INVESTIGACIONES EN BIOMASA INVESTIGACIONES EN BIOMASA RESIDUAL EN A UNALM RESIDUAL EN A UNALM LER LER–FIA UNALM FIA UNALM UNIVERSIDAD NACIONAL UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA AGRARIA LA MOLINA LA MOLINA – LIMA PERU LIMA PERU RESIDUAL EN A UNALM RESIDUAL EN A UNALM José L. Calle M., José L. Calle M., Ph.D. Ph.D. Profesor Principal Profesor Principal Jefe Laboratorio Energías Renovables Jefe Laboratorio Energías Renovables Facultad de Ingeniería Agrícola Facultad de Ingeniería Agrícola [email protected][email protected][email protected][email protected]
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INVESTIGACIONES EN BIOMASA RESIDUAL EN A UNALM · del fruto o semilla (%) ... Coco Cocos nucifera Endocarpio 610 - 732 66 ... Olla de Mono Lecytis pisonis Almendra
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INVESTIGACIONES EN BIOMASA INVESTIGACIONES EN BIOMASA
RESIDUAL EN A UNALMRESIDUAL EN A UNALM
LERLER––FIA UNALMFIA UNALM
UNIVERSIDAD NACIONAL UNIVERSIDAD NACIONAL
AGRARIAAGRARIA
LA MOLINA LA MOLINA –– LIMA PERULIMA PERU
RESIDUAL EN A UNALMRESIDUAL EN A UNALM
José L. Calle M., José L. Calle M., Ph.D.Ph.D.Profesor PrincipalProfesor Principal
Jefe Laboratorio Energías Renovables Jefe Laboratorio Energías Renovables Facultad de Ingeniería Agrícola Facultad de Ingeniería Agrícola
Biomasa(conjunto de materiales orgánicos generados a partir de la fotosíntesis o bien evolucionados en la cadena
biológica)
Biomasa residual (residuos de
Biomasa vegetal (como
consecuencia de la fotosíntesis)
Biomasa residual (residuos de
producción, residuos de consumo o de
transformación)
Biomasa animal ( organismos que
consumen biomasa vegetal, generan
residuos)
Biomasa Fósil (Carbón, gas natural y
petróleo, producido en períodos
geológicos a través de mecanismos
bioquímicos y/o físico-químicos)
BiocombustiblesBiocombustibles
yy Combustible de origen orgánico que Combustible de origen orgánico que no se ha fosilizadono se ha fosilizado. .
yy Definición sencilla de combustible: “cuerpo Definición sencilla de combustible: “cuerpo solidosolido, , liquidoliquidoo o gaseosogaseoso capaz decapaz de arderarder”.”.
Líquidos 1era
generación
Biodiesel
Aceite vegetal carburante
Etanol anhidroEtanol anhidro
Etanol hidratado
2nda
generación
Etanol
Aceite de pirólisis
Sólidos Leña para uso doméstico
Bosta, estiércol
Carbón vegetal
Residuos agrícolas
Briquetas / Pellets
Gaseosos Biogas
Gasificación
POLITICA PERUANAPOLITICA PERUANA
yy Promover el uso optimo de los recursos energéticos en Promover el uso optimo de los recursos energéticos en especial los «especial los «recursos renovablesrecursos renovables»»
yy Planificar el reto de «Planificar el reto de «Desarrollo SostenibleDesarrollo Sostenible»»
yy Actualizar las normas Actualizar las normas de acuerdo a los cambios de acuerdo a los cambios yy Actualizar las normas Actualizar las normas de acuerdo a los cambios de acuerdo a los cambios tecnológicos promoviendo la inversión y respetando tecnológicos promoviendo la inversión y respetando nuestros ecosistemas y comunidadnuestros ecosistemas y comunidad
yy Desarrollar sistemas energéticos Desarrollar sistemas energéticos respetando el medio respetando el medio ambiente y biodiversidadambiente y biodiversidad. Perú cuenta con 83% de los . Perú cuenta con 83% de los ecosistemas del mundo.ecosistemas del mundo.
Marco legal para las Marco legal para las renovables y bioenergíarenovables y bioenergía
yy Reglamento de la Ley NReglamento de la Ley N°° 28054. Ley de promoción del mercado de 28054. Ley de promoción del mercado de biocombustibles.biocombustibles.
yy Plan Referencial de Energía al 2015, Lima 2002 MEM.Plan Referencial de Energía al 2015, Lima 2002 MEM.
yy Lineamientos de Política para el sector energía, Lima MEM 2002aLineamientos de Política para el sector energía, Lima MEM 2002a
yy Ley de electrificación rural y de localidades aisladas y de frontera. (Ley NLey de electrificación rural y de localidades aisladas y de frontera. (Ley N°° 27744 27744 ,30/05/2002) .,30/05/2002) .
yy Proyecto de Ley de Energías renovablesProyecto de Ley de Energías renovables--OSINERG.OSINERG.
yy Proyecto Especial de Tecnologías limpiasProyecto Especial de Tecnologías limpias--ConcytecConcytec
Disposición de la BiomasaDisposición de la Biomasa
trozos trozos olvidados en el bosque 7%olvidados en el bosque 7%yy Madera Aserrada 67%, del cual el 48% en Madera Aserrada 67%, del cual el 48% en
utilizado, el resto puede usarse para utilizado, el resto puede usarse para producción de Energíaproducción de Energía..
PRODUCCIONPRODUCCION m3/añom3/año
LaminasLaminas 500 000500 000
Madera TerciadaMadera Terciada 105 000105 000 producción de Energíaproducción de Energía..PROPUESTAS:PROPUESTAS:yy Producción de calor de proceso : secado de Producción de calor de proceso : secado de
la madera, calefacción.la madera, calefacción.Cogeneración Cogeneración ::yy Caldera + motor a vapor (debajo 1000 Caldera + motor a vapor (debajo 1000 KwKw.).)yy Caldera alta presión (25Caldera alta presión (25--65Bars) + turbina a 65Bars) + turbina a
partir de 1000 partir de 1000 KwKw..yy Gasógeno + motor hasta 400 Gasógeno + motor hasta 400 KwKw..yy 2 Kg. de biomasa seca para producir 1 2 Kg. de biomasa seca para producir 1 KwhKwh..yy 10 000Tn por año para una potencia 10 000Tn por año para una potencia
instalada de 1MWinstalada de 1MW..yy Energía: industria, turismo, Energía: industria, turismo, etcetc
yySe transporta más fácilmente, Se transporta más fácilmente,
yypensado para alimentación pensado para alimentación
BriquetasBriquetas
yyDe formas variables.De formas variables.
yySu cohesión se logra mediante una materia Su cohesión se logra mediante una materia aglutinante y presiónaglutinante y presiónaglutinante y presiónaglutinante y presión
Manejo de bosques en Incendios Manejo de bosques en Incendios forestales (Barcelona)forestales (Barcelona)
Aplicaciones de algunos Aplicaciones de algunos residuos solidosresiduos solidos
y 2003:
x 1er proyecto I+D, CONCYTEC
x “Producción de Biodiesel a pequeña escala”
x Mención honrosa CONAM
y 2004: Biodiésel bus
y 2005: Pasantía en Brasil – ITAYUBA - NEST
x 2do. Proyecto I+D CONCYTEC
x “Desarrollo de un sistema sostenible para la amazonia peruana”
Antecedentes del Proyecto Biodiesel
x “Desarrollo de un sistema sostenible para la amazonia peruana”
y 2006:
x Planta piloto (180l t/día) financiado por CONCYTEC
x 3er proyecto I+D de CONCYTEC
x “Producción de etanol con tecnología intermedia para producción de etilesteres”
x Panamericana2006 ProBiodiesel
y 2007x Equipamiento de laboratorio de Energías Renovables para análisis de
calidad del biodiesel, financiado por CONCYTEC
y 2009-2010x Residuos agroindustriales en combustibles de segunda generación
x Producción de micro algas en tratamiento de aguas residuales para purificación del agua y bioenergía (propuesta)
RESIDUOS: biodiesel a partir de RESIDUOS: biodiesel a partir de grasas de pollosgrasas de pollos
• En lima se consume 27 MKg de pollo/anio.
• La mayor parte sedesperdicia
• Uso de enzimashidrolizantes
• Uso de enzimashidrolizantes
• Producción de proteínas ygrasa liquida.
• Efecto colateral:• Manejo de residuos• Promueve una buena
alimentación.• Reducción de
emisiones comobiodiesel.
ReplicabilidadReplicabilidad: «Empresa : «Empresa BiocuzcoBiocuzco»»(recicla 30% aceites usados de hoteles y 38% de (recicla 30% aceites usados de hoteles y 38% de
restaurants en la ciudad del Cuzco)restaurants en la ciudad del Cuzco)
Resultados del ProyectoResultados del Proyecto(2002 (2002 –– 2011)2011)
yy Su aplicación es Su aplicación es mayormente ambiental mayormente ambiental y de y de manejo de residuos manejo de residuos líquidoslíquidos; en adición promueve ; en adición promueve buena salud buena salud y y menos emisiones.menos emisiones.
yy Genera rentabilidad Genera rentabilidad entre productores, insumo sin costo.entre productores, insumo sin costo.
yy Desde 1994: se dictaron 14 cursos cortos sobre: «Desde 1994: se dictaron 14 cursos cortos sobre: «Producción de Producción de biodiesel a pequeña escala»biodiesel a pequeña escala»biodiesel a pequeña escala»biodiesel a pequeña escala»
yy Se creo la Se creo la «Comunidad Ambiental Molinera» (CAM), «Comunidad Ambiental Molinera» (CAM), y por ende el y por ende el CLYRA CLYRA parapara capacitar difundir y fomentar el reciclado de aceites.capacitar difundir y fomentar el reciclado de aceites.
yy Existen aproximadamente Existen aproximadamente 24 empresas entre 2005 24 empresas entre 2005 --2011 2011 dedicadas dedicadas al negocio de Biodiesel a partir de los aceites comestibles usados; para al negocio de Biodiesel a partir de los aceites comestibles usados; para uso propio, en canje, y ahora ultimo no solo vehículos sino calderos.uso propio, en canje, y ahora ultimo no solo vehículos sino calderos.
OTROS RESIDUOS: biodiesel OTROS RESIDUOS: biodiesel a partir de grasas de pollosa partir de grasas de pollos
• En lima se consume 27 MKg de pollo/anio.
• La mayor parte sedesperdicia
• Uso de enzimashidrolizantes
• Uso de enzimashidrolizantes
• Producción de proteínas ygrasa liquida.
• Efecto colateral:• Manejo de residuos• Promueve una buena
alimentación.• Reducción de
emisiones comobiodiesel.
EVALUACION DE CULTIVOS EVALUACION DE CULTIVOS NATIVOS para NATIVOS para BiodiéselBiodiésel
yyOleaginosas amazónicasOleaginosas amazónicas::Nombre común Nombre científico Parte
Biodiesel como alternativa bajar Biodiesel como alternativa bajar presión contaminación de Reservas:presión contaminación de Reservas:
Pacaya Pacaya SamiriaSamiria, 4 MM ha, 4 MM ha
yy 20 poblados20 poblados
yy Región Loreto, Provincia Región Loreto, Provincia Requena, Distrito Jenaro Requena, Distrito Jenaro HerreraHerrera..
yy Diseño de sistemas Diseño de sistemas sostenibles a pequeña sostenibles a pequeña escalaescala
yy Estudios de zonificación Estudios de zonificación agro agro -- ecológicaecológica
yy Evaluación de especies Evaluación de especies oleaginosas no comestiblesoleaginosas no comestibles
Comparativo de la Potencia vs. RPM Comparativo de la Potencia vs. RPM Comparativo de la Potencia vs. RPM Comparativo de la Potencia vs. RPM Comparativo de la Potencia vs. RPM Comparativo de la Potencia vs. RPM Comparativo de la Potencia vs. RPM Comparativo de la Potencia vs. RPM del Motor Usando Petróleo Diesel, del Motor Usando Petróleo Diesel, del Motor Usando Petróleo Diesel, del Motor Usando Petróleo Diesel, del Motor Usando Petróleo Diesel, del Motor Usando Petróleo Diesel, del Motor Usando Petróleo Diesel, del Motor Usando Petróleo Diesel, Biodiesel y Diferentes CombinacionesBiodiesel y Diferentes CombinacionesBiodiesel y Diferentes CombinacionesBiodiesel y Diferentes CombinacionesBiodiesel y Diferentes CombinacionesBiodiesel y Diferentes CombinacionesBiodiesel y Diferentes CombinacionesBiodiesel y Diferentes Combinaciones
Prueba en motores con Biodiesel:Prueba en motores con Biodiesel:Potencia , torque, consumo y Potencia , torque, consumo y
opacidadopacidad
Consumo de Combustible (L/hr)
13,000
16,000
19,000
22,000
Con
sum
o L/
hr
1600
2600
Comparativo de consumo de Comparativo de consumo de Comparativo de consumo de Comparativo de consumo de Comparativo de consumo de Comparativo de consumo de Comparativo de consumo de Comparativo de consumo de BiodiéselBiodiéselBiodiéselBiodiéselBiodiéselBiodiéselBiodiéselBiodiésel de palma con Diesel 2de palma con Diesel 2de palma con Diesel 2de palma con Diesel 2de palma con Diesel 2de palma con Diesel 2de palma con Diesel 2de palma con Diesel 2
Fuente: Augusto Zingg, UNALM 2004Fuente: Augusto Zingg, UNALM 2004Fuente: Augusto Zingg, UNALM 2004Fuente: Augusto Zingg, UNALM 2004
10,000
13,000
D2 B2 B5 B10 B20 B30 B50 B100
Mezclas
Comparativo de Medida de la Opacidad en un Comparativo de Medida de la Opacidad en un Comparativo de Medida de la Opacidad en un Comparativo de Medida de la Opacidad en un Comparativo de Medida de la Opacidad en un Comparativo de Medida de la Opacidad en un Comparativo de Medida de la Opacidad en un Comparativo de Medida de la Opacidad en un Motor Usando Petróleo Diesel, Biodiesel y Motor Usando Petróleo Diesel, Biodiesel y Motor Usando Petróleo Diesel, Biodiesel y Motor Usando Petróleo Diesel, Biodiesel y Motor Usando Petróleo Diesel, Biodiesel y Motor Usando Petróleo Diesel, Biodiesel y Motor Usando Petróleo Diesel, Biodiesel y Motor Usando Petróleo Diesel, Biodiesel y Diferentes Combinaciones de EstosDiferentes Combinaciones de EstosDiferentes Combinaciones de EstosDiferentes Combinaciones de EstosDiferentes Combinaciones de EstosDiferentes Combinaciones de EstosDiferentes Combinaciones de EstosDiferentes Combinaciones de Estos
Prueba de emisiones a diferentes altitudes Prueba de emisiones a diferentes altitudes Prueba de emisiones a diferentes altitudes Prueba de emisiones a diferentes altitudes Prueba de emisiones a diferentes altitudes Prueba de emisiones a diferentes altitudes Prueba de emisiones a diferentes altitudes Prueba de emisiones a diferentes altitudes (hasta > 5,000 m.s.n.m.)(hasta > 5,000 m.s.n.m.)(hasta > 5,000 m.s.n.m.)(hasta > 5,000 m.s.n.m.)(hasta > 5,000 m.s.n.m.)(hasta > 5,000 m.s.n.m.)(hasta > 5,000 m.s.n.m.)(hasta > 5,000 m.s.n.m.)
Se esta evaluando biodiesel: Opacidad, Hidrocarburos (HC),Monóxido Se esta evaluando biodiesel: Opacidad, Hidrocarburos (HC),Monóxido (CO) y Dióxido de carbono (CO(CO) y Dióxido de carbono (CO22), oxigeno (O), oxigeno (O22),), óxidos de nitrógeno óxidos de nitrógeno ((NOxNOx) y consumo de combustible.) y consumo de combustible.RESULTADO: pendientes.RESULTADO: pendientes.
Proyecto difusión reciclaje “Come Proyecto difusión reciclaje “Come Limpio y Recicla Aceite“ CLYRA Limpio y Recicla Aceite“ CLYRA -- CAMCAM
yy Grupo de estudiantes de la “Comunidad Ambiental Molinera (CAM).Grupo de estudiantes de la “Comunidad Ambiental Molinera (CAM).
yy Encargados de capacitar/organizar a todos los cafetines de la UNALM en Encargados de capacitar/organizar a todos los cafetines de la UNALM en reciclar su aceite usado.reciclar su aceite usado.
yy Ejecutar proyectos pilotos en diferentes tipos de distritos/asentamientos Ejecutar proyectos pilotos en diferentes tipos de distritos/asentamientos Ejecutar proyectos pilotos en diferentes tipos de distritos/asentamientos Ejecutar proyectos pilotos en diferentes tipos de distritos/asentamientos humanos.humanos.
yy Capacitar y difundir la importancia de manejo de residuos líquidosCapacitar y difundir la importancia de manejo de residuos líquidos
yy Impactos de aceites usados que son reciclados en: cocción de alimentos, Impactos de aceites usados que son reciclados en: cocción de alimentos, producción de jabón, alimento de animales, purificados y mezclados con producción de jabón, alimento de animales, purificados y mezclados con aceite virgen así como en producción de otros alimentos.aceite virgen así como en producción de otros alimentos.
Proyecto: «Como Limpio y recicla» de la CAM.
BARREDASBARREDAS
yy Sostenibilidad: técnico, económico, social y ambientalSostenibilidad: técnico, económico, social y ambiental
yy Mecanismos financieros de difícil acceso.Mecanismos financieros de difícil acceso.
yy Tecnologías no siempre accesiblesTecnologías no siempre accesibles
yy Información escasa de recursos energéticos.Información escasa de recursos energéticos.yy Información escasa de recursos energéticos.Información escasa de recursos energéticos.
yy Limitadas capacidades locales, falta capacitación.Limitadas capacidades locales, falta capacitación.
yy Modelos demostrativos a pequeña escalaModelos demostrativos a pequeña escala
yy Modelos de gestión insostenibles, falta capacidad Modelos de gestión insostenibles, falta capacidad gestiongestion..
yy Inclusión social, genero, generación de microempresas.Inclusión social, genero, generación de microempresas.
yy Coordinación entre comunidades campesinas y gobiernos Coordinación entre comunidades campesinas y gobiernos localeslocales