FRT - ESPECIALIZACION EN INGENIERIA BIOENERGETICA
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Item Análisis energético, ambiental y económico del uso de astillas de madera para la producción de energía eléctrica en la industria azucarera de Tucumán(2019-11-21) Loi, María Julieta; Uasuf, AugustoUna alternativa a los problemas causados por el uso de minerales fósiles es el desarrollo de energías limpias y renovables de origen biomásico, ya que pueden ser producidas y consumidas en un ámbito de CO₂ neutro y la biomasa está disponible mundialmente. La provincia de Tucumán, situada en la región Norte del país, tiene un gran potencial para la producción de bioenergía, específicamente biomasa y usarla en su principal industria, la azucarera. El objeto de este estudio es analizar la sustentabilidad del uso de las astillas o chips de madera en la industria azucarera para la disminución del consumo del gas natural. Para analizar esta sustentabilidad, se comparo un sistema renovable frente a uno basado en combustibles fósiles desde tres puntos de vista: energético, ambiental y económico. Si bien energéticamente, el uso de chips de madera no es beneficioso ya que la tasa de retorno energético (TRE) demostró ser 5 veces inferior que para las fuentes fósiles; si se ve que el uso de astillas de madera es beneficioso desde el punto de vista ambiental al disminuir las emisiones de GEI y económicamente resulta menos costoso que el uso de gas natural.Item Planta de pelletizado de serrín(2019-12-21) MARTINEZ PULIDO, GUILLERMO; REARTE, MARTINEn este trabajo se plantea la instalación de una planta industrial de Pelletizado de aserrín residual de la actividad forestal. Las instalaciones tienen una capacidad nominal de dos toneladas por hora para la producción de un pellet energético comercial residencial. La principal materia prima es el aserrín que se descarta de los aserraderos, que llegará a la planta luego de haber sido oreado en las instalaciones donde se genera. Luego es secado, a través de un horno rotativo, desde un 30% hasta un 15% de contenido de humedad. Se describen paso a paso los procesos necesarios para acondicionar la biomasa y el proceso de Pelletizado. Se calcula la tasa de retorno energético del producto.Item Generacion de bio-energia a partir de biomasa residual en feedlot(2018-10-29) Chemes, Erika D.; Bravo, Álvaro J.Actualmente, la concentración de la población alrededor de grandes centros urbanos ha motivado la proliferación de establecimientos dedicados al engorde intensivo de ganado vacuno o feedlots que tienen por objetivo satisfacer la demanda cárnica de los mismos. Estos sistemas productivos en confinamiento, aportan grandes ventajas económicas respecto al engorde tradicional a base de pasturas, pero, al mismo tiempo, generan una gran cantidad de residuos orgánicos que sin un tratamiento adecuado pueden llegar a ocasionar un importante impacto ambiental. En este trabajo se estudia la posibilidad de generación de bioenergía a partir de la biomasa residual de un feedlot. Específicamente, se analiza la pre-factibilidad de realizar el tratamiento de los residuos orgánicos o estiércoles generados en un feedlot mediante la aplicación de la tecnología de bio-digestión y la posibilidad de generación de energía eléctrica a partir del biogás obtenido, con la posterior venta a la red de distribución. Este trabajo se organiza de la siguiente manera: en primer lugar, se describe la actividad del feedlot, sus impactos negativos sobre el medio ambiente y el actual tratamiento de estiércoles que se practica. Seguidamente se analizan datos de la actividad feedlotera publicados por SENASA de manera de cuantificar la cantidad de cabezas, distribución y tamaño de los establecimientos, para con ello poder estimar el potencial de producción de biogás. Por último, en tercer lugar, se presenta una estimación de producción de energía eléctrica, los beneficios directos por venta a la red de distribución y los costos de inversión.Item El Pellet Energético: una alternativa para valorizar el residuo agrícola de cosecha de caña de los pequeños productores cañeros de la provincia de Tucumán.(2018-10-29) SOLÓRZANO, MARÍA INÉS; Cárdenas, GerónimoEl uso de la biomasa cañera para fines energéticos contribuye a la conservación del medio ambiente, ya que produce menos emisiones contaminantes que los combustibles fósiles debido a la renovabilidad del cultivo de caña de azúcar y su utilización podría contribuir al desarrollo local y rural beneficiando a la economía de la Región. La producción de pellet energético a partir de la maloja de caña por pequeños productores de caña de azúcar, se presenta como una alternativa atractiva para maximizar el aprovechamiento agrícola de este cultivo pudiendo también incrementar los ingresos de los productores, disminuyendo además los efectos nocivos de la quema del residuo agrícola de cosecha. La energía de estos pellets puede reemplazar a la de otros combustibles no renovables de origen fósil con el consiguiente beneficio ambiental.Item Tecnologías de deshidratación de bioetanol(2018-10-29) Valdeón, Daniel Horacio; Araujo, Paula ZulemaLa industria sucroalcoholera es uno de los pilares de la economía en la provincia de Tucumán. En el 2006 se sancionó la ley 26.093 de promoción de biocombustibles fijando un porcentaje de 5 % de etanol en las naftas. Después en 2016 se dictó el decreto N°543/2016 que estable un 12 % de bioetanol en naftas. Este impulso desencadenó un incremento significativo en la producción de bioetanol en la provincia de Tucumán. El objetivo de este trabajo es presentar un análisis de las principales tecnologías de deshidratación utilizadas industrialmente para la obtención de alcohol carburante. Las tecnologías de deshidratación de etanol que existen son: Destilación extractiva, destilación a dos presiones, destilación azeotrópica, tamices moleculares, etc. Entre estas se aborda con mayor profundidad a los procesos de destilación azeotrópica, que involucra procesos de equilibrio líquido-vapor y tamices moleculares, procesos que consisten en la deshidratación de etanol en donde el agua queda retenida en los tamices moleculares. Se presentan los diagramas de flujo de los procesos de separación con los respectivos balances de materia y energía empleando datos de bibliografía, teniendo como objetivo establecer la relación de consumo energético por unidad de volumen de etanol deshidratado. Finalmente, se presenta una comparación de estas dos tecnologías remarcando sus ventajas y debilidades, desde una visión operacional, energética y económica, proponiendo que la deshidratación por tamices moleculares, es potencialmente, el proceso con mayor perspectiva en la industria de la región.Item Análisis de calderas de lecho fluidizado para biomasa vegetal(2018-10-24) Bellotto, Humberto Ariel; Bertini, EdgardoEl objetivo de este trabajo es presentar el perfil técnico de calderas de lecho fluidizado empleando biomasa como combustible, con el fin de exponer aspectos destacados de sus componentes que impactan en la eficiencia y la operatividad del proceso de combustión, donde, el calor procedente de una fuente de energía renovable se transforma en energía utilizable a través de un medio de transporte en fase de vapor. Se exponen las circunstancias requeridas tanto técnicas como termodinámicas aplicables en las actividades productivas de este tipo, siendo las más importantes de la provincia de Tucumán y de la región del NOA. Los elementos industriales mostrados tienen una marcada relevancia en la producción de energía producida para utilizar en la producción de azúcar, bioetanol y electricidad, por ser el funcionamiento de estos equipos esenciales en la producción de energía calórica como reemplazo total o parcial de metano en la producción. Se detalla el estudio de una caso de cogeneración de permite exponer el consumo de bagazo, rendimientos térmicos y exergéticos de la combinación de las actividades productivas. Los parámetros del combustible, Poder calorífico, Humedad, y Composición, se indica incluyendo normas de materiales y diseño estructural y mecánico.Item Potencial del sorgo azucarado como un cultivo complementario de la caña de azúcar para la producción de bioenergía(2018-10-29) Medina, Norma Eliana Soledad; Zossi, SilviaLos cultivos energéticos están cobrando relevancia en los últimos años, asociado a que la sustitución de los combustibles fósiles por los biocombustibles ayuda a reducir tanto las emisiones de CO2 a la atmósfera, como el uso de los derivados del petróleo. Además, su producción se puede planificar, lo que contribuye al abastecimiento sostenible de biomasa y energía (BNDES. 2008). En los últimos tiempos, los biocombustibles líquidos han adquirido una mayor importancia especialmente en el sector del transporte. El bioetanol, producido con eficiencia y sustentabilidad, es capaz de responder a la urgente necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, mejorar la calidad del aire y competir en precio con las energías convencionales. Los análisis de ciclo de vida efectuados para el bioetanol de caña de azúcar y de sorgo dulce son muy prometedores, especialmente cuando se aprovecha el bagazo y los residuos de cosecha para la producción de electricidad y vapor asociado al proceso de la destilación. Además, se destaca la capacidad de estos cultivos para reducir las emisiones de gases de efecto invernáculo (GEI). Por todo lo mencionado, constituyen materias primas idealmente complementarias por productividad, eficiencia energética y bajo impacto ambiental, permitiendo a través de su integración optimizar el uso de los bienes de capital.Item La gasificación como alternativa para generación distribuida de energía eléctrica a partir de biomasas residuales de Tucumán, Argentina(2017-12-19) Colombres, Federico José Franck; Paz, DoraEl empleo de fuentes renovables para la generación de energía eléctrica se viene incrementando constantemente en los últimos años a nivel mundial, debido principalmente a que se espera a mediano plazo un agotamiento de las reservas de combustibles fósiles y por políticas económicas y ambientales. La biomasa puede considerase una fuente renovable para la obtención de bioproductos y energía eléctrica “limpia”. Tucumán, debido a su actividad agroindustrial, ofrece buenas perspectivas para el aprovechamiento de biomasas. Para ello, en función del tipo de biomasa, es necesaria una tecnología adecuada para convertir la biomasa en forma eficiente, una alternativa promisoria es la gasificación. En este trabajo se evalúa el potencial de generación de energía eléctrica en motores de combustión interna a partir de gas pobre obtenido mediante gasificación de las principales biomasas residuales de Tucumán sin sustancial aprovechamiento actual, residuos de cosecha de caña y residuos de poda y renovación de citrus. Con estos residuos, en conjunto 1.229.208 toneladas en base seca por año, se podrían generar anualmente 774 GWh de energía eléctrica, un 27% de la energía eléctrica total consumida en la provincia.Item Diseño preliminar de un sistema de tratamiento anaeróbico para la producción de biogás a partir de desechos porcinos(2017-11-17) Diez Gómez, José Ulises; Quaia, EugenioEl uso de energías renovables (solar, eólica, biocombustibles líquidos, biogás, etc.) se está expandiendo alrededor del mundo debido a varias razones, algunas relacionadas al agotamiento de las reservas de combustibles fósiles y otras relacionadas al cuidado del medio ambiente y el control del calentamiento global. El cambio climático global es una de las amenazas con las que se enfrenta hoy la humanidad. A partir de la revolución industrial, las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera se han incrementado rápidamente. Las actividades agrícolas y ganaderas contribuyen directamente a la emisión de gases de efecto invernadero, la mayor parte de las mismas es ocasionada por la ganadería que, después del sector energético, es la actividad más comprometida; aportando el 35% de las emisiones totales del país (Berra G., Finster L., 2002). La ganadería contribuye a la emisión de metano, por la fermentación entérica y las excreciones de los animales. Estas últimas también son fuente de óxido nitroso. En los animales no rumiantes (porcinos, equinos, mulares, asnales) la fermentación microbiana ocurre en el intestino grueso, que tiene una capacidad de producción de metano mucho menor que el rumen. El manejo del estiércol del ganado produce emisiones de metano y de óxido nitroso. El metano se produce mediante la descomposición anaeróbica del estiércol, mientras que el óxido nitroso se forma como parte del ciclo del nitrógeno, a través de la desnitrificación del nitrógeno orgánico presente en el estiércol y en la orina del ganado. Cuando el estiércol se dispone en sistemas que promueven las condiciones anaeróbicas (por ejemplo, en forma líquida en lagunas, tanques o fosas), la descomposición de la materia tiende a producir metano. Cuando el estiércol se maneja en forma sólida (por ejemplo, almacenamiento en pilas) o queda depositado sobre las pasturas y los campos naturales, tiende a descomponerse aeróbicamente y produce muy poco o nada de metano. Los porcinos son los principales responsables de las emisiones de metano, debido a que son la especie ganadera que se mantiene con mayor grado de confinamiento en el país, manejándose sus efluentes en forma líquida. (Berra G., Finster L., 2002). El tratamiento de los desechos porcinos reviste cada día de una mayor importancia debido a la dimensión del problema que representa la degradación de los recursos agua, suelo y aire,la proliferación de plagas sinantrópicas como moscas, roedores, ente otras y la generación de olores indeseables producidos cuando no poseen una correcta disposición. Entre algunos de los factores de contaminación ambiental podemos mencionar: • Eutrofización de aguas superficiales. • Problemas localizados de malos olores y polvos lo que puede generar conflictos sociales. • Contaminación por nitratos de aguas subterráneas. • Acidificación de aguas y suelos producida por amoniaco. • Dispersión de metales pesados (Cu, Zn) en agua y suelo. • Vuelco de materia orgánica no estabilizada con alto contenido de bacterias fecales, parásitos, larvas. • Aparición de insectos y roedores. • Emisiones descontroladas de gases efecto invernadero (GEI) a la atmósfera. En el caso de los sistemas productivos intensivos en corral se presenta la ventaja que las emisiones de desecho por deyecciones animales se encuentran controladas y presentan mayor facilidad su recolección y tratamiento y disposición final. Hoy en día se estima que el país posee 3.437.000 cabezas (MAGyP con datos de SENASA, 2012) y la cantidad de madres que se consideran en estrato comercial 345.000. En cuanto a la distribución del stock nacional por provincia, existe una marcada concentración en las provincias de la pampa húmeda, donde Buenos Aires posee el 26,77 %, Córdoba el 24,45 % y Santa Fe el 20,42 %. El resto del país tiene el 29 % del stock, destacándose por su importancia Salta, Chaco, Entre Ríos, Formosa, La Pampa, Santiago del Estero y San Luis ) (Vicari P., 2012). Estimación de la producción total nacional de efluentes porcinos en Argentina: • Cabezas totales: 3.437.000 (SENASA, 2011) • Madres que se consideran en estrato comercial: 345.000 • % de madres bajo sistemas de producción intensivos: 39 % • Madres bajo sistemas de producción intensivos: 134.550 • % de madres sobre el total de animales en confinamiento: 10 % • Animales en confinamiento: 1.345.500 • Producción promedio de efluentes por animal por día: 20lt • Producción total nacional de efluentes por día: 26.910.000 lt Teniendo en cuenta que la densidad del efluente, según el Instituto de Investigaciones Agropecuarias de Chile (2005) es en promedio igual a 1, se puede estimar la producción diaria de efluentes en nuestro país, en alrededor de 26.910 tn. Este dato nos muestra la magnitud del problema de los efluentes generados en nuestro país. (Vicari P., 2012). El tratamiento por digestión anaeróbica reviste una marcada importancia debido a que permite obtener biogás como producto del proceso. Este hecho tiene dos impactos positivos. El primero relacionado a la reducción de impacto ambiental por control de emisiones y el segundo relacionado con la obtención de un combustible gaseoso alternativo a los combustibles fósiles. Con respecto a los sistemas de producción en nuestro país, se estima que un 39 % se encuentran bajo confinamiento con una productividad promedio por madre/año de 20 animales terminados. (Vicari P., 2012) La producción porcina en Tucumán es desarrollada en casi todos los departamentos de la Provincia, sin embargo, los que muestran un mayor avance tecnológico-empresarial se localizan en los departamentos de: Burruyacú, Leales, Trancas, Cruz Alta, donde se concentra el 65% de la actividad porcina y la mayor producción granífera, principal insumo (alimento) para el desarrollo de la actividad. El stock de cerdos en la Provincia para el año 2013, en base a información del SENASA asciende a 24.047 cabezas distribuidos entre padrillos, cerdas, lechones, capones y cachorros que se reparten en 178 unidades productivas. El caso de estudio es una granja de cerdos denominada “Establecimiento Ayala” ubicado en la localidad de La Ramada de Abajo en el departamento Burruyacú. Esta explotación porcina intensiva posee un sistema de producción sobre pisos con desnivel a canales de recolección y sobre fosa, es decir, los animales están alojados en corrales sobre slats de hormigón por los que caen las deyecciones, el agua de limpieza y el desecho, tanto de alimentos como de agua de bebida de los animales, de manera que se produce una gran cantidad de estiércol denominado purín de consistencia casi líquida pero con una elevada carga en materia orgánica, nitrógeno y fósforo principalmente. El propósito del estudio es realizar el análisis de factibilidad técnica y diseño de un sistema de digestión anaeróbica para producir biogás por medio de un biodigestor tipo tanque agitado, el cuál podrá ser empleado en el emprendimiento para generar energía térmica reemplazando parcial o totalmente los combustibles fósiles que puedan estar empleándose actualmente. Todo ello dependerá del potencial de generación relacionado a la cantidad y las características del purín producido y de la posibilidad de captar y centralizar el tratamiento de la mayor cantidad posible de desechos para maximizar los beneficios. Con la implementación del proyecto de producción de biogás por medio de la digestión anaeróbica se pretende atacar dos problemas específicos. El primero relacionado al impacto ambiental generado por las explotaciones porcinas intensivas y el segundo como alternativa de generación de energías alternativas provenientes de fuentes renovables. El diseño se basará en el concepto de la mínima utilización de energía para el mantenimiento del sistema y maximizar el beneficio de la generación energética a partir de los desechos porcinos de la granja.Item Aprovechamiento energético de los residuos sólidos urbanos para la generación de energía eléctrica en la Planta de Tratamiento de Overo Pozo, Tucumán (Argentina)(2017-10-10) MARTINEZ, SANDRA MARIA; QUAIA, EUGENIOEl estudio se centra en la posibilidad de generar energía eléctrica aprovechando los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) dispuestos en el vertedero ubicado en la localidad de Overo Pozo - Tucumán. El tratamiento de los RSU constituye, en la actualidad, uno de los más graves problemas de la Salud Pública y del Saneamiento Ambiental. Los vertederos emiten diversos contaminantes a la atmósfera, fundamentalmente metano y dióxido de carbono. Las características físicas del sitio de implantación del vertedero (clima, lluvias, vientos) y la operatividad y funcionamiento, influyen en la composición de las emisiones. Se estudió modelos de captación de biogás existentes en vertederos controlados, la composición del biogás promedio producido en los vertederos y la cantidad de metano que podría obtenerse con la finalidad de estimar la energía eléctrica que se pueda generar con el biogás. Se realizó la estimación de metano producido en el vertedero Overo Pozo considerando las características físicas del entorno y la cantidad de residuo vertido anualmente. Se calculó la energía eléctrica que se puede generar con el biogás captado y se comparó con el consumo actual de la planta.