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Estudio de Alternativas para Aprovechamiento Energético de Biomasa Residual del Proyecto “Piñón para Galápagos”
CUP: 143710000.0000.376034
INSTITUTO NACIONAL DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Y ENERGÍAS RENOVABLES
07/08/2013
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Estudio de Alternativas para Aprovechamiento Energético de Biomasa
Residual del Proyecto “Piñón para Galápagos”
CUP: 143710000.0000.376034
Contenido
1. Antecedentes 3 2. Justificación 4 3. Objetivos del Estudio 6 3.1 Objetivo General 6 3.2 Objetivos Específicos 6 4. Alcance del Proyecto 7 4.1 Línea Base 7 4.2 Oferta 8 4.3 Demanda 8 4.4 Identificación y Caracterización de la Población Objetivo 9 4.5 Aspectos Generales del Alcance 10 4.6 Aspectos Específicos del Alcance 11 5. Metodología Propuesta 13
5.1 Componente 1: Conformación de la Estructura Organizativa y Obtención de Permisos Ambientales
13
5.2 Componente 2: Análisis Físico, Químico y Térmico de la Torta Residual y Logística de Transporte
13
5.3 Componente 3: Diseño y Construcción de la Planta Piloto de Pelletización
14
5.4 Componente 4: Funcionamiento a Escala Piloto 14 5.5 Componente 5: Difusión y Divulgación 15 6. Localización 15 7. Entregables 15 7.1 Entregables Componente 1 15 7.2 Entregables Componente 2 15 7.3 Entregables Componente 3 16 7.4 Entregables Componente 4 16 7.5 Entregables Componente 5 16 8. Metodología de Trabajo y Coordinación 16 9. Presupuesto Referencial 17 9.1 Costo de las Actividades 17 10. Plazos y Cronograma Estimado 19 11. Supervisión y Coordinación 20 12. Calificaciones de los Investigadores 20 13. Experiencia del Equipo Profesional 20
2
14. Anexos 21
Índice de Tablas
Tabla 1. Costo de las Actividades 17
3
1. ANTECEDENTES
La consecución de un sistema de gestión energética sostenible requiere maximizar la
eficiencia en el uso de recursos energéticos, junto con el uso preferente de fuentes
renovables de energía.
El INER, al ser el centro de investigación público en el área de eficiencia energética y
energía renovable, fomentará el uso de energías renovables y carbono neutrales
proponiendo temas de investigación acordes a las necesidades y realidad del País.
En el año 2007, el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER) lanzó la iniciativa
“Cero Combustibles Fósiles para las Islas Galápagos”, el cual pretende cambiar la
utilización de combustibles fósiles (especialmente diésel) empleados para la generación
eléctrica en las islas, por aceite de piñón (Jatropha curcas).
Al presente, se han instalado en la Isla Floreana dos grupos electrógenos que funcionan
con aceite puro de piñón para apoyar al suministro energético que actualmente brindan
los sistemas solares fotovoltaicos instalados en la isla. Por esta misma razón, a partir de
2009 se incrementó la demanda de aceite debido a un aumento en la necesidad
energética que no puede ser cubierta por las centrales fotovoltaicas.
El aceite de piñón utilizado en este proyecto es extraído en la Provincia de Manabí y
transportado a las islas por vía marítima. En este proyecto participan agricultores
asentados en 14 cantones1 de la provincia, los cuales han visto mejorar sus ingresos
económicos por medio de la cosecha e industrialización de la semilla de esta planta.
Paralelamente a las instalaciones que se están llevando a cabo en las islas para la
generación eléctrica, el MEER en convenio con el INIAP y el IICA ha llevado adelante
importantes investigaciones en el componente agrícola y agroindustrial del cultivo de
piñón. Los principales resultados han sido el incremento de producción de fruto por
medio de podas, porcentaje del contenido de aceite en diferentes condiciones de fruto,
establecimiento de lotes demostrativos del cultivo en asociación con cultivos alimenticios,
capacitación a más de 600 productores en técnicas de cultivo, capacitaciones en
procesamiento de aceite y subproductos de la industrialización del fruto de piñón.
Estas investigaciones, han provocado que el cultivo vaya incrementándose
paulatinamente entre los años 2009 al 2012, con una tendencia al alza tanto en número
de plantas mantenidas en cercas vivas como incrementos en la producción de fruto y
1 Línea base del proyecto “Piñón para Galápagos” pp. 5
4
semilla. Tal es así que, mientras en el año 2009 se cosecharon 20 toneladas de semilla, al
año 2012 se lograron cosechar 213 toneladas aproximadamente.
Según datos recogidos en el documento “Línea Base del Proyecto Piñón para Galápagos”,
existen 2477 km lineales de cercas vivas, donde se mantienen plantas de piñón con
diferentes densidades de siembra. Bajo este sistema de producción, en el año 2012 se
cosecharon 213.000 kg de semilla (213 T.año-1 aproximadamente). Durante este año se
enviaron 32.500 litros de aceite puro de piñón para la generación eléctrica en la isla
Floreana.
Según estimaciones realizadas por el INIAP y por los técnicos del MEER, el 30% de la
producción de fruto corresponde a pulpa (mesocarpo) y 70% corresponde a semilla de
donde se extrae el aceite. Una vez retirado el aceite de la semilla, obtenemos un 70% de
biomasa de desecho conocida como torta residual, mientras que el restante 30%
corresponde al aceite.
Según estos datos se estima una producción de torta residual de piñón de 149 T.año-1
(tomando como referencia el año 2012 que fue el de mayor cosecha); por lo que se
observa que hay una elevada cantidad de masa residual que puede ser aprovechable,
además de que esta biomasa todavía contiene aceite lo que podría mejorar sus
propiedades energéticas. Si bien es difícil hacer proyecciones de incremento en la
producción debido a anomalías climáticas que pueden perjudicar el cultivo, se evidencia
una tendencia al incremento de producción de semilla de piñón con fines energéticos para
los próximos años.
El presente proyecto por tanto, plantea el diseño de una planta pelletizadora móvil para la
utilización de la torta residual de piñón para la obtención de un combustible sólido de alta
densidad energética, con aplicación en la industria ladrillera y producción de gas.
2. JUSTIFICACIÓN
Desde el punto de vista de la producción energética, el piñón es un cultivo del que se
extraen aceites que se utilizan para generación eléctrica.
El Ministerio de Electricidad y Energías Renovables del Ecuador (MEER), actualmente está
realizando varios esfuerzos en cooperación con instituciones nacionales como el INIAP y el
INER para la potencialización del cultivo y su aprovechamiento energético, siendo el punto
de partida, la iniciativa “Cero Combustibles Fósiles para Galápagos” y el correspondiente
proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación Eléctrica” (CUP:
144210000.905.4430).
5
El mencionado proyecto, abarca a 3000 agricultores en condición de vulnerabilidad del
territorio continental y a 125 agricultores de las mismas características en la región
insular. Estas personas viven en condiciones de pobreza, escasa preparación académica y
baja productividad agrícola.
Una de las conclusiones de los eventos de divulgación del proyecto mencionado fue la
necesidad de investigar en alternativas de utilización de la masa residual del piñón, con el
objetivo de maximizar la siembra del cultivo y su industrialización en beneficio de los
productores.
Si bien el cultivo no se encuentra muy extendido en el País, su utilización presenta
diversas ventajas agronómicas, económicas y sociales, entre las cuales las principales son:
la posibilidad de implementar el cultivo en zonas marginales y suelos degradados,
producción de aceites, biodiesel y otros productos energéticos y una importante
generación de empleo y oportunidades de negocio a lo largo de la cadena productiva
principalmente en el sector rural.
Para la obtención del aceite se utiliza la semilla, conformada principalmente por
tegumento y endospermo, los que después de ser comprimidos para la extracción del
aceite, resultan en una especie de masa de restos vegetales conocida como torta residual.
Durante los últimos años se evidencia un incremento en el cultivo de piñón, la obtención
de aceite y su utilización para producción energética principalmente en las Islas
Galápagos; pasando de una producción de semilla de 20 toneladas en el 2009 a casi 10
veces más en el 2012.
Tomando en cuenta estos antecedentes, el presente proyecto plantea la utilización de
torta residual de piñón, que hoy en día alcanza una cantidad de 150 toneladas anuales,
para la obtención de un combustible sólido pelletizado, dentro del contexto de una
estrategia global de producción sustentable de piñón, orientada a la máxima utilización de
esta especie, lo que permitirá una mayor penetración del cultivo en el mercado con el fin
de contribuir a la disminución de la dependencia de combustibles fósiles. Esto a su vez
ayudará a que los agricultores participantes del proyecto tengan las herramientas
tecnológicas necesarias para la industrialización del piñón y la consiguiente generación de
oportunidades de negocio y mejoramiento de sus condiciones de vida.
6
3. OBJETIVOS DEL ESTUDIO
3.1 Objetivo General:
Diseñar y poner en funcionamiento una planta piloto móvil de pelletización de torta
residual de piñón (Jatropha curcas) para la obtención de un combustible sólido de alta
densidad energética.
3.2 Objetivos Específicos:
- Analizar la logística del transporte, recolección y uso actual de la biomasa residual del
piñón.
- Analizar las características físico – químicas de la torta residual de piñón.
- Analizar las propiedades térmicas de la torta residual de piñón.
- Determinar el tamaño de partícula óptimo para la formación del pellet.
- Determinar las características físicas óptimas del pellet.
- Analizar las propiedades térmicas del pellet.
- Determinar según las características físico – químicas y el poder calorífico, la mejor
aplicación para este combustible sólido (ladrilleras o gasificación).
- Diseñar una planta pelletizadora móvil con sus componentes: sistema de
alimentación, trituración, prensión, formación.
- Realizar un análisis económico de la producción de pellets de piñón y su utilización
como combustible.
No existen plantas de procesamiento de
Aprovechamiento Energético de Biomasa Residual del Proyecto
“Piñón para Galápagos”
Falta de estudios para la utilización de la masa residual
del piñón
Baja capacidad instalada para el procesamiento de la masa
residual del piñón
Falta de herramientas tecnol{ogicas tecnológicas
necesarias para la industrialización del piñón
No existe personal con conocimiento técnico
para el aprovechamiento de la mas residual del pinón
No existen analisis de las características físico – químicas de la torta residual de
piñón
Conocimiento mínimo de las características del pellet
Falta de estudios para determinar
propiedades térmicas de la torta
residual de piñón
No existen análisis del tamaño de
partícula óptimo para la formación
del pellet
Falta de análisis de las propiedades térmicas
del pellet.
7
- Transferir la tecnología y el conocimiento generado en el proyecto hacia los usuarios
finales determinados en el proyecto.
4 ALCANCE DEL PROYECTO
El proyecto propone el diseño y construcción de una planta modular móvil, para
producción de pellets de biomasa residual de piñón, que serán utilizados como
combustible sólido. Se espera que esta planta piloto funcione en forma paralela y
complementaria a la planta de extracción de aceite de piñón que ya se encuentra
operativa dentro del proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de
Generación Eléctrica en Galápagos”.
Adicionalmente, se plantea obtener una patente de invención tecnológica a partir del
prototipo construido.
4.1 Línea Base (Proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación
Eléctrica en Galápagos”)
En el año 2010 fueron instalados en la Isla Floreana, dos grupos electrógenos adaptados
para su funcionamiento con aceite puro de piñón2, cada uno con 69 KW de potencia3.
Para el funcionamiento de estos equipos se instalaron adicionalmente tanques de
almacenamiento de aceite con diferentes capacidades.
A partir de este año, los esfuerzos del proyecto de producción de aceite de piñón para la
generación eléctrica en Galápagos, se concentraron en la generación de tecnología
agrícola para incentivar el cultivo especialmente en la Provincia de Manabí.
Actualmente el INIAP dispone de cinco líneas promisorias del cultivo, adaptadas a las
condiciones climáticas predominantes en Manabí con rendimientos de hasta 2100 Kg de
semilla seca por hectárea y un promedio de producción entre los cinco materiales de 1942
kg.ha-1.4
Dentro de la cooperación científica entre el MEER y el INIAP, se logró establecer lotes
demostrativos del cultivo, capacitar a más de 600 productores en técnicas de manejo del
cultivo, se desarrollaron técnicas para la utilización del piñón en asocio con cultivos
2 Proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación Eléctrica en Galápagos” pp. 2
3 Proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación Eléctrica en Galápagos” pp. 18
4 Proyecto “Biocombustibles Galápagos – Sustitución de Combustibles Fósiles por Biocombustibles en la
Generación Eléctrica en las Islas Galápagos. Presentación Realizada por el INIAP, en el Taller de Energía de la Biomasa. Manabí 2012.
8
alimenticios especialmente maíz, maní, fréjol y zapallo, dentro de una lógica de agricultura
familiar.
Los agricultores también recibieron capacitación en industrialización del cultivo,
obteniéndose jabón artesanal, compost y biol, briquetas, insecticidas y otros.
Como parte de los resultados que se han obtenido del componente agrícola del proyecto,
se han entregado a las comunidades participantes cerca de 214.000 plantas de los
materiales promisorios para el fortalecimiento de las cercas vivas e implementación de
otros sistemas agrícolas.
Por medio de estas capacitaciones más la siembra de nuevas estacas en las cercas vivas, se
logró incrementar la producción de casi 20 toneladas de semilla en 2009 a 213 toneladas
en 2012. El acopio de esta cantidad de semilla se logró con la participación de 900
familias propietarias de las cercas vivas donde se encuentra el cultivo.
A finales del año 2011, mediante una donación del Ministerio del Ambiente de Alemania,
se logró la adquisición de una planta extractora de aceite puro vegetal, con la intención de
que el aceite obtenido cumpla los estándares de calidad según la norma DIN V 51605. Con
todos estos avances en el proyecto, se enviaron en febrero de 2013, 32.500 litros de
aceite a la Isla Floreana5.
Durante los últimos meses, se han realizado varios talleres de capacitación y divulgación
de los resultados alcanzados, así como encuentros nacionales e internacionales de
productores de piñón. Estos eventos han sido realizados con la participación conjunta del
MEER, IICA, INIAP y la Cooperación Alemana.
4.2 Oferta
Al momento actual, no existe tecnología comercial debidamente probada y aplicada a la
utilización de residuos vegetales de piñón.
Existen datos referentes al poder energético de la torta residual que indican un valor de
16 – 17 MJ.Kg-1 6, un valor similar al promedio energético de los pellets de madera,
ampliamente utilizados en el mundo para generación de calor en diferentes tipos de
calderos.
Si bien en el mercado existen pelletizadoras comerciales, no se tiene conocimiento
científico ni datos empíricos que puedan aportar información sobre el valor energético 5 Proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación Eléctrica en Galápagos” pp. 21
6 Kratzeisen, M., Müller, J. 2009. Energy From Seed Shells of Jatropha Curcas. Landtechnik Journal.
9
real de la utilización y transformación de la torta residual de piñón para su utilización
como combustible sólido.
La utilización potencial competidora con la propuesta en el proyecto de pelletización, es la
utilización de los residuos como abono y su reincorporación en el suelo.
4.3 Demanda
El cultivo de piñón (Jatropha curcas) en el Ecuador es todavía limitado, llegando según
estimaciones del INIAP únicamente a unas 200 ha de cultivo solo (monocultivo).
Paralelamente una extensión de aproximadamente 2477 km lineales de cercas vivas
comprenden plantas de piñón y otras especies, cultivadas con diferentes densidades de
siembra y niveles de producción.
A pesar del panorama expuesto, el cultivo de piñón tiene un gran potencial para mejorar
las condiciones de vida en el campo, principalmente en zonas que presentan suelos
erosionados, empobrecidos y con bajas precipitaciones, debido a la buena capacidad de
adaptación del cultivo a estos ambientes.
Como ya se ha mencionado, el piñón es un cultivo “energético” del que se extrae aceites
no consumibles que pueden ser utilizados para la producción eléctrica, por reemplazo del
diésel en plantas termogeneradoras, por lo que su potencial de industrialización es
elevado y del cual, hasta el momento todavía no se han aprovechado en su totalidad las
características de este cultivo en el País.
Para lograr una penetración del cultivo en el agro ecuatoriano y por ende aprovechar las
características de esta planta, es necesario generar, probar y adaptar tecnologías a lo
largo de toda la cadena de producción e industrialización del piñón con el objeto de
generar un paquete tecnológico global que en principio permita la maximización del uso
del cultivo y la minimización de los desperdicios y residuos depositados en el medio
ambiente.
Actualmente el proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación
Eléctrica” es activo en 14 cantones de la Provincia de Manabí y uno en las Islas Galápagos.
No obstante, el mismo proyecto, así como el cultivo muestran un gran potencial de
expansión especialmente en la Costa ecuatoriana. El MAGAP ha determinado que existen
alrededor de 112.000 ha potenciales (aproximadamente) para el cultivo de piñón7,
7 Proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación Eléctrica en Galápagos” pp.17
10
principalmente en zonas con baja precipitación y suelos no aptos para cultivos
alimenticios.
El proyecto mencionado arrojó en el año 2012 una producción de 149 t.año-1 de torta
residual que no fue aprovechada8 y una producción de aceite de piñón de 12.805 galones
sólo en este año. La línea base del proyecto informa que sólo la Isla Floreana necesita
actualmente cerca de 10.000 galones anuales de aceite de piñón, sin embargo se espera
que esta demanda se incremente a un valor de entre 30.000 a 35.000 galones debido al
incremento del turismo y las rutas marítimas regulares que conectan a esta con las demás
islas9.
Con estos datos, se prevé que la producción de torta residual sea de 278 T.año-1, es decir,
casi el doble de la producción de torta residual actual.
Por lo expuesto, si bien, al momento existe una demanda concreta, delimitada por los
alcances del proyecto de generación eléctrica con energías renovables para Galápagos,
manejado por el MEER, existe además una demanda potencial muy elevada que necesita
ser satisfecha mediante la investigación y desarrollo tecnológico en todos los puntos del
proceso de producción e industrialización de este cultivo.
4.4 Identificación y Caracterización de la Población Objetivo
El proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación Eléctrica en
Galápagos”, abarca aproximadamente a 3000 agricultores en el territorio continental y
cerca de 125 agricultores en las Islas Galápagos. Estas personas conforman la demanda
inicial del proyecto de pelletización de torta residual.
La investigación de línea base levantada por el MEER, demuestra que esta población está
conformada por agricultores de zonas marginales de las Provincias de Manabí y
Galápagos, con características de pobreza y limitaciones económicas y productivas.
Para el presente proyecto haremos referencia a la población asentada en el territorio
continental.
Dentro de los rasgos que caracterizan a este segmento de población, está el escaso grado
de escolaridad, teniéndose un 8% de analfabetismo y un 74% de educación básica
únicamente. Sus sistemas de producción agrícolas están conformados principalmente por
8 Este dato proviene del cálculo de torta residual que se obtiene de una producción de 213 toneladas de
semilla de piñón. 9 Proyecto “Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación Eléctrica en Galápagos” pps. 29,
30.
11
cultivos de maíz y yuca, en donde el piñón es mantenido en las cercas vivas. El nivel de
productividad especialmente en el rubro maíz, que es el cultivo principal, está por debajo
de la media, y es comercializado a través de intermediarios, lo que ocasiona problemas en
los precios de venta y la consiguiente falta de ingresos económicos para los productores.
Es importante mencionar, que en el caso del piñón, cerca del 99% de los participantes del
proyecto, comercializaron el fruto de piñón directamente a los centros de acopio que
también forman parte del proyecto. Esto demuestra la baja injerencia de
comercializadores intermediarios, situación que se debe mantener en el tiempo, para que
el proyecto sea sustentable.
En términos de acceso a servicios básicos, existe un 93% de acceso a electricidad, mientras
que el acceso al agua se hace por tanqueros (31%), agua entubada (20%), pozos (12%). El
agua potable no llega hasta los pobladores involucrados en este proyecto.
Adicionalmente, cerca del 50% de la población cuenta con pozos sépticos, mientras que el
otro 50% descarga directamente en los ríos.
En cuanto a infraestructura vial, el 62% tiene acceso a vías lastradas, el 22% a vías de
tierra y el 12% acceden a vías asfaltadas.
Por lo expuesto, se evidencia la situación de vulnerabilidad de la población objetivo, y la
oportunidad de incrementar los niveles de ingreso familiar.
4.5 Aspectos Generales del Alcance
El presente es un proyecto de estudio que plantea el diseño y construcción de una planta
piloto móvil de pelletización de torta residual de piñón, la cual se encontrará ubicada en la
Provincia de Manabí, ciudad de Portoviejo, localidad en la cual se encuentra la
Universidad Técnica de Manabí, institución con la cual se tiene un convenio de
cooperación marco para la investigación, aprobado y firmado (Convenio Universidad
Técnica de Manabí - INER, el 03 de abril de 2013).
Esta planta piloto tendrá un diseño compacto y modular para que pueda ser transportada
dentro de un contenedor de camión y que pueda ser movilizada a los diferentes sitios
donde se localizan centros de acopio de piñón.
El propósito general del estudio es obtener datos científicos en condiciones reales, que
permitan diseñar posteriormente plantas funcionales a escala comercial de pelletización
de torta residual de piñón ya sean estas fijas o móviles, al mismo tiempo que, utilizar la
planta piloto como un mecanismo de transferencia de tecnología que permita difundir el
12
cultivo de piñón y su utilización industrial, minimizando los residuos y maximizando los
beneficios sociales, económicos, energéticos y productivos que aporta el mismo.
4.6 Aspectos Específicos del Alcance
La propuesta para este proyecto contiene el diseño, montaje y puesta en funcionamiento
de una planta piloto móvil de pelletización accionada por un motor eléctrico, que tenga
características modulares para el transporte dentro de un contenedor de camión.
La planta piloto debe contar con los elementos necesarios para:
- Trituración, molienda o corte (dependiendo de la resistencia mecánica)
- Secado (dependiendo del contenido de humedad de la materia prima)
- Acondicionamiento
- Pelletizado
- Tolva y mecanismos de transportación de la materia prima
- Empaque
- Sistema de transporte (contenedor)
- Sistema modular (acoples, módulos, piezas móviles)
Se espera que la planta piloto procese 200 y 300 kg.h-1 de torta residual de piñón con lo
que se espera se pueda procesar aproximadamente 300 T.año-1 10, teniendo en cuenta el
crecimiento en la producción del biocombustible a futuro.
Adicionalmente, para el presente estudio deben realizarse pruebas y análisis de
laboratorio que permitan establecer los parámetros técnicos de operación y
funcionamiento de la planta, para lo cual se realizarán los siguientes estudios:
- Análisis de las características físico – químicas de la torta residual de piñón.
- Análisis de las propiedades térmicas de la torta residual de piñón.
- Análisis del poder calorífico de la torta residual de piñón.
- Determinación del tamaño de partícula óptimo para la formación del pellet.
- Determinación de las características físicas óptimas del pellet.
- Análisis del poder calorífico del pellet.
- Determinar según las características físico – químicas y el poder calorífico, la mejor
aplicación para este combustible sólido.
10
Fuente: Cálculo de procesamiento de la planta pelletizadora asumiendo una jornada de trabajo de 8 horas diarias y entre 12 y 6 meses productivos al año.
13
Adicionalmente, se realizará un análisis económico de la producción de pellets de piñón y
su utilización como combustible sólido en comparación con tecnologías tradicionales de
obtención de energía, tomando como base la aplicación en la fabricación de ladrillo.
Paralelamente se realizará un análisis de logística, transporte y utilización actual de la
torta residual de piñón, lo que servirá de fundamento para el diseño de la planta así como
del estudio económico.
Los análisis detallados anteriormente se realizarán en el laboratorio de caracterización
energética del INER, el mismo que es financiado con el proyecto SENPLADES CUP:
143710000.0000.375073 “Implementación de un Laboratorio para Caracterización
Energética de Biomasa y Residuos Sólidos Urbanos”.
Por este motivo, la presente propuesta plantea un encadenamiento con otros proyectos
de investigación que actualmente están en fase de desarrollo, con lo cual se logra un
enfoque a largo plazo, la sustentabilidad de los proyectos de investigación presentados y
financiados por SENPLADES y la optimización de recursos destinados a la investigación.
14
5 Metodología Propuesta
El presente proyecto se estructura en cinco fases o componentes de acuerdo a la
descripción siguiente:
5.1 Componente 1. Conformación de la Estructura Organizativa y Obtención de Permisos
Ambientales
Durante el componente 1, se firmarán los convenios correspondientes con las
instituciones participantes que serán: Universidad Técnica de Manabí (UTM) y el Instituto
Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias – INIAP Estación Experimental
Portoviejo. Adicionalmente se trabajará en cooperación con los técnicos del MEER.
Durante este componente se realizarán los estudios de impacto ambiental del proyecto y
la obtención de la licencia ambiental con el Ministerio del Ambiente.
5.2 Componente 2. Análisis Físico, Químico y Térmico de la Torta Residual y Logística de
Transporte
Este componente cubrirá la recolección de muestras de torta residual provenientes de
campo y su posterior análisis.
Como se mencionó anteriormente, los análisis se realizarán en el laboratorio de
caracterización térmica de biomasa del INER, en donde se analizarán las siguientes
variables:
- Analizar la logística del transporte, recolección y uso actual de la biomasa residual
del piñón.
- Poder calórico de la materia prima.
- Análisis físico – químico (humedad, granulometría, densidad, volátiles, cenizas,
carbono fijo, poder calorífico, análisis elemental, principalmente).
- Análisis de la resistencia mecánica.
Es importante que el estudio de logística se realice paralelamente a los análisis físico –
químicos de la materia residual, dado que estos análisis pueden revelar información
valiosa para el estudio logístico (por ejemplo, el contenido de humedad, puede modificar
el peso de la masa residual, lo cual afecta al transporte o almacenamiento).
En el laboratorio de caracterización térmica de biomasa se instalará una pelletizadora
comercial, la cual servirá para realizar pruebas iniciales de pelletización con lo cual se
podrán determinar las siguientes variables:
15
- Tamaño de partícula
- Tamaño y forma del pellet
- Poder calórico del pellet
- Pruebas preliminares de pelletización
- Análisis térmico de los pellets obtenidos
5.3 Componente 3. Diseño y Construcción de la Planta Piloto de Pelletización
El componente 3 arrancará con los resultados de los análisis físico – químicos y térmicos
obtenidos en el componente 2.
Con esta información y con nuevas muestras traídas de campo se realizarán los estudios
de diseño y pre-operación de la planta en laboratorio.
Con la información recopilada se iniciará el proceso de simulación y diseño de la planta
pelletizadora, para lo cual se contará con software especializado. El proceso de
simulación a partir de los datos de los análisis físico – químicos tanto de la materia prima
como del “prototipo” de pellet permitirá realizar el diseño de la planta de pelletización.
Una vez obtenido el diseño general de la planta de pelletización, se procederá a la
construcción y montaje de la misma.
Se prevé que los análisis de laboratorio se realicen en el laboratorio de caracterización
térmica en la ciudad de Quito, mientras que la fase de diseño y construcción de la planta
se realizarán en la Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas de la Universidad
Técnica de Manabí.
5.4 Componente 4. Funcionamiento a Escala Piloto
El componente 4 corresponde a la puesta en funcionamiento y pruebas en campo de la
planta diseñada, la cual funcionará en paralelo con la planta de extracción de aceite que
se encuentra ya instalada por el MEER en la Estación Experimental Portoviejo del INIAP.
Durante este componente se realizarán las actividades de entrenamiento del personal
operario de la planta, así como su transferencia final a la entidad que se hará cargo de la
misma.
16
5.5 Componente 5. Difusión y Divulgación
El componente 5 se destinará para la realización de actividades de difusión de logros
alcanzados, eventos de divulgación y publicación de documentos científicos en revistas
nacionales e internacionales.
6 LOCALIZACIÓN
El presente proyecto se llevará a cabo en las ciudades de Quito y Portoviejo. Las
instalaciones del INER en la ciudad de Quito donde se encontrará el laboratorio de termo
valorización de biomasa y las instalaciones del INIAP – Estación Portoviejo serán
empleadas para llevar a cabo los componentes investigativos. Se prevé además que la
ubicación de la planta pelletizadora sea en las instalaciones de INIAP – Estación Portoviejo.
Como observación adicional, se espera que los resultados finales del proyecto tengan
impacto en los 14 cantones de la Provincia de Manabí involucrados en la producción de
aceite de piñón para la generación eléctrica de Galápagos. Además, se espera que el
proyecto pueda replicarse a otras regiones del Litoral ecuatoriano donde existen zonas
potenciales para el cultivo de piñón.
7 ENTREGABLES
Los productos entregables del proyecto de diseño de una planta piloto móvil para la
pelletización de torta residual de piñón se clasifican según los componentes del proyecto
como sigue a continuación:
7.1 Componente 1:
- Convenio firmado con la Universidad Técnica de Manabí.
- Convenio firmado con el INIAP – Estación Experimental Portoviejo.
- Licencia ambiental del proyecto.
7.2 Componente 2:
- Documento de resultados del análisis de logística, transporte y uso actual de la
biomasa residual de piñón.
- Documento de resultados de los análisis físico – químicos, poder calórico y
resistencia mecánica de la torta residual de piñón.
17
- Documento de resultados correspondiente a los análisis: tamaño de partícula,
tamaño y forma del pellet, poder calórico del pellet, pruebas preliminares de
pelletización y análisis térmico de los pellets obtenidos.
18
7.3 Componente 3:
- Documento de resultados de la fase de diseño de la planta piloto pelletizadora
móvil de torta residual de piñón.
- Planta pelletizadora piloto móvil de torta residual de piñón.
- Documento “Guía de usuario” de operación y mantenimiento de la planta
pelletizadora.
- Documento de resultados del análisis económico de producción de pellets de torta
residual de piñón y su utilización como biocombustible sólido.
7.4 Componente 4:
- Informe de resultados de la fase de prueba de campo y operación a escala piloto
de la planta de pelletización.
- Muestra de los pellets obtenidos de la planta piloto móvil de pelletización.
7.5 Componente 5:
- Informe final del proyecto.
- Documento de memorias del evento de divulgación del proyecto.
- Dos documentos científicos listos para su publicación en revistas científicas
nacionales o internacionales.
8 METODOLOGÍA DE TRABAJO Y COORDINACIÓN
El presente proyecto se ejecutará dentro del convenio marco de cooperación entre la
Universidad Técnica de Manabí y el Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías
Renovables – INER.
En esta universidad, se realizará el componente 2.
Adicionalmente se prevé firmar un convenio de entendimiento con el INIAP, institución de
investigación que ha desarrollado diferentes tecnologías agrícolas para el manejo del
cultivo, además de que en sus instalaciones se encuentra la planta extractora de aceite de
piñón.
Con la colaboración del MEER, el INER, el INIAP y la Universidad Técnica de Manabí se
realizarán los eventos de divulgación y difusión de resultados.
9 PRESUPUESTO REFERENCIAL
9.1 Costo de las Actividades del Primer Año Desglosado por Meses
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ene-14 feb-14 mar-14 abr-14 may-14 jun-14 jul-14 ago-14 sep-14 oct-14 nov-14 dic-14
- 5,000.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 130,000.00
Firma de convenio INER - Univers idad
Técnica de Manabí (UTM) - INIAP. -
Contratación de personal 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 125,000.00
Sueldos 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 110,000.00
Viáticos y pasajes 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 8,000.00
Alqui ler de oficina 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 7,000.00
Obtener permisos ambientales para el
proyecto. - 5,000.00 - - - - - - - - - - 5,000.00
- - 20,300.00 5,300.00 600.00 600.00 600.00 6,600.00 - - - - 34,000.00
Anál is is fìs icos , quìmicos , poder ca lórico y
res is tencia mecánica de la materia prima - - 5,000.00 5,000.00 - - - 6,000.00 - - - - 16,000.00
Definición y regis tro de las propiedades
del combustible requerido - - 300.00 300.00 600.00 600.00 600.00 600.00 - - - - 3,000.00
Desarrol lo de metodología para el
estudio de logís tica . - - - - - - - - - - - - -
Es tudio de logís tica , transporte y uso
actual de biomasa res idual . - - 15,000.00 - - - - - - - - - 15,000.00
- - - - - - - - 80,000.00 - - - 80,000.00
Diseño y s imulación de la planta pi loto - - - - - - - - 80,000.00 - - - 80,000.00
Construcción de la planta pi loto - - - - - - - - - - - - -
Anál is is económico -
- - - - - - - - - - - - -
Pruebas de campo y operación a esca la
pi loto. - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -
Evento de divulgación y transferencia de
tecnología . - - - - - - - - - - - - -
Informe fina l -
Publ icación de documentos científicos . - - - - - - - - - - - - -
- 5,000.00 32,800.00 17,800.00 13,100.00 13,100.00 13,100.00 19,100.00 92,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 244,000.00 Total Presupuesto
COMPONENTES
Conformación de la Estructura
Organizativa y Obtención de
Permisos Ambientales.
Análisis Físico – Químico y Térmico
de la Torta Residual y Logística.
Diseño y construcción de la Planta
Piloto de Pelletización
Funcionamiento a Escala Piloto
Difusión y Divulgación
Actividades
Año 1
2014
1
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
ene-15 feb-15 mar-15 abr-15 may-15 jun-15 jul-15 ago-15 sep-15 oct-15 nov-15 dic-15
11,700.00 11,700.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 11,700.00 147,600.00
Firma de convenio INER - Univers idad
Técnica de Manabí (UTM) - INIAP. -
Contratación de personal 11,700.00 11,700.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 11,700.00 147,600.00
Sueldos 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 132,000.00
Viáticos y pasajes 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 7,200.00
Alqui ler de oficina 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 8,400.00
Obtener permisos ambientales para el
proyecto. - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -
Anál is is fìs icos , quìmicos , poder ca lórico y
res is tencia mecánica de la materia prima - - - - - - - - - - - - -
Definición y regis tro de las propiedades
del combustible requerido - - - - - - - - - - - - -
Desarrol lo de metodología para el
estudio de logís tica . - - - - - - - - - - - - -
Es tudio de logís tica , transporte y uso
actual de biomasa res idual . - - - - - - - - - - - - -
- - 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 - 288,000.00
Diseño y s imulación de la planta pi loto - - - - - - - - - - - - -
Construcción de la planta pi loto - - 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 32,000.00 - 288,000.00
Anál is is económico -
- - - - - - - - - - - 31,000.00 31,000.00
Pruebas de campo y operación a esca la
pi loto. - - - - - - - - - - - 31,000.00 31,000.00
- - - - - - - - - - - - -
Evento de divulgación y transferencia de
tecnología . - - - - - - - - - - - - -
Informe fina l -
Publ icación de documentos científicos . - - - - - - - - - - - - -
11,700.00 11,700.00 44,500.00 44,500.00 44,500.00 44,500.00 44,500.00 44,500.00 44,500.00 44,500.00 44,500.00 42,700.00 466,600.00 Total Presupuesto
COMPONENTES
Conformación de la Estructura
Organizativa y Obtención de
Permisos Ambientales.
Análisis Físico – Químico y Térmico
de la Torta Residual y Logística.
Diseño y construcción de la Planta
Piloto de Pelletización
Funcionamiento a Escala Piloto
Difusión y Divulgación
2015Actividades
Año 2
2
24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
dic-15 ene-16 feb-16 mar-16 abr-16 may-16 jun-16 jul-16 ago-16 sep-16 oct-16 nov-16 dic-16
11,700.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 144,400.00
Firma de convenio INER - Univers idad
Técnica de Manabí (UTM) - INIAP. -
Contratación de personal 11,700.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 12,500.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 11,700.00 144,400.00
Sueldos 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 11,000.00 132,000.00
Viáticos y pasajes 800.00 800.00 800.00 800.00 800.00 4,000.00
Alqui ler de oficina 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 700.00 8,400.00
Obtener permisos ambientales para el
proyecto. - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - -
Anál is is fìs icos , quìmicos , poder ca lórico y
res is tencia mecánica de la materia prima - - - - - - - - - - - - - -
Definición y regis tro de las propiedades
del combustible requerido - - - - - - - - - - - - - -
Desarrol lo de metodología para el
estudio de logís tica . - - - - - - - - - - - - - -
Es tudio de logís tica , transporte y uso
actual de biomasa res idual . - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - -
Diseño y s imulación de la planta pi loto - - - - - - - - - - - - - -
Construcción de la planta pi loto - - - - - - - - - - - - - -
Anál is is económico -
31,000.00 - - - - - - - - - - - - -
Pruebas de campo y operación a esca la
pi loto. 31,000.00 - - - - - - - - - - - - -
- - - - - 35,000.00 - - - - - - - 35,000.00
Evento de divulgación y transferencia de
tecnología . - - - - - 30,000.00 - - - - - - - 30,000.00
Informe fina l -
Publ icación de documentos científicos . - - - - - 5,000.00 - - - - - - - 5,000.00
COMPONENTES
Conformación de la Estructura
Organizativa y Obtención de
Permisos Ambientales.
Análisis Físico – Químico y Térmico
de la Torta Residual y Logística.
Diseño y construcción de la Planta
Piloto de Pelletización
Funcionamiento a Escala Piloto
Difusión y Divulgación
Actividades
Año 2 Año 3
2016
9.2 Costo de las Actividades Para los Tres Años del Proyecto
Monto del Proyecto
2014 (USD) 2015 (USD) 2016 (USD) TOTAL (USD)
TOTAL 244.000,00
466.600,00
179.400,00
890.000,00
Elaborado INER 2013
Tabla 1. Costo de las Actividades
*Los interesados del proyecto son todas aquellas personas o instituciones que tienen interés en la ejecución del proyecto
y que van a contribuir a la sostenibilidad de éste. Los involucrados principales como patrocinadores, instituciones del
gobierno, y asociados (UTM, INIAP) son los encargados de la sostenibilidad del proyecto, mientras que clientes y usuarios
finales se beneficiarán de los resultados del mismo.
Cabe indicar que se garantiza la sostenibilidad del proyecto siempre y cuando se cuente
con el recurso humano calificado (ver experiencia del equipo profesional en el punto 13),
capacitaciones al personal de INIAP para la operación y mantenimiento de la planta
pelletizadora (ver arreglos institucionales y modalidad de ejecución, punto 14.4) para
130,000.00 147,600.00 144,400.00 422,000.00
Firma de convenio INER - Univers idad
Técnica de Manabí (UTM) - INIAP. - - - -
Contratación de personal 125,000.00 147,600.00 144,400.00 417,000.00
Sueldos 110,000.00 132,000.00 132,000.00 374,000.00
Viáticos y pasajes 8,000.00 7,200.00 4,000.00 19,200.00
Alqui ler de oficina 7,000.00 8,400.00 8,400.00 23,800.00
Obtener permisos ambientales para el
proyecto. 5,000.00 - - 5,000.00
34,000.00 - - 34,000.00
Anál is is fìs icos , quìmicos , poder ca lórico y
res is tencia mecánica de la materia primafeb-14 16,000.00 - - 16,000.00
Definición y regis tro de las propiedades
del combustible requerido 3,000.00 - - 3,000.00
Desarrol lo de metodología para el
estudio de logís tica . - - - -
Es tudio de logís tica , transporte y uso
actual de biomasa res idual . 15,000.00 - - 15,000.00
80,000.00 288,000.00 - 368,000.00
Diseño y s imulación de la planta pi loto feb-15 80,000.00 - - 80,000.00
Construcción de la planta pi loto feb-16 - 288,000.00 - 288,000.00
Anál is is económico - - - -
feb-16 - 31,000.00 - 34,500.00
Pruebas de campo y operación a esca la
pi loto. - 31,000.00 - 34,500.00
- - 35,000.00 35,000.00
Evento de divulgación y transferencia de
tecnología .feb-16 - - 30,000.00 30,000.00
Informe fina l - - - -
Publ icación de documentos científicos . - - 5,000.00 5,000.00
244,000.00 466,600.00 182,900.00 893,500.00 Total Presupuesto
COMPONENTES
feb-14
UTM -INIAP Fiscales
MIN FIN
Conformación de la Estructura
Organizativa y Obtención de
Permisos Ambientales.
Análisis Físico – Químico y Térmico
de la Torta Residual y Logística.
Diseño y construcción de la Planta
Piloto de Pelletización
Funcionamiento a Escala Piloto
Difusión y Divulgación
2015Actividades 2014Fuentes de
Ingreso
Fecha de
Asignación
de los
Recursos
Asociados
del
Proyecto*
2016 Total
1
garantizar la operatividad de la planta, convenios interinstitucionales (INIAP Y UTM),
gestión y obtención de permisos ambientales, etc.
2
10 PLAZOS Y CRONOGRAMA ESTIMADO
Actividad 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
Co
mp
. 1
Firma de Convenio UTM – INIAP
Contratación de Personal
Obtención licencia ambiental
Co
mp
. 2
Análisis físico - químicos, poder calórico y resistencia mecánica de la materia prima.
Resultados: tamaño de partícula, tamaño y forma del pellet, poder calórico del pellet, pruebas preliminares de pelletización y análisis térmico de los pellets. Desarrollo de metodología para el estudio de logística. Estudio de logística, transporte y uso actual de biomasa residual.
Co
mp
. 3
Diseño y simulación de la planta piloto
Construcción de la planta piloto
Análisis económico
Co
mp
. 4
Pruebas de campo y operación a escala piloto.
Co
mp
. 5
Evento de divulgación y transferencia de tecnología.
Informe final Publicación de documentos científicos
Actividad ordinaria Actividad crítica
3
11 SUPERVISIÓN Y COORDINACIÓN
La Coordinación General Técnica del INER será la encargada de supervisar y coordinar el
proyecto, y la Dirección de Investigación Científica y Tecnológica se encargará de ejecutar
el proyecto.
Se evaluará mensualmente los avances del proyecto a través de reuniones entre la
Coordinación, la Dirección del proyecto y los técnicos encargados de la UTM.
Adicionalmente se realizarán evaluaciones al final de cada componente y se verificarán los
entregables.
12 CALIFICACIONES DE LOS INVESTIGADORES
El equipo técnico que participará en el proyecto será un grupo de investigación
conformado por la Coordinación General Técnica del INER y técnicos designados de la
UTM.
13 EXPERIENCIA DEL EQUIPO PROFESIONAL
Los perfiles de los integrantes se detallan a continuación:
Director/a del proyecto (Investigador/a Principal):
Profesional con doctorado y especialización en alguna rama relacionada a la utilización de biomasa para fines energéticos.
Experiencia en proyectos de investigación científica.
Título de tercer nivel en las ramas de electricidad, mecánica, industrial o afines. Ayudantes de Investigación:
Ingenieros en el área de electricidad, mecánica, industrial o afines con maestría en eficiencia energética.
Experiencia mínima de dos años en proyectos de ingeniería. Asistentes de Investigación:
Estudiantes que desarrollen su investigación de tesis de pregrado en las áreas de ingeniería química, ingeniería mecánica y afines.
Estudiantes que desarrollen su investigación de postgrado a nivel de maestría.
4
14. ANÁLISIS DE SOSTENIBILIDAD 14.1. Sostenibilidad de la investigación Se debe señalar que el proyecto de diseño y construcción de una planta pelletizadora de torta residual de piñón no es un proyecto aislado, sino que presenta encadenamiento investigativo con otros dos proyectos de interés en el área de las energías renovables. El presente proyecto presenta encadenamientos de investigación con el proyecto CUP:
143710000.0000.375073 “Implementación de Laboratorio para Caracterización Energética
de Biomasa y Residuos Sólidos Urbanos”. Con la implementación de este proyecto se
podrán realizar los análisis físico – químicos y térmicos de la biomasa residual de piñón,
elementos clave para el diseño y construcción de la planta pelletizadora.
Adicionalmente, el proyecto actual complementará al proyecto liderado por el MEER
“Producción de Aceite de Piñón para Plan Piloto de Generación Eléctrica” (CUP:
144210000.905.4430), dado que es de gran importancia la industrialización de
subproductos y residuos del piñón, con el objetivo de agregar valor a lo largo de toda la
cadena de producción. Esto a su vez repercutirá en el mejoramiento de las condiciones de
vida de los agricultores participantes del proyecto.
Un factor de gran importancia, será la utilización de la planta piloto de pelletización para
la obtención de datos reales de campo y pruebas de funcionamiento que sirvan para la
futura construcción de plantas pelletizadoras a escala comercial de esta y otras biomasas
residuales.
Es de vital relevancia anotar que los datos serán utilizados por el INER para la elaboración
de proyectos futuros.
14.2 Sostenibilidad Operativa
La planta piloto pelletizadora de torta residual de piñón será transferida al MEER para su
operación y mantenimiento dentro de las actividades del proyecto de aceite piñón para
generación eléctrica en Galápagos, el cual tiene una duración hasta el año 2015.
Se prevé que esta planta pelletizadora funcione en paralelo con la planta de extracción de
aceite, por lo que su ubicación final será la Estación Experimental Portoviejo del INIAP. En
este lugar se realizarán las capacitaciones a los operarios tanto del MEER como del INIAP
para la operación y mantenimiento de la planta
5
Los pellets producidos serán administrados por el MEER para su distribución y/o
comercialización, con lo que se financiarán los costos de operación y mantenimiento de la
planta.
La determinación de costos, cálculo de precios e impacto socio – económico serán
calculados dentro del componente 3.
14.3 Estructura Operativa
La supervisión general del proyecto estará a cargo de la Coordinación General Técnica del INER. Se formará un equipo de investigación conformado por un Director/Gerente del proyecto y especialistas en el área.
Los investigadores principales serán los responsables de la ejecución del proyecto en el laboratorio para lo cual tendrán a su cargo un equipo técnico.
El equipo de investigación estará bajo la supervisión del Director de Investigación de INER y recibirá el apoyo en temas administrativos por parte de la Dirección Administrativa Financiera del INER en temas referentes a la gestión del proyecto (financiero, RRHH, comunicación).
Para la ejecución del proyecto se contará con la siguiente estructura operativa:
6
Fuente: INER
14.4 Arreglos Institucionales y Modalidad de Ejecución
Con el fin de establecer las funciones de cada una de las instituciones participantes de
este proyecto dentro de este contexto, se firmará un convenio específico tripartito entre
el INER, el INIAP (mencionando a la Estación Experimental Portoviejo como unidad
ejecutora), y la Universidad Técnica de Manabí, con los investigadores de biomasa,
ingeniería mecánica e ingeniería química.
Por su parte, el INIAP aportará con el conocimiento agrícola requerido para diseño de los
aspectos logísticos de biomasa, rendimiento de esta, y composición con orientación
energética.
Es necesario mencionar que ya existen antecedentes de convenios específicos para
proyectos de investigación entre el INIAP y el INER, lo que genera una coyuntura para su
participación.
Financiero
RRHH
Comunicación
Coordinación General
Director de Investigación
Apoyo de Gestión
UTM Investigador Principal
Dirección/Gestión
Técnica INER
Del Proyecto
Responsable Unidad 1
I
INIAP Investigador Principal Responsable Unidad 2
7
De la misma manera, se menciona que el INER y la Universidad Técnica de Manabí ya
cuentan con un convenio marco de cooperación, por lo que se planea vincular el convenio
específico de este proyecto a este marco legal.
Con respecto a aspectos administrativos y financieros, se recalca que el INER estará a
cargo de la administración de los fondos en caso de que sean adjudicados, así como de las
adquisiciones y requerimientos pertinentes.
Otro punto importante, es la capacitación al personal de INIAP para la correcta operación
y mantenimiento de la planta pelletizadora lo que garantizará la sostenibilidad del
proyecto. Además, el INIAP dispondrá del espacio físico para la construcción y
almacenamiento de la planta.
14.5 Evaluación de Resultados e Impacto
14.5.1 Transferencia de Tecnología
El primer instrumento de transferencia tecnológica, será la misma planta pelletizadora, al
ser un instrumento que servirá tanto para complementar la iniciativa “cero combustibles
fósiles para Galápagos” así como una herramienta experimental que generará datos
científicos a lo largo de su vida útil en campo. Estos datos podrán ser utilizados por los
técnicos del INER, INIAP, MEER y la Universidad Técnica de Manabí, dentro del alcance de
la ley de proyecto de propiedad intelectual. Esto permitirá la obtención de información
que sirva de fundamento para la construcción de plantas pelletizadoras comerciales con
un alto grado de innovación y manufactura nacional.
El segundo instrumento de transferencia tecnológica será la obtención de patentes
(deberá realizarse un análisis minucioso al respecto). Con esto se busca asegurar la
producción de conocimiento y tecnología con un alto valor innovador, así como, la
generación de réditos para el INER y los demás socios del proyecto, una vez que se
comience en el futuro con aplicaciones comerciales basadas en la tecnología
implementada en la planta pelletizadora. Este instrumento además, podrá ser utilizado
para hacer un correcto proceso de transferencia hacia usuarios finales que según el
siguiente orden de prioridad, podrían ser: agricultores productores de piñón, empresas
nacionales de fabricación de maquinaria y metalmecánicas, empresas internacionales de
fabricación de maquinaria.
El tercer instrumento de transferencia tecnológica empleado en el presente proyecto, será
la capacitación a los técnicos del INIAP y del MEER para que sean éstos quienes operen y
8
den mantenimiento a la planta pelletizadora móvil. Este instrumento será de gran
importancia para asegurar la sustentabilidad operativa del proyecto.
Este instrumento contemplará la transferencia implícita y explícita del conocimiento
generado en este proyecto, esto significa que se realizarán capacitaciones y pruebas en
campo conjuntamente con el personal designado para un efectivo entrenamiento en su
utilización y mantenimiento; mientras que, adicionalmente, se realizará un documento
“guía de usuario”, que sirva para futuras referencias del personal encargado.
El cuarto instrumento de transferencia tecnológica será la puesta en funcionamiento de la
planta pelletizadora en paralelo con la planta de extracción que ya se encuentra en la
Estación Experimental Portoviejo con la presencia y acompañamiento de los agricultores
participantes del proyecto.
La importancia de este instrumento radica en que los agricultores tengan acceso y
conocimiento de los avances tecnológicos que acompañan a la iniciativa de producción de
piñón. Con esto se espera que los agricultores se sientan motivados a continuar con el
cultivo y a la utilización de las facilidades tecnológicas del proyecto.
Al ser esta una planta piloto experimental, no se contempla la posibilidad de entregar este
equipo a los agricultores, pero sí que sean partícipes de los avances en tecnología para el
proyecto. Este instrumento de transferencia será verificado por medio de los eventos de
difusión (se prevé la elaboración de dos eventos con los agricultores).
14.6 Evaluación de Resultados
La evaluación de resultados se realizará por medio de la entrega y verificación de los
productos establecidos para cada componente de acuerdo al cronograma.
14.7 Impacto
14.7.1 Impacto socio – económico
En la actualidad desde el punto de vista económico, la producción de aceite y su
distribución hacia las Islas Galápagos para la producción de energía es más costosa que la
utilización de combustibles fósiles.
Sin embargo, desde el punto de vista social, el proyecto plantea la posibilidad de generar
nuevas opciones de negocio para los productores de piñón, dado que lo que actualmente
es un residuo sin valor comercial, será transformado en un combustible comercializable.
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Este elemento generará la posibilidad de que los productores de piñón puedan instalar sus
propias fábricas de pelletización de residuos y su posterior comercialización como
combustible para ladrilleras, hornos, fogones, etc.
Debido a la falta de información científica nacional en torno a datos económicos y
sociales, los factores económicos como la generación de valor, el impacto en las
condiciones de vida de los agricultores, determinación de precios, impacto en el sector
artesanal – industrial (ladrilleras) y otros, serán investigados dentro de este mismo
proyecto en los componentes 2 y 3.
14.7.2 Impacto Tecnológico
Este proyecto de investigación plantea un alto grado de “novedad” tecnológica y de
investigación.
De un sondeo realizado previamente, solamente se encontró una investigación similar en
la que se plantea un diseño de pelletizadora de residuos de madera.
Las tres fases de diseño, construcción e implementación de la planta, presentan un
componente novedoso que se puede señalar como:
- El diseño de la planta será modular, compacto y presentará la posibilidad de
movilización.
- La construcción de la planta se realizará con un alto grado de utilización de
elementos y mano de obra nacional. Se potenciará la utilización de instalaciones
de los centros de investigación y universidades participantes.
- La implementación y puesta en funcionamiento de la planta, generará información
tanto de campo como datos científicos que aportarán para la mayor comprensión,
puesta a punto y posterior construcción de nuevas y mejoradas técnicas y equipos
de fabricación de pellets locales.
Es un factor clave de impacto tecnológico y transferencia de tecnología, la obtención de
por lo menos una patente de diseño de planta, lo cual será un hito referencial del
proyecto. Mediante esta patente, se busca la protección del desarrollo tecnológico
propuesto en este proyecto con el fin de que posteriormente pueda ser transferido hacia
usuarios finales, quienes podrán ser en este orden de prioridad: agricultores organizados
en el proyecto de producción de aceite de piñón, industrias nacionales o industrias
internacionales.
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14.8 Permisos Ambientales
Al igual que el proyecto “Piñón para Galápagos”, la presente propuesta plantea la
utilización de biomasa para generación de energía, lo que implica una sustitución de
fuentes fósiles y reducción de gases de efecto invernadero.
De la misma manera, propone el uso de un subproducto de la extracción de aceite de
piñón como fuente de energía, lo que soluciona la disposición final de este material, y
adicionalmente, entrega energía primaria aprovechable en adición a la que ya se obtiene
actualmente para generación eléctrica en Galápagos.
Se considera además que la zona de Manabí es sensible a la deforestación causada por la
necesidad de leña para la producción de calor requerido para fabricar ladrillos. Con este
proyecto, se reduciría este impacto ambiental mediante la oferta de una fuente
alternativa de energía que se estima puede alcanzar mejores propiedades térmicas que la
madera utilizada actualmente.
Considerando una producción de 320 TM año-1, se estima que se puede reducir la
deforestación de 10 hectáreas de bosque seco en el mismo periodo de tiempo (Datos
calculados en base a “Producción Forestal para América Tropical”, Universidad técnica de
Manabí).
Con todos estos aspectos, y la alineación de la propuesta tanto al “Proyecto Piñón”, como
al Plan Nacional del Buen Vivir, se espera una categorización “A” en el Ministerio del
Ambiente.
14.9 Viabilidad Económica – Financiera
Por ser este un proyecto de estudio, no se presentan valores referentes al cálculo de TIR y
VAN.
Mencionaremos que el TIR referencial por ser estudio es de 12%.
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Los demás análisis económicos pertinentes, serán analizados como un componente de
investigación dentro del presente proyecto.
14.10 Viabilidad Técnica
Este componente de la propuesta del proyecto de inversión se desarrollará en base al
balance de energía de la biomasa pelletizada.
Entrada de Energía
De acuerdo a Ciolkosz et. al., del Colegio Agrícola de Penn State (Manufacturing Fuel
Pellets from Biomass), se estima que la fabricación de pellets de biomasa consume
alrededor de 50 kWh por tonelada de producto. Consecuentemente, el consumo
energético anual se estima alrededor de 160 MWh de electricidad, anualmente.
Adicionalmente, se considera que la torta de semilla de piñón tiene un poder calórico
inferior de 16000 kJ/kg (4,4 kWh/ kg), que es un valor conservador considerando el aceite
residual que contiene.
Teniendo en cuenta que la generación anual de biomasa residual que se calculó a partir de
los reportes del proyecto “Piñón para Galápagos” se estima en 320 TM año-1, se obtiene
un valor de 1400 MWh.año-1 de energía bruta.
Considerando que un calentador a llama eficiente tiene una eficiencia térmica aceptada
del 80%, y que a manera de factor de diseño se tomará el valor de 60% de eficiencia para
los hornos para fabricación de ladrillos en Manabí, se estima que se pueden generar
alrededor de 850 MWh.año-1 de calor, cuyo aprovechamiento se enfocará en la
fabricación de ladrillos en Manabí.
La estimación presentada arroja un balance energético positivo, por lo tanto, la
implementación del proyecto es técnicamente viable.
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14.11 Arreglos Institucionales y Modalidad de Ejecución
Con el fin de establecer las funciones de cada una de las instituciones participantes de
este proyecto dentro de este contexto, se firmará un convenio específico tripartito entre
el INER, el INIAP (mencionando a la Estación Experimental Portoviejo como unidad
ejecutora), y la Universidad Técnica de Manabí, con los investigadores de biomasa,
ingeniería mecánica e ingeniería química.
Por su parte, el INIAP aportará con el conocimiento agrícola requerido para diseño de los
aspectos logísticos de biomasa, rendimiento de esta, y composición con orientación
energética.
Es necesario mencionar que ya existen antecedentes de convenios específicos para
proyectos de investigación entre el INIAP y el INER, lo que genera una coyuntura para su
participación.
De la misma manera, se menciona que el INER y la Universidad Técnica de Manabí ya
cuentan con un convenio marco de cooperación, por lo que se planea vincular el convenio
específico de este proyecto a este marco legal.
Con respecto a aspectos administrativos y financieros, se recalca que el INER estará a
cargo de la administración de los fondos en caso de que sean adjudicados, así como de las
adquisiciones y requerimientos pertinentes.