BIOMASA-HUAYCOLORO

Central Térmica Biomasa Huycoloro

Ingeniería Eléctrica - Unsaac

CENTRAL TÉRMICA BIOMASA HUAYCOLORO



UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA: ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, MECÁNICA Y MINAS CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

INFORME DE LA CENTRAL TÉRMICA BIOMASA DE HUAYCOLORO - HUAROCHIRÍ ASIGNATURA

: ALTA TENSIÓN

DOCENTE

: Ing. JORGE CHINCHIHUALPA CHINCHIHUALPA GONZALES

ALUMNO

: WILLIAMS LIGAS NINA

CÓDIGO

: 081294-A

CUSCO – PERÚ DICIEMBRE, 2013



TABLA DE CONTENIDO

PRESENTACI N

Nº de pagina

INTRODUCCIÓN RESUMEN 1. OBJETIVOS

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1.1. Objetivos generales

1

1.2. Objetivos específicos

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2. MARCO TEÓRICO

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2.1. Definición de biomasa

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2.2. Fuentes de biomasa

1

2.3. Características energéticas de la biomasa

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2.4. Aplicaciones energéticas

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3. UBICACIÓN DE LA CENTRAL TÉRMICA BIOMASA

3

HUYCOLORO 4. DATOS TÉCNICOS DE LA CENTRAL TÉRMICA BIOMASA

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HUAYCOLORO 5. FUNCIONAMIENTO

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CONCLUSIONES

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BIBLIOGRAFÍA

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ANEXOS

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PRESENTACIÓN La primera planta de energía eléctrica renovable Central Térmica de Biomasa de Huaycoloro inició operaciones el 28 de octubre del 2011 y gracias a ella los tres millones y medio de kilos diarios de basura que recibe el relleno sanitario de Huaycoloro y que constituye alrededor del 42% de los residuos sólidos que genera toda la ciudad de Lima Metropolitana, se convierten en energía eléctrica que abastece a miles de peruanos al iniciarse su conexión al SEIN (Sistema Eléctrico Interconectado Nacional). La Central Térmica de Biomasa de Huaycoloro es la tercera de su tipo en Latinoamérica, detrás de México y Brasil. La obra contó con el apoyo del Banco Mundial y el aval de las Naciones Unidas



INTRODUCCIÓN ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE LA BASURA. Para el Dr. Jorge Zegarra Reátegui, Presidente Ejecutivo y promotor medioambiental, el funcionamiento de la Central Térmica de Biomasa de Huaycoloro significará el beneficio directo para unos 2 mil trabajadores de Petramás y para los usuarios industriales y domésticos de electricidad, que empezarán a ser abastecidos por una energía limpia conforme a los compromisos internacionales adquiridos por el Perú en la lucha mundial contra el cambio climático. En febrero del 2010, Petramás obtuvo la buena pro para suministrar energía eléctrica por 20 años al Estado Peruano por un total de de 28,294.80 MW por año, dentro del marco de la “Primera Subasta para el Suministro de Energía Eléctrica,

con Recursos Energéticos Renovables (RER) al Sistema Eléctrico (SEIN)” llevada a cabo por OSINERGMIN con el objeto de emplear energía renovable (energía limpia) para garantizar la seguridad energética del país. Este proyecto de Petramás que genera energía eléctrica a partir de la basura, emplea el biogás generado en las plataformas del relleno sanitario Huaycoloro para la generación eléctrica, para lo cual se ha instalado una moderna estación automatizada de limpieza de biogás,

una moderna central de Generación de

4.8MWh, una sala de control, una subestación de elevación de voltaje de 480V a 22,900V, una red de transmisión de 5.5 Km y una subestación de recepción para la interconexión con las redes del SEIN.



RESUMEN La primera planta de energía eléctrica renovable Central Térmica de Biomasa de Huaycoloro inició operaciones el 28 de octubre del 2011 y gracias a ella los tres millones y medio de kilos diarios de basura que recibe el relleno sanitario de Huaycoloro y que constituye alrededor del 42% de los residuos sólidos que genera toda la ciudad de Lima Metropolitana, se convierten en energía eléctrica que abastece a miles de peruanos al iniciarse su conexión al SEIN (Sistema Eléctrico Interconectado Nacional). La planta, que tiene una potencia de 4.8 MW hora, cuenta con el auspicio del Banco Mundial y el aval de las Naciones Unidas. Precisamente, el acto de inauguración de la planta contó con la asistencia del representante de la Oficina del Banco Mundial Ing. Ousmane Dione. , además de importantes autoridades y personalidades del sector gubernamental nacional e internacional. Tres mil quinientas toneladas al día de basura orgánica sirven para que más de 28 mil peruanos gocen de energía eléctrica en sus hogares. El uso de biogás es una opción ecológica que el Estado y la empresa privada promueven para enfrentar el cambio climático y proteger el medioambiente. Petramás tiene dos plantas de relleno sanitario, Huaycoloro en Huachipa y Modelo en el Callao. Recientemente, el Banco Mundial eligió a la planta del Callao como ejemplo para replicar nuevas experiencias en otras regiones del país, entre ellas en Cusco. El Banco Mundial realizó el taller “Mecanismos de Gestión de Residuos Sólidos en la Región Cusco” y organizó una visita al Callao.

Liderados por John Morton, especialista senior en medioambiente de la región de América Latina y el Caribe del Banco Mundial, los asistentes recibieron charlas sobre el cuidado del medioambiente. “Este es un ejemplo de la conversión de un

botadero en relleno sanitario hasta el Proyecto de Mecanismo de Desarrollo Limpio.



1. OBJETIVOS 1.1. OBJETIVOS GENERALES 

Conocer acerca de biomasa para el desarrollo sustentable.



Ampliar el campo en donde se pueda implementar la biomasa.

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Aprovechar los residuos orgánicos para generar energía.



Ahorrar recursos destinados a la producción de energía.



Reducir el volumen de desechos orgánicos.



Reutilizar la materia orgánica.



Recurso inagotable.



Energía limpia.



Dejar la dependencia de los recursos no renovables.



Permite dejar de depender de recursos contaminantes que contribuyen al efecto invernadero.

2. MARCO TEÓRICO 2.1. DEFINICIÓN DE BIOMASA El término biomasa (bioenergía o biocombustibles) se refiere a toda la materia orgánica que proviene de árboles, plantas y desechos de animales que pueden ser convertidos en energía; o las provenientes de la agricultura (residuos de maíz, café, arroz, entre otros), del aserradero (podas, ramas, aserrín, cortezas) y de los residuos urbanos (aguas negras, basura orgánica y otros).

2.2. FUENTES DE BIOMASA En la actualidad la producción de energía generada a través de la biomasa proviene de materiales y fuentes por ejemplo los residuos de la industria forestal y la agricultura, los desechos urbanos y las plantas energéticas, se usan, generalmente, para procesos modernos de conversión que involucran la generación de energía a gran escala, enfocados hacia la sustitución de combustibles fósiles. Los centros urbanos, más conocidos como ciudades, generan grandes cantidades de residuos orgánicos, como: residuos alimenticios, papel, cartón, maderas y aguas negras (aguas contaminadas con desechos orgánicos humanos o animales). Esta basura en descomposición, genera compuestos volátiles, como metano, dióxido de carbono entre otros.

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Figura N°01: Fuente de biomasa (Botadero de Tacna) Fuente: PÉTRAMAS.

2.3. CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS DE LA BIOMASA Habitualmente, el contenido energético de la biomasa se mide en función del poder calorífico del recurso, aunque para algunos de ellos se determina en función del poder calorífico del producto energético obtenido en su tratamiento. La biomasa se caracteriza por tener un bajo contenido de carbono, un elevado contenido de oxígeno y compuestos volátiles. Estos compuestos volátiles son los que concentran gran parte del poder calorífico de la biomasa. El poder calorífico de la biomasa depende mucho del tipo de biomasa considerada y de su humedad. En general se puede considerar que el poder calorífico de la biomasa oscila entre 3.000 – 3.500 kcal/kg para los residuos agrícolas, entre 2.000 – 2.500 kcal/kg para los residuos urbanos y finalmente 10.000 kcal/kg para los combustibles

líquidos

provenientes

de

cultivos

energéticos.

Entonces, cabe mencionar que un kilogramo de biomasa permite obtener en promedio 3.500 kcal y que un litro de gasolina tiene aproximadamente 10.000 kcal, de esta manera por cada tres kilogramos de biomasa que se desperdician como residuos se está desaprovechando el equivalente a un litro de gasolina.

2.4. APLICACIONES ENERGÉTICAS La electricidad generada a partir de los recursos biomásicos puede ser comercializada como “energía verde”, pues no contribuye al efecto

invernadero por estar libre de emisiones de dióxido de carbono. Motivo por el cual este tipo de energía ofrecer nuevas opciones al mercado, ya que su 2



estructura de costos permitirá a los usuarios soportar mayores niveles de inversión en tecnologías eficientes, lo cual incrementará la industria bioenergética.

Figura N°02: Estación automatizada de captura Fuente: PÉTRAMAS.

3. UBICACIÓN DE LA CENTRAL TÉRMICA BIOMASA HUYCOLORO UBICACIÓN: Distrito de San Antonio, provincia de Huarochirí, departamento de Lima.

ALTITUD: 60msnm EXTENSIÓN: 1570 hectáreas

Figura N°03: Ubicación de PETRAMAS Fuente: PÉTRAMAS.

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El Relleno Sanitario Huaycoloro se ubica a la altura del Km 7 dela Quebrada de Huaycoloro, San Antonio de Chaclla, Provincia de Huarochirí. Es el primer relleno privado de Perú, tiene una extensión de 1570 hectáreas e inició sus operaciones en 1994.Su vida útil es de 40 años por etapa de 85 hectáreas, y su capacidad instalada es de 200 años. Según coordenadas UTM

Figura N°04: Relleno sanitario de Huaycoloro Fuente: PÉTRAMAS.

4. DATOS TÉCNICOS DE LA CENTRAL TÉRMICA BIOMASA HUAYCOLORO

Tabla Nº 01: Cuadro de datos técnicos Fuente: PÉTRAMAS

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PETRAMAS SAC. (Peruanos trabajando por un medio ambiente saludable)Empresa privada 100% Peruana con experiencia más de 18 años. Fundado (1994) porJorge Zegarra Reátegui, presidente ejecutivo. Cuyo objetivo es la preservación del medio ambiente, por lo cual desarrolla Servicios de limpieza y barrido de calles (25 distritos); recolección, transporte y disposición final de residuos sólidos; así como reducción de emisiones de CO2 y generación de energía eléctrica. Cuentan con tres plantas procesadoras de residuos sólidos: El Relleno Sanitario Huaycoloro El Relleno de Seguridad de Residuos Peligrosos y Hospitalarios El Relleno Sanitario Modelo del Callao

Figura N° 05: Ubicación Física de los Grupos Fuente: PÉTRAMAS

SISTEMAS: PRIMERA ETAPA: CONVERSIÓN DEL METANO A DIÓXIDO DE CARBONO (1994) 

Relleno sanitario huaycoloro. (desconoció de la basura.)3.5 mll de basura diario



Pozas captadoras del biogás.(250 pozas)



Gasoducto. (longitud 20 km. succión de 4400 pies cúbicos de biogás diarias.) 5

Central Térmica Biomasa Huycoloro 


Planta de conversión.(fler de 15 m. conversión de CH4 a co2 a t. de 1600 grados)

SEGUNDA ETAPA: ANERGIA RENOVABLE (CENTRAL TÉRMICA)-28.10.20111. 

Planta de purificación. (transformación del biogás en combustible)



Central de generación. ( 3 motores de 2 megas cada uno – genera 4.8 Mwh)



Red de trasmisión. ( Transporte de 5.5km)



Subestación de recepción. (Distribuido por el SEIN)

5. FUNCIONAMIENTO Este proyecto de Petramás que genera energía eléctrica a partir de la basura, emplea el biogás generado en las plataformas del relleno sanitario Huaycoloro para la generación eléctrica. Los tres millones y medio de kilos diarios de basura que recibe el relleno sanitario de Huaycoloro y que constituye alrededor del 35% de los residuos sólidos que genera toda la ciudad de Lima, actualmente se convierte en energía eléctrica que abastece a miles de limeños El relleno sanitario de Huaycoloro procesa 3,800 toneladas diarias de residuos.

Figura N° 06: Círculo virtuoso de los desechos sólidos Fuente: PÉTRAMAS

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En los últimos años, el relleno sanitario de Huaycoloro acumuló más de 20 millones de toneladas de residuos sólidos, lo que produjo gases metano, segundo elemento de efecto invernadero. Por esta razón, comenzó el programa para captar y destruirlos gases nocivos para el medioambiente mediante una estación de succión. En una primera etapa los gases como el metano eran quemados, pero actualmente son utilizados como combustibles para producir electricidad. El sistema de biogás está compuesto por 250 pozos de succión perforados a 10 metros de profundidad y distribuidos en tuberías de polietileno de una extensión de 15 kilómetros que van por toda la extensión del relleno. El sistema está compuesto por una moderna estación de succión y quemado automatizada. La proyección de la empresa es reducir el equivalente a 2000,000 tCO2 en los primero 7años. La Central Térmica Huaycoloro comprende: Abastecimiento de biogás, Casa de fuerza, obras civiles y electromecánicas, Subestación elevadora 0.48/22.9kv, 60Hz ubicada en el distrito de San Antonio, provincia de Huarochirí, departamento de Lima. La Central Térmica de Biomasa de Huaycoloro, con una inversión de 14 millones de dólares, tiene una potencia instalada de 4.8 megavatios (Mw) para abastecer al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN).

Figura N° 06: Vista Total de la Central Fuente: PÉTRAMAS

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CONCLUSIONES Huaycoloro se considera uno de los mejores rellenos sanitarios del mundo y un modelo que se ha de seguir en Latinoamérica (David Reinstein - Banco Mundial) Se puede apreciar que la empresa PETRAMAS es una entidad que tiene muy claro el concepto de preservar el medio ambiente. El grupo empresarial PETRAMAS no solo se preocupa por el medio ambiente, también tienen mucho interés en el personal que labora en la central térmica. La central térmica de Huaycoloro es un ambiente muy agradable para trabajar ya que sus instalaciones están diseñadas para que cada empleado se sient a cómodo al realizar sus labores. La biomasa es de las energías renovables más desconocidas, a pesar de ser la más tradicional y la de mayor calidad en cuanto a su muy baja variabilidad y altísima predictibilidad. Desconocida a pesar de su enorme desarrollo tecnológico en los últimos lustros. Aunque la biomasa ha tenido éxito en países de alto nivel de vida como los escandinavos; y desconocida a pesar de la disponibilidad hay mucha por aprovechar. La Biomasa es una alternativa ecológica que debe ser manejada con inteligencia y mucha conciencia, siendo éste el gran reto de los países para el futuro.

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BIBLIOGRAFÍA Página Oficial de PETRAMAS http://www.petramas.com/proyecto-de-generacion-de-energia-electrica-a-partir-delbiogas/

DAMIENS, Alain, La biomasa: fundamentos, tecnologías y aplicaciones. Madrid 2008, 9na edición. Disponible en: http://books.google.co.ve/books?id=XaSSRAAACAAJ&dq=biomasa&hl=es&ei=OzBtTezo G8P68AbF1vGMDQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CD0Q6AEwBA

Blog de Energías Renovables, Erenovable.com, disponible en: http://erenovable.com/2009/07/31/energia-de-biomasa/

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ANEXOS

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Anexo N° 01: Planta de Tratamiento de Biogás Fuente: PÉTRAMAS

Anexo N° 02: Planta de Tratamiento de Biogás Fuente: PÉTRAMAS

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Anexo N° 03: Estación de Quemado de Excesos de Gas Fuente: PÉTRAMAS

Anexo N° 04: Casa de Fuerza Fuente: PÉTRAMAS

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Anexo N° 05: Subestación de Entrega del Suministro (Luz del Sur) Fuente: PÉTRAMAS

Anexo N° 06: Grupos de Generación Eléctrica Instalados

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Ingeniería Eléctrica - Unsaac Fuente: PÉTRAMAS

Anexo N° 07: Grupo Generador N° 1 Fuente: PÉTRAMAS

Anexo N° 08: Caseta de Transformación (Subestación y Transformadores de 0.48 kV/22.9 kV) Fuente: PÉTRAMAS

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Anexo N° 09: Tableros de Control y Servicios Auxiliares Fuente: PÉTRAMAS

Anexo N° 09: Equipos de Protección en Subestación Fuente: PÉTRAMAS

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