Configuración óptima de la cadena de suministro de producción de biodiésel a partir de Hermetia illucens

Abstract

Before the pandemic, society was already facing challenges related to climate change, as well as food and energy security. Today, sustainable economic recovery adds up to a greater challenge. In this sense, the development of sustainable biofuels is a key point in this process. In particular, biodiesel is one of the most produced biofuels worldwide, however, all existing plants base their production on vegetable or animal oils (edible, inedible and waste). Raw materials whose availability is limited due to their origin; even the use of some of them has a negative impact on food safety. Because of this, current efforts are focused on finding other sources of oils that avoid aggravating other problems. Sources such as obtaining oils from insects have been attractive sources due to their short life cycles, food sources, no need for fertile land for their production as well as non-compete with other food sources, such as the black soldier fly larva. Specifically, black welded fly larvae can consume a high variety of undeveloped organic residues; residues that are biotransformed in approximately 40% of lipids. For this reason, the present thesis addresses the design and configuration of the biodiesel production supply chain, with the aim of meeting the need for a B20 blend at a national level. It is possible through the formulation, coding and analysis of the proposed mathematical model. The results indicate that it is possible to satisfy 24% of the national demand for diesel with a B20 mixture, using oil extracted from black welded fly larvae, which in turn revalue organic food waste. Actions that lead to a 58% reduction in CO2 emissions released annually in comparison to when this percentage of demand is met with conventional diesel. In addition, a net gain of USD$3,369E6/y is generated, a value that represents 0.26% of the increase in the national Gross Domestic Product.

Previamente a la pandemia, la sociedad enfrentaba ya desafíos relacionados con el cambio climático, así como de seguridad alimentaria y energética. Hoy en día la recuperación económica sostenible se suma generando con ello un desafío mayor. En este sentido, el desarrollo de biocombustibles sostenibles es un punto clave en dicho proceso. Particularmente, el biodiésel es uno de los biocombustibles más producidos a nivel mundial, sin embargo, todas las plantas existentes basan su producción en aceites vegetales o animales (comestibles, no comestibles y desechos). Materias primas cuya disponibilidad es limitada dado su origen; incluso el uso de algunas de ellas impacta negativamente en la seguridad alimentaria. Ante ello, los esfuerzos actuales se centran en la búsqueda de otras fuentes de aceites que eviten agravar otros problemas. Fuentes como aceites obtenidos a partir de insectos, han resultado atractivas debido a sus ciclos de vida cortos, sin relación con alimentos, sin necesidad de terrenos fértiles para su producción, así como la no competencia con otras fuentes alimenticias, tal como es el caso de la larva de mosca soldado negra. Específicamente, la larva de mosca soldado negra puede consumir una alta variedad de residuos orgánicos no revalorizados; residuos que está biotransformación en aproximadamente 40% de lípidos. Por ello, en la presente tesis se plantea el diseño y configuración de la cadena de suministro de producción de biodiésel, con el objetivo de satisfacer la necesidad de una mezcla B20 a nivel nacional. Siendo esto posible mediante la formulación, codificación y análisis del modelo matemático propuesto. Los resultados indican que es posible satisfacer el 24% de la demanda nacional de diésel con una mezcla B20, usando aceite extraído de larvas de mosca soldado negra, las cuales a su vez revalorizan residuos orgánicos alimenticios. Acciones que conllevan a generar una disminución del 58% en las emisiones de CO2 liberadas anualmente en comparativa de cuando se satisface dicho porcentaje de la demanda con diésel convencional. Adicionalmente, se genera una ganancia neta de USD$3,369E6/a, valor que representa el 0.26% del incremento del Producto Interno Bruto nacional.