LOS RESIDUOS AGRÍCOLA DE LA COSECHA CAÑERA (RAC)

Ing. Antonio Valdes Delgado PhD

Centro Gerencia Programas y Proyectos Priorizados Ministerio Ciencia Tecnologia y Medio Ambiente Cuba

Tel. 0 537 203 0778 Fax 0 537 202 9372 ce: [email protected]

Introduccion 1.- Los Residuos Agricola de la Cosecha (RAC) 2.- Caracteristicas y composicion 3.- Efectos de la quema de la caña 4.- Incidencia del tipo de cosecha sobre su disposicion. 5.- Sistemas para su uso a partir de instalaciones de limpeza en seco. 6.- Calculos: balance de los residuos.

RESIDUOS Y PRODUCTOS DE LA PRODUCCIÓN AZUCARERA. Productos o residuos

Cantidad obtenible por superficie agrícola (ton/ha)

Azúcar

7.5

Combustible fósil equivalente (ton) -

Miel

2.2

-

Cachaza

2.2

-

Aguas industriales

35.0

-

RAC

23.1

4.40

Bagazo

19.6

3.80

Biogás (m3)

70.0

-

Biofertilizante

1.0

-

FASES PROCESO PRODUCCION DEL AZUCAR

AGRICOLA AGROINDUSTRIAL INDUSTRIAL

FASE AGRÍCOLA La fase agrícola propiamente dicha no está caracterizada por la formación de residuos y por consiguiente no se presenta una afectación al medio ambiente, que se origine por la propia planta. Sin embargo, las labores agrícolas que son realizadas durante esta fase productiva como son la aplicación de herbicidas y plaguicidas, la fertilización química y el riego, indican afectaciones al medio ambiente p.e. en el caso de la fertilización química, la mayor afectación se origina por el propio proceso de producción de los fertilizantes. El uso de los RAC como cobertura de los suelos puede permitir la disminucion de las malas hierbas y por consiguiente un menor empleo de herbicidas.

FASE AGROINDUSTRIAL En esta fase del proceso se originan impactos ecológicos por la quema de caña y por la quema de los residuos de caña integral presenta diferentes componentes, siendo sus hojas (verdes y secas) y el cogollo los denominados como los Residuos Agrícola de la Cosecha (RAC).

FASE INDUSTRIAL Se origina la mayor parte de los existiendo soluciones tecnológicas para el uso de cada uno.

residuales adecuado

-El bagazo aporta todo el combustible necesario, el empleo de los RAC puede permitir un aumento en la energia producida. -Las cenizas de la combustión del bagazo contienen minerales que pueden ser aplicados como fertilizantes de los suelos. -La cachaza puede ser utilizada para la producción de cera, alimento animal, medicamentos y fertilizante. -Las aguas residuales presentan una cantidad de materia orgánica que requiere de su tratamiento para evitar afectaciones si se vertiesen directamente al medio.

La cosecha de la caña origina residuos solidos, estimandose que estos residuos– las hojas verdes, las hojas secas y el cogollo- representan el 25% del peso de la caña limpia; su cosecha indica una separación del 50% que se quedan en el campo, un 25% se separa en los centros de limpieza en seco y –aproximadamente- el 25% restante se procesa junto con la caña denominándose como materias extrañas y representando la mayor parte de ellas

Una fabrica que procese 1000 toneladas de caña por dia puede disponer de 76 ton de RAC como combustible adicional, pues otras 76 toneladas se procesan junto con la caña como materias extrañas y las 152 restantes se quedan en el campo

En Cuba mas de 75 fabricas han empleado los RAC y existen 12 centrales que los emplean en todas las campañas azucareras, existiendo algunas que hace mas de 15 anos que los utilizan sustituyendo fuel oil o leña. Sin embargo solo se utiliza un 5% del potencial disponible. Una cantidad de 100 toneladas de caña limpia se alcanzan a partir de unas 133 toneladas de caña integral en el campo, significando unas 33 toneladas de RAC. Una produccion de un millon de toneladas de azucar se alcanza a partir de unas 10 millones de toneladas de caña lo que significa la disposicion de unos 3.3 millones de toneladas de RAC equivalente a unas 660 000 toneladas de fuel oil. Si se dejan en el campo el 50% para cobertura de los suelos todavia se puede disponer de unas 1.65 millones de toneladas de RAC.

CANTIDAD DE RAC UTILIZADO EN CUBA

Año

Cantidad (ton)

1994

124 930

1995

125 776

1996

122 266

1997

130 289

1998

146 210

1999

132 109

PRODUCCION BIOMASA PARA DIFERENTES RENDIMIENTOS AGRICOLA Cantidad paja + cogollo de la biomasa total (%)

Rendimientos tallos molibles (t/ha)

Rendimiento biomasa aprovechable (t/ha)

Largo

16.20

169.35

202.31

Corto

22.98

110.38

143.31

Ciclo cosecha

Ciclo corto: 12 meses Ciclo largo: 16-22 meses

COMPOSICIÓN BIOMASA EN LA CAÑA CON BAJO RENDIMIENTO

Indicador

(%)

Cogollos

15.8

Paja suelta

1.1

Paja adherida

8.8

Subtotal

25.7

Tallos molibles

74.3

Total

100.0

PROPORCIÓN DE LOS COMPUESTOS DE LOS RESIDUOS DE LA CAÑA EN EL CAÑAVERAL.

Residuos

Proporción (%)

Hojas secas

7.0

Hojas verdes

8.0

Cogollo

7.0

HOJAS SECAS: este componente de los residuos presenta un contenido de celulosa similar al de los tallos de caña, pero con mayor contenido de sílice. Su contenido de fibra seca está alrededor de 90 %. Su forma alargada y estrecha, con cierta resistencia a la flexión, hace que su presencia en un bulto de caña adquiera mayor volumen. Se puede reducir su tamaño con facilidad en molinos de martillo.

HOJAS VERDES: Su contenido en fibra seca está alrededor de 35 % y el contenido de sus jugos tiende a parecerse al del cogollo. Tiene las características morfológicas de las hojas secas.

COGOLLO: Tiene una longitud que puede variar entre los 10 y los 30 cm. con una constitución física similar al tallo de caña, pero su jugo es rico en no azúcares y pobre en sacarosa.

COGOLLO

Son las hojas verdes de las hojas enrolladas circularmente alrededor de la yema y de los canutos tiernos sin madurar

Composición cogollo Autor

Sacarosa

Glucosa

Agua

Fibra

Materia organica

Sales

M. Deteil

3.80

1.33

84.0

9.96

0.38

0.48

Bonane

4.01

6.57

--

--

--

--

M. Saillard

5.94

2.33

--

--

--

--

COMPOSICION del JUGO EXTRAIDO DE TRES PARTES DE LA CAÑA

Materia

Brix

Sacarosa

Glucosa

Pureza

Tallos

20.90

18.69

0.81

89.42

Cogollo

10.42

1.80

4.00

17.27

Tallos subterraneos

17.85

13.61

1.04

86.25

RENDIMIENTO OBTENIBLE EN AZUCAR

Azucar 960 POL=(Sacarosa-2/3 Solidos No-Sacarosa) / 0.96

COMPOSICIÓN CAÑA ANTES DE CORTAR (EN PIE) en % Muestras

Cogollo

Hojas y paja

Materias Extrañas

Caña limpia

Promedio A

8.14

19.57

27.71

72.29

Promedio B

8.76

19.90

28.66

71.34

Promedio General

8.44

19.74

28.18

71.82

PROPORCIÓN Y COMPOSICIÓN DE LAS MATERIAS EXTRAÑAS.

Componente

Peso ( Kg.)

Proporción (%)

M.E.

Caña

45

90

-

Cogollo

3

6

60

Paja

1

2

20

Hierba

0.5

1

10

Tierra

0.5

1

10

Total

50

100

100

CARACTERISTICAS DE LOS RESIDUOS DE LA COSECHA. Parametros

Cogollo

Hojas Hojas verdes secas

Promedio

Carbono Hidrogeno Humedad VC Superior (kcal/kg) Cenizas(%)

42.11 6.25 76.79

43.41 6.38 66.21

41.76 6.26 8.85

42.20 6.29 46.11

4319 -

4401 -

4339 -

4340 6-10

DENSIDAD DE LOS RAC PARA DIFERENTES ESTADOS DE PREPERACION. ESTADOS

DENSIDAD (kg\m3)

HUMEDAD PACAS (%) TIPO PESO (kg)

Sin picar(8,10) Sin picar(2,10) Picados ( 8 ) Picados ( 9 ) Repicados( 14 ) Pacas ( 9 ) Pacas ( 11 ) Pacas ( 12 ) Pacas ( 12 ) Pacas ( 13 ) Pacas ( 14 ) Pacas ( 14 ) Briqueta ( 14 ) Briqueta MD(15) Briqueta AD(15)

25-30 40 80 97 120 177 215 100 147 465 170 225 630 400 1200

40 55 40 -30 -----30 30 10 25 25

R R R C R C R C C C

20 25 13 392 16 7.1/ML 5.3/ML

R-rectangular ML-metrolineal MD-mediana densidad AD-alta densidad C-cilindrica

DISMINUCIÓN HUMEDAD (%) POR SECADO SOLAR Sistema

Tiempo(dias) 1

2

3

4

Centro acopio

36

30

24

20

Centro limpieza

68

56

46

42

PROPORCIÓN DE LOS COMPUESTOS DE LOS RESIDUOS DE LA CAÑA EN EL CAÑAVERAL. Componentes

% en peso

Cogollo y hojas verdes

8.44

Vainas y hojas secas

19.74

Tallos limpios

71.82

CARACTERÍSTICAS DE LOS RAC: DATOS FÍSICOS

Parámetros

Densidad a granel (kg/ m3) a 40-55% humedad Densidad picado (kg/ m3) a 40% humedad Densidad empacada (kg/ m3) a 30% humedad

Valores

25-40 80 170-225

Briqueta mediana densidad (kg/m3) a 25% humedad

400

Briqueta alta densidad (kg/ m3) a 25% humedad

1200

TAMAÑO DE PARTICULAS DE RESIDUOS AGRICOLA DE UN SISTEMA DE CORTE MECANIZADO Y EL EFECTO DE SU PICADO. Contenido * antes cuchilla (%)

Contenido * despues cuchilla (%)

Contenido * despues molino (con presion de 70 kg/cm2) (%)

Hasta 50

7.58

10.75

65.00

50 a 100

9.87

11.50

20.00

100 a 200

29.77

53.00

15.00

Mas de 200

52.75

24.75

--

Total

100.00

100.00

Tamaño (mm)

Consiste en el promedio de determinaciones realizadas durante cinco años de un sistema de corte mecanizado con una humedad de los RAC de 30%. Se observa como se logran valores similares a la granulometria del bagazo.Se puede observar como se logra disminuir el tamaño de particulas a valores aceptables mediante el picado y molida de estos residuos. Es de señalar que los valores granulometricos del bagazo esta entre los 20 a 60 mm.

El sistema de cosecha existente en Cuba indica el procesamiento de mas del 85% de la caña cortada a traves de centros de limpieza –existen unos 900 en operación- en estos se obtienen diariamente entre 40 y 60 toneladas de RAC, en Brasil se realizan experiencias con estos sistemas de limpieza en seco. En Cuba existen varias instalaciones en operación para recolectar, preparar y trasladar los RAC hasta las fabrica de azúcar para su empleo como combustible en las calderas con el objetivo de disminuir el consumo de combustible fósil -fuel oil- en la producción de azúcar refino, procesandose anualmente unos 100 000 - 150 000 toneladas.

Los centros de limpieza procesan alrededor de 680 ton caña por dia y producen de 35-40 ton RAC/dia.

CANTIDAD DE RAC ENTRANDO A LA FABRICA SEGUN EL SISTEMA DE COSECHA. Fuente

CA y CL

Tipo caña

Materias Extrañas (Proporcion a la caña procesada)

Verde Quemada

6.3 4.4

Verde Quemada

12.9 8.4

Tipo de corte Combinada

Manual

Verde Quemada

Total de Materias Extrañas:

2.5 2.4 6.55

Este combustible se puede utilizar para generar vapor y así como emplearlo en la producción de otros derivados de la caña, eliminando o disminuyendo el insumo de combustible fósil. También se puede utilizar para la generación de energía eléctrica. Otra forma de utilizar estos residuos puede estar relacionada con la producción de briquetas de mediana densidad -400-600 Kg/m3- para su uso en la cocción de alimentos, sustituyendo la leña, el carbón y el gas oil.

Como se ha señalado anteriormente existen alternativas para el procesamiento industrial de estos residuos, tal como se efectúa actualmente a partir de su recolección en los centros de limpieza en seco o también puede ser una alternativa su procesamiento junto con la caña sin separación previa es decir como CAÑA INTEGRAL. El procesamiento industrial de la caña integral –hojas verdes, hojas secas y cogollo- propicia la disponibilidad de una mayor cantidad de biomasa para su uso como combustible; este combustible renovable, no contaminante del medio ambiente puede sustituir combustible fósil en otras producciones, significando un aumento del valor agregado a la producción del azúcar con un valor económico determinado.

Sin embargo también existen diferentes afectaciones al proceso tecnológico como es el aumento del periodo de operación de la fabrica por procesarse un material fibroso adicional a la caña procesada, con escaso contenido de sacarosa, un mayor contenido de no- azucares, un aumento en las perdidas de sacarosa en el bagazo y un aumento en las perdidas en las mieles finales por efecto de una mayor incorporación de no azucares al jugo extraído a la caña – con aumento progresivo en correspondencia a la cantidad de cogollo que se reciba en la fabrica-. Estas afectaciones presentan un valor económico determinado, su comparación con las ventajas de la disposición de un combustible adicional indica resultados favorables tomando en consideracion los precios del combustble fosil y del azucar

MOLIDA INTEGRAL

Se necesita realizar experiencias directas para precisar sus ventajas.

QUEMA DE LA CAÑA

ALGUNOS PAÍSES HAN PRACTICADO SISTEMÁTICAMENTE POR DIVERSAS RAZONES LA QUEMA DE LA CAÑA ANTES DE LA COSECHA, DONDE SE PERDÍA CASI TOTALMENTE ESTE RECURSO, Y OTRAS RAZONES ESTÁN HACIENDO RECONSIDERAR ESTAS POLÍTICAS HACIA LA NO QUEMA, Y SURGE LA NECESIDAD DE ESTUDIAR ESTA NUEVA SITUACIÓN.

LA QUEMA DE LA CAÑA ELIMINA EL 48% DEL RAC Y PRESENTA UNA SERIE DE DESVENTAJAS

- Producción de CO2 y envío a la atmósfera sin algún uso útil de la combustión - Mayor necesidad de herbicidas - Perdidas de nutrientes del suelo, afectaciones a los microorganismos - Disminución de la concentración de nitrógeno - Menor porosidad y dificultades de infiltración del agua - Eliminación de los depredadores naturales de plagas

EFECTO DE LA QUEMA DE LA CAÑA SOBRE EL CONTENIDO DE MATERIAS EXTRAÑAS PARA UN SISTEMA DE CORTE MANUAL Y MECANIZADO. Sistema corte

Tipo caña

H.S. Cogollo ME Disminucion (%) (%) (%) del RAC

Caña

campo

6

14

20

--

Caña

quemada 2

12

14

30.0

Manual verde 1.0 quemada 0.9

5.9 3.4

6.9 4.3

65.5 78.5

Mecanizado quemada

10.0

10.5

47.5

0.5

DISMINUCIÓN DEL CONTENIDO DE MATERIAS EXTRAÑAS POR EFECTO DE SU QUEMA. Tipo de caña

Proporción de materias extrañas en función del tipo de cosecha (%)

Corte manual Directo Combinada Centro limpieza Verde

2.5

12.9

6.3

Quemada 2.4

8.4

4.4

CAÑA Y RESIDUOS EN EL CAMPO DESPUÉS DE COSECHADA PARA CAÑA VERDE Y QUEMEDA Componente

COSECHA EN VERDE Material Humedo (t/ha)

Humedad (%)

COSECHA EN QUEMADA Material Humedo (t/ha)

Humedad (%)

CAÑA

8.76

80

2.13

77

Trozos

1.62

--

0.78

--

Larga cortada

1.99

--

0.22

--

Larga sin cortar

0.21

--

0.10

--

Tocones

2.75

--

0.31

--

Adherida al cogollo

2.19

--

0.72

--

RESIDUOS

29.21

63

8.56

65

Cogollos

11.18

77

5.25

77

Hojas

16.45

53

2.66

38

Otros

1.58

77

0.65

77

Caña +Residuos

37.97

67

10.89

66

PERDIDAS DE BIOMASA POR EFECTO DE LA QUEMA DE LA CAÑA Material

Cantidad antes quema (ton)

Cantidad despues quema (ton

Caña neta molible

81.49

79.45

Hoja verde adherida

4.45

2.24

Hoja verde caida

4.45

0.0

Hoja verde

16.66

8.33

Cogollo

13.47

9.72

Total

120.47

99.74

Se observa una perdida de biomasa -de una cantidad inicial 39.03 ton de RAC a una cantidad después de la quema de 20.29- de 18.74 toneladas que equivalen a unas 3.4 ton de fuel oil: Se pierde el 48 % del RAC disponible. Se pierde el 56 % de la paja disponible

COMPOSICIÓN RAC OBTENIDOS PARA SISTEMAS COSECHA Sistemas

Hojas secas

Hojas verdes

Cogollos

Caña

Total

Corte Manual Material original

9.4

2.8

3.2

84.6

100

RAC

64.2

13.3

7.5

15.0

100

Caña obtenida

1.9

1.4

2.6

94.1

100

Corte Mecanizado Material original

5.2

2.6

6.0

86.2

100

RAC

50.0

21.8

14.1

14.1

100

Caña obtenida

2.1

1.3

5.4

91.2

100

MATERIAS EXTRAÑAS PARA DIFERENTES SISTEMAS DE COSECHA Material

Corte y alza manual

Centro Acopio

Corte y Alza Mecanica

Combinadas

Cogollos

1.27

2.58

1.38

7.58

Renuevos

0.26

(a)

0.36

0.29

Cañas secas

0.15

0.13

0.24

0.15

Paja y hojas

1.25

2.68

1.73

4.44

Tierra, piedra, etc

0.09

0.23

0.37

0.24

Total impurezas

3.02

5.62

4.08

12.70

Se acumularon junto con el cogollo

SE PUEDE ANALIZAR COMO EN ESTA FASE DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN SE PUEDE ORIGINAR UN IMPACTO ECOLÓGICO SINO ES UTILIZADO CONVENIENTEMENTE EL SISTEMA DE COSECHA Y SUS RESIDUOS.

TECNOLOGÍAS AGRÍCOLAS PARA UNA AGRICULTURA SOSTENIBLE. TECNOLOGÍAS Siembra en contorno ........... Cobertura de paja .................

OBJETIVOS ECOLÓGICOS Disminuir erosión de suelos. Preservar humedad y disminución en la formación de malas hierbas.

Rotación de cultivos .............

Protección de los suelos incorporando nutrientes.

Aplicación de fertirriego ........

Sustituye parte de la fertilización química y se emplea como vía para disponer de los residuales líquidos industriales.

Uso de compost ..................

Agrega materia orgánica a los suelos.

Aplicación de cachaza ........

Agrega materia orgánica, minerales y sales a los suelos.

Uso de las cenizas de la.. .

Aplicación de minerales y sales a los suelos.

combustión del bagazo Desarrollo, aplicación biofertilizantes: Azotobacter, Azorpirilum...... Uso de la mosca lipsófaga....

Sustitución parcial de fertilizantes químicos. Combate plagas por vía biológica

Riego por gravedad ..............

Disminuye el empleo del combustible fósil.

Desarrollo variedades de.. ...

Combate plagas y enfermedades por vías

Caña

biológicas

Uso de los residuos agrícolas cañeros Forma

Uso

Incidencia ambiente

sobre

el

medio

Picado

Generación de vapor - Proceso tecnológico - Producción de electricidad

Sustituye al fuel-oil

Densificado

Cocción de alimentos

Sustituye leña, carbón, gas oil y keroseno

Picado o Natural

Alimento animal

Sustituye parte de otros alimentos energéticos

Compost

Natural

Cobertura del suelo

Mejorador de suelo

Sustituye herbicidas parcialmente y mantiene la humedad del suelo.

En el momento actual estos residuos, en la mayoria de las fabricas de azucar no se usan, se quedan en el campo, donde en algunos casos se queman para evitar afectaciones a labores agricolas.

VINCULAR EL USO DE LOS RESIDUOS AGRÍCOLAS CAÑEROS CON LA INDUSTRIA AZUCARERA Unido al potencial de bagazo que genera esta industria, los RAC pueden convertirse en portador energético para producir electricidad, tanto para la agroindustria como para venderse a la red externa, complementando o sustituyendo generación eléctrica a partir de combustibles fósiles. Esta unión estratégica debe favorecer la eficiencia del proceso agroindustrial azucarero y tiene un peso significativo en cuanto al cumplimiento de las medidas de protección del medio ambiente.

ESTRATEGIA ENERGETICA

1.- USO MÁXIMO DE LA BIOMASA DISPONIBLE ELLO IMPLICA HACER UN USO INTENSIVO DE TODA LA BIOMASA CAÑERA (RAC Y BAGAZO) 2.- GENERACION EFICIENTE DEL VAPOR 3.- AHORRO DE VAPOR EN EL PROCESO

LA INTEGRACIÓN DE ESTOS TRES ASPECTOS CONDUCE A LA POSIBILIDAD DE DISPONER DE CANTIDADES APRECIABLES DE BIOMASA CAÑERA PARA LOGRAR UNA MÁXIMA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA PARA SATISFACER LOS CONSUMOS Y EXPORTAR A LA RED PÚBLICA Y/O ENTREGAR SOBRANTES DE BIOMASA PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE O COMO MATERIA PRIMA EN OTRAS INDUSTRIAS, Y REDUCIR LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN DEL AZÚCAR.

LOS RAC

POR LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS RAC, ESTOS TIENEN UN GRAN PARECIDO CON EL BAGAZO QUE SALE DE LOS MOLINOS, Y DEBIDAMENTE TRATADOS, PUEDEN COMBINARSE CON ESTE ÚLTIMO O UTILIZARSE SOLO, PARA GENERAR ENERGÍA TÉRMICA, O COMO MATERIA PRIMA PARA OTRAS PRODUCCIONES DE DERIVADOS.

ALTERNATIVAS PARA USAR LOS RAC COMO COMBUSTIBLE EN LOS INGENIOS

COLOMBIA

Se obtienen de 50-100 t RAC/ha en el campo después cosecha lo que significan unos 8-16 ton Fuel Oil equivalnete por ha.

COLOMBIA PICADO RESIDUOS EN EL CAMPO

Capacidad maquina: 50 t/h Tamaño residuo picado: 2.54 cm promedio Densidad en carreta de 24 m3: 200 kg/m3 a 53 % humedad

THAILANDIA Se han realizado estudios a partir de confeccionar pacas cilindricas y rectangulares en el campo.

BRASIL Se ha realizado un estudio amplio en un proyecto del GEF-PNUD, enfocando aspectos de:

Su caracterizacion Su recoleccion Su densificacion Estudios de su combustiongasificacion-ciclo combinado

EFECTO COBERTURA RESIDUOS

En seco: No se presentan dificultades en la germinación, reduce la población de malezas.

En condiciones húmedas: Impedimento físico de los residuos y efectos fitotóxicos de las sustancias liberadas por los residuos, puede mantener excesiva humedad después de las lluvias y afectar el rebrote de las plantas, reduce la población de malezas.

Solución aplicada: se han picado los residuos con una cosechadora de forraje y dejados en el campo los que caen por gravedad al fondo del surco. SE DEJAN DE APROVECHAR ENERGETICAMENTE.

BRASIL Estudios realizados en Brasil con el objetivo de precisar la cantidad recomendable de residuos a dejar en el campo indica que valores superiores al 66 % ofrece eficiencias en el control de las malas hierbas del orden del 90%.

FACTIBILDAD DE SU USO EN LAS FABRICAS DE AZUCAR ALTO GRADO DE HETEROGENEIDAD FÍSICA Y QUÍMICA QUE LOS HACEN UN PRODUCTO NO FÁCIL DE MANIPULAR, DISEMINADO A LO LARGO Y ANCHO DEL CAMPO BAJA DENSIDAD AL BULTO ALTA CONCENTRACIÓN DE NO AZÚCARES EN EL JUGO DE COGOLLO.

FACTIBILDAD DE SU USO EN LAS FABRICAS DE AZUCAR A PARTIR DE SU SEPARACION EN CENTROS DE LIMPIEZA EN SECO La preparación, transportación, manipulación y almacenamiento en la fábrica de este combustible para su uso en la generación de vapor puede ser realizado según diferentes instalaciones; en este trabajo se analizan tres variantes operacionales

La PRIMERA VARIANTE analizada consta de una etapa inicial que consiste en la transportación a granel de los residuos a la fábrica y una etapa final en la fábrica en que se efectúa la preparación para su uso como combustible directo

La SEGUNDA VARIANTE analizada consiste en la Preparación de los residuos en el propio Centro de Limpieza mediante un sistema de picado del tipo J-J cuyo consumo de potencia es de unos 5.5 kw-hr/ton de residuo y un ventilador para transportar los residuos de 50 kw; el sistema se proyectó para una capacidad de procesamiento de unos 4-6 ton/hr . Los residuos una vez preparados se envían a la fábrica para su recepción y transportación a la casa de bagazo.

La TERCERA VARIANTE evaluada consiste en el empaque de los residuos por medio de una empacadora PSU-1.6 , que permite con-formar pacas rectangulares de 35+55+60cm, de 25kg de peso y una densidad de 215 kg/m3

POTENCIA INSTALADA EN DOS SISTEMAS DE PREPARACION CORRESPONDIENTE A INSTALACIONES UBICADAS EN LAS FABRICAS DE AZUCAR. (en KW) SISTEMA Etapa

I

II

Basculacion

22

22

Conductor # 1

15

15

Nivelador

15

15

Conductor # 2

15

15

Juego cuchilla # 1

75

75

Juego cuchilla # 2

65

-

Molino de 3 mazas

-

110

Conductor # 3 Total

9

15

216

267

Comparación de las disminuciones de las capacidades energéticas para los diferentes alternativas de los sistemas de PREPARACIÓN EN LAS FÁBRICAS DE AZÚCAR con presiones de generación de 10 kg/cm2. Alternativas de transporte

Tractor

Sistema de preparación en fábrica

I II

Disminución kcal(103)

Disponible %

Efecto etapas(%) Transporte Preparación

681.3 769.0

78.4 75.7

45.5 40.3

54.5 59.7

Camión sin remolque

I II

741.1 828.8

78.1 73.8

49.8 44.5

50.2 55.5

Camión con remolque

I II

546.1 633.8

82.7 80.0

32.0 27.6

68.0 72.4

Ferrocarril con fuel-oil

I II

914.0 1001.2

71.0 68.3

59.3 54.2

40.7 45.8

Ferrocarril con gas-oil

I II

415.5 503.2

86.8 84.1

10.6 8.7

89.4 91.3

Comparación de las disminucion de las capacidades energéticas para los diferentes alternativas de los SISTEMAS DE PREPARACIÓN EN LOS CENTROS DE LIMPIEZA con presiones de generación de 10 kg/cm2. Alternativas de transporte Tractor

Camión sin remolque Camión con remolque Ferrocarril empleando fuel-oil Ferrocaril empleando gas-oil

Disminución kcal

Disponible %

Efecto de las etapas (%) Preparación Transporte Almacenamiento

615

80.6

60

25

15

644

79.6

58

28

14

546

82.7

68

16

16

746

76.4

50

38

12

483

84.7

77

5

18

POTENCIA INSTALADA EN LOS TRES SISTEMAS DE PREPARACIÓN UBICADO EN LA FÁBRICA DE AZÚCAR. Etapas

Potencia instalada (kw) Sistema A

B

C

Rompimiento de pacas

30

30

60

Juego de cuchillas

30

140

65

Molino de 3 mazas

-

-

Conductores

15

30

30

Total

75

200

265

110

Comparación de las disminuciones de las capacidades energéticas para las diferentes alternativas del sistema de EMPAQUE EN LOS CENTROS DE LIMPIEZA para presiones de generación de 10 kg/cm2.

Alternativas de transporte

.Tractor .Camión SR .Camión CR .Ferrocarril F.O .Ferrocarril G.O

Tipo de tratamiento en fabrica

Disminución kcal

A

244.4 254.8 240.2 297.1 218.2

92.2 91.9 92.4 90.6 92.8

30 30 32 25 33

9 12 8 25 3

61 58 60 50 64

442.2 452.6 438.0

86.0 85.7 86.1

17 17 17

5 7 5

78 76 78

494.9

84.3

15

15

70

428.0

86.5

18

2

80

554.0 564.4 549.8

82.5 82.1 82.0

14 13 13

4 6 3

82 81 84

606.7 537.8

80.8 82.9

12 14

12 1

76 .Ferrocarril 85

.Tractor .Camión SR .Camión CR .Ferrocarril F.O .Ferrocarril G.O

B

.Tractor .Camión SR .Camión CR .Ferrocarril F.O G.O

C

Disponible %

Efecto de las etapas (%) Empaque Transporte Preparacion

Energía neta máxima y mínima disponible para las diferentes alternativas analizadas de procesamiento y transporte de los RAC. Alternativa más favorable

Energía neta disponible

1A) Transporte en vagones ferrocarril movido por gas-oil y preparación en fábrica de azúcar según sistema I. 2A) Preparación en centro de limpieza y transporte en vagones de ferrocarril movido por gas-oil. 3A) Confección de pacas en centro de limpieza trasnporte en vagones de ferrocarril movido por gas-oil y preparación en fábrica según sistema A

86.8

84.7

92.8

Alternativas más desfavorable. 1B) Transporte en vagones de ferrocarril movido por fuel-oil y preparación en fábrica de azúcar según sistema II 2B) Preparación en centro de limpieza y transporte en vagones de ferrocarril movido por fuel-oil 3B) Confección de pacas en centros de limpieza, transporte por vagones de ferrocarril movido por fuel-oil y preparación en fábrica según sistema C

68.3

78.4

80.8

EFECTO DEL GRADO DE DENSIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS SOBRE EL CONSUMO DE ENERGÍA EN LA TRANSPORTACIÓN. Medio de Transporte

Consumo de energía (kcal)(103) Densidades de residuos (25kg/m3) (40kg/m3) (215kg/m3)

Tractor

310

155

22

Camión sin arrastre

370

184

33

Camión con arrastre

175

86

18

Ferrocarril (fuel-oil)

542

286

75

Ferrocarril (gas-oil)

44

23

6

ALTERNATIVAS USO RAC •

Incrementar la generacion y cogeneración de energia electrica para entregar a la Sistema Electroenergetico Sustituir combustible fósil en producciones anexas (azucar refino, alcohol, levadura, etc)

•

Entregar biomasa para ser usada en otras producciones (papel, tableros, compost, etc)

VALORACIÓN DE SU USO COMO ENERGÉTICO • Mejorar la economía de quien lo produce. • Mejorar la economía de quien lo usa. • Mejorar el entorno social vinculado a la agroindustria azucarera, por la generación de empleo y valor en su entorno. • Disminuir la dependencia de los cambios en el mercado energético, mejorando la balanza de pagos del país, cuando el combustible fósil es importado. • Contribuir al saneamiento ambiental por usar un combustible renovable, incidiendo sobre la reduccion de las emisiones de gases de efecto invernadero.

FIN DE LA PRESENTACION

MUCHAS GRACIAS