LA INGENIERÍA DE PROYECTOS INDUSTRIALES DE DESHIDRATADO SOLAR

Abstract

Energy is a fundamental resource on economics development, and its “clean production” represents a great value at all productive areas of contemporary society. In addition, it is necessary to identify and validate the great advantage of Chile’s solar potential, which not only include a great variety of resources, but also applications opportunities in agriculture and forestry sector. It could lead to a Zero Net-Energy Companies. It represents a new opportune stage to identify, develop, and apply engineering, in special a sector without technology and lack of innovations. The aim of this thesis is to identify and clarify the development of each stage of nonconventional solar drying plant. Its examination, calculations, restrictions, regulations, economic and technical evaluation, are analysed; not only the feasibility of incorporating solar components on new plants, but also the viability of redesign existing installations. The focus of this work has been based on four different case study. These studies differ each other, mainly to approach the “active solar roof module" implementation. Furthermore, it may also arise changes for each study in relation to an additional equipment that are required for a plant operation. Investment indicators, optimum collection area, solar factor contribution, and economic benefit analysis of technical and economic feasibility are estimated on each project. As a result, a new calculation methodology is provided that allows to determine the optimum collection area, required air flow, and infrastructure investment. It has been possible to quantify investment indicators to incorporate "active solar roof system" from: 65.4 USD/m2 and also the election of a complete new plant from: 173 USD/m2. Various design considerations are also mentioned. Furthermore, from the technical point of view, it has been introduced the "specific energy consumption" term. This term is based on energy and mass balances, taking into account different values, such as; initial and final moisture, recirculation rate, and maximum temperature of drying.La energía es un pilar fundamental en el desarrollo económico y su producción limpia es de gran interés en todos los sectores productivos de la sociedad contemporánea. Además, siendo consciente de la ventaja que tiene Chile su potencial solar y la gran cantidad de oportunidades que ofrece el sector silvoagropecuario para llegar a tener empresas incluso autosustentables, desde el punto de vista energético; es un escenario oportuno, para enfocar, desarrollar y aplicar la Ingeniería, en un sector donde muchas veces predomina lo artesanal y la falta de transferencia tecnológica. El objetivo de esta memoria, es sistematizar el desarrollo de un proyecto industrial de secado, llevar a cabo un análisis etapa a etapa, de los cálculos, consideraciones, limitaciones, normativa, evaluación técnica económica, con la factibilidad de incorporación del componente solar; analizando también la factibilidad en tecnificación de prácticas artesanales. El desarrollo de este trabajo, se ha basado en cuatro casos típicos, los cuales difieren en la forma de abordar la implementación del denominado “módulo Techo Solar Activo”. Se plantean además, variaciones para cada caso en relación a equipos adicionales, necesarios para la operación de una planta. En cada caso, se estiman indicadores de inversión, área de colección óptima, fracción de aporte solar, beneficio económico y análisis de factibilidad técnico - económica. Como resultados, se dispone de una metodología de cálculo que determina el área de captación óptima, caudal de aire requerido e inversión en infraestructura. Se determinan indicadores de inversión como la incorporación del sistema “Techo Solar Activo” desde: 65,43 USD/m2. Hasta la creación de una planta completa desde: 173 USD/m2. Se realizan diversas consideraciones para el diseño de equipos. Por otro lado desde el punto de vista técnico, se introduce el concepto de “consumo energético específico”, en base a balances de energía y masa, considerando distintos valores de humedad inicial final, porcentaje de recirculación y temperatura máxima de deshidratado.