AUDITORÍA ENERGÉTICA Y FACTIBILIDAD TÉCNICA ECONÓMICA DE INCORPORAR ENERGÍA SOLAR EN LOS PROCESOS DE DESHIDRATADO DE ALTA TEMPERATURA EN UNA AGROINDUSTRIA

Abstract

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 superfic ie 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 medicio nes 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 intenció n 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.The energy audit to “San Juan Marketer” (Cabildo, Chile), it carried out gathering information from all energy processes where measurements of characteristic data, such as temperatures, consumption, flows, radiation and humidity were made. This informatio n together with the climatic data provided by Agroclima, allows to model which projects based on renewable energy, are feasible in terms of installation and economic evaluation. The proposed project No.1 analyzes and develops the option of installing a high temperature solar collector, in order to preheat air used to dry off and toast almonds in the oven and consequently reduce fuel consumption of the gas burner. Collector installation is made in the roof of the secondary shed, 226 m2 collector surfaces, which will transform the solar radiation into thermal energy. In addition to harness the wasted energy in the exhaust gases from the gas burner, the air ducts are routed through the vent, concentrically, thus exchanging energy and further increase the air temperature. Based on the characteristic data of the process and climatological modeling of the place, the energy intake manifold for a period of one year are calculated according to both working shifts. For the morning working hours when the oven operates at 70 ° C to effect drying, the results indicate that each year the solar collector saves 6661 liters of gas, which considering a price of USD $0,72 per liter of gas, equivalent to USD $4.815. For the afternoon working hours, the oven operates at 130 ° C to toast almonds, for these conditions the collector contributes to a saving of 10,150 liters, equivalent to USD $7.336. Analyzing the full working day, the collector allows savings of 16,811 liters of gas per year, corresponding to a total amount of USD $12.158, compared to an annual expenditure of USD $32.490, the collector contributes 38% of this Total. The installation of the collector has a total cost of USD $14.416, spending recovers in a period of 15 months or 1.2 years of operation. To complement the project of collector, measurements are performed to validate the projections based on actual data. 15-day parameters such as temperature, humidity and radiation are measured once a modeled proceeded to compare with estimates made for the same date of measurement. The results indicate that the collector generated 26% more energy compared with validation in April, and compared with May 37% was obtained. Figures that validate and confirm the implementation of the collector according to all analyzes and calculations. Project No. 2 proposes installing a biomass burner, intended to replace the oil burner in the boiler. With the large amount of biomass generated with the production it can solve the energy needs of the boiler, this energy replacement for oil is evaluated as biomass, toestimate the amount needed and so the burner dimensioning capabilities to use. The investment required to install the burner amounts to USD $38.278, based on an annual expenditure of USD $10.759 in oil, which is now saving, spending recovers in a period of 3.6 years or 43 months of work. Both projects are viable alternatives not only for the speedy recovery of the initia l investment, but also by other factors such as the reduction in fixed costs, independence from fossil fuels, lower emissions, greater competitiveness and long-term stability in their processes. These factors validate the use of renewable energies in agribusiness, where untold potential has not yet been exploited.