Auditoría energética y factibilidad técnicaeconómica de incorporar energía solar en los procesos de deshidratado de alta temperatura en una agroindustria

Incluye anexos

Incluye CD-R con tesis en formato pdf

Disponible sólo a través de acceso electrónico al catálogo

Tesis(Ingeniero Civil Mecánico) -- Profesor guía: Jaime Espinoza, profesor correferente: Ignacio Mir

La presente auditoría energética realizada a la “Comercializadora San Juan” (Cabildo, Chile), consideró un levantamiento de información de todos sus procesos energéticos, realizándose mediciones de datos característicos, como temperaturas, consumos, flujos, radiación y humedad. Esta información en conjunto a los datos climatológicos aportados por Agroclima, permiten modelar qué proyectos en base a energías renovables, son factibles en cuanto a su instalación y evaluación económica.
El proyecto N°1 propuesto analiza y desarrolla la opción de instalar un colector solar de alta temperatura, con el propósito de precalentar aire para secar y tostar almendras en el horno y en consecuencia disminuir el consumo de combustible del quemador de gas. La instalación del colector se realiza en el techo del galpón secundario, con 226 m2 de superficie colectora, los cuales transformarán la radiación solar en energía térmica. Además para aprovechar la energía desperdiciada en los gases de escape por el quemador de gas, se direccionan los ductos de aire a través del ducto de escape, en forma concéntrica, para así intercambiar energía y aumentar aún más la temperatura del aire.
En base a los datos característicos del proceso y al modelamiento climatológico del lugar, se calculan los aportes energéticos del colector para un periodo de un año, según las dos jornadas de trabajo. En el caso de la jornada matinal cuando el horno opera a 70°C para efectuar el secado, los resultados indican que al año el colector solar permite ahorrar 6.661 litros de gas, lo que considerando un precio de $506 por litro de gas, equivale a $3.370.513. Para el caso de la jornada laboral de la tarde, el horno opera a 130°C para efectuar el tostado de almendras, para estas condiciones el colector contribuye a un ahorro de 10.150 litros, lo que equivale a $5.135.758. Analizando la jornada completa de trabajo, el colector permite un ahorro de 16.811 litros de gas al año, que corresponde a un monto total de $8.506.271, comparado a un gasto anual de $22.743.303, el colector contribuye con un 38% de este total. La instalación del colector tiene un costo total de $10.091.684, gasto que se recupera en un periodo de 15 meses o 1,2 años de operación.
Para complementar el proyecto del colector una vez instalado, se realizan mediciones para validar las proyecciones según los datos reales. Por 15 días se miden parámetros como temperatura, humedad y radiación, que una vez modelados se procedió a comparar con las estimaciones realizadas para esa misma fecha de medición. Los resultados indican que el colector generó un 26% más de energía comparando la validación con el mes de abril, y comparado al mes de mayo se obtuvo un 37% más. Cifras que validan y ratifican la implementación del colector según todos los análisis y cálculos realizados. El proyecto N°2 propone la instalación de un quemador de biomasa, con la intención de reemplazar el quemador de petróleo en la caldera. Con la gran cantidad de biomasa que genera la producción es posible solventar las necesidades energéticas de la caldera, para esto se evalúa el reemplazo energético del petróleo según la biomasa, para estimar la cantidad necesaria y así dimensionar las capacidades del quemador a utilizar. La inversión necesaria para instalar el quemador asciende a $26.794.539, en base a un gasto anual de $7.531.200 en petróleo, que ahora es un ahorro, la recuperación del capital se obtiene a los 3,6 años o 43 meses de trabajo.
Ambos proyectos son alternativas viables no solo por la pronta recuperación de la inversión inicial, sino también por otros factores como la disminución en los costos fijos, independencia de combustibles fósiles, menor emisión de contaminantes, mayor competitividad y estabilidad a largo plazo en sus procesos. Estos factores validan el uso de energías renovables en la agroindustria, donde se tiene un potencial indescriptible que aún no ha sido aprovechado.