Diseño de un sistema energético autosustentable mediante la biodigestión de residuos orgánicos para el abastecimiento de energía eléctrica en el mercado Modelo - Chiclayo

Abstract

Esta investigación presenta el diseño de un sistema energético autosustentable para el mercado Modelo – Chiclayo, con la finalidad de mitigar los cúmulos de residuos sólidos, la afectación de salud de la población y así mismo aprovechar los residuos orgánicos que diariamente los comerciantes del mercado generan a través de la venta de diferentes productos e insumos; de tal manera que, de la conversión anaeróbica se logre generar energía eléctrica. Se realizó un análisis de cuantitativo, para determinar la demanda máxima del mercado Modelo en validación con los meses, SED EN09 (199,26 kW) y SED EN519 (22,97 kW). En el mercado se clasifica la generación de residuos por las 3,72 TM/día, de lo cual solo en residuos orgánicos es 2,29 TM/día. Utilizando la metodología del proceso de diseño se identifican requisitos, funcionalidad y criterios para evaluar cada alternativa de solución propuesta desde el punto de vista técnico y económico “La alternativa posible es la número 01”, un biodigestor en posición vertical conectados mediante tuberías de acero a un recipiente principal para el almacenamiento del biogás. Los cálculos justificativos del biodigestor y componentes dan como volumen de 4,6 m3 que son dos de la misma capacidad, por lo que el gasómetro tendrá un volumen de 9,2 m3; con esta capacidad se selecciona un generador que funciona con combustible biogás de 375 kW/430kVA. Se realizó el diseño CAD con el detalle de los componentes y medida correspondientes. Al final, se empleó el enfoque VANTIR para llevar a cabo un análisis financiero, el cual arrojó un periodo de recuperación de la inversión de 5 años. Por tanto, se determinó que la inversión es rentable para su implementación.

This research presents the design of a self-sustainable energy system for the Modelo market - Chiclayo, with the purpose of mitigating the accumulations of solid waste, the impact on the health of the population and also taking advantage of the organic waste that the market merchants generate daily a through the sale of different products and supplies; in such a way that electrical energy is generated from the anaerobic conversion. A quantitative analysis was carried out to determine the maximum demand of the Modelo market in validation with the months, SED EN09 (199.26 kW) and SED EN519 (22.97 kW). The solid waste production in the market is classified as 3.72 MT/day, of which only organic waste is 2.29 MT/day. In the market, waste generation is classified as 3.72 Tm/day, of which only organic waste is 2.29 Tm/day. Using the design process methodology, requirements, functionality and criteria are identified to evaluate each proposed alternative solution from the technical and economic point of view "The possible alternative is number 01", a biodigester in vertical position connected by steel pipes to a main vessel for biogas storage. The calculations justifying the biodigester and components give a volume of 4.6 m3 which are two of the same capacity, so the gasometer will have a volume of 9.2 m3; with this capacity a generator running on 375 kW/430kVA biogas fuel is selected. The CAD design was made with the detail of the components and corresponding measurement. In the end, the NPV-IRV approach was used to conduct a financial analysis, which yielded a payback period of 5 years. Therefore, it was determined that the investment is profitable for its implementation.