Investigadores de la Universidad del Valle (Univalle) realizaron junto con PVSA SAS y Cenicaña el diseño, construcción, montaje y puesta en marcha de un nuevo prototipo de combustor. El protipo aportará a la evaluación de la combustión de residuos de corte de caña y se encuentra localizado en el Laboratorio de Caldera de la Escuela de Ingeniería Mecánica.
En la región del Valle del Cauca hay sembradas alrededor de 241.205 hectáreas de caña de azúcar. Según estadísticas de la Asociación de Cultivadores de Caña de Azúcar de Colombia (Asocaña), estas generan alrededor de 2 miliones de toneladas anuales de residuos agrícolas de la cosecha (RAC).
El profesor Juan Manuel Barraza Burgos, Director de la Escuela de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería de Univalle y Director del Grupo de Investigación en Ciencia y Tecnología del Carbón, explicó que dentro de un macroproyecto denominado “Colombia Científica” de Minciencias, investigadores de Univalle han desarrollado un combustor que convierte en calor los residuos agrícolas. El combustor tiene una potencia nominal de 55 Kw (suficiente para más de 3.500 bombillas LED) y puede consumir aproximadamente 25 kg/h de RAC.
“En esta región, el RAC producido por la industria tiene un inmenso potencial de energía térmica”, dijo el profesor Barraza, quien añadió que el Valle del Cauca es muy dependiente en términos de energía, al importar derivados del petróleo, carbón y gas natural.
Foto: Estudiantes observan el prototipo de combustor en la sede Meléndez de la Universidad del Valle Crédito: Alexander Bejarano
La Investigación
El profesor Barraza explicó que la industria de caña de azúcar (que tiene una gran importancia económica para Valle del Cauca), tradicionalmente utiliza el bagazo, el cual es un residuo de la industria cañera que se obtiene después de la extracción del licor de la caña.
“Hoy en día, los ingenios de la región están buscando una estrategia para reducir desechos y generar productos de valor agregado; por ejemplo, utilizar el RAC para generar energía térmica e intercambiar el bagazo a la industria papelera”, dijo el profesor Barraza.
En respuesta a un convocatoría del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Colombia (Minciencias) enfocado en soluciones energéticas, el profesor Barraza y sus colaboradores comenzaron a diseñar y simular un combustor a nivel de planta piloto con las características de los combustores existentes en los ingenios azucareros.
“El RAC presenta baja densidad y un paso previo a usarlo en la combustión fue convertirlo a pellets, de mayor densidad”, informó el profesor Barraza.
Hoy en día, los investigadores realizaron pruebas experimentales, donde los pellets de RAC se alimentan al combustor, produciendo calor que puede utilizarse para generar vapor.
Juan Carlos Guerrero Ordoñez, un estudiante de cuarto semestre del programa de Doctorado en Mecánica Aplicada y un colaborador del proyecto, explicó que los investigadores dedicaron un gran cantidad de recursos en la fase de diseño, con la meta de producir un combustor que fuese “lo más parecido a los existentes en los ingenios azucareros” y buscar aumentar la eficiencia térmica.
”Hicimos simulaciones usando un software de diseño para identificar los lugares dentro del combustor que generan más calor”, Guerrero agregó que, los investigadores diseñaron un ciclón para capturar la mayoría de las partículas sólidas generadas durante la combustión del RAC.
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Crédito: Escuela de Ingeniería Química de Univalle
Una Gran Colaboración
Luis Alfonso Diaz Villabona, el Gerente de Empresa: Parrillas Viajeras Suministros y Asesorías SAS (PVSA SAS) e ingeniero metalúrgico, explicó que la compañía construyó el prototipo según las especificaciones de los investigadores de Univalle y Cenicaña.
“Los beneficios del combustor son que permite evaluar la combustión a nivel de laboratorio de los diferentes RAC y biomasas de los ingenios, papeleras, aceiteras y demás industrias agroindustriales del Valle del Cauca y Colombia”, dijo Diaz.
Según Diaz, PVSA SAS, el trabajo conjunto con el profesor Barraza en otro proyecto con Minciencias, surgió la necesidad de realizar un equipo de laboratorio para pruebas de combustión. Había la posibilidad de importar un equipo muy elemental y se planteó realizar un equipo tipo planta piloto similar a los equipos industriales de la región del Valle del Cauca.
“También el combustor permite que las industrias realicen ensayos o caracterizaciones de los diferentes RAC, con el fin de optimizar al máximo las emisiones y el menor impacto ambiental; tanto en el sector privado como el sector académico se ven beneficiados”, manifestó Diaz y agregó que PVSA SAS se ha beneficiado de la experiencia y el conocimiento académico y práctico del personal de gran especialización de la Universidad del Valle.
El diseño, la construcción y puesta en funcionamiento del combustor se planteó en el proyecto Séneca de la Universidad de Antioquia, liderado en la Universidad del Valle por la profesora Carmen Rosa Forero, junto con los profesores de las Escuelas de la Facultad de Ingenería como: Recursos Naturales y del Ambiente, Química y Mecánica.
Si le interesa contactar al investigador o conocer más sobre el proyecto, escriba a la Oficina de Comunicaciones Facultad de Ingeniería: comunicaingenieria(arroba)correounivalle.edu.co
Foto de la portada: El prototipo de combustor ubicado en la sede Meléndez de la Universidad del Valle Crédito: Alexander Bejarano
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