Estudio y diseño de planta de biogás_ing mecánica

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ESTUDIO Y DISEO DE UNA PLANTA DE BIOGAS QUE UTILIZA MICROTURBINAS PARA EL SUSTENTO DE UNA GRANJA PORCINA Y ALTERNATIVA DE SOLUCIN DE LA CONTAMINACIN EN LA CIUDAD DE AREQUIPAAUTORES: Perea Ojeda, Jim Lawrence [email protected] Paredes Magao, Gonzalo [email protected] Muoz Vilchez, Luis Edilberto [email protected]

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTNFacultad de Ingeniera de Produccin y Servicios Escuela Profesional de Ingeniera Mecnica Av. Independencia S/N Cercado-Arequipa-Per Telfono: (054) 284386 RESUMEN El presente trabajo aborda el estudio de la pre-factibilidad de la implantacin de una planta de cogeneracin en una granja porcina, utilizando microturbinas. La utilizacin de microturbinas se justifica por la baja produccin de biogs. De igual manera, el poder difundir la utilizacin de esta tecnologa, relativamente nueva en nuestro medio, en la aplicacin de uso eficiente de la energa y ciclo industrial cerrado. En la primera parte de este proyecto de calcula la demanda de energa elctrica de la granja, teniendo en consideracin 2400 animales sumado a una vivienda unifamiliar. Luego se realiza el anlisis del volumen de biogs producido y con ello, la energa elctrica y trmica producida. Por ltimo, el estudio tecno-econmico, afianzar la viabilidad del proyecto. Finalmente, este proyecto servir como punto de partida para promover implantar los proyectos de cogeneracin en el Per, as como concientizar a las personas del uso adecuado de los desechos de animales y la utilizacin eficiente de la energa. PALABRAS CLAVE Biodigestor, microturbina, contaminacin ambiental, eficiencia energtica ABSTRACT This paper addresses the study of pre-feasibility of the implementation of a cogeneration plant at a pig farm, using micro turbines. The use of micro turbines is justified by the low production of biogas. Similarly, the power to spread the use of this technology is relatively new in our environment, the implementation of efficient use of energy and industrial closed cycle. In the first part of this project estimates electricity demand of 2400 animals farm added to a house. Then the analysis is performed on the volume of biogas produced and thus the electrical and thermal energy produced. Finally, the techno-economic study will enhance the viability of the project. Finally, this project will serve as a starting point for promoting cogeneration projects implemented in Peru and to make people aware of the proper use of animal waste and the efficient use of energy. KEYWORDS Biodigestor, micro turbine, environmental pollution, energy efficiency.

1. INTRODUCCIN. El contexto mundial que pone a la ingeniera en un papel muy importante para aplicar tecnologas y tcnicas capaces de considerar en un proceso productivo un ciclo cerrado de obtencin de recursos es de vital importancia en esta poca. Es en este acontecer y dando una solucin al manejo inadecuado de desechos de una granja de animales, se plantea con el presente proyecto la implantacin de una planta de cogeneracin que funciona con biogs. La solucin propuesta, debida al poco caudal de biogs generado son microturbinas, cuyas caractersticas sern descitas con ms detalle ms adelante. De esta manera, los autores esperan que las ideas expuestas en el presente papar sirvan para difundir tecnologa que posee un sinfn de experiencia en Europa y contribuir a la difusin del uso eficiente de la energa, utilizando un ciclo industrial cerrado y sostenible. 2. PLANTEAMIENTO DE ESTUDIO. 2.1 JUSTIFICACIN Al realizar el proyecto se contribuir, con una explicacin concreta y breve, los beneficios del uso eficiente de la energa. Se plantea una posible solucin a la obtencin de energa descentralizada y autoabastecida con la propia material prima generada en la granja, como es los purines de cerdo. El uso adecuado de los desechos generados en una granja porcina. Mejora las condiciones porcicultor y del animal. de vida del

Dar a conocer las ventajas y desventajas de la generacin descentralizada y la generacin centralizada de la energa. Proponer una posible solucin al manejo inadecuado de los desechos orgnicos originados en una granja. Brindar alcances de la utilizacin eficiente de energa. 4. PLANTEAMIENTO DE LA HIPTESIS Mediante la aplicacin de tecnologas limpias y conociendo verdaderamente el potencias del biogs, se puede llegar a solucionar el problema de contaminacin generado por purines de animal, obtenindose una mejor calidad de vida al poblador 5. MARCO TERICO 5.1 CONTAMINACIN POR DESECHOS EN GRANJAS Los principales impactos negativos de las granjas y ms concretamente de los residuos ganaderos se dejan sentir en: Aire Agua Suelos Otros: Ruidos, mosquitos.

2.2 DELIMITACIN DE LAS FRONTERAS DE TRABAJO El presente proyecto de investigacin se delimita en el entorno del estudio de la prefactibilidad de la instalacin de una planta de biogs en una granja de cerdos, explicando la tecnologa a utilizarse y haciendo un anlisis econmico de su viabilidad en el tiempo. 3. PLANTEAMIENTO DE OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL. Realizar el estudio a nivel de pre-factibilidad de una planta de biogs de cogeneracin en una granja de cerdos. 3.2. OBJETIVOS ESPECFICOS.

Las explotaciones ganaderas tienen una accin directa sobre el aire interior y exterior de la granja. En el interior y con repercusin en animales y en sus cuidadores, son las emisiones de gases como amonaco, metano, anhdrido carbnico, etc. Estos gases se generan como consecuencia de las actividades fisiolgicas de los animales vivos, fundamentalmente, y en la descomposicin de los productos orgnicos presente en las excretas. Alguno de estos gases son perjudiciales para la salud de los animales y que pueden afectar a la explotacin, pues los animales se resienten bajando su productividad. Adems, estos gases pueden llegar a afectar a la estructura de la nave. Otros gases pueden provocar reacciones qumicas, con los elementos metlicos y estructura metlica de la nave, obtenindose productos qumicos que si son ingeridos por los animales, pueden afectar a su salud. La ventilacin, bsica en estas explotaciones, traslada estos gases al exterior, provocando los olores desagradables caractersticos de estas explotaciones ganaderas. La contaminacin de las aguas, se realiza cuando los purines son vertidos sin tratamiento previo a los cauces naturales. Estos vertidos pueden incidir en la calidad de las aguas subterrneas, por incremento de la concentracin de nitratos, y en las superficiales por arrastre de la materia orgnica con los nutrientes, principalmente fosfatos. Los vertidos pueden ser una fuente de contaminacin de nitratos.

Estas sales solubles presentes en los purines, se infiltran en el terreno donde solamente sufren una ligera retencin por los cultivos. Cuando la aplicacin es masiva, se produce un exceso de nitratos en el suelo, que se lixivian hacia los acuferos. Por otra parte, los purines vertidos en exceso en campos con elevada pendiente topogrfica, originan una escorrenta superficial y una erosin de la superficie del suelo. Estas superficies erosionadas, ricas en partculas orgnicas y en sales de fsforo, son arrastradas a las zonas de ros y arroyos, originando su eutrofizacin por enriquecimiento en los niveles de fsforo, principalmente. La aplicacin controlada de los purines al suelo es beneficiosa para los cultivos, pues es una fuente de agua, de materia orgnica y de nutrientes para los cultivos. Sin embargo, aportes masivos realizados de forma incontrolada, pueden originar acumulacin excesiva de sales solubles y de algunos elementos pesados como cobre y zinc 5.2 SOLUCIONES ENERGTICAS SOSTENIBLES. El incremento de la demanda energtica, el aumento del precio del petrleo, la limitacin de las fuentes no renovables y los problemas medioambientales han y estn causando numerosos efectos que requieren de importantes soluciones. Entre las principales soluciones energticas destacan el uso de energas renovables, la generacin distribuida y la mejora de la eficiencia energtica de las tecnologas actuales con el objetivo de cubrir la creciente demanda actual con energas ilimitadas y no contaminantes que reducirn la dependencia de las fuentes no renovables y limitadas y muchos de los problemas medioambientales. Teniendo siempre muy presente el marco normativo que permita promover estas estrategias. 5.3 APROVECHAMIENTO DESCENTRALIZADO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGA [1] El desarrollo y el bienestar de una sociedad humana estn estrechamente vinculados con la disponibilidad y uso de energa. Por esto, pases en desarrollo, como el Per, requieren aumentar sustancialmente la disponibilidad y uso de energa si quieren salir del subdesarrollo. El enorme desarrollo durante el siglo veinte en gran parte del mundo era acompaado por un consumo creciente de energas fsiles, especialmente del petrleo. Sin embargo, esta fuente de energa, disponible en gran cantidad, fcil de almacenar, de transportar y de transformar en otras energas secundarias tiles (calor, electricidad, energa mecnica, etc.) es agotable, su uso genera cambios climticos desastrosos y muchos pases no disponen de reservas naturales, resultando en

tensiones geopolticas y aumento creciente y voltil de su costo. Esta problemtica, comn a muchos pases, lleva a una bsqueda de diversificar las fuentes de energa y, principalmente, buscar fuentes renovables y a un costo mnimo. Para impulsar este desarrollo energtico se requiere una poltica coherente a largo plazo. Muchos pases han diseado esta poltica, o estn en proceso de hacerlo, como tambin organizaciones multinacionales e internacionales estn estudiando el problema energtico y elaborando propuestas para llegar a un desarrollo y con fuentes de energa sustentable y ambientalmente aceptable. 5.4 USO DE ENERGAS RENOVABLES PARA LA GENERACIN ELCTRICA AISLADA DE LA RED. La electricidad en la mayora de los pases se produce mediante grandes plantas centralizadas, para posteriormente distribuirse al consumidor final mediante la red elctrica nacional. El actual crecimiento de la demanda energtica est ocasionando problemas de saturacin de las redes. Este hecho, junto al creciente nmero de consumidores de reas remotas inaccesibles a la red elctrica, hace que crezca la necesidad de cubrir parte de la demanda con soluciones alternativas: la generacin de esta energa directamente en el punto de consumo final; es decir, generacin distribuida (GD) o energa descentralizada. La generacin distribuida se define como la energa producida en o cerca del punto de consumo. Los beneficios de la GD respecto a la generacin centralizada (GC) son: Mejora de la eficiencia energtica global. Mejor aprovechamiento a nivel trmico Reduccin de las prdidas de la red. Reduccin de costes Reduccin de la contaminacin medioambiental (visual, del aire) para la produccin energtica. Los resultados de la investigacin del modelo econmico de WADE (The World Alliance for Decentralized Energy) [2] alcanzan importantes ahorros de la GD en comparacin con la GC. En este anlisis, la GD es ms barata que la GC en la mayora de pases aunque la diferencia del ahorro depende de las circunstancias locales. Las tecnologas de GD son muy flexibles y se pueden adaptar fcilmente a las particularidades de cada regin, permitiendo la generacin elctrica local ms eficiente. En la Fig. 1 se pueden observar los resultados de este estudio.

Fig.1 Ahorro en costes de capital de la GD en comparacin con la GC [2]

En GD los consumidores finales no requieren necesariamente de un acceso a la red elctrica nacional. Un elevado nmero de la poblacin mundial vive en reas sin acceso a los servicios de energa modernos. La generacin descentralizada es una posible solucin para ellos, puesto que les permite acceder a servicios energticos sin tener acceso a la red. Los equipos para la generacin descentralizada, en ciertas ocasiones son la nica opcin para la produccin elctrica en zonas aisladas. Barreras para la implantacin de la GD: Existen todava barreras legales y financieras. Las plantas de generacin centralizada son excelentes desde el punto de vista econmico por el efecto de economa de escala. Los sistemas de generacin distribuida implican elevados costes de inversin para el consumidor final. La tecnologa de GD actual todava no est suficientemente desarrollada y la eficiencia de estos equipos an es baja. No hay una gran cantidad de empresas especializadas en GD dedicadas al suministro y mantenimiento de estos sistemas. 5.4 EL BIOGS [3] Biogs es una mezcla de metano (50 a 70%) como portador de energa, dixido de carbono (30 a 50%) y otros gases, entre ellos el sulfuro de hidrgeno (600 kW 40 % 1,750 mg/Nm3 40% 41% Aceite Alto. Partes mviles CO2 NOx MICROTURBINA 30-200 kW 35% 175,000 mg/Nm3 16-33% 60-50% Aire. No lubricantes Bajo. nica parte mvil CO2 NOx

Fig. 2 Funcionamiento de una microturbina

MODULARIDAD CONCENTRACIN MN CH4 CONCENTRACIN MX H2S EFICIENCIA ELCTRICA EFICIENCIA TRMICA RODAMIENTOS REQUERIMIENTOS MANTENIMIENTO EMSIONES

En las aplicaciones con cogeneracin, el calor residual de la microturbina se utiliza para producir agua caliente, calefaccin, secado de lquidos o incluso puede ser utilizado en equipos de fro por absorcin. El aprovechamiento de este calor residual permite mejorar la eficiencia total del sistema. El sistema de refrigeracin de una microturbina suele ser por aire y casi todos los diseos utilizan cojinetes de aire, con lo cual se eliminan los lquidos lubricantes, reduciendo tambin el mantenimiento. Por otra parte, como la nica parte mvil del sistema es el eje, aumentando

FUENTE: PSE PROBIOGAS.

Tabla 2. RECIPORCANTES VS MICROTURBINAS RECIPROCANTETRADICIONAL CUMMINS75G-60kW - Costo de Mantenimiento $7.00 por kWh - 500 hr cambio de aceite - Mensual $13 500 c/u) - 1500hr Inspeccin total (trimestral $33 750 c/u) - 8 das de mantenimiento planeado anual. MICROTURBINACAPSTONEC65 - Costo de Mantenimiento $0.135 por kWh - 8000 hr cambio de filtro (anual) - 20 000 hr Inspecciones - 40 000 hr cambio de turbina - 6 horas de mantenimiento planeado anual

ESPACIO REQUERIDO ARRANQUE AJUSTE Y

40`x20 Procedimiento sencillo que puede hacer un solo tcnico y unos cuantos das

40`x20 Compleja operacin que lleva a varios tcnicos semanas.

FUENTE: Capstone Turbine Corporation www.microturbine.com

Tabla 6. MANTENIMIENTO INTERVALO DE MANTENIMIENTO COSTO DE MANTENIMIENTO POR kW/h TIEMPO FUERA DE OPERACIN EN EL PRIMER AOS POR MANTENIMIENTO MATERIALES PELIGROSOS 16xC65-iCHO Cada 4000 horas de uso $0.108 - $0.2025 2 horas por MT por 8000 horas de operacin Ninguno MCI DE 1000 kW Cada 800-1000 Horas de uso $0.243 - $0.405

FUENTE: Capstone Turbine Corporation www.microturbine.com Tabla 3. TECNOLOGA MICROTURBINA CAPSTONE DISEO ENFRIAMIENTO RUIDO OPERACION CONEXCIONES ELECTRICAS CONEXIONES TERMICAS Una sola flecha sobre cojinetes de aire. No usa lubricantes Enfriamiento de aire 70 db @ 23 pies Bajo mantenimiento Conexin elctrica en un solo punto Una sola conexin por unidad entrada/Salida de agua MCI Mltiples cilindros, ejes, levas, etc. Lubricados con aceite. Refrigerante y radiadores 100+ db @ 23 pies Mantenimiento Intensivo Interfase externa que requiere de paneles de control Mltiples conexiones: Aceite, refrigerante, escape

64 horas por 8000 horas de operacin 100 Galones de aceite, refrigerante y urea 92 % en el mejor de los casos, falla de cualquier componente o mantenimiento programado resulta en prdida total del sistema Un ao de garanta con plan limitado de garanta a tres aos disponible. Mantenimiento no incluido.

DISPONIBILIDAD

97% siempre mantiene un alto nivel de generacin Integrad Plan de fbrica disponible de 80,000 horas que incluye mantenimiento preventivo y correctivo

FUENTE: Capstone Turbine Corporation www.microturbine.com Tabla 4. COSTOS DE INSTALACIN COSTOSESTIMADOS PREPARACIN DEL SITIO SCR y CO CATALTICOS CEMS RADIADORES EQUIPO DE RECUPERACIN DE CALOR JW EQUIPO DE RECUPERACIN DEL ESCAPE ALMACENAMIENTO Y REABASTECIMIENTO DE ACEITE EQUIPO DE TRANSFERENCIA Y SINCRONIZACIN CON LA RED ATENUACIN DE RUIDO RANGO ESTIMADO 16xC65iCHO Obra civil No requerido No requerido No requerido Incluido No requerido MCIDE1000kW Obra civil, incluye sistema de contecin para el aceite. Elctrico, Mecnico e Instalacin estructural. Instalacin elctrica y mecnica Instalacin mecnica elctrica y FACTORY SERVICE PLAN / GARANTA

FUENTE: Capstone Turbine Corporation www.microturbine.com

Instalacin elctrica, mecnica, estructural y aislamiento trmico Permisos Instalacin mecnica ambientales, elctrica y

6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PROYECTO 6.1 VENTAJAS Propone una alternativa de solucin para un problema concreto de contaminacin producida por desechos de animales en una granja. Utilizacin de un recurso tangible que es de produccin constante. Asesoramiento y testimonios de experiencias de numerosos fabricantes y pases que apuestan por el valoramiento energtico del biogs. Nuevos estudios del lavado y filtracin del biogs. Acreditacin con la tendencia energtica de la implementacin de equipos modulares de pequea y mediana potencia Con la utilizacin de microturbinas, menos emanacin de contaminantes producidos en la combustin. Aprovechamiento de cogeneracin, aumentando la eficiencia del sistema.

Incluido Incluido 6,750 10,800 por kW

Instalacin elctrica, mecnica y estructural Instalacin elctrica, Mecnica y estructural. 13,500 - 20,500 por kW

FUENTE: Capstone Turbine Corporation www.microturbine.com Tabla 5. INSTALACIN 16xC65-iCHO COLOCACIN ENSAMBLADO Montacargas Instalacin de techo contra lluvia MCI DE 1000 kW Gra grande y varios equipos que mover Gran trabajo de ensamble

6.2 DESVENTAJAS Proceso de filtracin y obtencin de biogs con la regulacin de diferentes parmetros. Tecnologa relativamente nueva en el entorno. Barreras en el contacto con el porcicultor y la propuesta. 7. PROCEDIMIENTO DE CLCULO Estudio y anlisis de la demanda energtica en una granja porcina. Estudio de los insumos generados o biogs producido. Descripcin de las inversiones requeridas. Estudio y anlisis econmico 8. EXPOSICIN DE RESULTADOS 8.1 ANLISIS ENERGA DE LA DEMANDA DE

8.2 ANLISIS DE LOS INSUMOS A continuacin se muestra una tabla calculando el volumen de excretas diarias en las distintas etapas productivas (gestacin, parto, pos destete y engorde). Los valores que se muestran son relativos. El volumen de purines va a determinar el volumen de biodigestin. En este punto es importante destacar que para esta produccin los insumos carecen de costo alguno, ya que se trata de residuos generados en el propio establecimiento que no tienen otra finalidad.Tabla 8. Oferta de material primas diariasOFERTA DE MATERIAS PRIMASETAPAS PRODUCTIVAS CANTIDAD EXCRETAS SLIDAS 2,20%Cerdas en Gestacin (6 grupos x 14 x125 kg) Cerdas en Parto (1 grupos x 16 x144 x 3,1 kg) Cerdas en Pos - destete (2,4 grupos de 144 animales de 20 kg) Cerdas en engorde (5,33 grupos de 144 animales x 71,3 kg) TOTALES

EXCRETAS LQUIDAS 4,60% 483

AGUA DE LAVADO 1,00% 105

10500

231

2686,4 6912 54724,18 74822,58

Tabla 7. DEMANDA ENERGTICA EN EL ESTABLECIMIENTODEMANDA DE ENERGA EN EL ESTABLECIMIENTOCONSUMOS ENERGTICOS PARA UNA HORA DE USO Calefaccin Cocina Agua caliente 5,2 kWh 1,9 kWh/h 17,4 kWh/h CONSUMO EN CASA UNIFAMILIAR Consumo energetico medio de una casa CONSUMO ELCTRICO Consumo de energa elctrica (2 casas) consumo energa elctrica oficina (300 kW/mes) CONSUMO ELCTRICO CONSUMO TRMICO Cocina Calefaccin Agua Caliente CONSUMO TRMICO 3467,5 kW/ao 936 kW/ao 19053 kW/ao 23456,5 kW/ao 16800 kW/ao 3600 kW/ao 20400 kW/ao 700 kW/mes

4,00% 107,456 2,40% 165,888 2,30% 1258,65614 1763,00014

7,25% 194,764 3,00% 207,36 4,00% 2188,9672 3074,0912

1,00% 26,864 1,00% 69,12 1,00% 547,2418 748,2258

TOTAL MATERIA PRIMA (kg)

5.585,32

Fig. 3. Porcentaje de distribucin de material primas

8.3 ANLISIS DE LA OFERTA: En el presente caso, la oferta energtica est dada de acuerdo a la cantidad de biogs disponible para la produccin de energa elctrica y trmica, dependiente del volumen de materia prima generada en el establecimiento (excretas slidas, lquidas y agua de lavado). En la Tabla 9 que se presenta a continuacin se detalla la oferta de energa y bio fertilizantes disponibles para utilizar efectivamente en el establecimiento.Tabla 9 OFERTA DE ENERGAOFERTA DE ENERGA DESCRIPCIN CANTIDAD 20.00 352.60 0.45 158.67 2.00 317.34 1.50 476.01 108,212.94 162,319.41 6.50 351,692.06 66.67% kWh term/dia kWh elect/ao kWh term/ao kWh/m3 kWh/ao UNIDAD % kg/da m3biogs/kg SOS m3/da kWh/m3 kWh elect/dia

CONSUMO EN INSTALACIONES DE PRODUCCIN Total de lechones en el establecimiento por ao Total madres CONSUMO DE ENERGA EN ESTABLECIMIENTO PORCINO CONCEPTO Lmparas elctricas en nidos cerrados calefaccin (en lactancia) Calefaccin (en pos destete) Luz Ventilacin pos destete Ventilacin en engorde CONSUMO ELCTRICO CONSUMO TRMICO OTROS CONSUMOS DE ENERGA kW/h Aireadores de silos (2) Herramientas elctricas Luz del Galpn Bombas motores Electricos para agitacin TOTAL TOTAL ENERGA ELCTRICA CONSUMIDA TOTAL ENERGA TRMICA CONSUMIDA 0,9 0,8 0,05 0,552 5,52 TOTAL 180 292 1728 993,6 9936 13129,6 kW/ao 71.449,6 57.056,5 kWh/ao kWh/ao 100 horas 365 horas kWh/cerdo 6 7,5 6,5 2 0,8 7 TOTAL 14400 18000 15600 4800 1920 16800 37920 kW/ao 33600 kW/ao 2400 cabezas 100 cabezas

% de Biogs obtenido de Sustancia Orgnica Seca (SOS) Cantidad de sustancia orgnica Seca (SOS) Volumen de biogs x kg de sustancia Orgnica Seca (SOS) Biogs producido x da TOTAL Capacidad de energa elctrica de biogs Energa elctrica de Biogs Capacidad de energa trmica del biogs sobre elctrica Energa trmica cogenerada Energa elctrica cogenerada anual Energa trmica cogenerada anual Capacidad energtica de 1m3 de biogs Cantidad de energa renovable x ao operativo Rendimiento de cogeneracin

Para los clculos se tuvo en cuenta que un metro cbico de biogs equivale a 6,5 kWh de energa, pero si lo convertimos en corriente elctrica obtenemos entre 1,8 y 2,5 kWh de energa elctrica (en este caso utilizaremos 2 para efectuar los clculos), y el resto se traduce en calor. El resultado de la matriz anterior nos da que el establecimiento cuenta con 351.692,06 kWh. de energa renovable en el ao (158,67 m3 de biogs por da * 341 das operables * 6,5 que es la capacidad energtica de 1 m3 de biogs). Pero de este total, con la cogeneracin para convertirla en trmica y elctrica se pierde parte de la energa, y para este caso particular el rendimiento de la cogeneracin es del 66,67%. El 23,08% restante son los subproductos denominados bio fertilizantes lquidos en un 95% y slidos en un 5%. Con todos los datos recabados, se concluye que el establecimiento, con la aplicacin del proyecto, contar por ao con 108.212 kWh de energa elctrica, y con 162.319 kWh de energa trmica. Esto es porque al emplear el biogs en cogeneracin obtenemos energa trmica en un 50% ms de la energa elctrica obtenida. Adems se obtienen 21,98 TN de compost slido y 417,55 de bio fertilizante lquido. Luego de calculada la oferta y la demanda de energa y bio fertilizantes, se concluye que hay sobrantes en ambos casos, aunque estos no afectan la viabilidad del proyecto, ya que se ampliar ms adelante la granja y se mejorar las instalaciones respectivas.Tabla 10. OFERTA DE ENERGATOTAL ENERGIA ELECTRICA CONSUMIDA TOTAL ENERGIA TERMICA CONSUMIDA TOTAL ENERGIA ELECTRICA PRODUCIDA TOTAL ENERGIA TERMICA PRODUCIDA SOBRANTE ELERGIA ELECTRICA SOBRANTE DE ENERGIA TERMICA 71.449,60 57.056,50 108.212,94 162.319,41 36.763,34 105.262,91 kWh elect/ao kWh term/ao kWh elect/ao kWh term/ao kWh elect/ao kWh term/ao

en materia energtica fertilizantes.

y

utilizacin de bio-

Como ya se mencion anteriormente al tratarse de un proyecto de estas caractersticas, hay ciertos anlisis que no se pueden realizar o merecen ser encarados de otra manera. Tal es el caso del anlisis de comercializacin y precios en el cual realizamos una valoracin econmica comparando precios reales de la energa con los costos de produccin de biogs. 8.5 FACTORES QUE DETERMINAN O CONDICIONAN EL TAMAO DEL PROYECTO Demanda: Es uno de los factores claves, pero en nuestro caso, los demandantes del servicio proveniente de la implementacin del proyecto es el propio establecimiento, por lo cual el mismo es nuestro mercado de referencia. Para determinar el tamao hay que determinar la demanda energtica del establecimiento (anlisis realizado en el estudio de mercado). Insumos: Como ya se ha mencionado en oportunidades anteriores, el mismo establecimiento genera el insumo para producir biogs sin costo alguno, por lo cual en nuestro caso el abastecimiento de insumos no es considerado un factor determinante, pero s hay que tener en cuenta, la oferta de insumos para calcular el nivel de produccin por unidad de tiempo. Dicha oferta tambin fue calculada en el estudio de mercado. Tecnologa y equipos: Este factor si es determinante en nuestro tipo de produccin, ya que para producir energa a partir de biogs (y este, a partir de desechos animales), se necesita una tecnologa especfica con una capacidad que se adecue a la oferta de insumos y demanda de energa dentro del establecimiento. Por ello, en este aspecto hay que analizar minuciosamente las posibilidades tecnolgicas que nos permitan llegar al producto terminado (energa trmica y elctrica) de una forma eficiente. Financiamiento: Este proyecto demanda una gran inversin inicial, por lo que se debe escoger, dentro de las posibilidades, un tamao que pueda financiarse con facilidad, eligiendo la mejor alternativa combinando recursos propios y ajenos. Condiciones locales de produccin: El establecimiento porcino est ubicado en un lugar donde las condiciones agroclimticas permiten el adecuado desarrollo del mismo, y el proyecto se ubica en el mismo establecimiento de la granja ya que es all donde se encuentran los insumos y la demanda del producto final. Por lo tanto, se entiende que las condiciones locales no son un factor determinante, si no que el establecimiento se ver favorecido al llevar a cabo el proyecto y este en s mismo no depende de las condiciones agroclimticas, si no que lo que depende de ellas es la produccin porcina.

Tabla 11. VALORACIN ECONMICA DE ENERGAVALORACIN ECONMICA DE ENERGA COGENERADA Energa elctrica anual consumida Precio x kWh elctrico Valoracin econmica anual de energa elctrica cogenerada Energa trmica anual consumida Precio x kWh trmico Valoracin econmica anual de energa trmica cogenerada Valoracin econmica anual de productos derivados del biogs Costo de produccin de biogs Ahorro por utilizacin de biogs 71,449.60 0.13 9,288.45 57,056.50 0.13 7,417.35 16,705.79 2,600.00 14,105.79 kWh/ao USD/kWh USD/kWh kWh/ao USD/kWh USD/ao USD/ao USD/ao USD/ao

Despus de realizado el estudio de mercado se observa que, con esta produccin se estara cumpliendo el objetivo de sustentabilidad (minimizacin de desechos) y disminucin de costos

8.6 SISTEMA ENERGTICO El equipo de cogeneracin se estima que funcionar los 341 das del ao, ya que la demanda trmica para el reactor son constantes debido a la inconveniencia de una parada del mismo, aunque las horas de funcionamiento diarias quedarn fijadas en 16 horas, en un horario de 6:00 de la maana a 22:00 de la noche.Tabla 12. ESPECIFICACIONES TCNICAS DE MICROTURBINAMICROTURBINA CAPSTONE MODELO CR65 Capstone DESEMPEO ELCTRICO Potencia elctrica de salida 60 kW Eficiencia 28% Salida de escape 305 Emisiones NOx (