Browsing by Author "Aldea Ainol, Mackarena Andrea"
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Thesis EVALUACIÓN TÉCNICA Y ECONÓMICA DE SISTEMA TÉRMICO HÍBRIDO PARA SECADO DE LEÑA EN LA ZONA SUR DE CHILE(2018) Aldea Ainol, Mackarena Andrea; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM INGENIERÍA MECÁNICA; ESPINOZA SILVA, JAIME; BALDERRAMA ANIÑIR, RODRIGOEn el presente trabajo de memoria de título, se realizó una propuesta técnica y económica de un secador de leña que utiliza energía solar térmica captada por un techo solar activo, y energía proveniente de gases de escape de una caldera utilizada para calefacción.De forma preliminar, se realizó una investigación sobre la composición del combustible sólido forestal, su consumo en Chile y se identificó el principal problema que causa el alto contenido de humedad en la leña. Se estudió la cinética del proceso de secado, las variables termodinámicas que influyen en él, y los mecanismos de transferencia de calor. Se estudiaron las características físicas de la leña y los factores que optimizan su proceso de secado y se presentan los distintos mecanismos de secado que existen en la actualidad.El secador estará ubicado en un edificio perteneciente a la Escuela de Villa Amengual, en la comuna de Lago Verde, XI región. Se seleccionó este establecimiento porque es la fuente fija con mayor consumo de leña no certificada (200 [m3st/año]) de la localidad, lo que implica que emita altas concentraciones de material particulado a la atmosfera.Con un marco teórico identificado sobre el concepto de secado de leña, se propone diseñar un sistema de secado solar activo híbrido, el cual a través de la circulación forzada de aire caliente dentro de una cámara aislada disminuye el contenido de humedad del combustible. Para determinar el requerimiento térmico, se calculó el calor necesario para elevar la temperatura de la estructura y la del volumen de combustible. El aporte energético del sistema solar se calculó a través de la radiación incidente en la zona y la superficie captadora, y el aporte energético de los gases de escape se calculó a partir de la entalpía molar sensible de estos y del poder calorífico del combustible.Se proponen tres soluciones para el secado de la leña, en la primera se consideró un programa de secado de 82,5 [h] y un volumen de 80 [m3st] de leña, en la segunda se modificó el programa de secado a 205,4 [h] y se mantuvo el volumen de 80 [m3st] y en la tercera se conservó el programa de secado de 82,5 [h], pero se disminuyó el volumen a 10 [m3st], concluyendo que los requerimientos térmicos de esta última se ajustan a la disponibilidad térmica existente en la zona.Se realizó una evaluación económica social al sistema de secado, de acuerdo con la metodología del Ministerio de Desarrollo Social, por tanto, se utilizó una tasa de descuento social 6% y un periodo de evaluación de 20 años. Los indicadores económicos sociales concluyeron que el proyecto es recomendable para su implementación, teniendo un VANS de 129,7 [UF] y un TIRS de 24,8%. Para que la implementación se lleve a cabo se presentan distintos fondos de financiamiento estatal para entidades públicas, privadas y sin fines de lucro.Finalmente se evaluó el impacto ambiental que genera el uso de leña seca en la comunidad escolar y en Villa Amengual, donde el secado de 200 [m3st] de leña húmeda equivalen a consumir a 158 [m3st] de leña seca, reduciendo así la emisión de material particulado a la atmosfera en un 72,9%. Además, se evaluó la replicabilidad del sistema de secado en otras localidades de la comuna, dónde su implementación también es favorable ya que la radiación incidente es mayor y tienen una matrícula de alumnos similar a la de Villa Amengual.
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