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Propuesta de proyecto tipo I para la Fundacion CIEPE.TRANSCRIPT
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
REA DE TECNOLOGA
NCLEO EL SABINO
PROGRAMA DA INGENIERIA QUIMICA
PASANTAS INDUSTRIALES II
Formulacin de proyecto tipo I en el rea ambiental con los
componentes de trabajo de la fundacin CIEPE en investigacin,
formacin y transferencia tecnolgica, dirigido a empresas del
Estado en el marco del Plan Zamora
Br. ALEJANDRO CAMACHO ING. MARIA MORENO ING. HELYS TORREALBA
AUTOR TUTOR ACADMICO TUTOR INDUSTRIAL
C.I 19.817.601 C.I 13.706.073 C.I 12.026.148
[email protected] [email protected] [email protected]
SAN FELIPE - DICIEMBRE 2014
mailto:[email protected] -
ii
NDICE GENERAL
Pg.
ndice General ii
ndice de Tablas iii
ndice de Figuras iv
Introduccin 1
Planteamiento del Problema 2
Objetivo General 3
Objetivos Especficos 3
Justificacin del Problema 4
Fases de la Investigacin 5
Resultados y Anlisis de Resultados 8
Conclusiones 11
Recomendaciones 12
Referencias Bibliogrficas 13
Apndice 14
Anexos 15
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iii
INDICE DE TABLAS
Tabla Pg.
1 Caractersticas de cada residuo o desecho agroindustrial preseleccionado 8
2 Matriz de seleccin del residuo o desecho ms apropiado 8
3 Eficiencia terica para diversas tecnologas disponibles comercialmente 9
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iv
INDICE DE FIGURAS
Figura Pg.
1 Instalaciones de la Fundacin CIEPE 15
2 Laboratorios de la divisin CAETRA, Fundacin CIEPE 15
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1
INTRODUCCION
La palabra Ingeniera es sinnimo de crear e innovar y esta se puede definir como
una actividad profesional que usa el mtodo cientfico para transformar de una manera
econmica y ptima, los recursos naturales en formas tiles para el hombre, a travs de
propuestas de proyectos de diversa ndole, pues esta es la base de dicha carrera Universitaria.
Para el ingeniero es de suma importancia el saber formular un proyecto correctamente
ya que si un proyecto est mal formulado, a la hora de la ejecucin puede traer graves
consecuencias.
Partiendo de lo dicho anteriormente y por la necesidad de la Fundacin CIEPE de
generar nuevas propuestas de proyectos, se ha visto el menester de formular un proyecto tipo I
en el rea ambiental con los componentes de la Fundacin CIEPE en investigacin,
Formacin y Transferencia tecnolgica dirigido a empresas del estado.
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2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Segn el diccionario de la RAE1, la ingeniera es el conjunto de conocimientos y
tcnicas que permiten aplicar el saber cientfico a la utilizacin de la materia y de las fuentes
de energa, mediante invenciones o construcciones tiles para el hombre, guindonos de esta
definicin podemos decir que la ingeniera se encarga de crear e innovar en funcin de
beneficios a la humanidad, para ello se tienen que proponer proyectos, que son los
instrumentos de planificacin y ejecucin de esas ideas innovadoras que cubriran las
necesidades de una determinada industria o sociedad, por este motivo para el ingeniero es de
suma importancia la buena formulacin de proyectos pues unos de sus objetivos principales
es redactar trabajos tcnicos que tienen como misin el diseo de algn bien.
La Fundacin Centro de Investigacin del Estado para la produccin Experimental
Agroindustrial (CIEPE)2, demanda anualmente propuestas de proyectos cientficos enfocados
a la mejora de la produccin agroindustrial, la soberana alimentaria en el Marco del Plan
Nacional Zamora y el Plan de la Patria3 en un enfoque ambiental agroindustrial.
Partiendo de estas acotaciones, se puede decir que el objeto de este estudio es la
formulacin de una propuesta de proyecto en el rea ambiental con los componentes de
trabajo de la fundacin CIEPE en investigacin, formacin y transferencia tecnolgica,
dirigido a empresas del estado en el marco de plan Zamora.
La realizacin de esta propuesta de proyecto, estara supliendo una parte de la
demanda de proyectos ambientales cientficos que exige el Ministerio del Poder Popular para
la Educacin Universitaria, Ciencia y Tecnologa, al cual est adscrito la Fundacin CIEPE,
adems de proponer nuevas tecnologas en el pas en relacin de la conservacin ambiental.
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OBJETIVO GENERAL Y OBJETIVOS ESPECFICOS
Objetivo General
Formular un proyecto tipo I en el rea ambiental con los componentes de trabajo de la
Fundacin CIEPE en Investigacin, Formacin y Transferencia Tecnolgica dirigido a
empresas del estado en el marco de Plan Zamora.
Objetivos Especficos
Diagnosticar la situacin problema para el anlisis de causa-efecto, beneficiarios,
localizacin y situacin objetivo.
Definir la solucin al problema mediante la descripcin del proyecto, justificacin,
alcances y recursos necesarios.
Conformar el proyecto con los componentes de Investigacin, Formacin y
Transferencia Tecnolgica utilizando los formatos autorizados en la Fundacin CIEPE
para la formulacin de proyectos de desarrollo.
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JUSTIFICACIN DEL PROBLEMA
En Venezuela el desarrollo investigativo ha ido creciendo significat ivamente en los
ltimos aos y con ello la realizacin de propuestas de proyectos independientes e industriales.
La Fundacin CIEPE anualmente demanda la proposicin de proyectos tecnolgicos en el
rea agroindustrial incluyendo el rea agroambiental, que generen beneficios en la produccin
agraria empresarial y a las comunidades.
En la agroindustria y la agricultura se generan toneladas de diferentes tipos de residuos,
dependiendo del rubro con que se trabaje, perjudicando a los agricultores y a las empre sas,
pues estos obtienen un subproducto que trae consecuencias ambientales.
La realizacin de esta propuesta traera como beneficio satisfacer una parte de la
demanda de proyectos cientficos por parte de la Fundacin CIEPE y adems de ayudar a que
el rea investigativa en Venezuela se desarrolle ms, en sentido ambiental, adems de
proponer tecnologas para el aprovechamiento de estos residuos indeseados y
desaprovechados.
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FASES DE LA INVESTIGACION
I Fase
Diagnstico de la situacin problema a resolver con el anlisis de causa-efecto,
beneficiario, localizacin y situacin objetivo
1. Investigacin documental sobre la temtica a desarrollar.
Se realiz una investigacin documental sobre la problemtica ambiental en
Venezuela generada por la agroindustria, en dicha investigacin se observ la gran cantidad
de residuos (Biomasa residual) de diferentes ndoles, que son producidos como subproducto
de la agroindustria, trayendo una gran problemtica ambiental y sanitaria. De igual manera se
document sobre el posible aprovechamiento de estos residuos, a travs de artculos
cientficos tanto nacionales como internacionales, notando que la mayor forma de
aprovechamiento y la ms eficiente para estos residuos biomsicos es la obtencin de energa
renovable (bioenerga).
2. Definicin de la situacin problema, beneficiarios, localizacin y situacin
objetivo.
Para poder definir o identificar la situacin problema, previamente se hizo una
evaluacin energtica (Ver Anexo B) de cada biomasa generada por cada rubro agroindustrial
en el pas, para determinar cul de estos tiene una mayor eficiencia energtica y cual se
produce en ms cantidad, la evaluacin se realiz por el mtodo desarrollado por (Alfonzo, D.
y Col. 2011)4, arrojando como resultado que el rastrojo de maz es el residuo agroindustrial
con mayor poder energtico y el que es ms producido, generando mayor contaminacin, por
ende se seleccion este como el residuo biomsicos a trabajar.
Luego de esto siguiendo algunos criterios se seleccion la localizacin, beneficiarios y
la situacin objetivo o problemtica. En la planta de harina precocida Bravo Cacique ubicada
en el estado Yaracuy, se pretende aumentar la produccin (AVN, 2014)5, por lo que se
sembraron ms hectreas de maz generando an ms cantidad de rastrojo y aumentando la
contaminacin ambiental en la zona (Por la quema de este residuo), por lo que se seleccion
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como ubicacin el Municipio Urachiche, Estado Yaracuy, como beneficiarios los agricultores
de la zona y la planta procesadora de maz Bravo Cacique, finalmente la situacin objetivo
sera generar una alternativa econmica (tecnologa) de aprovechamiento energtico del
rastrojo de maz para que los agricultores puedan utilizarla, adems de traer beneficios
econmicos a estos y evitar la contaminacin ambiental generada por este residuo.
II Fase
Definicin de la solucin del problema mediante la proposicin de un proyecto
1. Revisin de herramientas de conformacin de proyectos de mbito tecnolgico y
lineamientos internos de la Fundacin CIEPE.
Se realiz la revisin de la metodologa de conformacin de proyectos de la Fundacin
CIEPE, en el mbito tecnolgico y cientfico para la posterior realizacin de la propuesta.
2. Formulacin del cuerpo del proyecto.
Se redact el planteamiento y justificacin del problema, conforme a los lineamientos
de trabajo y metodologa de conformacin de proyectos autorizada por la Fundacin CIEPE,
adems del alcance y la metodologa, donde se acotaron los ensayos de laboratorio pertinentes
a realizar en el proyecto para la evaluacin Fisicoqumica, tanto del rastrojo de maz (Materia
prima), como del rastrojo procesado para su uso energtico.
3. Anlisis de Factibilidad tcnica.
Se realiz un anlisis de factibilidad tcnica, adems de un anlisis de riesgo y
debilidades del proyecto.
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III Fase
Conformacin del proyecto con los componentes de Investigacin, Formacin y
Transferencia Tecnolgica utilizando los formatos autorizados en la Fundacin
CIEPE para la formulacin de proyectos de desarrollo.
Se llenaron los formatos y fichas del proyecto en componente de investigacin,
transferencia tecnologa, y formacin, autorizados por la Fundacin CIEPE. (Ver Anexo C -
Proyecto terminado).
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RESULTADOS Y ANLISIS DE RESULTADOS
Para la evaluacin energtica que se realiz se tom en cuenta los residuos de los
rubros principales con los que el Plan Nacional Zamora6 trabaja o quiere desarrollar ms en el
pas, adems de esto se preseleccionaron los residuos de los cuales se obtuvieron las
caractersticas suficiente para poder realizar la evaluacin energtica. Estos residuos y sus
caractersticas son:
Tabla 1.Caractersticas de cada uno de los residuos y desechos preseleccionados
Residuo agrcola
Composicin lignocelulsica (%) % ceniza
% humedad Poder calrico (Mj/Kg)
Uso actual
Celulosa Hemicelulosa Lignina
Bagazo de caa
2
44 - 48 24 - 30 21 25 2,9 16,07 18,61 Combustin
Rastrojo de maz
2
43,8 6,42 49,78 2,3 5,78 18,17 Sin uso
Cascarilla de arroz
3
25,89 - 35,5 18,1 - 21,35 18,20 - 24,6 16,92 - 24,6 8 - 15 13,24 - 14,22 Sin uso
Camacho, A. (2014)
Luego de esto se procedi a hacer la evaluacin energtica por el Mtodo de Alfonzo,
D. y Col. 20114, donde la matriz de seleccin queda de la siguiente manera:
Tabla 2. Matriz de seleccin del residuo o desecho ms apropiado
Criterios de
seleccin
Peso
relativo
Alternativas
Bagazo de caa Rastrojo de maz Cascarilla de arroz
Producto Puntaje Producto Puntaje Producto Puntaje
Composicin
lignocelulsica
0,2353 0,7059 3 0,7059 3 0,2353 1
Produccin de
desecho (Ton)
0.2353 0,7059 3 0,7059 3 0,2353 1
Porcentaje de ceniza 0.1765 0,5295 3 0,5295 3 0.1765 1
Porcentaje de humedad
0.1176 0,2352 2 0,3528 3 0,2352 2
Poder calrico (Mj/kg)
0.1765 0,5295 3 0,5295 3 0.1765 1
Uso actual 0.0588 0.0588 1 0,1766 3 0,1766 3
Total 1 2,7648 3,0102 1,2354
Camacho, A. (2014)
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Observando los resultados de la matriz el que obtuvo mayor puntuacin total fue el
residuo llamado rastrojo de maz, por ende se tom este como materia prima para su
aprovechamiento, ya que es el que tiene un mayor poder energtico y se produce en ms
cantidad, segn la evaluacin previa. (Ver Anexo B - Evaluacin de la biomasa).
Ya seleccionado el residuo agroindustrial a utilizar se procedi a hacer la
determinacin del potencial energtico de este en Venezuela (ver Apndice B), arrojando
como resultado 32.412,61Tj/ao un potencial bastante alto lo que indica que el
aprovechamiento energtico del rastrojo si es viable y efectivo. Adems se hizo un estudio de
la tecnologa existente para tratar este tipo de biomasa y la eficiencia terica de cada una de
estas tecnologas teniendo como resultado:
Tabla 3. Eficiencias tericas para diversas tecnologas disponibles comercialmente
Tecnologa de aprovechamiento del rastrojo
de maz
Eficiencia %
Mnima mxima Promedio
Horno-caldera-Turbina (poco sofisticada) 25,0 33,0 29.0
Horno-caldera-turbina (Muy eficiente/ costoso) 80,0 90,0 85,0
Gasificacin Motores diesel o de gasolina modificado
15,0 25,0 20,0
Combustin
directa
Fuego de tres piedras 10,0 15,0 12,5
Cocina de lea mejorada 20,0 25,0 22,5
Cocina de carbn vegetal 30,0 35,0 40,0
Cocina sofisticada de carbn
vegetal 40,0 40,0 40,0
Cocina de gas licuado 57,0 57,0 57,0
Camacho, A. (2014)
De este estudio de tecnologa se pudo destacar que la mejor forma de aprovechamiento
de la biomasa tratada es a travs de la combustin directa en hornos y calderas, pero para usar
este aprovechamiento hay que pasar la biomasa a travs de un proceso de prensado y obtener
un combustible slido que tenga un mayor potencial energtico y mayor eficiencia.
De estas aseveraciones es de donde nace la propuesta de un proyecto titulado
Aprovechamiento energtico del rastrojo de maz generado en el Estado Yaracuy a travs de
la fabricacin artesanal de briquetas combustibles. Lo primero que se realiz en este proyecto
fue seleccionar la ubicacin de ejecucin de la propuesta la cual es Urachiche, Estado
Yaracuy que es seleccionada por la planta procesadora de maz que se encuentra en ese lugar
y por la gran cantidad de agricultores de maz en la zona, luego se procedi a redactar el
cuerpo del proyecto como lo es el planteamiento del problema, justificacin, alcance, la
metodologa donde se seleccionaron ensayos fisicoqumicos de laboratorio para la
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caracterizacin de la biomasa y de la biomasa densificada es decir; el combustible slido.
Luego de esto se realiz un anlisis de factibilidad del proyecto el cual arrojo que es un
proyecto factible, y por ltimo se conform toda esta informacin en las fichas y formatos
autorizados por la Fundacin CIEPE. (Ver Anexo C - Proyecto Completo)
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CONCLUSIONES
Se realiz una investigacin documental sobre la temtica a desarrollar.
Se defini la situacin problema, beneficiarios, localizacin y situacin objetivo del
proyecto a proponer.
Se realiz una evaluacin energtica de varias biomasas para la seleccin de la ms
adecuada.
Se hizo una revisin de las herramientas de conformacin de proyecto de mbito
tecnolgico y lineamientos internos de la Fundacin CIEPE.
Se realiz la formulacin de la propuesta de proyecto.
Se realiz un anlisis de factibilidad tcnica del proyecto propuesto, arrojando
resultados positivos.
Se conform el proyecto en los componentes de investigacin, formacin y
transferencia tecnolgica en los formatos de la Fundacin CIEPE para la formulacin
de proyectos.
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RECOMENDACIONES
Seguir correctamente el cronograma de actividades para la ejecucin del proyecto.
Hacer cada ensayo fisicoqumico propuesto en el proyecto lo ms exacto posible.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. RAE. (2014). Real Academia Espaola. Recuperado el 17/12/2014 disponible en:
http://www.rae.es/
2. CIEPE, (2014).Centro de Investigacin del Estado para la Produccin Experimental
Agroindustrial. Recuperado el 20/11/2014 disponible en: [email protected] 3. Asamblea nacional, (2013). Plan de la Patria. Recuperado el 17/11/2014. en
http://www.asambleanacional.gob.ve/uploads/botones/bot_90998c61a54764da3be94c
3715079a7e74416eba.pdf
4. Alfonzo, D. y Col. (2011). Evaluacin de materias primas para la produccin de
biocombustible mediante el proceso de pirolisis. Recuperado el 29/11/2014 disponible
en http://www.ucla.edu.ve/DAC/investigacion/gyg/GyG%202011/Agosto%202011/2-
%20DayramAlfonzoyOtros.pdf
5. AVN, (2014). Agencia venezolana de noticias. Recuperado el 17/11/2014 en
http://www.avn.info.ve/contenido/ejecutivo-inspecciona-planta-harina-ma%C3%ADz-
yaracuy
6. FONDAS, (2014). Fondo para el desarrollo agrcola socialista. Recuperado el
06/11/2014. Disponible en http://fondas.gob.ve/?p=1169
mailto:[email protected] -
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APNDICE
Potencial energtico del rastrojo de maz
El atlas del potencial energtico de la biomasa residual en Colombia, da un modelo
matemtico para evaluar el potencial energtico de biomasas agrcolas. A continuacin
se evaluara con dicho modelo el potencial energtico del rastrojo de maz en
Venezuela.
PE= (Mrs) * (E)
(Ecuacin 1)
Dnde:
PE: Potencial energtico [TJ/Ao]
Mrs: Masa de residuo seco [t/Ao]
E: Energa del residuo por unidad de masa [TJ/t]
La energa del residuo es equivalente al llamado poder calrico inferior cuyas
unidades son TJ/t de residuo seco y la masa del residuo seco se calcula de la siguiente
manera:
Mrs = A * Rc * Mrg * Yrs
(Ecuacin 2)
Dnde:
A: rea cultivada. [ha/Ao]
Rc: Rendimiento del cultivo. [t producto principal/ha sembrada]
Mrg: masa del residuo generada del cultivo.[t residuo/ t producto principal]
Yrs : Fraccin del residuo seco. [t residuo seco/ t residuo hmedo]
Sustituyendo en estas ecuaciones con los valores tomados de Fedeagro, se tiene que:
Mrs=615.097,00(ha/ao)*3,653(t/ha)*0,934*0,85
Mrs= 1783853,08 t/ao
Sustituyendo la ecuacin 1: PE= 1783853,08 t/ao * 0,01817 TJ/t
PE= 32.412,61 TJ/ao
El potencial energtico aprovechable del rastrojo de maz en Venezuela es de
32.412,61 Tj/ao.
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ANEXOS
Anexo A
Figuras
Figura 1. Instalaciones de la Fundacin CIEPE
Camacho, A (2014)
Figura 2. Laboratorio Divisin CAETRA, Fundacin CIEPE
Camacho, A (2014)
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Anexo B
Evaluacin de desechos agrcolas y agroindustriales para seleccin como materia prima
para la produccin de bioenerga.
Alejandro Camacho
Centro de investigaciones del estado para la produccin Experimental Agroindustrial (CIEPE)
Estado Yaracuy
En funcin al marco del plan Zamora y su objetivo principal que es generar
alternativas que ayuden a mejorar y aprovechar la produccin de diferentes rubros cosechados
en el pas, se seleccion el desecho agrcolas de unos de estos rubros, comparando algunas
propiedades importantes para ser elegidos como materia prima y ser aprovechados para la
generacin de energa para as disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al
ambiente que se producen al quemar sin aprovechamiento los residuos de cosechas o residuos
de la agroindustria. Algunos de los rubros vegetales ms relevantes cosechados en Venezuela
para el ao 2013 son:
Tabla N.1 Rubros vegetales ms relevantes en funcin al Plan Zamora y su produccin
nacional en el ao 2013
Rubro Produccin nacional (TON)
Arroz 1.005.000
Maz 2.247.044
Sorgo 401.312
Caraotas 25.032
Frijol 25.197
Naranja 669.354
Meln 502.946
Cambur 459.352
Pltano 391.887
Lechosa 199.002
Mango 127.413
Caf 77.215
Cacao 31.236
Caa de azcar 7.339.634
Soja 39.024
Girasol 64.875
Papa 623.399
Fuente: Fedeagro.1
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La informacin bibliogrfica relacionada con las caractersticas de los residuos
agrcolas y agroindustriales es limitada, por este motivo se preseleccionaron los residuos de
los cuales se recopilo suficiente informacin para proceder a la evaluacin como posible
materia prima para la produccin de energa.
Tabla N. 2 Consumo percapita de rubros preseleccionados para la evaluacin
Rubro Produccin
nacional 2013(Ton)
Consumo percapita
(Kg/per/ao)
Residuo Factor de
generacin de
residuos
Caa de azcar 7.339.634 - Bagazo 0,25
Maz 2.247.044 74,39 Rastrojo 0,93
Arroz 1.005.000 33,27 Cascarilla 0,20
Fuente: Propia.
A fin de seleccionar una biomasa adecuada se deben estudiar cuales son las
caractersticas que hacen que un residuo o desecho sea adecuado para utilizarse como materia
prima para produccin de energa renovable. A continuacin se exponen cules son estos
parmetros segn Alfonzo. y Col. (2011).2
1. Un alto contenido de celulosa favorecer la produccin de voltiles condensables, mientras que un alto contenido de hemicelulosa la de productos gaseosos y un alto
contenido de lignina acarrear mayor cantidad de residuo carbonoso. La composicin ligno-celulsica es una caracterstica propia de cada biomasa y no puede cambiarse.
2. La presencia de humedad en la biomasa disminuir el poder calrico, por lo cual su
aprovechamiento ser menor, razn por la cual es deseable que la biomasa tenga un
bajo contenido de humedad.
3. El contenido de cenizas favorece la produccin de residuo slido carbonoso, por lo cual no es conveniente que la biomasa utilizada presente una alta cantidad de constituyentes inorgnicos.
4. Es deseable una biomasa con un alto poder calrico intrnseco.
5. La biomasa a seleccionar debe estar disponible en una cantidad lo suficientemente alta
como para dar origen a gran produccin de energa por lo tanto aquel residuo generado
en mayor proporcin sera el ms beneficioso.
6. Un residuo agrcola o desecho agroindustrial es ms factible de ser utilizado como materia prima siempre que no se le est dando actualmente ningn uso. El que un resto est siendo actualmente utilizado de alguna forma, disminuye sus posibilidades de ser
seleccionado.
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En la Tabla N 3, se muestra de forma ordenada los datos concernientes a cada uno de los seis
criterios mencionados anteriormente para la seleccin de la biomasa:
Tabla N. 3 Caractersticas intrnsecas de cada uno de los residuos y desechos
preseleccionados
Residuo
agrcola
Composicin lignocelulsica (% ) %
ceniza
%
humedad
Poder
calrico
(Mj/Kg)
Uso actual
C H L
Bagazo de
caa2
44 - 48 24 - 30 21 25 2,9 16,07 18,61 Combustin
Rastrojo de
maz2
43,8 6,42 49,78 2,3 5,78 18,17 Sin uso
Cascarilla
de arroz3
25,89 - 35,5 18,1 -
21,35
18,20 - 24,6 16,92 - 24,6 8 - 15 13,24 -
14,22
Sin uso
Fuente: Varios autores.2, 3 Abreviaturas: C: Celulosa, H: Hemicelu losa, L: Lignina.
Se estableci un sistema de puntuacin que permita evaluar la factibilidad de cada
residuo agrcola respecto a rangos tomados de otros estudios relacionados a la temtica
tratada, estos rangos son:
Porcentaje de humedad: Para la mayora de los procesos de conversin energtica es
imprescindible que la biomasa tenga un contenido de humedad inferior al 30%; es decir este es el porcentaje mximo aceptable de humedad. (Alverde, A. Y Col. 2007)3
Composicin de celulosa: De la investigacin de Cuervo, L. Y Col (2009)4, se
tomaron los valores de la tabla N. 1 de celulosa en los materiales agrcolas lignocelulsicos (solamente) y se realiz un rango general del contenido de esta en las
biomasas agrcolas, el rango es el siguiente: 15 a 55%
Porcentaje de ceniza: El porcentaje de produccin ceniza en un proceso de conversin energtica debe ser bajo, mximo un 25%.
Poder calrico inferior: La informacin obtenida de la tabla N.16 del Atlas del
potencial energtico de la biomasa residual en Colombia, 20115, dice que el rango del poder calrico inferior de la biomasa agrcola (sin incluir residuos de pltano y banano) es de 3.113 a 4.456 Kcal/Kg, convirtiendo a Mj/Kg el rango queda de la
siguiente manera: 13,034 a 18,66 Mj/kg.
En el caso del Uso actual la puntuacin queda como se muestra en la tabla N.4
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Tabla N. 4 Puntuacin de cada rango para posterior evaluacin de criterios.
Puntuacin
dependiente del rango
Rangos de cada criterios
Composicin
de celulosa (%)
Porcentaje
ceniza
(%)
Porcentaje
humedad
(%)
Poder calrico
inferior
(Mj/Kg)
Produccin de
desecho
(Ton/ao)
Uso actual
1 15-28 17- 25 21-30 13,03-14,03 1 - 500.000 Usos
energticos
2 29-42 9 - 16 11-20 15,03-16,03 500.000
1.000.000
Usos no
energticos
3 43-55 1 - 8 1-10 17,03-18.66 1.000.000 2.000.000
Sin uso actual
Fuente: Propia.
Los puntajes dados a cada residuo en cada criterio se muestran en la siguiente tabla:
Tabla N. 5 Tabla con residuos y ponderaciones
Criterios de
seleccin
Alternativas
Bagazo de caa Rastrojo de maz Cascarilla de arroz
Valor Puntaje Valor Puntaje valor Puntaje
Composicin de
celulosa (%)
44-48 3 43,8 3 25,89-35,5 1
Produccin de
desecho (Ton)
1.834.908,5 3 2.089.750,9 3 201.000 1
Porcentaje de
ceniza (%)
2,9 3 2,3 3 16,92-24,6 1
Porcentaje de
humedad (%)
16.07 2 5,78 3 8-15 2
Poder calrico
(Mj/kg)
18,61 3 18,17 3 13,24-14,22 1
Uso actual Combustin 1 Sin uso 3 Sin uso 3
Fuente: Propia.
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Adems de esta puntuacin se le asign una ponderacin a cada uno de los criterios,
ellos se muestran en la Tabla N 6, donde los aspectos tomados en cuenta para asignar un
mayor o menor valor fue de acuerdo, a la importancia de cada uno en la obtencin de
biocombustible.
Tabla N. 6 Ponderacin de los parmetros a considerar para la seleccin de la biomasa
Criterio valor
Composicin lignocelulsica 0,2353
Produccin de desecho 0,2353
Porcentaje de ceniza 0,1765
Poder calrico 0,1765
Porcentaje de humedad 0,1176
Uso actual 0,0588
Total 1,00
Fuente: Alfonzo,D. y Col. (2011).2
Luego de haber asignado a cada criterio su valor relativo y ponderado cada residuo
dentro de cada criterio, se procede a combinar los datos de la Tabla N 5 y 6 para dar origen a
la Tabla N 7, en la cual se multiplicar el peso relativo de cada criterio por el puntaje
obtenido por cada desecho en ese criterio. La suma de los productos para cada desecho dar
un puntaje total, seleccionndose a aquel desecho que totalice un mayor valor.
Tabla N. 7 Matriz de seleccin del residuo o desecho ms apropiado
Criterios de
seleccin
Peso
relativo
Alternativas
Bagazo de caa Rastrojo de maz Cascarilla de arroz
Producto Puntaje Producto Puntaje Producto Puntaje
Composicin lignocelulsica
0,2353 0,7059 3 0,7059 3 0,2353 1
Produccin de
desecho (Ton)
0.2353 0,7059 3 0,7059 3 0,2353 1
Porcentaje de
ceniza
0.1765 0,5295 3 0,5295 3 0.1765 1
Porcentaje de
humedad
0.1176 0,2352 2 0,3528 3 0,2352 2
Poder calrico
(Mj/kg)
0.1765 0,5295 3 0,5295 3 0.1765 1
Uso actual 0.0588 0.0588 1 0,1766 3 0,1766 3
Total 1 2,7648 3,0102 1,2354
Fuente: Propia.
-
21
De todo esto, se puede observar que el rastrojo del maz es el desecho agrcola que
presenta las mejores caractersticas para ser seleccionado como materia prima para la
obtencin de energa amigable con nuestro entorno.
Potencial energtico del rastrojo de maz
El atlas del potencial energtico de la biomasa residual en Colombia5, da un modelo
matemtico para evaluar el potencial energtico de biomasas agrcolas. A continuacin se
evaluara con dicho modelo el potencial energtico del rastrojo de maz en Venezuela.
PE=(Mrs) * (E)
(Ecuacin 1)
Dnde:
PE: Potencial energtico [TJ/Ao]
Mrs: Masa de residuo seco [t/Ao]
E: Energa del residuo por unidad de masa [TJ/t]
La energa del residuo es equivalente al llamado poder calrico inferior cuyas
unidades son TJ/t de residuo seco y la masa del residuo seco se calcula de la siguiente
manera:
Mrs=A * Rc * Mrg * Yrs
(Ecuacin 2)
Dnde:
A: rea cultivada. [ha/Ao]
Rc: Rendimiento del cultivo. [t producto principal/ha sembrada]
Mrg: masa del residuo generada del cultivo.[t residuo/ t producto principal]
Yrs: Fraccin del residuo seco. [t residuo seco/ t residuo hmedo]
Sustituyendo en estas ecuaciones con los valores tomados de Fedeagro, se tiene que:
Mrs=615.097,00(ha/ao)*3,653(t/ha)*0,934*0,85
Mrs= 1783853,08 t/ao
Sustituyendo la ecuacin 1: PE= 1783853,08 t/ao * 0,01817 TJ/t
PE= 32.412,61 TJ/ao
El potencial energtico aprovechable del rastrojo de maz en Venezuela es de
32.412,61 Tj/ao, un valor bastante alto y desaprovechado en la actualidad.
-
22
Tecnologa para el aprovechamiento energtico del rastrojo de maz
El Atlas del potencial energtico de la biomasa residual en Colombia5, recalca que la
forma ms adecuada de realizar el aprovechamiento energtico de la biomasa agrcola es en
procesos termoqumicos o combustin directa. A continuacin en la tabla N.8 se muestra la
eficiencia terica de diversas tecnologas usadas.
Tabla N.8 Eficiencias tericas para diversas tecnologas disponibles comercialmente
Tecnologa de aprovechamiento del
rastrojo de maz
Eficiencia %
Mnima mxima Promedio
Horno-caldera-Turb ina (poco sofisticada) 25,0 33,0 29.0
Horno-caldera-turb ina (Muy eficiente/
costoso)
80,0 90,0 85,0
Gasificaci
n
Motores diesel o de gasolina
modificado 15,0 25,0 20,0
Combustin
directa
Fuego de tres piedras 10,0 15,0 12,5
Cocina de lea mejorada 20,0 25,0 22,5
Cocina de carbn vegetal 30,0 35,0 40,0
Cocina sofisticada de carbn
vegetal 40,0 40,0 40,0
Cocina de gas licuado 57,0 57,0 57,0
Fuente: Velo, E (2009)6.
Para un mayor aprovechamiento energtico del rastrojo de maz en estas tecnologas y
fcil transporte de este, es conveniente que sea densificado (briquetado), esto trae be neficios
como el control de las propiedades fsicas (Densidad, poder calrico, tamao), transporte y
fcil almacenamiento. Las briquetas son para uso domstico, comercial e industrial (Lpez, D
2011)7.
Tabla N.9 Usos directos de los combustibles slidos
Producto Tecnologa Usos en Amrica Caractersticas
Polvos Quemadores de polvo De moderado a bajo Costo de inversin elevado.
Facilita su empleo, incluyendo la escala domstica.
Mejora la eficiencia y las caractersticas de la
combustin.
astillas Hornos y calderas en suspensin y lecho
fluidizado
De moderado a bajo pellets
briquetas Hornos y calderas en
suspensin y parrilla De moderado a bajo
leosos Hornos y calderas, estufas
domesticas De moderado a bajo
El tamao dificulta el empleo en
dispositivos de alta eficiencia, requiere
procesamiento.
Carbn vegetal Estufas domesticas Amplio
Disminuye la eficiencia energtica
total, pero su uso es mas conveniente
con menos humo.
-
23
Referencias bibliogrficas
[1] Fedeagro, (2013). Indicadores de la produccin nacional por grupo de cultivo.
Recuperado el 30/10/2014 en http://www.fedeagro.org/produccion/
[2] Alfonzo,D. y Col. (2011). Evaluacin de materias primas para la produccin de
biocombustible mediante el proceso de pirolisis. Recuperado el 29/10/2014 en
http://www.ucla.edu.ve/DAC/investigacion/gyg/GyG%202011/Agosto%202011/2-
%20DayramAlfonzoyOtros.pdf
[3] Alverde, A. Y Col. (2007). Universidad tecnolgica de Pereira. Anlisis comparativo de
las caractersticas fisicoqumicas de la cascarilla de arroz. Recuperado el 03/11/2014 en
http://es.slideshare.net/segundocorreamoran/cascarilla-de-arroz
[4] Cuervo, L. Y Col (2009). Lignocelulosa Como Fuente de Azcares Para la Produccin
de Etanol. Recuperado el 03/11/2014 en
http://www.smbb.com.mx/revista/Revista_2009_3/Lignocelulosa.pdf
[5] Atlas del potencial energtico de la biomasa residual en Colombia, 2011. recuperado el
09/11/2014 en
http://www1.upme.gov.co/sites/default/files/article/1768/files/Atlas%20de%20Biomasa%20R
esidual%20Colombia__.pdf
[6] Velo, E (2009) Biomasas como fuentes energticas como fuentes en desarrollo.
Recuperado el 20/11/2014 disponible en
http://ocw.upc.edu/sites/default/files/materials/15012009/2008_biomasa-paises-
desarrollo_evg-2839.pdf.
[7] (Lpez, D 2011) . Densificacin y aprovechamiento trmico de biomasas
lignocelulsicas. Recuperado el 24/11/2014 en
http://www.jcyl.es/web/jcyl/binarios/266/180/CENIT%20SOLAR%20aprovechamiento_biom
asa_densificada.pdf?blobheader=application%2Fpdf%3Bcharset%3DUTF-
8&blobheadername1=Cache-Control&blobheadername2=Expire
[8] Manual sobre energa renovable, biomasa (2002). Recuperado el 25/11/2014 en
www.bun-ca.org/publicaciones/BIOMASA.pdf
-
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Anexo C
Proyecto propuesto
1 FASE
ANTE-PROYECTO
Aprovechamiento energtico del rastrojo de maz generado en el
Estado Yaracuy a travs de la fabricacin artesanal de briquetas
combustibles
Av. Principal, Zona Industrial Agustn Rivero, La Independencia, Yaracuy. Aptdo. 100 Telef ax: (0254) 231.33.92 -231.28.22-2319811-231.15.96 -
231.07.16. Correo Electrnico: [email protected] [email protected] Pg. Web: www.ciepe.gob.ve
mailto:[email protected]:[email protected]://www.ciepe.gob.ve/ -
25
I. DATOS GENERALES DEL PROYECTO
1.1 Ttulo propuesto para el proyecto:
Aprovechamiento energtico del rastrojo de maz generado en el Estado Yaracuy a travs
de fabricacin artesanal de briquetas combustibles.
1.2 Palabras clave:
Rastrojo de maz Biocombustibles Briquetas Aprovechamiento de residuos Biomasa
1.3 Estatus del proyecto
Por Iniciar En Ejecucin Por Reactivar
% Avance Fsico % Avance Financiero
Fechas de Inicio Fecha de Culminacin
1.4 Equipo responsable del proyecto:
Nombres y Apellidos Cdula de identidad Unidad a la que pertenece
Hely No Torrealba
V-12026148
Divisin de Control de Aguas,
Evaluacin y Tratamiento de Residuos
Agroindustriales (CAETRA)
Nivel acadmico Especialidad Cargo
Universitario Ing. Qumico Investigador Jefe
Telfono Fax Correo electrnico Tipo de
participacin
Tiempo que dedicar
al proyecto (%)
0254-2313392
0254-2313807
Responsable
100
x
-
26
Nombres y Apellidos Cdula de identidad Unidad a la que pertenece
Tania Josefina Fernndez Castillo
V-10369878
Divisin de Control de Aguas, Evaluacin
y Tratamiento de Residuos
Agroindustriales (CAETRA)
Nivel acadmico Especialidad Cargo
Universitario TSU. Alimento Investigador Asistente
Telfono Fax Correo electrnico Tipo de
participacin
Tiempo que dedicar
al proyecto (%)
0254-2313392
0254-2313392
Co-responsable
50
Nombres y Apellidos Cdula de identidad Unidad a la que pertenece
Heleny Garrido
V-20256476
Divisin de Control de Aguas, Evaluacin
y Tratamiento de Residuos
Agroindustriales (CAETRA)
Nivel acadmico Especialidad Cargo
Universitario Ing. Gestin de la
calidad
Investigador Asistente
Telfono Fax Correo electrnico Tipo de
participacin
Tiempo que dedicar
al proyecto (%)
0254-2313392
0254-2313392
Co-responsable
50
Nombres y Apellidos Cdula de identidad Unidad a la que pertenece
Emilita Cspedes
V-7918602
Divisin de Control de Aguas,
Evaluacin y Tratamiento de Residuos
Agroindustriales (CAETRA)
Nivel acadmico Especialidad Cargo
Universitario TSU. Alimento Investigador Asistente
Telfono Fax Correo electrnico Tipo de
participacin
Tiempo que
dedicar al proyecto
(%)
0254-2313392
0254-2313392
Co-responsable
50
-
27
1.5 Instituciones Participantes:
Denominacin de la Institucin Siglas Dependencia Centro de Investigaciones del Estado para la
Produccin Experimental Agroindustrial CIEPE Unidad CAETRA
Direccin Telfono y Fax Correo electrnico Av. Principal, Zona Industrial Agustn Rivero,
La Independencia, Estado Yaracuy 0254-2313392
1.6 Entidad Proponente:
Denominacin de la Institucin Siglas Dependencia Centro de Investigaciones del Estado para la
Produccin Experimental Agroindustrial
CIEPE Unidad CAETRA
Direccin Telfono y Fax Correo electrnico Av. Principal, Zona Industrial Agustn Rivero,
La Independencia, Estado Yaracuy 0254-2313392 [email protected]
1.7 Unidad Administradora:
Denominacin de la Institucin Siglas Dependencia
Centro de Investigaciones del Estado para la Produccin Experimental Agroindustrial
CIEPE Unidad CAETRA
Direccin Telfono y Fax Correo electrnico Av. Principal, Zona Industrial Agustn Rivero,
La Independencia, Estado Yaracuy 0254-2313392
1.8 Recursos Financieros del Proyecto:
Partida Presupuestaria Monto Estimado
(Bs)
Personal 473.796
Materiales, Suministros y Equipos
Menores 813.010
Maquinarias y Equipos (Activos) 1.153.600
Viajes 51.520
Servicios 655.424
Transferencias y Donaciones 500.000
Otros Gastos 300.000
Total Recursos Financieros 3.647.650
-
28
1.9 Transferencia de Recursos Financieros a otras instituciones por parte de CIEPE
Institucin que
Transfiere Monto a Transferir
Institucin que
recibe Accin a Ejecutar
N/A N/A N/A N/A
1.10 Aportes de Recursos Financieros de otras instituciones al CIEPE
Institucin que
Transfiere Monto a Transferir
Institucin que
recibe Accin a Ejecutar
MPPEUCT 3.647.650 Bs CIEPE N/A
-
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II. DESCRIPCIN DEL PROYECTO
2.1 BREVE RESUMEN
Desde el punto de vista energtico, la biomasa se puede aprovechar de dos maneras diferentes, quemndola en forma directa o transformndola en biomasa
densificada para un mejor beneficio energtico, de transporte y de almacenamiento. La fuente de biomasa que se quiere aprovechar es el rastrojo de maz. La disponibilidad de estos residuos, de acuerdo a los estudios realizados, es abundante y su uso
energtico se realiza mediante la incineracin directa. El proyecto busca el aprovechamiento de ste a travs de la fabricacin de briquetas, e investigar y analizar
las propiedades de la biomasa densificada como recurso energtico, colaborando directamente en el desarrollo sostenible de los agricultores y en la conservacin del medio ambiente.
2.1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En el ao 2014 la poltica agropecuaria Venezolana est enmarcada por el Plan
Nacional Zamora, el objetivo principal de este plan es generar alternativas que ayuden a
mejorar la produccin a travs de planes agrcolas y pecuarios (Fondas)1, en mira de esto la
planta estatal procesadora de harina de maz precocida Bravo Cacique, ubicada en
Urachiche, Estado Yaracuy pretende aumentar su produccin de 600 toneladas que procesa
al mes a 1.200 toneladas, segn el ministro para la alimentacin Yvan Bello2, pero para esto
se tendra que aumentar de igual forma la produccin de maz, por lo que este ao se
sembraron en los valles de Yaracuy ms de 27.000 hectreas2, esperando que con esta
cosecha que apenas se inicia sumen 105.000 toneladas de maz en la zona, una cifra
rcord. El aumento de la produccin de maz en esta zona para garantizar la materia prima a
dicha plata, traera como consecuencia la problemtica del aumento de residuos agrcolas
en los campos de cosecha, aproximadamente 97.650 toneladas de residuo, conocido como
rastrojo de maz. Este residuo al ser quemado sin aprovechamiento energtico emite gases
de efecto invernadero contaminando el aire y contribuyendo al calentamiento global, se
estima que por cada Kg de rastrojo de maz quemado se producen 1.46 Kg de CO 2. De
acuerdo con el Plan de la Patria3 y su quinto objetivo histrico que es revertir los efectos del
cambio climtico, se propone el aprovechamiento energtico de estos residuos agrcolas a
travs de la fabricacin de briquetas, que debido a sus caractersticas es viable para este
propsito y as poder disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al ambiente.
2.1.2 JUSTIFICACIN
Llevar a cabo un estudio de energas renovables y aprovechamiento de residuos
agrcolas es hoy en da un tema de suma importancia ya que la mayor parte de la energa
producida en Venezuela y el mundo depende del petrleo, ste posee dos problemas
fundamentales, el primero es que se estara agotando en un mediano plazo y el segundo
que su uso es contaminante para el planeta, lo cual est generando graves problemas al
medio ambiente, ameritando una pronta solucin. Por esto es necesario realizar estudios
-
30
para determinar la factibilidad de tener nuevos tipos de energas, las cuales sean rentables y
a su vez sean menos nocivos con el medio ambiente. Dentro de estos tipos de energa
renovable esta los biocombustibles slidos. Debido a la gran abundancia de rastrojo de maz
y su fcil acceso a los agricultores es rentable la produccin de biocombustibles solidos a
partir de ste, adems se genera una alternativa a los combustibles fsiles y la produccin
de alimento no se ver afectada ya que la materia prima seria las toneladas de residuos
agrcolas actualmente quemados y subutilizando este material y no los productos principales
como el maz, como en el caso de biocombustibles lquidos de primera generacin como el
bioetanol, tambin se disminuira con este aprovechamiento las emisiones de gases de
efecto invernadero debido a la combustin del residuo, con lo que se contribuira al
cumplimiento del quinto objetivo del Plan Nacional de la Patria3 y traera beneficios
econmicos a los agricultores de la regin.
2.1.3 OBJETIVO GENERAL
Aprovechar energticamente el rastrojo de maz generado en el Estado Yaracuy, a
travs de la fabricacin artesanal de briquetas combustibles.
2.1.4 FASES DEL PROYECTO
I Fase: Evaluacin de las propiedades fsico-qumicas del rastrojo de
maz de la regin.
Se evaluarn las propiedades fsico-qumicas del rastrojo de maz generado en el Estado Yaracuy por los mtodos y/o ensayos convenientes. II Fase: Construccin de la prensa artesanal y su molde, a utilizar para la
fabricacin de briquetas de rastrojo de maz.
Se realizar la construccin de una prensa artesanal y sus moldes para producir
briquetas, segn los manuales obtenidos de bajatec.net4.
III Fase: Elaboracin de las briquetas de rastrojo de maz con la prensa
artesanal construida.
Se elaborarn las briquetas de rastrojo de maz con la prensa artesanal construida, y
con una prensa industrial para su comparacin.
-
31
IV Fase: Evaluacin de las propiedades fsico-qumicas de las briquetas
artesanales de rastrojo de maz y comparacin de estas con propiedades de
briquetas ya existentes de otros materiales y las elaboradas con la prensa industrial.
Se evaluarn por los mtodos y/o ensayos convenientes las propiedades fsicas
como densidad, tamao, poder calrico, humedad, contenido de ceniza entre otras, de las
briquetas obtenidas. Posteriormente se har la comparacin de las propiedades de las
briquetas de rastrojo de maz y briquetas que existen comercialmente.
V Fase: Identificacin de los agricultores que potencialmente puedan
producir briquetas en el Estado Yaracuy.
Se les brindar acompaamiento tcnico (cursos, charlas, jornadas, entre otros) a los
agricultores referente al tema tratado y se identificar cuantos estn dispuestos a adoptar la
nueva tecnologa.
VI Fase: Identificacin de los posibles beneficiarios industriales de briquetas
de rastrojo de maz en el Estado Yaracuy y/o Estados aledaos para la transferencia
tecnolgica.
Se identificar a los posibles beneficiarios industriales, es decir; a las empresas en el
Estado Yaracuy o estados aledaos que poseen la tecnologa para el aprovechamiento de
las briquetas, y a aquellas que no la posean, para una posterior socializacin y transferencia
tecnolgica para as determinar su disposicin para la adopcin de la nueva tecnologa.
2.1.5 RESULTADOS ESPERADOS Productos o Servicios Indicador de Efectividad
Caracterizacin del rastrojo de
Maz.
(Caracterizacin prevista)/(Caracterizacin programada)
Caracterizacin de las briquetas.
(Caracterizacin prevista)/(Caracterizacin programada)
Posibles productores de briquetas
identificados
(N Productores que adoptaron la nueva tecnologa)/(N
Productores a quien se les brind acompaamiento tcnico)
Posibles beneficiarios industriales
identificados
(N Beneficiarios industriales identificados)/(N Beneficiarios
industriales a quien se les brindo acompaamiento tcnico)
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2.2 PROYECTO EXTENSO
2.2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el ao 2014 la poltica agropecuaria Venezolana est enmarcada por el Plan
Nacional Zamora, el objetivo principal de este plan es generar alternativas que ayuden a
mejorar la produccin a travs de planes agrcolas y pecuarios (Fondas)1, en mira de esto la
planta estatal procesadora de harina de maz precocida Bravo Cacique, ubicada en
Urachiche, Estado Yaracuy pretende aumentar su produccin de 600 toneladas que procesa
al mes a 1.200 toneladas, segn el ministro para la alimentacin Yvan Bello2, pero para esto
se tendra que aumentar de igual forma la produccin de maz, por lo que este ao se
sembraron en los valles de Yaracuy ms de 27.000 hectreas2, esperando que con esta
cosecha que apenas se inicia sumen 105.000 toneladas de maz en la zona, una cifra
rcord. El aumento de la produccin de maz en esta zona para garantizar la materia prima a
dicha plata, traera como consecuencia la problemtica del aumento de residuos agrcolas
en los campos de cosecha, aproximadamente 97.650 toneladas de residuo, conocido como
rastrojo de maz. Este residuo al ser quemado sin aprovechamiento energtico emite gases
de efecto invernadero contaminando el aire y contribuyendo al calentamiento global, se
estima que por cada Kg de rastrojo de maz quemado se producen 1.46 Kg de CO2. De
acuerdo con el Plan de la Patria3 y su quinto objetivo histrico que es revertir los efectos del
cambio climtico, se propone el aprovechamiento energtico de estos residuos agrcolas a
travs de la fabricacin de briquetas, que debido a sus caractersticas es viable para este
propsito y as poder disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al ambiente
2.2.2 ANTECEDENTES
Actualmente se producen a nivel mundial briquetas de diferentes biomasas
lignocelulsicas, tanto artesanales como industriales.
Gamarra, L. (2010)5, realizo un proyecto en el cual fabrico briquetas de diferentes
residuos agrcolas, este tambin hizo una prensa artesanal para este fin, evalu la eficiencia
energtica y las emisiones de gases de las briquetas obtenidas al ambiente.
Quiles, A.6, estudio el aprovechamiento energtico de la biomasa de la regin sur de
la provincia de Mendoza, Argentina. La biomasa que el utilizo fue carozos de durazno,
pepitas de aceitunas, cscaras de frutas, escobajo de uva y fruta de descarte (biomasa
agroindustrial) y de la poda urbana y rural, actividades que conciben ramas y hojas (biomasa
agroforestal). Para obtener una briqueta con alta densidad y poder calrico.
-
33
Lpez, D. (2011)7, dice que un proceso de densificacin de biomasa lignocelulsica
persigue, como la propia palabra indica, aumentar la densidad de la materia prima, esto trae
como beneficio que el producto final tendr determinadas caractersticas y por tanto
determinados aprovechamientos.
Ramrez, R8, realizo un estudio de la fabricacin artesanal de briquetas a partir de
remanentes de plantaciones, hizo pruebas fsico-mecnicas y pruebas qumicas pertinentes
y adems realizo anlisis estadsticos, de resultados y un anlisis econmico.
Se puede acotar que el rastrojo de maz es una biomasa lignocelulsica que tiene
alto poder energtico segn el Atlas del potencial energtico de la biomasa residual en
Colombia, (2011), pero en Venezuela este residuo no se utiliza con fines energticos sino
solo una pequea porcin para alimento animal, desaprovechando el resto, algunos
agricultores dejan un 50% del rastrojo en los campos como fertilizante pero aun as el
residuo es abundante lo cual se quema trayendo consecuencias al ambiente.
2.2.3 JUSTIFICACIN Llevar a cabo un estudio de energas renovables y aprovechamiento de residuos
agrcolas es hoy en da un tema de suma importancia ya que la mayor parte de la energa
producida en Venezuela y el mundo depende del petrleo, ste posee dos problemas
fundamentales, el primero es que se estara agotando en un mediano plazo y el segundo
que su uso es contaminante para el planeta, lo cual est generando graves problemas al
medio ambiente, ameritando una pronta solucin. Por esto es necesario realizar estudios
para determinar la factibilidad de tener nuevos tipos de energas, las cuales sean rentables y
a su vez sean menos nocivos con el medio ambiente. Dentro de estos tipos de energa
renovable esta los biocombustibles slidos. Debido a la gran abundancia de rastrojo de maz
y su fcil acceso a los agricultores es rentable la produccin de biocombustibles solidos a
partir de ste, adems se genera una alternativa a los combustibles fsiles y la produccin
de alimento no se ver afectada ya que la materia prima seria las toneladas de residuos
agrcolas actualmente quemados y subutilizando este material y no los productos principales
como el maz, como en el caso de biocombustibles lquidos de primera generacin como el
bioetanol, tambin se disminuira con este aprovechamiento las emisiones de gases de
efecto invernadero debido a la combustin del residuo, con lo que se contribuira al
cumplimiento del quinto objetivo del Plan Nacional de la Patria3 y traera beneficios
econmicos a los agricultores de la regin.
2.2.4 ALCANCE
El proyecto se limita solo a la evaluacin previa de la materia prima, la construccin de
un modelo de prensa artesanal para la fabricacin de briquetas de rastrojo de maz, la
fabricacin de dichas briquetas para la posterior evaluacin de sus propiedades, el
-
34
acompaamiento tcnico a los agricultores de maz del estado Yaracuy referente al tema y
la identificacin de los posibles beneficiarios industriales.
2.2.5 PREMISAS Y RESTRICCIONES
A) Premisas:
La Constitucin de la Repblica Bolivariana de Venezuela (1999), art. 127. establece la obligacin del Estado de garantizar que la poblacin se desenvuelva en un ambiente libre de contaminacin y de proteger los recursos en beneficio de la generacin actual y del mundo futuro.
Ley Orgnica del Ambiente (G.O.R.B.V N 5.833 del 22/12/2006), art. 12 establece la responsabilidad del estado, en formar conjunta con la sociedad, en las acciones para lograr una adecuada calidad ambiental.
La Norma sobre la calidad del aire y control de la contaminacin atmosfrica (Decreto N 368, G.O.V. N 4899, 19/05/1995).
La ley de Residuos y Desechos Slidos ( G.O.V. N 38,068, 18/11/2004), art. 54,, establece el deber del aprovechamiento de los residuos solidos, cuyas caractersticas lo permitan.
Existencia de otras experiencias exitosas de aprovechamiento de la biomasa residual en la obtencin de energa.
Para la construccin de la prensa artesanal y sus moldes se utilizaran materiales fcil de conseguir, adems de econmicos.
La fabricacin tanto de la prensa y sus moldes como de las briquetas las puede realizar cualquier persona.
Tecnologa de fcil uso.
B) Restricciones:
Dficit de personal en el equipo de trabajo de la Divisin Control de Aguas,
Evaluacin y Tratamiento de Residuos Agroindustriales. Tiempo de respuesta prolongada de la gestin de compras para la adquisicin de
materiales solicitados al proyecto.
2.2.6 ANLISIS DE RIESGOS
Reduccin de presupuesto que impida desarrollar el 100% de las actividades del proyecto programadas.
Tiempo de respuesta en la gestin de compra de materiales y reactivos necesarios para el desarrollo del proyecto.
Que las briquetas resultantes no tengan las propiedades deseadas o esperadas.
Falta o poco inters de los agricultores para adquirir la nueva tecnologa.
El otorgamiento de los recursos de forma tarda puede conducir a limitaciones en la eficiencia de las actividades propuestas.
-
35
2.2.7 METODOLOGA A UTILIZAR
Fabricacin de la prensa, moldes y briquetas.
Para la construccin de las herramientas para la fabricacin de las briquetas, se
utilizarn los manuales obtenidos de la web en bajatec.net4, donde se detalla los pasos,
medidas y sugerencias para la construccin de la prensa y los moldes que se requieren para
la fabricacin de las briquetas. La prensa es una estructura hecha de madera con soporte de
tornillos y bisagras de tubo metlico. Por otra parte los moldes para la fabricacin de
briquetas estn elaborados de tubo de PVC, un pistn de madera y separadores metlicos.
Para la fabricacin de las briquetas primero se procede al triturado o picado del rastrojo de maz, hasta un tamao aproximado de 0.5 cm a 1 cm, posteriormente al
picado de los residuos existen dos opciones, hacer la descomposicin parcial del residuo o usar aglutinante para compactar las mezcla. En este caso se trabajar el
rastrojo de maz de ambas formas para hacer una comparacin entre estas. La descomposicin parcial es una tcnica que se aplica a residuos como el pasto. Esto se realiza con el fin de que las fibras presentes en los organismos vegetales se
desprendan redistribuyndose al azar para que acten como uniones entre ellos y formar la masa slida que se convertir en una briqueta (Legacy Foundation, 2003)9.
La descomposicin se realizar en una bolsa plstica negra de basura, vertindose el rastrojo picado y agua para luego amarrarlo, hasta alcanzar un punto de descomposicin, que al hacer una prueba manual de compactado no se desmorone y
no regrese a su estado normal. Se debe tener especial cuidado en que este punto no se pase, ya que creara el humus siguiendo un compostaje normal. Este punto de
descomposicin se alcanza cuando las fibras logran separarse parcialmente del material expresivo y se tiene que observar constantemente. Probablemente este proceso tome algunas semanas. Cuando los materiales estn en un proceso de
descomposicin parcial no es necesario usar aglutinante. Como se explic, el proceso de descomposicin ayuda a juntar los materiales. En la briqueta de rastrojo de maz no
descompuesto se usar el papel peridico reciclado como aglutinante. Luego se vaciar la mezcla en el molde de una manera uniforme y se proceder el prensado con la prensa de madera elaborada anteriormente, por ltimo se secarn las briquetas
varios das al sol o bajo sombra y con circulacin de aire constante.
Evaluacin de las propiedades del rastrojo de maz y de las briquetas.
Subero, E (2010)10, indica que los mtodos de anlisis fsico-qumicos del carbn se
han adaptado a la biomasa para su evaluacin. Por consiguiente las propiedades de las
briquetas obtenidas se evaluarn por ensayos de laboratorio segn (Panduro, C y Col
2012)11.
-
36
Porcentaje de humedad
El porcentaje de humedad de las briquetas se determinar segn las
especificaciones de la Norma ASTM D - 1762 que consiste en pesar la briqueta (Phb) secarla
en una estufa regulada a 103 2 C. hasta peso constante, luego se determinara el peso
final (Psb) y se aplicara la siguiente frmula:
Ch = [(Phb Psb)/Phb] x 100
Dnde:
Ch es el contenido de humedad de la briqueta expresado en porcentaje.
Phb es el peso inicial de la briqueta expresado en gramos.
Psb es el peso seco en estufa de la briqueta expresado en gramos.
Porcentaje de cenizas
Se pesar la briqueta y se colocar dentro de una cpsula de porcelana de peso
conocido. Luego se colocar la cpsula en la mufla a una temperatura de 450C por un
tiempo de 2 horas, hasta su incineracin total, esto se comprobar observando el color
blancuzco de las cenizas. Luego se retirara la cpsula con las cenizas, se colocar en la
campana desecadora, y se dejara enfriar por 30 minutos. Seguidamente se determinar el
peso de la cpsula con las cenizas descontando el peso del crisol. El contenido de ceniza se
determinara de acuerdo a la norma ASTM D - 1762, mediante la siguiente frmula:
C = (Pcb/Phb)*100
Dnde:
C es el porcentaje de ceniza de la briqueta.
PCb es el peso de las cenizas blancas.
Phb es el peso hmedo de la briqueta.
-
37
Contenido de materias voltiles
Se pesar la briqueta y se coloca dentro de un crisol con tapa de peso conocido. El
crisol ser colocado en la entrada de la mufla, cuyo termmetro marcara una temperatura de
950 C, y se dejar por un espacio de 7 minutos. Despus de haber cumplido el tiempo se
retira el crisol y se coloca en una campana desecadora, dejando enfriar por 25 minutos.
Luego se separa el crisol con las muestras; descontando el peso del crisol, luego se
proceder a efectuar los clculos del peso final y el porcentaje de materias voltiles. Para tal
efecto se calcula de acuerdo a la norma ASTM D 1762, con la siguiente frmula:
MV = [(Phb - Pf m)/ Pfm] *100 H
Dnde:
MV es la materia voltil de la briqueta.
Phb es el peso hmedo de la briqueta.
Pf m es el peso final de la muestra.
H es el contenido de humedad en porcentaje
Determinacin del carbono fijo.
Para el clculo del porcentaje del carbono fijo se determinar de acuerdo al
procedimiento establecido en la norma ASTM D 1762, utilizando la formula siguiente:
CF = 100 (H + C + MV)
Dnde:
CF es el contenido de carbono fijo expresado en porcentaje.
H es el contenido de humedad expresado en porcentaje
MV es el contenido de materia voltil expresado en porcentaje.
C es el contenido de cenizas expresado en porcentaje.
-
38
Poder calorfico superior.
La determinacin del poder calorfico se realiza conociendo el porcentaje de
contenido de humedad, materias voltiles, cenizas y carbono fijo. Para tal efecto se calcul
de acuerdo a la frmula de GOUTAL (Corado, 1984), citado por (Panduro, C y Col 2012)11.
PCS = 82c + AV [Kcal/kg]
Dnde:
PCS poder calorfico superior
C es el porcentaje de carbono fijo
V es el porcentaje de materia voltil
A es el coeficiente obtenido de la relacin siguiente:
A = V/ (V + C)
Comparacin de las propiedades de las briquetas
Se realizar una revisin bibliogrfica de las propiedades de briquetas ya existentes
y se compararan con las obtenidas, por medio de un cuadro comparativo, analizando los
resultados e indicando su eficiencia con respecto a las dems.
Identificacin de los agricultores potenciales para la produccin de briquetas.
Se har una convocatoria a los agricultores de maz de la regin para brindarles
acompaamiento tcnico (charlas, cursos), referente a el aprovechamiento del rastrojo de
maz, la fabricacin de briquetas con este residuo, adems de los beneficios ambientales.
Luego de esto se har una lista de los agricultores que deseen adquirir la tecnologa.
-
39
Identificacin de posibles beneficiarios de las briquetas.
Se realizar una lista de posibles beneficiarios, para esto se realizar visitas de
campo a las industrias en la regin para identificar cul de estas tienen la tecnologa y
cules no, para el aprovechamiento de las briquetas, y si estn dispuestos a adquirirlas. Se
utilizara una herramienta para la recoleccin de informacin de campo y un posterior
procesamiento de datos.
-
39
III. OBJETIVO GENERAL, OBJETIVOS ESPECIFICOS, METAS Y ACCIONES
Objetivo General
Objetivos
Especficos Ponderacin
Metas Indicador de Cumplimiento
Medio Verificable
Accin y/o Estrategias
Cdigo Descripcin Cdig
o Descripcin Cdigo N
Unidad de
Medida Cdigo Descripcin
OG-1 Aprovechar
energticamente el
rastrojo de maz
generado en el
Estado Yaracuy, en
la fabricacin
artesanal de
briquetas
combustible.
OE-1 Evaluar las propiedades fsico-qumicas
del rastrojo de maz de la regin.
25% ME-1 1 Biomasa de la regin evaluada
Biomasa de la regin evaluada /Programado
Registro fotogrfico
A1 Muestro por el mtodo de zig zag del rastrojo de maz de la regin.
Reporte de resultados
A2 Caracterizacin del rastrojo de maz por ensayos de
laboratorio convenientes
OE-2 Construir
un modelo
de prensa
artesanal y
su molde,
a utilizar
para la
fabricacin
de
briquetas
de rastrojo
de maz.
5% ME-2 1 Prensa y molde
construido
Prensa y molde construido
/Programado
Registro Fotogrfico
A3 Construccin de la prensa de madera con soporte de
tornillos, bisagras de tubo metlico y el molde de tubo de PVC, un pistn de madera
y separadores metlicos
OE-3 Elaborar
las
briquetas
de rastrojo
de maz.
20% ME-3 4 Briquetas
de rastrojo
de maz
elaboradas
Briquetas de
rastrojo
elaboradas
/Programado
Registro
Fotogrfico
A4 Elaboracin de briquetas de
rastrojo de maz por medio de la prensa construida anteriormente y por la prensa
industrial
-
40
Objetivo General Objetivos
Especficos Ponderacin Metas
Indicador de Cumplimiento
Medio Verificable
Accin y/o Estrategias
Cdigo
Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo N Unidad de
Medida Cdigo Descripcin
OG-1 Aprovechar
energticame
nte el rastrojo
de maz
generado en
el Estado
Yaracuy, en
la
fabricacin
artesanal de
briquetas
combustibles
.
OE-4
Evaluar las
propiedades
fsicas como la
densidad,
tamao, poder
calrico,
humedad,
porcentaje de
ceniza, entre
otras, de las
briquetas de
rastrojo de maz
y compararlas
con propiedades
de briquetas ya
existentes de
otros materiales.
25% ME-4 4 Briquetas evaluadas
Briquetas evaluadas
/Programado
Reporte de resultados
A5 Caracterizacin de las briquetas
por ensayos de laboratorio convenientes
Informe de seleccin
A6 Comparacin de las briquetas obtenidas con briquetas
existentes
OE-5 Identificar los
agricultores que
potencialmente
puedan producir
briquetas en el
Estado Yaracuy.
15% ME-5 1 Lista de agricultores,
posibles productores de briquetas
Lista de agricultores,
posibles productores de briquetas /Programado
Reporte de datos realizado
acerca de los agricultores, posibles productores de
briquetas
A7 Convocatoria a los agricultores
de maz de la regin para brindarles acompaamiento
tcnico (charlas, cursos), referente al tema, y disposicin de
adoptar la tecnologa
-
41
Objetivo General Objetivos
Especficos Ponderacin Metas
Indicador de Cumplimiento
Medio Verificable
Accin y/o Estrategias
Cdig
o Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo N
Unidad de
Medida Cdigo Descripcin
OG-1 Aprovechar
energtico del
rastrojo de
maz
generado en
el Estado
Yaracuy, en la
fabricacin
artesanal de
briquetas
combustibles.
OE-6 Identificar
posibles
beneficiarios
industriales de
briquetas de
rastrojo de maz
en el Estado
Yaracuy y/o
Estados
aledaos.
10% ME-6 1 Lista de beneficiarios posibles compradores
de briquetas
Lista de beneficiarios, posibles compradores
de briquetas /Programado
Reporte de datos realizado acerca de los beneficiarios con la tecnologa para el
aprovechamiento de briquetas y cuales no y disposicin de adquisicin de la
tecnologa.
A8 Visitas de
campo a las
industrias en
la regin para
identificar cul
de estas tienen
la tecnologa
para el
aprovechamie
nto de las
briquetas y
cuales no y si
estn
dispuestos a
adquirirla.
-
42
IV. RESULTADOS ESPERADOS (BIENES O SERVICIOS)
Productos o Servicios Indicador de Efectividad
Caracterizacin del rastrojo de
Maz.
(Caracterizacin prevista)/(Caracterizacin programada)
Caracterizacin de las briquetas.
(Caracterizacin prevista)/(Caracterizacin programada)
Posibles productores de briquetas
identificados
(N Productores que adoptaron la nueva tecnologa)/(N
Productores a quien se les brind acompaamiento
tcnico)
Posibles beneficiarios industriales
identificados
(N Beneficiarios industriales identificados)/(N
Beneficiarios industriales a quien se les brindo
acompaamiento tcnico)
LOCALIZACION POLITICO-ADMINISTRATIVA
Estado Municipio Centro Poblado
Yaracuy Urachiche Urachiche
VI. IMPACTOS
1. Efectos a futuro del Proyecto:
Uno de los efecto positivo a largo plazo que tendr la realizacin de este proyecto es
la disminucin y aprovechamiento de rastrojo de maz, por defecto la reduccin de la
contaminacin del aire en la zona, ya que este residuo al no tener un uso energtico actual,
los agricultores lo queman contaminando el ambiente y generando gases de efecto
invernadero. Otro efecto beneficioso es la colaboracin directa en el desarrollo sostenible de
los agricultores de la regin, adems de generar conocimientos cientficos sobre el
aprovechamiento de este residuo que actualmente en Venezuela no ha sido estudiado.
2. Impacto Institucional y Social
6.2.1)
INSTITUCIONAL
Cientfico Social
Ponderacin Metas
Relacionadas Ponderacin
Metas
Relacionadas 60% ME-1, ME-2, ME-3,
ME-4
40% ME-5, ME-6
-
43
6.2.2) SOCIAL
Beneficiarios del proyecto
Tipos Directos Indirectos Poblacin Objetivo
Agricultores 58412 1752 584
Empleos generados por el
proyecto Gneros
Directos Indirectos Varones Hembras 1 3 2 2
VII. N DE PUBLICACIONES ESPERADAS
N
TOTAL
A NIVEL
CIENTIFICO
A NIVEL
DIVULGATIVO
A NIVEL DE
CONGRESOS
3 1 1 1
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFCAS
[1] Fondas, (2014). Fondo para el desarrollo agrcola socialista. Recuperado el 06/11/2014.
Disponible en http://fondas.gob.ve/?p=1169
[2] AVN, (2014). Agencia venezolana de noticias. Recuperado el 17/11/2014. Disponible en
http://www.avn.info.ve/contenido/ejecutivo-inspecciona-planta-harina-ma%C3%ADz-yaracuy
[3] Asamblea nacional, (2013). Plan de la Patria. Recuperado el 17/11/2014. en
http://www.asambleanacional.gob.ve/uploads/botones/bot_90998c61a54764da3be94c37150
79a7e74416eba.pdf
[4] Briquetas de biomasa casera. Recuperado el 27/11/2014 en
http://www.bajatec.net/energia-produccion-conservacion-almacenaje/briquetas-de-biomasa-
caseras-i
[5] Gamarra, L. (2010). Fabricacin y evaluacin de eficiencia y emisiones de briquetas a
base de residuos agrcolas como alternativa energtica al uso de lea. Recuperado el
20/11/2014 en http://bdigital.zamorano.edu/bitstream/11036/537/1/T2933.pdf
[6] Quiles, A. Utilizacin de la biomasa regional como energas alternativas Recuperado el
21/11/2014 en http://www.edutecne.utn.edu.ar/coini_2013/trabajos/COA26_TC.pdf
[7] Lpez, D. (2011). Densificacin y aprovechamiento trmico de biomasas lignocelulsicas.
Recuperado el 26/11/2014 disponible en
http://www.jcyl.es/web/jcyl/binarios/266/180/CENIT%20SOLAR%20aprovechamiento_bioma
sa_densificada.pdf?blobheader=application%2Fpdf%3Bcharset%3DUTF-
8&blobheadername1=Cache-Control&blobheadername2=Expire
[8] Ramrez, R (1989). Fabricacin Artesanal de Briquetas a partir de Remanentes de
Plantaciones. Recuperado el 26/11/2014 en
http://www.unalmed.edu.co/~lpforest/Tesis/Fabricaci%F3n%20Artesanal%20de%20Briqueta
s%20a%20partir%20de%20Remanentes%20de%20Plantaciones.pdf
[9] Legacy Foundation, (2003). Fuel Briquette Press Kit. A Construction Manual. USA.
Recuperado el 01/12/2014 en http://www.legacyfound.org/store/es/home.php
-
44
[10] Subero, E (2010). Caracterizacin de los combustibles slidos. Recuperado el
01/12/2014 en http://zaguan.unizar.es/TAZ/EUITIZ/2010/5357/TAZ-PFC-2010-348.pdf
[11] Panduro, C y Col. (2012). Utilizacin industrial y mercado de diez especies maderables
potenciales de bosques secundarios y primarios residuales. Recuperado el 02/12/2014 en
http://www.itto.int/files/user/pdf/PROJECT_REPORTS/PD512_08_Estructura_anat%C3%B3
mica_de_10_especies_de_bosques_secundarios.pdf
[12] VII Censo agrcola. Ministerio del Poder Popular para la Agricultura y Tierra.
Recuperado el 12/12/2014 en Censo.mat.gob.ve
-
45