable.

Objetivo
El objetivo de este proyecto es tratar de resolver un problema grave prove-
niente de la producción de biodiésel: qué hacer con la glicerina; se plantea la
viabilidad de la obtención de metanol a partir de la transformación de la glicerina.
Identificación del problema
La República Argentina presenta indudables ventajas comparativas y com-
petitivas para la producción de commodities de origen agropecuario. Por otro
lado, la volatilidad de los precios del petróleo y las altas proyecciones de consu-
mo de países industrializados presentan un escenario inédito en materia ener-
gética. A partir de esos datos, se vislumbra en el horizonte un futuro cercano de
altos requerimientos de combustibles alternativos, como el caso del biodiésel y
del bioetanol; en este proyecto, el biodiésel tendrá un papel clave, ya que es-
tas industrias no sólo producen este biocombustible, sino que también obtienen
como subproducto glicerina.
En este contexto surgen las preguntas: ¿qué hacer con este subproducto?,
¿cómo venderlo?, ¿cómo transformarlo?, ¿cuánto hay disponible?
La respuesta a estos interrogantes tiene múltiples facetas. Según investi-
gaciones, se supo que la producción de este biocombustible arroja aproximada-
mente un 10% de subproducto, la glicerina (Rodolfo J. Larosa, Prod. Biodiésel).
En la actualidad, la Argentina ha mostrado un importante dinamismo en la
producción de biodiésel a partir de aceite de soja. Ocupa el cuarto lugar en el
ranking mundial de productores de ese combustible, después de la UE, los EE.UU.
y Brasil, y está en el primer lugar en exportaciones mundiales.
La producción de biodiésel de uno de los países más importantes en este
recurso, Estados Unidos, se presenta en la tabla 1.1; los datos están actualizados
desde 2007 y extrapolados hasta 2018.

Tabla 1.1 – Producción y precios biodiésel
U.S. Biodiesel Sector
07/08 08/09 09/10 10/11 11/12 12/13 13/14 14/15 15/16 16/17 17/18
Biodiesel
Supply and Use
(Milion Gallons, Oct.-Sep. Year)
Production 592 578 819 940 1,071 1,110 1,103 1,107 1,117 1,125 1,133
Costs and Returns (Dollars per Gallon, Oct.-Sep. Year)
Biodiesel Value 3.84 3.85 4.27 4.58 4.76 4.86 4.95 5.06 5.17 5.33 5.47
Glycerin Value 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
Fuente: FAPRI (2012) US and World Agricultural Outlook
Al analizar estos valores se puede observar que la producción aumentará en
un futuro próximo, por lo que la cantidad de glicerina surgida de esa producción,
que ya es un problema real, será mayor en ese futuro, lo que arrojará valores
insostenibles para el almacenamiento y la comercialización a las industrias de
cosmética; por otro lado, los investigadores están buscando nuevos aprovecha-
mientos para ese elemento.
El objetivo de este proyecto, como ya se dijo, es tratar de resolver un proble-
ma grave proveniente de la producción de biodiésel: el qué hacer con la glicerina;
se plantea para ello la inversión en una planta de producción de metanol a partir
de un reformado de la glicerina, situada en la Argentina, cuya producción esté
destinada a ser comercializada en el mercado interno y también en el externo.
Definición del producto
El metanol es un compuesto químico, también conocido como “alcohol me-
tílico” o “alcohol de madera”; es el alcohol más sencillo. A temperatura ambien-
te se presenta como un líquido ligero (de baja densidad), incoloro, inflamable y
tóxico, que se emplea como anticongelante, disolvente y combustible. Su fórmula
química es CH3
OH (CH4
O).

En condiciones normales es un líquido incoloro, de escasa viscosidad y de
olor y sabor frutal penetrantes, miscible en agua y, como la mayoría de los solven-
tes orgánicos, muy tóxico e inflamable. El olor es detectable a partir de los 2 ppm.
Es considerado un producto petroquímico básico, a partir del cual se obtie-
nen varios productos secundarios.
Las propiedades físicas más relevantes del metanol, en condiciones norma-
les de presión y temperatura, se listan en la tabla 1.2:
Tabla 1.2 – Características del producto a producir
Característica Dato
Composición comercial* 99,9% p/p
Peso molecular 32,04 g/mol
Apariencia Líquido incoloro
Densidad 0,79 kg/l
Punto de fusión -98ºC
Punto de ebullición 64,7 ºC
Punto de inflamación 11ºC
Temperatura de autoignición 464ºC
Solubilidad en agua Completamente soluble
Densidad del vapor (aire = 1) 1,11
Límites de inflamabilidad 6 – 31% vol.
Nº CAS 67-56-1
Olor Picante
Fuente: PISSA 2001
* Obtención de producto: Bennekom, Venderbosch, Assink, Lemmens, Wilbers, Winkelman, Heeres (2011)
Para finalizar con las propiedades y características, podemos decir que el
metanol es un compuesto orgánico muy importante, ya que el grupo hidroxilo se
convierte con facilidad en cualquier otro grupo funcional. Así, el metanol se oxida
para obtener formaldehído (formol) y ácido fórmico; mientras que por su reduc-
ción obtenemos metano. Igualmente importantes son las reacciones de éter y
esterificación (según Methanol Institute Manual).

Usos
Los mercados de metanol han cambiado durante el transcurso de los últimos
15 años, a medida que fueron cambiando el uso y las pautas de demanda. Las
realidades económicas, energéticas y medioambientales globales en evolución
continuarán estimulando el mercado de metanol en el futuro.
Asimismo, están surgiendo nuevas aplicaciones para el metanol, como por
ejemplo motores de turbinas que usan metanol como combustible, biodiésel y
celdas de combustible de metanol directas. Además, otras aplicaciones, como
el tratamiento de aguas residuales, usan mayores cantidades de metanol para
la desnitrificación.
Globalmente, la fabricación de formaldehído es responsable de aproxima-
damente el 40% de la demanda de metanol para la producción de formaldehído
de urea y resinas de fenol formaldehído, pegamentos y adhesivos. Éstos se usan
ampliamente como agentes de unión en tableros de partículas, madera contra-
chapada y paneles de madera fibrosa. Además, se utiliza para la producción de
acido acético.
En el presente, la mayor demanda de metanol proviene del sector energéti-
co. Es utilizado para producir MTBE, un componente de la gasolina. A su vez, se
encuentra en gran crecimiento el mercado de metanol para otras aplicaciones
energéticas, como el dimetilesterol, la utilización de mezcla directa con gasolina
y la producción de biodiésel; cabe destacar que el aumento de plantas produc-
toras de biodiésel en la Argentina ha llevado al metanol a ser una materia prima
muy demandada en ese sector.
Debido a la diversidad de fines con los que se utiliza este producto, la de-
manda de éste se ve influida por un sinnúmero de variables económicas, tecno-
lógicas y ambientales (Methanol Institute Manual).

Materia prima para el proyecto
Actualmente, el metanol es producido a partir del reformado del gas natural,
o por mezcla de hidrocarburos líquidos o carbón (particularmente en China).
En este proyecto se presentará la alternativa de producirlo mediante un re-
formado de la glicerina.
Generalidades
En productos comerciales, el término glicerina se aplica a aquellos que nor-
malmente contienen un porcentaje superior al 95% de glicerol. Pese a que en
una gran cantidad de bibliografía se toman los dos términos con el mismo signi-
ficado, el término glicerol corresponde al compuesto químico 1,2,3 propanotriol.
La mencionada molécula está compuesta por tres átomos de carbono, ocho de
hidrógeno y tres de oxígeno unidos mediante enlaces simples.
Entre sus propiedades físicas y químicas, se puede mencionar que se trata
de un compuesto orgánico, líquido, viscoso, incoloro, de sabor dulce. Sus pro-
piedades solventes son similares a las del agua o alcoholes alifáticos simples,
es insoluble en hidrocarburos, alcoholes de cadena larga, grasas y solventes
halogenados y la solubilidad de gases u otros líquidos en glicerol depende de
la temperatura y la presión.
En condiciones neutras o alcalinas se puede calentar hasta 275ºC sin for-
mar gases tóxicos como la acroleína, pero en presencia de un ácido fuerte,
ésta se forma a 160ºC. A temperatura ambiente, es muy higroscópico, y al su-
perar los 180ºC el glicerol comienza a deshidratarse formando poligliceroles
(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry; Kirk Othmer Encyclopedia Of
Chemicals Tecnology).

Disponibilidad
La glicerina se encuentra disponible en amplias cantidades debido al gran
potencial de la industria de producción de biodiésel, donde se obtiene como
subproducto. Las expectativas de desarrollo de la tecnología como alternativa a
los combustibles fósiles como fuente de energía en el futuro prevén una mayor
oferta y, por lo tanto, precios menores, con los consecuentes beneficios de su
utilización como materia prima en la industria.
El proceso de transesterificación origina como subproducto un derivado de
aproximadamente 10% de glicerol. Este glicerol en bruto contiene impurezas del
aceite en bruto, fracciones del catalizador, mono y diglicéridos y restos de metanol.
Si tenemos en cuenta el destino del subproducto más importante, la gliceri-
na, veremos que al parecer no se encuentra una utilización cierta para éste. Por
ahora, una parte la compran las industrias para uso como aditivo o como material
crudo en productos alimenticios, tabaco, fármacos, para la síntesis de trinitro-
glicerina, resinas alquídicas y poliuretanos, con valores de U$S 50 la tonelada;
al ir aumentando la oferta de este elemento, su precio seguirá bajando en años
posteriores (J. van Dama, A. P. C. Faaij, J. Hilbert, H. Petruzzi, W. C. Turkenburg)
Otra parte muy importante, pero no dimensionada, es almacenada (desechada).
Cuando la fabricación de biodiésel crezca aún más, la cantidad de glicerol
desechado va a representar una amenaza ambiental para ríos, arroyos y otros
cuerpos de agua (Carlos Fernández, “Trabajo final de nutrición”)
A continuación se presenta una tabla con la disponibilidad de biodiésel en la
Argentina; haciendo un cálculo fácil, se puede obtener el total de glicerina produ-
cida en el país, del cual suponemos que el 25% es destinado al consumo (J. van
Dama, A. P. C. Faaij, J. Hilbert, H. Petruzzi, W. C. Turkenburg).
En la tabla 1.3 se presentan los consumos típicos de este material en la Argentina.

Tabla 1.3 – Aplicaciones glicerina (consumo)
Aplicaciones % del consumo
Alimentación 24%
Cosmética 23%
Pastas de dientes-farmacéutica 17%
Tabaco 11%
Poligliceroles 8%
Droguería y productos de limpieza 7%
Resinas 3%
Diversos (celofán, explosivos, lubricantes) 7%
Total 100%
Fuente: Posada, Cardona 2010
Tabla 1.4 – Producción de biodiésel actualizada (2012)
Firma T por año Localización Estado
Renova SA
(Vicentin y Grupo Glencore)
481.000
Santa Fe
Funcionando
T6 Industrial SA (AGD) 480.000 Santa Fe Funcionando
Dreyfus (LDC Arg. SA) 305.000 Santa Fe Funcionando
Cargill SACI 240.000 Santa Fe Funcionando
Patagonia Bioenergía SA 250.000 Santa Fe Funcionando
Oil Fox 242.077 Bs. Aires Funcionando
Unitec Bio SA 240.000 Santa Fe Funcionando
Ecofuel SA (AGD-Bunge) 230.000 Santa Fe Funcionando
Eurnekian 202.465 Santa Fe Funcionando
Viluco SA 200.000 Sgo. del Est. Funcionando
Vicentin SA 158.400 Bs. Aires Funcionando
Greenlife SA 149.648 Bs. Aires Funcionando
Explora SA 120.000 Santa Fe Funcionando
Molinos Río de la Plata SA 100.000 Santa Fe Funcionando
Diaser SA (Derivados San Luis) 100.000 San Luis Funcionando
continúa

Maikop SA 80.000 Neuquén Funcionando
Cremer y Asociados SA 50.000 Santa Fe Funcionando
Agrupación de Colaboración San Antonio 50.000 Funcionando
ENRESA 50.000 Funcionando
Aripar Cereales SA 50.000 Funcionando
Biomadero SA 48.000 Funcionando
Advanced Organic Materials 48.000 Bs. Aires Funcionando
Rosario Bioenergy SA 38.400 Santa FE Funcionando
Soy Energy SA 28.521 Bs. Aires Funcionando
Biodiésel SA 26.408 Santa Fe Funcionando
ERA SRL 22.000 Funcionando
Prochem Bio S A 20.000 Funcionando
Colalao Del Valle SA 18.000 Funcionando
Pitey SA 18.000 San Luis Funcionando
Héctor Bolzán y Cía. SRL 10.800 Entre Ríos Funcionando
BH Biocombustibles SRL 10.800 Funcionando
Recomb 7.923 Santa Fe Funcionando
Química Nova 7.923 Jujuy Funcionando
Biocombustibles Tres Arroyos 6.600 Bs. Aires Funcionando
Biofe 5.282 Santa Fe Funcionando
Sojacor 2.641 Córdoba Funcionando
Cooperativa Agricultores del Sur 2.641 Córdoba Funcionando
Fideicomiso Biodiésel Pilar 2.641 Córdoba Funcionando
Molyagro 2.641 Córdoba Funcionando
Alimentan 2.641 Córdoba Funcionando
Agroindustria Laboulaye 2.641 Córdoba Funcionando
Biodiésel Colazo 2.641 Córdoba Funcionando
Establecimiento La Campiña 2.641 Córdoba Funcionando
Bioenergy/Don Mario 1.408 Bs. Aires Funcionando
continúa

AFA 1.285 Santa Fe Funcionando
Dirección de Vialidad de la
Prov. de Entre Ríos
880 Entre Ríos Funcionando
Gaido 880 Córdoba Funcionando
INTA 528 Mendoza Funcionando
Biobrik 528 Misiones Funcionando
Unidad Autónoma de Producción de
Biodiésel
423 Entre Ríos Funcionando
Nameco 106 Bs. Aires Funcionando
Escuela Agropecuaria de Tres Arroyos 85 Bs. Aires Funcionando
Fuente: Schvarzer, J.; Tavosnanska, A.*
Tabla 1.5 – Estado total
Estado Toneladas por año
Total funcionamiento 2012 4.122.498
Total proyectado (anunciado) ** 712.000
Total 4.834.498
Fuente: a partir de la tabla anterior
* Actualizado: Centro de Despachantes de Aduana de la República Argentina 2012
(www.cda-argentina.org.ar)
Secretaría de Energía de la República Argentina 2012
** Actualizado: Schvarzer, J. y Tavosnanska A. a partir de Dreyfus SA (ampliación a doble capacidad), Terminal T6
(ampliación), entre otras menos relevantes.
Fuente: www.biodiesel.com.ar
Cálculos de disponibilidad de materia prima
Cálculo cantidad de glicerina producida (ofertada):
T/año biodiésel x 0,10 (10%) = 483.450 toneladas por año
Glicerina consumida industrias: 120.862 toneladas por año***
Glicerina restante (materia prima del proyecto): 362.588 toneladas por año.
*** Esta suposición es variable, ya que las industrias nombradas anteriormente, las cuales consumen como materia prima glicerina, uti-
lizanlaglicerinaobtenidacomosubproductodelasindustriasdeljabón,glicerinasintética,entreotras.Además,setienenencuenta
laspequeñasempresasproductoras,paralasquenoesviabletransportaresascantidades,porloquesedescuentanenestecálculo
(Posada, Cardona, 2010, “Mercado de la glicerina”).

Especificaciones técnicas glicerina
Comercialmente se pueden encontrar tres tipos principales de glicerina en
función de su grado de pureza: glicerina cruda, glicerina grado técnico y gliceri-
na refinada (grado USP o FCC). La Figura 1.1 presenta los tres tipos, así como las
concentraciones de glicerol que cada una contiene y el tipo de aplicaciones para
las cuales son efectivas.
Glicerina cruda
Coproducto del proceso de
transesterificación en la
producción de biodiesel
Glicerina grado técnico
Purificación requerida.
Adecuada para
aplicaciones de tipo
industrial
Glicerina refinada
(grados USP y FCC)
Usada en cosméticos,
farmacéuticos y alimentos
Fuente: Posada, Cardona, 2010
Figura 1.1 – Calidad glicerina
La Tabla 1.6 presenta algunas propiedades fisicoquímicas del glicerol como
un punto de referencia para comparar las diferentes calidades de la glicerina,
mientras que la Tabla 1.7 resume las principales especificaciones de calidad y los
umbrales para los contaminantes presentes en estas glicerinas.
Tabla 1.6 – características fisicoquímicas
Características fisicoquímicas Dato
Apariencia Incoloro a marrón
Solubilidad en agua Soluble
Olor Inodoro a suave
Densidad relativa 1260
Presión de vapor 0,0025 mm Hg a 50ºC
Densidad de vapor 3,17 (aire = 1)
Punto de flash >160ºC
continúa

Características fisicoquímicas Dato
Punto de ebullición 290ºC
Punto de fusión 17,9ºC
Peso molecular 92,1 g/mol
Tabla 1.7 – Especificaciones de calidad
Propiedades Glicerina cruda Glicerina grado
técnico
Glicerina refinada
grado USP (99,7%)
Contenido glicerol 40 - 80% 98% mín. 99,7%
Ceniza 2% máx. NA NA
Contenido Humedad NA 2% máx. 0,3% máx.
Cloruros NA 10 ppm máx. 10 ppm máx.
Color NA 40 máx. (Pt –Co) 10 máx. (APHA)
Densidad relativa NA 1,262 a 25ºC 1,2612 mín.
Sulfatos NA NA 20 ppm máx.
Metales pesados NA 5 ppm máx. 5 ppm máx.
Ácidos y esteres NA 1 máx. 1.000 máx.
Agua 12 % máx. 5% máx. 0,5% máx.
pH (solución 10%) 4 – 9 4 – 9,1 NA
Residuos Orgn. 2% máx. 2% máx. NA
NA: no aplica; ppm: partes por millón
La glicerina cruda contiene una gran cantidad de metanol, agua, jabones y
sales. Normalmente tiene un contenido de glicerol entre 40% y 88% en peso. Es
el coproducto natural obtenido durante el proceso de producción de biodiésel.
La glicerina grado técnico es un producto de alta pureza con la mayoría de
sus contaminantes completamente removidos. Está libre de metanol, jabones, sa-
les y otros componentes extraños.
La glicerina refinada es un producto de calidad farmacéutica adecuada para
usar en alimentos, cuidado personal, cosméticos, productos farmacéuticos y otras

aplicaciones especiales. Todos estos productos deben cumplir las especificacio-
nes de farmacopea de los Estados Unidos (USP 30). Para que sea denominada gli-
cerina grado USP las empresas están estrictamente reguladas en lo que respecta
a sus instalaciones de fabricación, métodos de prueba, inspección, distribución y
almacenamiento. La glicerina grado USP debe seguir estrictamente las normas y
directrices establecidas por la FDA (Posada, Cardona, 2010).
Producción de metanol a partir
del reformado de la glicerina
La conversión de glicerina a metanol consiste en dos etapas diferentes que
se pueden integrar en un solo proceso. En la etapa glicerina bruta, primero se ga-
sifica en agua en condiciones supercríticas (reforma en agua supercrítica) para
obtener gas de síntesis. Posteriormente, este gas de síntesis se convierte en me-
tanol en la síntesis de metanol. Este proceso se conoce como GTM (glycerine-to
methanol process). Las etapas se postulan a continuación.
Reformado en agua supercrítica
La primera literatura en describir estos fenómenos se remonta a 1985, con
los experimentos de Modell et al. (M. Modell et al., Fundamentals of Thermo-
chemical Biomass Conversion) que implican la inmersión rápida de aserrín (de
madera) en agua supercrítica. El trabajo posterior fue demostrar que al exceder
los 700ºC de temperatura la eficacia del proceso aumentaba. Luego se probaron
otras materias primas, como almidón, lodos de aserrín, residuos de la papa y
aguas residuales (efluentes) y se fijaron para éstas condiciones de operación.
El uso de agua supercrítica en la conversión orgánica ha despertado el in-
terés de la comunidad científica, en particular la destrucción de contaminantes
peligrosos por la oxidación del agua supercrítica hacia los elementos orgánicos.
En condiciones supercríticas, con el agua a 600ºC y 300 bares y en ausencia de
otros oxidantes, los compuestos orgánicos pueden ser convertidos a sus elemen-
tos más sencillos: el hidrógeno y el carbono (J. G. van Bennekom, D. J. Vosa, R. H.

Venderboscha, M. A. Paris Torresb, V. A. Kirilovc, H. J. Heeresd, Z. Kneze, M. Borkf,
J. M. L. Penningerg).
Las principales ventajas de estas tecnologías son:
• Posibilidades de intercambiar calor.
• Su aptitud para convertir la biomasa húmeda y líquidos corrientes.
• La pureza del gas producido (libre de alquitranes y otros contaminantes).
• El alto contenido en hidrógeno (50-60% en volumen).
• La presión del gas en la cual se convierte es alta, lo que evita luego la ne-
cesidad de compresión adicional en las etapas posteriores.
Debido a las condiciones supercríticas del agua, la integración energética es
posible en el sistema. El agua puede ser parte del material de alimentación o ser
añadida al sistema externamente. Además de servir como reactivo, también actúa
como portador de calor del sistema, por lo que se pueden obtener altas eficiencias
en el reformado, pero los experimentos muestran que a medida que la concen-
tración de materia orgánica aumenta, la eficiencia del reformado disminuye (Y.
Matsumura et al., “Biomass gasification in nearand supercritical water”, 2005).
Aspectos a tener en cuenta:
• En la materia prima es parámetro más importante que influye directamente
en el rendimiento de gas y composición.
• En una gama muy amplia de presiones (siempre por encima de la presión
crítica del agua), la presión del proceso apenas tiene influencia en la efi-
ciencia del reformado y la composición del “syngas”
• Generalmente, la composición de la materia prima inicial ejerce limitacio-
nes al proceso. Las concentraciones más altas de 5-10% en peso llevarían
a un descenso significativo del hidrógeno, del rendimiento y de la eficien-
cia del carbono en la reforma.
• A temperaturas elevadas (por encima de la temperatura crítica) se obtie-
nen mayores rendimientos. Los calentamientos lentos promueven la for-
mación de coque (carbono elemental, reforma total) y reducen la forma-
ción del gas. En oposición a esto, el calentamiento rápido produce mayor
rendimiento del reformado y una baja concentración de hidrocarbonos.

• La composición del gas depende de varios aspectos, como la temperatura,
el tipo de materia prima, la presencia de catalizadores, la presencia de
contaminantes en la materia prima, la velocidad de calentamiento de la
alimentación, el tiempo de residencia en el reactor, etc.
Síntesis del metanol
La formación del metanol a partir del gas de síntesis está de acuerdo con
estas ecuaciones:
CO + 2H2 c CH3OH
CO2 + 3H2 c 3CH3OH
CO + H2O c CO2 + H2
El metanol se produce en las dos primeras reacciones, mientras que la ter-
cera es la reacción del desplazamiento agua-gas. Las reacciones de síntesis de
metanol son exotérmicas. Por lo tanto, a menores temperaturas y presiones más
altas se obtienen mayores rendimientos de metanol. La conversión esta limita-
da por el equilibrio químico. Los rendimientos son promovidos o más elevados a
presiones altas, porque la reacción tiene lugar bajo la compresión del volumen.
Como se dijo anteriormente, el uso de presiones elevadas es limitado.
El hecho es que el gas de síntesis en el reformado se obtiene a presiones
superiores a 250 bares, por lo que esto es una ventaja relevante para la síntesis
de metanol, ya que se evita la compresión de gas en esta etapa (J. G. van Ben-
nekoma, D. J. Vosa, R. H. Venderboscha, M. A. Paris Torresb, V. A. Kirilovc, H. J.
Heeresd, Z. Kneze, M. Borkf, J. M. L. Penningerg).

Glicerina
FlashLiquid
VentGas
CO2
Metanol
Desechos
Noreaccionantes
Agua
1
3
4
2
5
10
4
1
2
3
6
7
6
7
8
9
8
9
1011
13
14
15
17
5
12
13
15
11
4
16
12
Fuente:propia2012ChemcadapartirdeJ.G.vanBennekoma,D.J.Vosa,R.H.Venderboscha,M.A.ParisTorresb,V.A.Kirilovc,
H.J.Heeresd,Z.Kneze,M.Borkf,J.M.L.Penningerg.
Figura1.3-Esquemaprocesodeglicerinaametanol

Justificación de rentabilidad
Se hace una comparación entre los costos de materia prima principal para
determinar una primera aproximación de viabilidad económica del proyecto.
Costos para metanol a partir del gas natural sobre la base de materias primas*
Materia prima Cantidad Costos ($ pesos)
Gas natural 283.168,36 374.631,74
Dólar ($) 4,573
Gas natural ($/m3) 1,323
* Base de cálculos tesis "Producción de metanol a partir del gas natural 2010, Cochabamba, Bolivia".
Para poder comparar los costos de proceso, se partió de la base de una
producción de metanol de 1034,92 toneladas, calculada sobre un proceso de ob-
tención a partir del gas natural (2010, Cochabamba, Bolivia).
Se analizarán dos casos que fueron realizados en una experimentación piloto:
El caso 1 plantea un consumo de 1000 Kg/h glicerina junto con 100 Kg/h vapor
de agua a 1bar y 20ºC, que también consume 1100 Kg/h de vapor de agua para
reformado a 30 bares y 400ºC; resultan 718 Kg/h de supermetanol (2008-2011, Su-
permethanol).
Los datos se extrapolarán a los valores comparables con el otro proceso de
gas natural.
Costos para metanol a partir de la glicerina sobre la base de materias primas
Caso 1*
Glicerina (Kg) 1.441.395,54 329.575,09
Glicerina ($/Kg)** 0,22865
* Base de cálculo trabajo experimental (2008-2011) Supermethanol
** Precio de glicerina J. van Dama, A. P. C. Faaij, J. Hilbert, H. Petruzzi, W. C. Turkenburg.

El caso 2 plantea un consumo de 1000 Kg/h glicerina junto con 5001 Kg/h va-
por de agua, resultando 1026 Kg/h de metanol al 99,5% (2008-2011, Supermethanol
Full conversion: C3
H8
O3
+ 1 H2
O ---- > 2 CO2
+ 3 H2
+ CH4
T > 850ºC
Los datos se extrapolarán a los valores comparables con el otro proceso de
gas natural.
Costos para metanol a partir de la glicerina sobre la base de materias primas
Caso 1*
Glicerina (Kg) 1.008.695,90 230.638,32
Glicerina ($/Kg)** 0,22865
* Base de cálculo trabajo experimental (2008-2011) Supermethanol
** Precio de glicerina J. van Dama, A. P. C. Faaij, J. Hilbert, H. Petruzzi, W. C. Turkenburg.
Conclusión
Partiendo de experimentaciones en planta piloto y haciendo una aproxima-
ción para un scaling-up, los resultados han sido favorables, pudiendo la materia
prima principal del proceso dar valores menores que el proceso actual de pro-
ducción de metanol a partir del gas natural.
Como el problema de la glicerina es cada vez más grave, este proceso es
una buena alternativa para transformar y dar valor agregado a ese desecho o
producto secundario de la producción de biodiésel.

http://energia3.mecon.gov.ar/contenidos/verpagina.php?idpagina=3037.
http://www.cda-argentina.org.ar/index.php?option=com_content&view= article&id=11143: resolu-
cion-nd-562012-secretaria-de-energia&catid=54& Itemid=90.
Matsumura, Y. et al. (2005): Biomass Gasification in Nearand Super-Critical Water: Status and Pros-
pects, pp. 269-292
Modell, M. et al.: Fundamentals of Thermochemical. Biomass Conversion, pp. 95-119
Pérez Angulo, Cabarcas Simancas, Castro y Tobías (2005): “Potential of the gas to liquids-GTL tech-
nology in Colombia”
Posada, Cardona (2010): “Análisis de la refinación de glicerina obtenida como coproducto en la
producción de biodiésel”
Schvarzer, J. y Tavosnanska, A. (2007): “Biocombustibles: expansión de una industria naciente y
posibilidades para la Argentina”, Documento de Trabajo Nº 13 del Centro de Estudios de la
Situación y Perspectivas de la Argentina, FCE, UBA.
Tesis “Producción de metanol a partir del gas natural 2010, Cochabamba, Bolivia”
Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Fifth completely revised Edition (2000), Vol. A12,
pp. 477-489.
Universidad Sonora Pissa-Union (2001): División de Ciencias Biológicas y de la Salud. Programa
institucional de Salud y Seguridad Ambiental
Van Bennekom, Joost; Venderbosch, Robbie; Assink, Daan; Lemmens; Koen; Wilbers, Erwin;
Winkelman; Jos; Heeres, Erik (13-12-2011): “The Production of Methanol from Glycerol Derived”.
Van Bennekom, J. G.; Vosa, D. J.; Venderboscha, R. H.; Paris Torresb, M. A.; Kirilovc, V. A.; Heeresd,
H. J.; Kneze, Z.; Borkf, M.; Penningerg, J. M. L.: Supermethanol: Reforming of Crude Glycerine
in Supercritical Water to Produce Methanol for Re-Use in Biodiesel Plants.
Van Dama, J.; Faaij, A. P.,C.; Hilbert, J.; Petruzzi, H. y Turkenburg, W. C.:.Large-scale bioenergy pro-
duction from soybeans and switchgrass in Argentina. Part A: Potential and economic feasibili-
ty for national and international markets.
Van Ness, J. H. (1983): Kirk Othmer Encyclopedia of Chemicals Tecnology, 3rd
. Edition. Vol. 11,
pp. 921-955.
Venderbosch, Robbie; Van Bennekom, Joost; Assink, Daan,; Lemmens, Koen; Wilbers, Erwin;
Winkelman, Jos; Heeres, Erik (2008-2011): Supermethanol.
Zabizarreta, León, y Rodríguez: Tec. Química Industrial, cap. 3. “Hidrógeno, gas de síntesis y sus
derivados”, en http://www.diquima.upm.es

Trabajar en familia:
San Carlos, protagonista
Autores María Verónica Castaño Cornejo
Julieta María Román Cappelen
Agustina Solá Petersen
Orientador Gabriela Polliotto
Universidad Católica de Salta – Salta
Arquitectura 4º año

La agricultura familiar constituye en el norte argentino una de las princi-
pales fuentes de abastecimiento y subsistencia para los pueblos agrí-
colas del interior. Ellos, alejados de aquello que implica la industrialización y el
mercado global excluyente, trabajan en comunidades de solidaridad, generando
procesos culturales, económicos y sociales que contribuyen a su continuo de-
sarrollo y a la transmisión de valores.
Uno de los pueblos con estas características es San Carlos, ubicado en el
departamento de San Carlos, provincia de Salta. Si bien en él es evidente una
economía netamente rural, existe un precario desarrollo de la agricultura fami-
liar, que es digna de ser potenciada a través de un proyecto de intervención que
fomentará la participación comunitaria a través de la producción y comercializa-
ción de los cultivos que se dan en la zona. Los medios para llevarlo a cabo son el
desarrollo de un sector de viviendas sustentables, la designación de lotes para
cultivo y la provisión de instalaciones para la venta (mercado artesanal).
Hablar de producción agrícola y trabajo social implica la utilización de tec-
nologías que vayan de la mano con la conciencia ecológica, es decir, la imple-
mentación de energías renovables y recursos constructivos con materiales de la
zona. De esta manera la población rural destinataria del proyecto podrá partici-
par en todas las etapas de la cadena planteada.

INTRODUCCIÓN
La agricultura familiar representa más de 250.000 explotaciones a nivel na-
cional y 8000 en Salta (75% a nivel país y 78% a nivel provincial), pero sólo acce-
den al 18% de la superficie en producción.
Viendo y considerando la relevancia que posee este sector en nuestro país
y dado que la agricultura familiar constituye el tema central del proyecto, existen
ciertos interrogantes que se deben plantear para poder conocer y así fomentar
correctamente esta actividad.
En primer lugar, es preciso entender el concepto de “agricultura familiar” y
todo lo que implica, desde el punto de vista cultural hasta el punto de vista concre-
tamente económico; cómo se desarrolla en la Argentina y en particular en Salta
(San Carlos, propiamente dicho); cuáles son sus fortalezas y debilidades; quiénes
son los actores involucrados y los destinatarios o beneficiarios, y de qué recursos
disponen o carecen para, de esta manera, poder obtener un estudio lo suficiente-
mente completo como para intervenir.
EssabidoqueSanCarlos,departamentodelaprovinciadeSalta,poseelascondi-
ciones adecuadas (casi en la totalidad de su territorio) para el buen desarrollo de una
actividad como la agricultura familiar. Sin embargo, también se conoce que sólo una
pequeña porción de su superficie lo hace; es por ello que resulta pertinente rescatar
esa potencialidad y transformarla en acción concreta, con los siguientes objetivos:
Objetivo general
Integrar todos los aspectos que involucra el desarrollo de una actividad eco-
nómica de autoabastecimiento como lo es la agricultura familiar en una localidad
pequeña, San Carlos (Ciudad de Salta), la cual aún conserva una cultura de produc-
ción primaria local, con poca salida al mercado regional y casi nula industrialización.

Objetivos particulares
Dentro de este aspecto tan abarcativo, se plantea influir específicamente en
cada área involucrada para generar un circuito cerrado y completo que beneficie
tanto a las familias productoras en su calidad de vida como al pueblo en la bús-
queda de una nueva economía también tendiente al turismo.
Entre los objetivos específicos del proyecto se enumeran:
• Fomentar la participación colectiva de aquellas familias de San Carlos que
se dediquen a la siembra y cosecha de cultivos, destinándoles una serie
de lotes que ellas mismas trabajarán y administrarán para su propio bene-
ficio (proceso sociocultural).
• Brindarles la posibilidad de generar ingresos con la comercialización de
esos productos al proporcionarles las instalaciones adecuadas para tal
fin: un mercado con el equipamiento necesario (locales comerciales, sec-
tor administrativo, servicios, etc.) (proceso económico).
• Mejorar su calidad de vida a partir de la implantación de todo un sector
destinado a viviendas y espacios públicos de recreación (inclusión social).
• A partir de que se genera este ciclo, fomentar la atracción turística que se
dará con las visitas a los sectores de cultivo y la compra de los productos
autóctonos que proporcionará el mercado.
• Todo esto con la implementación de sistemas constructivos sustentables
(construcción en tierra: adobe y madera), sistemas de captación de agua
del río Calchaquí, tratamiento de depuración de aguas servidas utilizadas
para riego (lecho nitrificante), energía solar recolectada a través de pane-
les fotovoltaicos y métodos orgánicos, no químicos, de fertilización de los
cultivos (compost) (responsabilidad ambiental).
De esta manera, se llega a un proyecto económicamente viable, socialmente
inclusivo y ambientalmente responsable.

Desarrollo
En 2006, el Programa de Desarrollo de Pequeños Productores Agropecuarios
(Proinder), sobre la base del censo agropecuario nacional 2002, convocó al Ins-
tituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA) para elaborar un
análisis que lograra definir y cuantificar la pequeña producción agropecuaria en
la Argentina. Los resultados obtenidos proporcionaron la posibilidad de adoptar
entonces un concepto para lo que llamamos agricultura familiar (AF). Lo mismo
hizo el Foro Nacional de Agricultura Familiar (Fonaf-2006).
De aquí que se obtuvieron dos definiciones, desde diferentes puntos de vista
pero complementarias, que permiten esclarecer qué representa la agricultura fa-
miliar en la Argentina.
La definición del estudio
IICA–Proinder
Este estudio considera pequeño productor a quien dirige la explotación agro-
pecuaria (EA), trabaja directamente en ella y no posee trabajadores ni familiares
remunerados permanentes. Sobre este recorte de las EA totales del país existen
restricciones: una superficie máxima total que pudiera en las mejores condiciones
tecnológicas ser manejada con el trabajo directo del productor, el de su familia y el
de personal contratado transitoriamente o la utilización de contratistas, y, además,
se excluyeron aquellas que tuvieran como forma jurídica la sociedad anónima.
El pequeño productor de subsistencia (sup. promedio 52 ha), en este caso,
será objeto de estudio del proyecto a continuación.

La definición del Foro Nacional
de la Agricultura Familiar
El Fonaf propone una definición cualitativa sobre la agricultura familiar, con-
siderándola “…una forma de vida y una cuestión cultural, que tiene como princi-
pal objetivo la reproducción social de la familia en condiciones dignas, donde la
gestión de la unidad productiva y las inversiones en ella realizadas es hecha por
individuos que mantienen entre sí lazos de familia, la mayor parte del trabajo es
aportada por los miembros de la familia, la propiedad de los medios de produc-
ción (aunque no siempre la tierra) pertenece a la familia y es en su interior que se
realiza la transmisión de valores, prácticas y experiencias”.
Por lo tanto, rescata la agricultura familiar como una cuestión cultural, de
una población que subsiste y evoluciona junto con su entorno natural.
Es así que, en lugar de distinguir los diferentes tipos de productores según
la posesión de tierras (pequeñas explotaciones, definición cuantitativa), el Fonaf
propone 5 categorías: subsistencia; reproducción simple; reproducción amplia-
da; reproducción ampliada nivel bajo de capitalización; reproducción ampliada
nivel medio de capitalización; capitalizado.
Reproducción simple: hay producción para el mercado y para el autoconsu-
mo; el ingreso total es de hasta 4 canastas básicas.
Agricultura familiar:
definición y síntesis
La agricultura familiar es una forma de producción y un modo de vida que tie-
ne gran importancia para el desarrollo de la sociedad argentina, y que aporta ge-
neración de empleo, arraigo rural y salud ambiental. En términos generales, este
sector vive del autoconsumo y comercializa la producción excedente como forma
de acceder a otros bienes y servicios que la producción en sí misma no garantiza.

Sus componentes principales son: acceso limitado a recursos de tierra y ca-
pital; uso preponderante de fuerza de trabajo familiar, siendo el jefe de familia
quien participa de manera directa del proceso productivo, aun cuando pueda
existir cierta división del trabajo; la actividad agropecuaria/acuícola/pesquera
como principal fuente de ingresos, que complementa con otras actividades no
agrícolas que se realizan dentro o fuera de la unidad familiar (servicios relacio-
nados con el turismo rural, la producción artesanal, las pequeñas agroindustrias,
los empleos ocasionales, etc.).
San Carlos, protagonista
Es tiempo de posicionarse en el lugar elegido como foco de estudio y bene-
ficiario del presente proyecto.
San Carlos constituye un departamento de la ciudad de Salta, ubicado en el
Valle Calchaquí, al sudoeste de la provincia.
Limita al Este con el departamento de La Viña, al Sudeste con el departa-
mento de Cafayate, al Nordeste con el departamento de Chicoana, al Norte con
el departamento de Cachi, al Oeste con el departamento de Molinos y al Sur y
Sudoeste con la provincia de Catamarca.
Comprende cuatro localidades: San Carlos, Los Sauces, San Felipe y Payo-
gastilla; la localidad de San Carlos es la cabecera del departamento.
San Carlos abarca una superficie de 5125 km2 y se encuentra a aproximada-
mente 1710 msnm.
Su clima es seco y árido, con grandes amplitudes térmicas, lo que lo hace
propicio para cultivos como vid, alfalfa, frutales, nogales, hortalizas y aromáticas
como orégano, pimentón, anís, comino, sobre los cuales se basa su economía.
También se crían animales ovinos, caprinos y mulares, y hay excelentes ar-
tesanos teleros, de cuero, cerámica y vinos regionales.
A partir de los datos proporcionados por el Censo Nacional de Población,
Hogares y Viviendas 2001, se obtuvo la siguiente información:

Distribución y composición de la población: San Carlos es uno de los departa-
mentos menos densamente poblados de la provincia de Salta; proporcionalmente,
esto también coincide con que el 100% de su población es rural, ya que a mayor
cantidaddehabitantesmayortendenciaaagruparseennúcleosurbanosyviceversa.
Proporción de la población con necesidades básicas insatisfechas (NBI):
permite considerar las condiciones de pobreza (hacinamiento, vivienda inconve-
niente, condiciones sanitarias, falta de asistencia escolar y falta de capacidad de
subsistencia económica) en el departamento. San Carlos posee un porcentaje de
entre 35,1% y 50% de NBI, valores muy altos que muestran una realidad digna de
ser subsanada a los fines del presente proyecto.
Patrones de la población agrícola: de acuerdo con la disposición espacial
de los empleadores (patrones a cargo de tierras y empleados asalariados), San
Carlos tan sólo posee de 0% a 3,6% de aquéllos; esto claramente verifica que las
actividades desarrolladas en el sector constituyen aquellas de subsistencia rea-
lizadas por los mismos pueblerinos sin relación de dependencia.
Trabajadores familiares agrícolas sin remuneración: según el INDEC, entre
el 18% y el 35,7% de la población de San Carlos representa a las personas que
realizan tareas regulares de ayuda en la actividad familiar, sin retribución ﬁja.
Estratos de la agricultura familiar: a partir de la definición obtenida por el
estudio de Proinder, y poniendo la mirada en el departamento de estudio, en San
Carlos existe entre 78,3% y 98,3% del pequeño productor de subsistencia, aquel
que posee una dotación de recursos que no le permite vivir en forma exclusiva
de su explotación y mantenerse en la actividad, por lo que debe recurrir a otras
estrategias de supervivencia, como la venta de fuerza de trabajo y la producción
para el autoconsumo.
Superficie ocupada por la agricultura familiar: es curioso cómo, habiendo
llegado a la cuenta de que en San Carlos esta actividad tiene un papel protagó-
nico, tan sólo entre 25% y 49,9% de su superficie total esté destinada a ella. ¿Qué
significa esto? Que hay más de un 50% de territorio en el cual no se desarrolla
actividad alguna y que debe ser aprovechado.

Elección de los terrenos
ElproyectoseubicaconcretamentesobrelaciudaddeSanCarlos(a20kmdeCa-
fayate, acceso por Ruta Nac. Nº 40), una de las más antiguas ciudades de la provincia,
que conserva intacto a través del paso del tiempo el aspecto arquitectónico colonial
de sus casas (en su mayor parte de adobe y ladrillo cocido) y de sus angostas calles.
Esta ciudad presenta prácticamente todas las condiciones (climáticas, geo-
gráficas, urbanísticas, poblacionales, posición estratégica, etc.) para desarrollar
en ella un proyecto tan influyente que tiene como propósito potenciar sus virtudes.
En primer lugar, es una ciudad con tan sólo 3236 habitantes, dedicados casi en
su totalidad a las actividades agrícolas. No se trata, por lo tanto, de una ciudad indus-
trializada. A su vez, se encuentra limitada por el río Calchaquí, al cual se le atribuye el
curso más largo de la Argentina (3000 km). Aquél será el encargado de proveer agua
paraeldesarrollodelasactividadesplanteadas,atravésdemétodosdecaptaciónde
agua citados más adelante. Su territorio es fértil y posee incluso mejores condiciones
para el cultivo que la famosa ciudad de Cafayate (ciertamente más seca).
Para la elección de los lotes se tuvieron en cuenta los siguientes factores:
• La proximidad de aquellos destinados a cultivos con el lecho del río Calcha-
quí, el cual, a través de métodos especiales de captación de aguas de ríos
y manantiales, proporcionará ese recurso para la realización de las activi-
dades agrícolas.
• La fertilidad y el verde de los campos.
• La cercanía con el centro: esto permite que los habitantes de la ciudad,
no sólo los campesinos, puedan aprovechar la mercadería que ofrece la
agricultura familiar mediante la venta de sus productos en el mercado.
• La Ruta Nacional Nº 40: la ruta turística más larga del país no sólo conduce
directamente a esta ciudad, sino que además la atraviesa completamente
de Sur a Norte. Inmediatamente luego de que aquélla se bifurca al Oeste,
generando un camino interno de bastante jerarquía, es donde se ubicó el
complejo de nuevas actividades.

Con una localización estratégica, se pensó en ubicar primero los lotes de
cultivos en un terreno de aproximadamente 10 ha repartido en 15 parcelas de
tamaños variados, según el tipo de cultivo al que se destine y teniendo en cuenta
el número de familias beneficiarias. Por lo tanto, se deduce que en algunas oca-
siones los lotes no llegan a la hectárea. ¿Por qué? Básicamente porque algunos
cultivos de climas secos (como las especias: pimentón, comino, etc.) no requie-
ren extensiones tan grandes de tierra.
La estrategia de su ubicación radica en la posibilidad turística de generar
visitas a los campos de cultivos e inmediatamente tener la posibilidad de comer-
cializar los productos en el mercado, justo al frente. La gente de afuera podrá,
entonces, llegar a conocer todo el proceso y, de esta manera, se podrá dar a la
ciudad de San Carlos un tenor de atractivo turístico.
El proyecto para el nuevo barrio donde residirán las familias agricultoras se ubi-
cará al Norte, mucho más atrás. Esto les brindará un ambiente más privado, no acce-
siblealturismoycontodaslasprestacionesnecesariasparagenerarunárearesiden-
cialdignaytranquila,consectores derecreación,caminosinternos,expansiones,etc.
Mercado de economía social
La agricultura familiar en la Argentina representa un sector de gran impor-
tancia en relación con la producción de bienes de las economías regionales, ade-
más de generar empleo en el espacio rural. Los cambios sociales y económicos
producidos en nuestro país a raíz de la creciente capitalización han modifica-
do la estructura y el funcionamiento de los mercados de materias primas agro-
pecuarias y alimentos, por lo que apareció una multiplicidad de problemas que
condicionan la circulación y distribución de los productos que generan. En este
contexto nacen las ferias francas en el nordeste (NEA) y noroeste (NOA) del país.
Actuando en consecuencia, y conscientes de esta situación, el presente
proyecto se basa en generar un circuito cerrado que brinde todas las posibili-
dades y no deje ningún elemento suelto: se vive en comunidad, se produce en

familia, se vende al público, se genera empleo, se atrae al turista, se da atractivo
al pueblo. En otras palabras, se unen la unidad doméstica con la unidad producti-
va. Entonces, como destacado elemento principal de estructuración, se genera el
mercado, el cual representa el rescate de las producciones tradicionales, artesa-
nales y orgánicas; la conservación de los recursos naturales; el uso comunitario
de las tierras y espacios, y la cooperación mutua, el trabajo conjunto, la dignidad
y el ingreso sustentable.
Características que poseen los actores del proceso: capacidad de trabajo,
de la cual dependen la calidad y el tipo de producción; estrategias y técnicas de
trabajo a partir de sus hábitos, tradiciones y valores; comprenden las actividades
que realizan para la satisfacción de sus necesidades.
El perfil de los consumidores: los clientes que concurren a las ferias, en gene-
ral, pertenecen a zonas urbanas y periurbanas y no producen para el autoconsumo
por diversas razones: Las actividades a las que se dedican insumen la mayor parte
de su tiempo (son docentes, empleados, comerciantes); no poseen extensiones de
tierra para producir. Esta práctica no forma parte de su estilo de vida.
Y para proteger el medio ambiente
Mencionado anteriormente, se sabe que al aplicar una política socialmente
inclusiva y económicamente austera no sería correcto utilizar tecnologías que no
fuesen además ambientalmente responsables. El momento para rescatar valores
y tradiciones populares de un pueblo agrícola es a su vez el momento ideal para
preservar su medio. Por lo tanto, dentro de este marco, que incluye una inter-
vención notable en la ciudad de San Carlos, se desarrollarán a continuación los
métodos y tecnologías específicos a ser utilizadas en el proyecto.

Construcción en tierra: adobe
La tierra es el material que tenemos a mano y sólo requiere un 5% de la ener-
gía total que se emplea en la producción del cemento.
El uso de la tierra en la arquitectura está presente desde las primeras ma-
nifestaciones constructivas del hombre y ubicado en casi todas las regiones de
clima cálido y templado (San Carlos no escapa de estas condiciones). Se genera-
ron diversas técnicas constructivas que emplearon la tierra con exclusividad o en
combinación con otros materiales de procedencia animal, vegetal y mineral.
Es un método simple y económico del cual se servirá este proyecto para hacer a
las familias agricultoras partícipes de ese proceso. Esto quiere decir que para incenti-
var la cuestión social, el arraigo del pueblo al beneficio que percibe y, a su vez, resca-
tar la autoconstrucción, ellos mismos cooperarán en la construcción de sus viviendas.
El sistema adoptado para la construcción en tierra es el de mampuestos: ado-
bes. A partir de la mezcla obtenida con tierra, agua, fibras (vegetales: paja; anima-
les: estiércol) y polvos (hueso molido, aserrín, etc.), se generan ladrillones moldea-
dos en bastidores de madera. Éstos se desmoldan y dejan secar (protegidos de la
humedad) hasta ser usados. Una de sus grandes ventajas es que el elemento de
unión entre las piezas es una mezcla igual a la que compone los ladrillos.
Ventajas: economía; plasticidad de formas arquitectónicas; ejecución simple sin
mano de obra especializada y poca; habitable desde que se construye; excelente ais-
lantetérmicoenmurosgruesos;buenainerciatérmica;permiteacumularcalorías;no
transmite vibraciones (aislante acústico); soporta grandes amplitudes térmicas (más
de 25º); equilibra la humedad del aire; el barro es ignífugo; en su restauración se reuti-
liza casi todo (en la construcción natural no hay escombros); endurece por secado y
no por acción química.
A pesar de que la provincia de Salta se encuentra en zona sísmica Nº 3 (alto riesgo),
elmétodoconstructivoconadobepuedecomplementarseconunsistemadeencadena-
dos que recorre todos los muros del edificio, contrafuertes cada 4 metros de distancia,
vigacollaryotrosrecursosquepermitenlaestabilidaddeésteantelaaccióndeunsismo.

Sistemas de captación de agua
El agua es un recurso de vital importancia para la agricultura. Es por ello que
debe ser valorada por los servicios ecológicos que presta. Además, debe tenerse
en cuenta que posee una enorme implicancia social y ambiental.
En cuanto a la agricultura familiar, identificar la problemática hídrica y encontrar
lasoluciónmásconvenienteesunaprioridaddelasfamiliasyorganizacionesrurales.
El sistema de captación de agua consiste en una forma sencilla, práctica y
accesible de obtención de ésta recurriendo a las diversas fuentes naturales de
provisión existentes según cada territorio. En el caso de San Carlos se recurrirá a
la obtención de agua aprovechando la cercanía del pueblo al río Calchaquí.
Para diseñar correctamente el sistema de agua para una comunidad de-
terminada se deberán evaluar varias características del lugar donde se nece-
sita implementarlo:
• Cuáles son las necesidades de uso del agua, el destino, los requerimientos
por familia para uso doméstico, animal y comunitario.
• Cuáles son las fuentes de agua disponibles y potencialmente aprovechables.
• Cuáles son las condiciones de relieve y topográficas del lugar, lo que per-
mitirá realizar un correcto diseño del sistema de abastecimiento. Lo ideal
es construir en zonas con pendientes suaves donde el arrastre de materia-
les de gran tamaño es menor.
En el caso de San Carlos, para abastecer de agua el sector cultivable, el
sistema elegido será el de captación en pequeñas quebradas, donde se apro-
vechará la presencia del río Calchaquí, caracterizado por ser no muy caudaloso
(sobre todo en invierno), ya que proviene del deshielo.

El sistema adoptado: tomas libres
En un punto situado en una de las márgenes del río se produce una desvia-
ción de una parte del caudal conducida mediante una acequia. Se confecciona un
represamiento con ramas, tierra o piedras colocadas en el cauce. Por la acción
de esta barrera, una parte del agua que atraviesa el río se desvía hacia un canal
de conducción (toma). A partir de allí, mediante la utilización de compuertas de
acción manual, se regula el paso del agua y a través de cañerías subterráneas
(caños filtrantes ranurados), la distribución del agua en los cultivos.
Este sistema puede ser mejorado utilizando la tecnología del hormigón, HA
o mampostería.
Como complemento del sistema se recomienda la implementación de un de-
sarenador para reducir la cantidad de materiales sólidos de distintos tamaños
(arenas, gravas, etc.) que trae el agua desde la toma y evitar o disminuir la acu-
mulación de sedimentos en las obras de conducción y almacenamiento.
Lecho nitrificante
Es un conjunto de instalaciones y construcciones que permite el tratamiento
y depuración de residuos cloacales y aguas servidas de una vivienda, disminu-
yendo la transmisión de enfermedades y el impacto ambiental.
Mediante este sistema se provee de una fuente de agua adicional, ya que
sobre el lecho nitrificante puede establecerse la huerta familiar que incluirá cada
vivienda del proyecto, así como el mercado, y de esta manera se puede hablar de
un positivo efecto social.
Con el uso de esta tecnología no sólo se pretende mejorar la calidad de vida
de la población, sino que también se obtienen beneficios indirectos, al no conta-
minar las napas freáticas ni los cursos, pozos o manantiales de agua.

Primero se construye una cámara séptica para el tratamiento de las aguas
negras o efluentes cloacales provenientes del baño de una vivienda. Esta cámara
consiste en un tanque prefabricado de polietileno con una tapa de acceso de
60 cm y una capacidad de 800 litros de volumen (3 inodoros), enterrado como
mínimo 50 cm y con un desnivel de 5 cm entre la entrada y la salida del agua.
Las aguas grises (cocina) son conducidas hacia el caño de salida de la cámara
séptica. Ambas aguas desembocan en el filtro biológico (caño de PVC relleno con
materiales porosos: cerámica, piedras partidas, etc.), el cual se conecta al lecho
nitrificante (caño de PVC con perforaciones en la base cada 30 cm) enterrado a
una profundidad de 40 cm y apoyado sobre una base de piedras de 2 a 10 cm. Así,
el lecho nitrificante permite mantener una tensión de humedad constante en el
terreno que genera una disminución en el consumo de agua para el riego de los
cultivos, por lo cual produce un beneficio adicional en relación con el ahorro de
un recurso tan preciado como el agua.
Generación de electricidad:
paneles fotovoltaicos
Se está volviendo tendencia recurrente la implementación de este sistema de
generación de energía eléctrica para viviendas sociales de pueblos del interior de
las provincias del NOA por parte del gobierno. Esto implica una ventajosa solución
de ahorro energético en aquellos lugares que no poseen fácil acceso al tendido
eléctrico y los cuales cumplen con las condiciones climáticas adecuadas.
Los módulos solares fotovoltaicos son dispositivos que captan la energía lu-
mínica del sol transformándola en eléctrica, pudiendo ésta ser utilizada directa-
mente y/o almacenada. Siempre se podrá consumir como máximo la energía que
se acumula diariamente más la disponible en baterías (autonomía).
Este sistema es autónomo y no necesita combustibles, lubricantes ni repuestos,
y su mantenimiento es bajo. Además, con la instalación de un buen conjunto de pa-
neles solares se puede abastecer parcial o totalmente las necesidades energéticas
de un hogar durante 30 a 40 años (vida media útil de un sistema de paneles solares).

Técnicamente, un sistema como éste consiste en un conjunto de celdas fo-
tovoltaicas agrupadas e interconectadas conformando los paneles. Constructi-
vamente, constan de un marco perimetral, un vidrio resistente que deja pasar los
rayos protegiendo las celdas. Los elementos básicos componentes del sistema:
El compost de desperdicios
Como último método sustentable empleado, aunque no menos importante, se
recurrirá al compost, un sistema orgánico de fertilización de cultivos que en lugar
de ocupar fuertes y nocivos químicos como abono de la tierra aprovecha todos
los restos de basura orgánica al alcance (en este caso: residuos prevenientes
de los mismos cultivos, el mercado y las viviendas: estiércol, pasto seco, ceniza,
desperdicios de cocina y hortalizas, etc.).
Este abono no quema las plantas ni siquiera en tiempos de sequía; contie-
ne nitrógeno, fósforo y potasio (micronutrientes que fortalecen a las plantas) y
muchos minerales indispensables para la fertilidad de la tierra (zinc, cobre, mag-
nesio). Además, lo más importante es que aporta tierra rica en humus: fácil de
labrar, húmeda (necesita menos riego) y absorbente.
Una tierra de estas características, rica en materia orgánica, atrae a las lom-
brices, que constantemente están aflojando la tierra a la vez que la fertilizan con
su excremento.
Consiste en un montículo compuesto de una serie de capas (materia vegetal,
estiércol y tierra húmeda), ubicado en un lugar cerca de una fuente de agua y a
la sombra. Cubierto con un plástico, y a medida que pasa el tiempo, se producen
los procesos de putrefacción similares a los que ocurren en la naturaleza misma.
Hay quienes creen que la tierra labrada se deteriora con los años; eso sólo
sucede cuando se quita tierra pero no se la devuelve. Hacer compost de desper-
dicios es la mejor manera de devolver a la tierra lo que nos ha otorgado, hacién-
dola más fértil todavía.

Conclusión
A lo largo de toda la presentación del proyecto, se trató de justificar y dar va-
lidez a una de las ramas más influyentes de la economía argentina: la agricultura
familiar. Esta economía alternativa tiene en cuenta motivaciones que van más allá
de lo estrictamente “económico” (aspectos relacionados con lo social, cultural,
político y ecológico).
Las familias, sin duda, buscarán realizar su producción, pero también va-
lorarán sentirse parte de un colectivo que se organiza, produce y construye un
espacio de trabajo asociado.
Si se llegaran a cumplir todos los objetivos propuestos desde un principio,
San Carlos cobraría vida. Fomentar este medio de subsistencia ayudaría a la ciu-
dad a cobrar un atractivo turístico nunca antes visto.
Preservar su cultura a medida que se les otorga una mejor calidad de vida a
los campesinos es la clave de una política social exitosa. A partir de ese momen-
to, los habitantes de esta pequeña ciudad se sentirán insertos en un mundo de
mayores posibilidades.
Llevar a cabo este emprendimiento ciertamente requiere no sólo voluntad
sino también otros recursos: capital, apoyo político, compromiso social. Y hablan-
do de capital, todo esto fue ideado para que lo que se gastase pudiera ser recu-
perado, tanto en lo que respecta al aporte económico de la actividad como a las
tecnologías utilizadas. El desarrollo sustentable de la propuesta proporcionará:
energía eléctrica por 30 años, obtenida de la incidencia solar; agua natural pota-
ble, procedente de las fuentes del lugar; viviendas levantadas de la propia tierra,
y sistemas de cultivos constantemente renovados a partir de métodos naturales.
Todos estos sistemas pensados para el aprovechamiento a corto y largo plazo.
A riesgo de ser repetitivos, concluimos que así se llega a un proyecto econó-
micamente viable, socialmente inclusivo y ambientalmente responsable.

Administración de Parques Nacionales (APN): “Disposición de residuos cloacales”.
CIPAF – Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico para la Pequeña Agricultura Familiar.
Colección Agricultura Familiar – 03/Atlas – Población y Agricultura Familiar en el NOA/Caracteri-
zación (INTA).
Colección Agricultura Familiar – 07 / Ferias de la Agricultura Familiar / Comercialización y Financia-
miento (INTA).
Colección Agricultura Familiar – 08 / Sistema de captaciones de agua en manantiales y pequeñas
quebradas para la Región Andina.
Deffis Caso, Armando (1989): “La casa ecológica autosuficiente para climas templado y frío”, Edi-
torial Concepto.
Gernot, Minke: Manual de construcción en tierra, Ed. Fin de Siglo.
Marco Estratégico de Mediano Plazo de Cooperación de la FAO en Agricultura Familiar en América
Latina y el Caribe / 2012 – 2015.
Ministerio de Economía y Producción, Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentos,
Dirección de Desarrollo Agropecuario, Proinder (Proyecto de Desarrollo de Pequeños Produc-
tores Agropecuarios): “Revisando la definición de agricultura familiar”.
www.es.wikipedia.org
www.portaldesalta.gov.ar
www.saltaagriculturafamiliar.blogspot.com.ar

Diseño de microplanta
para reciclado de residuos
sólidos urbanos
Autores Agustín Skolak
Guillermo Gelso
Franco Daniel Colantonio
Orientador Pablo Guillermo Girón
Universidad Tecnológica Nacional Regional Bahía Blanca - Buenos Aires
Ingeniería Mecánica 4º año

Nuestro proyecto consiste en el diseño preliminar de una pequeña
planta de separación de residuos sólidos urbanos para ser implemen-
tada en la ciudad de Bahía Blanca. La necesidad original del proyecto se vincula
con la posibilidad de asistir a una cooperativa de cartoneros que se encuentra
en la ciudad.
La Cooperativa de Cartoneros del Sur está compuesta por un pequeño grupo
de personas, jefas de hogar, quienes se dedicaban a la recolección de cartones
en la vía pública. Hoy en día se encuentran trabajando en el reciclado de residuos
en instalaciones provistas por la Municipalidad de Bahía Blanca, aunque en una
situación precaria, dado que en el lugar no se cuenta con las instalaciones nece-
sarias para el correcto procesamiento del material.
Si bien los integrantes de esa cooperativa vienen realizando la actividad del
reciclado desde hace varios años, la posibilidad de que aquélla genere un sus-
tento real para cada uno de ellos y la incorporación de otras personas requieren
una ampliación de la escala con que la actividad se realiza. Esto implica que se
deba pasar de un proceso absolutamente manual, tal como se lleva adelante hoy,
a un proceso asistido mediante algunas máquinas, como se pretende desarrollar
a partir de este trabajo.
El diseño de la planta consiste en el desarrollo de un proceso continuo sen-
cillo de separación de residuos.
Para concretar ese proyecto, contamos con un conjunto de maquinarias en
desuso, las cuales han sido obtenidas del reemplazo por maquinarias nuevas de
una planta industrial de la región. Con esto se da una oportunidad en la cual con
una menor inversión, y con el desarrollo de la maquinaria faltante, se lograría
poner en funcionamiento la planta.
De este modo se estaría brindando una solución al problema sanitario que
acarrea el manejo manual de residuos; junto a esto se logra incrementar la capa-

cidad de la planta, lo cual conlleva un incremento en la cantidad de personas que
podrían trabajar en ella.
El objeto finalmente es mejorar la calidad de trabajo de las personas que se
encuentran en la planta.
El contacto original para generar el proyecto se dio a través del líder de la
cooperativa, quien presentó la inquietud ante la Municipalidad de Bahía Blanca
(MBB) con el objetivo de poder obtener apoyo para avanzar en la construcción
de la planta de reciclado. Luego del petitorio realizado a la municipalidad, funcio-
narios visitaron la universidad con el objetivo de obtener una solución ingeniosa
y sustentable al problema.
A partir de esta vinculación entre la facultad y la cooperativa, por intermedio
de la MBB comenzamos a trabajar en el desarrollo.

Introducción (descripción de la problemática)
¿Qué es un residuo sólido urbano (RSU)?
Necesidad de su tratamiento
Residuo sólido urbano (RSU) es cualquier producto, materia o sustancia re-
sultante de la actividad humana o de la naturaleza que ya no tiene función para la
actividad que lo generó. Pueden clasificarse de acuerdo con:
• Origen (domiciliario, industrial, comercial, institucional, público).
• Composición (materia orgánica, vidrio, metal, papel, plásticos, cenizas,
polvos, inerte).
• Peligrosidad (tóxica, reactiva, corrosiva, radiactiva, inflamable, infecciosa).
La ley 25.916 define a los RSU como “aquellos elementos, objetos o sustan-
cias que, como consecuencia de los procesos de consumo y desarrollo de acti-
vidades humanas, son desechados y/o abandonados. Éstos pueden ser de origen
residencial, urbano, comercial, asistencial, sanitario, industrial o institucional, con
excepción de aquellos que se encuentren regulados por normas específicas”.
Los RSU son habitualmente vertidos en basureros a cielo abierto (BCA). Los
BCA producen acciones nocivas sobre el ambiente y la economía, entre las cua-
les podemos reseñar:
• Contaminación de los recursos hídricos. Se manifiesta en las aguas super-
ficiales en forma directa con la presencia de residuos sobre ellas. El lixi-
viado proveniente de los BCA contamina las aguas superficiales y los acuí-
feros. Sus consecuencias pueden significar la pérdida del recurso para
consumo humano o recreación, ocasionar la muerte de la fauna acuática
y el deterioro del paisaje.
• Contaminación atmosférica. Se percibe con los olores molestos en las
proximidades de los sitios de disposición final (sulfuro de hidrógeno), la
generación de gases asociados a la biodegradación de la materia orgá-
nica y a la quema (responsables del efecto invernadero: metano - CH4 y
dióxido de carbono CO2).

• Contaminación del suelo. La descarga y la acumulación de residuos en
BCA generan impactos estéticos, malos olores y polvos irritantes. El
suelo subyacente se contamina con microorganismos patógenos, me-
tales pesados, sustancias tóxicas e hidrocarburos clorados, presentes
en el lixiviado.
• Impacto sobre la flora y la fauna asociado a la remoción de espécimen de la
flora y a la perturbación de la fauna nativa durante la fase de construcción.
La existencia de vectores (animales que se alimentan con los residuos des-
cartados) provoca la modificación del ecosistema de la zona aledaña.
• Impacto sobre la salud pública por transmisión de enfermedades. Genera
el incremento de costos de la salud pública por la proliferación de vecto-
res que transportan enfermedades.
• Costos sociales y económicos. Devaluación de propiedades, pérdida de
turismo, aumento de sistemas no formales de gestión de residuos (ciru-
jeo/cartoneros).
La gestión integral de residuos sólidos urbanos (GIRSU) es el conjunto de
actividades que conforman un proceso de acción para el manejo de RSU, con
objeto de proteger el ambiente y la calidad de vida de la población.
Resulta valiosa la implementación de un programa de este tipo puesto que:
• Permite la caracterización y evaluación de la composición de los RSU de
las comunidades.
• Permite la erradicación de los BCA que generan vectores (ratas, moscas,
etc.), enfermedades, contaminación de napas, olores, entre otros que
afectan la calidad de vida de la población.
• Su operación emplea capacidades de mano de obra ociosa en un empren-
dimiento estatal de características empresariales.
• Posibilita utilizar capacidades económicas no consideradas por el Estado
mediante la transformación de basura en un producto comercializable.
En este marco, iniciativas como la desarrollada por la Cooperativa de Car-
toneros del Sur, si bien no son impulsadas directamente por el estado municipal,
reciben apoyo de éste y serían funcionalmente útiles en el marco de un programa

de gestión de residuos de las características del mencionado. Esa iniciativa se
vincula al tratamiento y reciclado de residuos.
La unidad básica necesaria para realizar estas tareas está constituida por la
que llamamos planta de recuperación. Esa planta tiene por objetivos:
• Obtener la separación de componentes reciclables (papel, vidrio, aluminio
y plástico), de los residuos peligrosos domiciliarios (patogénicos, latas de
pintura, pilas, solventes) y de la materia orgánica.
• Gestionar la comercialización de componentes reciclables.
• Enviar residuos peligrosos domiciliarios y materia orgánica a deposición
final en adecuado relleno sanitario o tratar eventualmente la fracción que
sea posible.
En general, el trabajo en este tipo de plantas se ve beneficiado por la im-
plementación de programas de separación en origen que ayudan a agilizar la
clasificación en planta.
Aquella fracción remanente del proceso de separación de las partes valio-
sas debe recibir adecuado tratamiento. Dentro de una GIRSU el tratamiento es
factible sobre la materia orgánica que compone los RSU.
Esta acción lo transforma total o parcialmente en un nuevo producto con
propiedades diferentes a las de origen (compost/lombricompuesto). El nuevo pro-
ducto puede ser comercializado y/o utilizado como fertilizante orgánico.
¿Cual es el valor económico de los RSU?
Posibilidad de uso como fuente de generación de empleos
Cuando la generación de estos residuos es inevitable, deben pasar a ser
considerados un recurso a partir del cual pueden ser recuperados materiales
reutilizables, materia prima, nutrientes orgánicos e incluso energía. Este proceso
de recuperación y tratamiento que pone a gran parte de los desechos en condi-
ciones técnicas y económicas de ser vueltos al mercado se denomina proceso
de valorización de los RSU.
El reciclaje es el proceso por el cual un porcentaje de los desechos urbanos
destinados a disposición final en un basural son recolectados, procesados y re-
manufacturados para insertarlos nuevamente en el circuito económico.

Calefón solar económico y sostenible

Calefón solar económico y sostenible

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (19)

Similaire à Calefón solar económico y sostenible

Similaire à Calefón solar económico y sostenible (20)

Plus de Tomás Dionisio de Marcos

Plus de Tomás Dionisio de Marcos (20)

Calefón solar económico y sostenible