COGENERACION DE ELECTRICIDAD CON BAGAZO DE CAÑA (INGENIO AZUCARERO GUABIRA)
PLANTEAMIENTO PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Ante la amenaza de cambio climático a nivel nacional e internacional la meta en el sector energético es reducir la dependencia de combustibles (fósiles) para la generación de electricidad y aprovechar mejor las fuentes de energía renovable del país de esta manera llegar a contribuir en la generación de electricidad de la regio y del país, donde identificamos algunos de los sectores como los ingenios azucareros de gran potencial por la generación generación del bagazo de caa pero !ue !ue no cuentan con un sistema sistema de cogeneración en sus plantas, por esta razón no permiten un mejor aprovechamiento de la energía primaria contenida en el bagazo, causando contaminación del ambiente y !ue deben reducir prioritariamente prioritariamente sus emisiones de gases" #a cogeneración a base del bagazo pueden contribuir con$ (i) (ii) (ii) (iii) (iii)
la seg seguridad energética del del paí país, la div diver ersi sifi fica caci ción ón de de la matr matriz iz ene energ rgét étic icaa y los objet objetivo ivoss de una gener generaci ación ón eléct eléctric ricaa de menor menor impacto impacto ambie ambienta ntall con bajas bajas emisi emisione oness de carbono"
JUSTIFICACIÓN JUSTIFICACIÓN
%n bagazo de caa de az&car constituye una fuente de energía aprovechable para beneficio del proceso de producción de az&car" 'or otra parte, el bagazo de caa de az&car constituye un desecho orgánico, !ue de no ser utilizado como fuente energética, debería ser dispuesto de una forma técnicamente adecuada, típicamente en un relleno sanitario, demandando por lo tanto espacio, y generando contaminación de suelo y posiblemente de aguas subterráneas" Además otras de las ventajas de este tipo de fuente para la generación de energía eléctrica, es !ue los combustibles de biomasa tienen un contenido insignificante de azufre y por lo tanto no contribuyen a las emisiones de dióido de azufre !ue causan la lluvia ácida" #a combustión de la biomasa produce generalmente menos ceniza !ue la combustión del carbón, y la ceniza producida se puede utilizar como complemento del suelo en granjas para reciclar compuestos tales como fósforo y potasio" %l proyecto consiste en promover la implementación de una planta para la cogeneración de energía eléctrica a partir del bagazo de caa de az&car, teniendo como punto de partida el ingenio azucarero uabirá de las ciudad de *anta +ruz -ontero y de esta manera llegar a los demás .ngenios del país, !ue utilizará parte de la energía generada para abastecer los re!uerimientos de la fábrica y por consiguiente la intención de participar en el mercado de energía con la venta de los ecedentes de electricidad generados al *./" %l proyecto contribuye a la promoción de las energías limpias en 0olivia y contribuye positivamente a una gestión más eficiente de los residuos y a la conservación de los recursos"
%l proyecto contribuye al desarrollo sostenible de la región 12 -A3+4 5%63.+4 %s la fundamentación teórica del problema de investigación" *u amplitud debe ser la adecuada" %videncia de la revisión bibliográfica relacionada con el tema, donde se presentan los conocimientos científicos acumulados sobre el tema y análisis de las investigaciones anteriores" *u estado actual" 7aloración crítica bajo un enfo!ue metodológico" 'osición teórica !ue asume el investigador ante el tema como fundamento para la formulación de la hipótesis" 'ara elaborar un -arco 5eórico se necesita capacidad de síntesis y creatividad" 408%5.74* 4bjetivos generales Aprovechar mejor las fuentes de energía renovable del país y llegar a producir el 9::; de la electricidad a partir de fuentes de energía renovables (en nuestro caso 0agazo de +aa)" 4bjetivos específicos$ 'roducir la electricidad necesaria para el consumo interno y funcionamiento de la planta, el eceso se comercializará en el -ercado %léctrico -ayorista" 4bjetivos terminales$ Aportar una mayor eficiencia energética por medio del uso y aprovechamiento en la producción de energía eléctrica sin emitir ases de %fecto .nvernadero (%.), esto desplazará las emisiones !ue se hubieran producido si los combustibles fósiles se hubieran !uemado para generar energía" <2 7A3.A0#%* 4 .=%/5.>.+A+.6/ =% #4* %#%-%/54* =e acuerdo a la +onvención -arco de +ambio +limático, por ?cambio climático? se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana !ue altera la composición de la atmósfera mundial y !ue se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables" 'or ?gases de efecto invernadero? se entiende a!uellos componentes gaseosos de la atmósfera, tanto naturales como antropógenos, !ue absorben y reemiten radiación infrarroja" #os productos de muchas actividades humanas contribuyen en forma sustancial al incremento del efecto invernadero$ la !uema de combustibles fósiles, la agricultura, la ganadería, la deforestación, algunos procesos industriales y los depósitos de desechos sólidos provocan el aumento de las concentraciones de estos gases con efecto invernadero en la atmósfera" #os desechos sólidos son entendidos como @sustancias u objetos muebles, sin uso directo, cuyo propietario re!uiere deshacerse de ellos o es obligado seg&n las leyes nacionales" *obre la base de su aplicación en grupos generadores, el objetivo central de esta tecnología es aumentar la eficiencia energética ligada a la planta generadora, sin variar su consumo de combustible, aportando energía térmica &til recuperada desde el calor residual de gases de escapey del circuito de refrigeración de la
má!uina motriz, con la epectativa de reducción de costos globales de energía del usuario, y mitigación en su huella de carbono" Adicionalmente, la cogeneración brinda mayor confiabilidad en la disponibilidad de energías para el proceso, como respaldo ante ausencia de otras fuentes" *e entiende por @cogeneración, al uso del calor generado en el propio centro de producción, durante el proceso de obtención de electricidad, a partir de un combustible como el gas natural u otro" %n lo !ue respecta al bagazo de caa de az&car, la principal justificación ambiental para el uso de este tipo de biomasa, radica en !ue constituye una fuente de energía aprovechable para beneficio del proceso de producción de az&car" *e denomina @bagazo al residuo de materia después de etraído su jugo y constituye un subproducto de esta producción" -B54=4 *C8%54* =% ./7%*5.A+.6/$ *e eligió el ingenio azucarero de uabira por la gran capacidad de producción" %isten seis ingenios en 0olivia de los cuales cinco se encuentran en *anta +ruz y uno en 5arija" 3ojas eplicó, por su parte, !ue el <: por ciento de la capacidad del ingenio se destina a la producción de az&car y el saldo a alcohol"
(.magen$ #a capacidad de molienda de los ingenios azucareros de 0olivia) #CA3$ uabirá, es una localidad de 0olivia, ubicada en la provincia de 4bispo *antistevan en el departamento de *anta +ruz" %s conocida como el centro agrícola y caero de 0olivia, a unos D: Eilómetros de la ciudad de *anta +ruz de la *ierra"
%stá a dos Eilómetros de distancia al norte de -ontero, pertenece a la ciudad de -ontero, capital y primera sección de la provincia 4b" *antistevan, se encuentra a FG1 metros sobre el nivel del mar y está ubicada dentro de las coordenadas geográficas de HI2 9DJ 4este de reenKich y 9<2 F:J de latitud *ur" 7illa >átima cuenta con una población de 9HL9 personas, es una población joven ya !ue el DG; se encuentra entre los cero a 9L aos lo !ue e!uivale a I:1 personas" *in embargo, las personas de D: y más aos son 9II personas e!uivalente a un <"L ;" %n la actualidad es referente de todo -ontero ya !ue al ser el 'rimer =istrito las autoridades municipales toman muy en cuenta sus opiniones" +uenta con D: mil hectáreas con lo !ue sobrepasaremos las F"H::"::: toneladas cosechadas durante la zafra F:9I ./*53C-%/54*$ 'rincipalmente L2 =.*%M4 =% #A ./7%*5.A+.6/ %s la organización en etapas o fases del trabajo" #a ma!uinaria instalada en la planta de generación de uabirá %nergía es de procedencia brasilea, respaldada en la eperiencia y adelantos logrados en ese país para la producción de electricidad a partir del bagazo de la caa de az&car, donde muchos ingenios han eperimentado en cogeneración o producción combinada de energía electromecánica y calor generado en un horno para producir electricidad &til con un menor impacto ambienta l" %sta dividio principalmente en I estapas .nstalación del primer turbo generador con una capacidad de < a 9H -N con el fin de satisfacer su demanda interna de electricidad" .nstalación del segundo turbo generador !ue incrementara la potencia efectiva de FD a D: -N progresivamente"
*e construirá una subestación elevadora con el fin de conectarse y a portar a la red eléctrica del *./ y comercializará su producción en el -ercado %léctrico -ayorista (-%-)" 'ara la operación del proyecto se ha creado la empresa %, como Agente enerador del -%-" 9:2 '34+%=.-.%/54 =escripción del proyecto %l proyecto de +ogeneración CA0.3O %/%3PA consiste en la producción combinada de energía electromecánica y calor &til, a partir de los residuos de bagazo !ue resultan de la producción de az&car y alcohol" %l proyecto tiene potencial para generar beneficios significativos tales como la mayor eficiencia en la utilización de insumos energéticos como vapor y energía eléctrica, el menor impacto ambiental local al reducir las demandas de disposición final y la !uema ambiental del bagazo acumulado, así como, beneficios ambientales globales de reducción de ases de %fecto .nvernadero (%.)" '3.-%3A %5A'A %n la primera etapa de desarrollo del proyecto, % instalará el grupo generador denominado uabirá Q 9 con una turbina de contrapresión !ue tendrá una potencia efectiva de 9H -N" %l vapor de alta presión (1Fbar), re!uerido para la turbina será comprado a .A y el vapor de escape de baja presión (9"D bar) será devuelto a .A para su utilización en sus procesos productivos" *%C/5A %5A'A %l proyecto considera una segunda etapa, donde % incrementará la potencia efectiva de la turbina uabirá Q 9 a FD -N, para lo cual .A efectuará algunas modificaciones necesarias en su sistema de vapor para proporcionar un vapor de alta presión de HDbar" *imultáneamente se instalará un segundo grupo generador (uabirá Q F) con una turbina de etraccióncondensación !ue tendrá una potencia efectiva cercana a FD -N y la presión de vapor alcanzará los 1F bar" 5%3+%3A %5A'A 'ara la coneión de los grupos generadores al *./, % construirá una subestación (*%) elevadora de 9I"G E7R99D E7 !ue formará parte de la central de generación" #a *% será conectada a la barra de 99D E7 de la *% -ontero, propiedad de la +ooperativa 3ural de %lectrificación (+3%) a través de una línea de transmisión de aproimadamente 9: Sm" de longitud" #a *% de % contará con un transformador de IF -7A tanto para la primera como para la segunda fase del proyecto y un segundo transformador de la misma potencia será instalado para la tercera etapa" #a potencia es de I< -N, de los cuales F9 -N son para el *istema .nterconectado /acional (*./) y 9H para el consumo del ingenio" ?A&n tenemos la capacidad para generar cerca de 1D -N, para eso esperamos incrementar G -N más durante este ao, con lo !ue estaríamos entregando al *istema .nterconectado /acional FL -N" 'ero hay !ue mencionar !ue tenemos la capacidad de incrementar a&n más nuestra generación de energía eléctrica, solo falta una alianza entre el sector p&blico y privado para buscar mejores niveles y oportunidades?, epresó 3ojas" #a tecnología a ser utilizada en el proyecto se basa en el mundialmente conocido ciclo de 3anEing para generación de vapor a partir de la !uema de biomasa, el cual se epande a través de una turbina" #a epansión en la salida de electricidad será hecha mediante un caldero con turboalimentados y un turboalternador de 9GRID -N" #a planta producirá 9I Eilovoltios y D: hertzios de energía eléctrica, !ue a través de los transformadores elevadores, aumentarán el voltaje a HI Eilovoltios para incorporar a la red regional" Cn caldero de vapor de alta temperatura y alta presión (de 1::R1G: T+) (1FRHD EgRcm) será utilizado a plena capacidad, y una capacidad de la generación de energía de 9F:RF:: tonelada de vapor" %l
vapor producido por este caldero será utilizado en el ingenio de az&car así como para cogenerar electricidad" Cn turbogenerador de 9GRID -N será instalado, sus turbinas serán alimentadas por el vapor de alta presión (vapor directo), !ue consume entre 1 G Eilogramos de vapor por Eilovatio" Cna torre de enfriamiento será instalada para refrigerar el agua condensada y una planta de tratamiento de aguas garantizará al agua de alimentación a las calderas" 992 '3%*%/5A+.6/ U A/O#.*.* =% 3%*C#5A=4* /o debe ser una descripción simple de los hechos" *e deben consignar las tablas de los registros de los datos" =ebe presentar un adecuado uso de tablas y figuras, es concisa y clara la eposición de las relaciones de los datos" *e efect&a un análisis con precisión de los resultados y él Vpor !uéW de ese tipo de respuestas" +arlos 3ojas, presidente de uabirá, sealó !ue para esta gestión se pretende superar la producción de
%l .ngenio Azucarero uabirá cuenta con más de 9"H<: accionistas, 9"F:: trabajadores, 9"D:: caeros, la zafra ocupa alrededor de 1"D:: zafreros, 9"::: transportistas, I:: empleos y electricistas, D"::: trabajadores agrícolas, con una influencia directa e indirecta sobre 9D"::: familias del norte integrado cruceo" %l 'royecto de +ogeneración CA0.3A %/%3PA es un proyecto basado en energía renovable !ue desplaza la generación de energía eléctrica basada en energía fósil (as /atural) y produce una significativa reducción de ases de %fecto .nvernadero
9F2 +4/+#C*.4/%* %n la b&s!ueda de diversificar la producción de los ingenios azucareros de caa de az&car, se plantea en este caso la posibilidad de hacerlo a través de la cogeneración de energía eléctrica para su venta a la red de distribución p&blica" #legamos a la conclusión de !ue esto es factible con la instalación de una caldera de mayor eficiencia, presión y temperatura de vapor, un turbogenerador de mayor potencia y empleando como combustible el mismo bagazo proveniente de la molienda de caa de az&car" 4 sea !ue el producto adicional !ue se obtendría, energía eléctrica, no re!ueriría de un incremento del consumo de combustible" =el análisis económico, se determina la alta rentabilidad de los sistemas de cogeneración de los casos donde se utilizan calderas con presiones de H
*í se tuviera !ue volver a hacer el mismo trabajo" 912 3%>%3%/+.A* 0.0#.43O>.+A*$
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