Estudio de viabilidad técnico-económica del proceso de peletizado de paja de cereal en el T.M. de Benavente (Zamora) para su uso como combustible calorífico en invernaderos

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍAS AGRARIAS Máster en Ingeniería Agronómica Estudio de viabilidad técnico-económica del proceso de peletizado de paja de cereal en el T.M. de Benavente (Zamora), para su uso como combustible calorífico en invernaderos. Alumna: Diana Calvete López Tutor: Ángel Fombellida Villafruela Marzo de 2019 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica DOCUMENTOS DEL ESTUDIO DOCUMENTO 1: MEMORIA ANEJO I: SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO ANEJO III: INVERNADERO ANEJO IV: IMPACTO AMBIENTAL ANEJO V: INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS ANEJO VI: VALORIZACIÓN ENERGÉTICA ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO DOCUMENTO 2: PLANOS PLANO 1: LOCALIZACIÓN Y SITUACIÓN PLANO 2: EMPLAZAMIENTO PLANO 3.1. DISTRIBUCIÓN DE LAS EDIFICACIONES Y MAQUINARIA. NAVE 1 PLANO 3.2. DISTRIBUCIÓN DE LAS EDIFICACIONES Y MAQUINARIA. NAVE 2 PLANO 4: INSTALACIÓN GENERAL DE SANEAMIENTO GENERAL PLANO 4.1.: INSTALACIÓN SANEAMIENTO. NAVE 1 PLANO 4.2.: INSTALACIÓN SANEAMIENTO. NAVE 2 PLANO 5: INSTALACIÓN FONTANERIA GENERAL PLANO 5.1: INSTALACIÓN FONTANERIA. NAVE 1 PLANO 5.2.: INSTALACIÓN FONTANERÍA. NAVE 2 PLANO 6: INSTALACIÓN GENERAL DE ELECTRICIDAD PLANO 6.1.: INSTALACIÓN ELECTRICIDAD. NAVE 1 PLANO 6.2.: INSTALACIÓN ELECTRICIDAD. NAVE 2 PLANO 7.1.: INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS. NAVE 1 PLANO 7.2.: INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS. NAVE 2 PLANO 8: INVERNADERO. ALZADOS PLANO 9: INVERNADERO. INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica Documento 1: MEMORIA ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica i 1. OBJETO DEL ESTUDIO .........................................................................................1 1.1. AGENTES ........................................................................................................ 1 1.2. UBICACIÓN DE LAS EDIFICACIONES ........................................................... 1 2. ANTECEDENTES ...................................................................................................2 2.1. MOTIVACIÓN .................................................................................................. 2 3. BASES DEL ESTUDIO ...........................................................................................3 3.1. SITUACIÓN ACTUAL ...................................................................................... 3 3.2. CONDICIONANTES LEGALES ....................................................................... 5 3.3. CONDICIONANTES ECONÓMICOS ............................................................... 5 3.4. CONDICIONANTES DEL PROMOTOR ........................................................... 5 3.5. CONDICIONANTE SOCIO-ECONÓMICO ....................................................... 6 3.6. CONDICIONANTES DEL MEDIO .................................................................... 7 3.7. CONDICIONANTES CLIMÁTICOS .................................................................. 8 4. ESTUDIO DE ALTERNATIVAS ..............................................................................9 5. INGENIERÍA DEL PROCESO .............................................................................. 10 5.1. ZONA DE ESTUDIO ...................................................................................... 10 5.2. PROCESO DE RECOGIDA ........................................................................... 12 5.3. PROCESO DE PELETIZADO ........................................................................ 13 5.4. DESCRIPCIÓN DE LAS EDIFICACIONES .................................................... 13 5.4.1. Características constructivas y distribución de las dependencias ...................... 13 5.4.2. Descripción de las instalaciones básicas ........................................................... 14 5.5. MANO DE OBRA ........................................................................................... 17 6. SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS .................................................................... 18 7. EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL ......................................................... 18 8. APLICACIÓN ENERGÉTICA DE PELLET DE PAJA COMO COMBUSTIBLE PARA EL SISTEMA DE CALEFACCIÓN DE UN INVERNADERO ..................... 19 8.1. CARACTERÍSTICAS DEL INVERNADERO .................................................. 19 ÍNDICE DOCUMENTO I I ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica ii 8.2. NECESIDADES CALORÍFICAS Y DE COMBUSTIBLE ................................. 20 8.3. COMPARATIVA DEL USO DE BIOMASA FRENTE AL COMBUSTIBLE FÓSIL ............................................................................................................. 21 9. VALORACIÓN ENERGÉTICA .............................................................................. 21 10. ESTUDIO ECONÓMICO ..................................................................................... 23 11. RESUMEN DEL PRESUPUESTO ...................................................................... 23 12. NORMATIVA Y BIBLIOGRAFÍA ........................................................................ 24 12.1. NORMATIVA UTILIZADA ............................................................................ 24 12.2. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 24 12.3. OTRAS FUENTES ....................................................................................... 25 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Valores meteorológicos de la zona de Benavente (media de temperaturas y precipitaciones del periodo 1981-2010 ................................................................................. 8 Tabla 2: 97 Municipios correspondientes a la zona de estudio ...................................................... 11 Tabla 3: Potencia energética requerida para la iluminación de la Nave 1 ..................................... 15 Tabla 4: Potencia energética requerida para la iluminación de la Nave 2 ..................................... 16 Tabla 5: Potencia energética requerida por la planta peletizadora ................................................ 16 Tabla 6: Necesidades caloríficas del invernadero y semillero ........................................................ 21 Tabla 7: Comparativa de combustibles utilizados ............................................................................ 21 Tabla 8: Eficiencia energética del proceso de producción de pellets ............................................ 22 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: comunicaciones desde la planta de peletizado ........................................................... 1 Ilustración 2: Ubicación de la Nave 1 y la ............................................................................................ 2 Ilustración 3: Superficies de la Nave 1 ................................................................................................. 3 Ilustraión 4: Superficies de Nave 2 ....................................................................................................... 4 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 1 1. OBJETO DEL ESTUDIO El objeto del presente estudio es comprobar la viabilidad técnico-económica que supone la utilización de paja de cereal para su almacenamiento y procesado en pellets en dos naves industriales existentes en el T.M. de Benavente (Zamora), para su posterior comercialización como combustible en el calentamiento de invernaderos próximos a la zona. 1.1. AGENTES Los agentes implicados en el estudio son: Promotor - Nombre y Apellidos: X - DNI: X - Domicilio: X Realización del estudio por: - Nombre y apellidos: Diana Calvete López - DNI: 71435608-T - Titulación: Máster en Ingeniería Agronómica - Nº de colegiado: X 1.2. UBICACIÓN DE LAS EDIFICACIONES Las naves se encuentran situadas una frente a la otra en la carretera antigua de Benavente a León en el km 67,100, a escasos 300 m de la autovía A-6 Madrid – A Coruña con acceso en 5 km al desvío de la autovía A66 dirección León, situándose en un punto neurálgico de comunicaciones. Ilustración 1: comunicaciones desde la planta de peletizado Fuente: www.google.es/maps/ ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 2 En lo sucesivo, para que no existan confusiones en lo que respecta a una nave u otra, se procede a definirlas como Nave 1, la destinada al almacenado de la biomasa, y Nave 2, destinada a la planta de procesado de la biomasa y almacenado del producto final (pellets). A continuación se procede a definir la ubicación exacta de las Naves: Nave 1. Nave industrial (X: 279.516; Y: 4.655.260) de superficie total 2.700 m2, se ubica frente a la carretera de León N-630, en el kilómetro 67,100, en el margen izquierdo en dirección Benavente-León. Nave 2. Nave industrial (X: 279.576; Y: 4.655.177) de superficie total 2.894 m2, se ubica frente a la carretera de León N-630, en el kilómetro 67,100, en el margen derecho en dirección Benavente-León. Comentar, que este tramo de la carretera de Benavente-León se encuentra casi en desuso ya que en la actualidad se presenta como un acceso secundario a dicha carretera. 2. ANTECEDENTES 2.1. MOTIVACIÓN El estudio surge con el fin de dar actividad a dos naves industriales, próximas entre sí. Habiéndose valorado opciones de negocio en la zona, se encontró en el excedente generado de paja, en una zona ampliamente cerealista, una excelente oportunidad para dotar a este residuo de un valor añadido, mediante su peletización y uso como combustible. Además, teniendo en cuenta que entre la provincia de estudio y las limítrofes, como León, Palencia y Valladolid cuentan con el 82% de los invernaderos de Castilla y León, se ha considerado apropiado enfocar la comercialización en este sector. Ilustración 2: Ubicación de la Nave 1 y la Nave 2 Fuente: www.sigpac.es ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 3 3. BASES DEL ESTUDIO 3.1. SITUACIÓN ACTUAL A continuación se procede a reflejar la situación presente de los diferentes aspectos involucrados en el estudio: Edificaciones Son dos naves situadas una frente a la otra construidas hace 40 años con fines industriales de obras de calderería. Por motivos de jubilación, hace dos años cesó su actividad y, el descendiente del titular, pretende dar de nuevo actividad a las mismas. Las naves se encuentran totalmente aptas, ya que cada cierto tiempo se ha hecho mantenimiento de las mismas para evitar su abandono. La Nave 1, edificio de una sola planta de 30 m x 90 m de superficie diáfana casi en su totalidad, presentando una zona destinada a la oficina y aseos de 8 m x 6 m. La entrada es mediante dos puertas abatibles en el frontal delantero y otra en el trasero. Además, cuenta con una superficie exterior de 4.600 m2 apta para realizar maniobras o aparcamiento de maquinaria, o almacenamiento. Nave 2, es un edificio de 58 m x 30 m, dividido por un muro de 41 m de longitud y 5 m de altura. El sector 1 (parte izquierda), es de 58 m x 30 m, diáfano en su totalidad, y el sector 2 (parte derecha), es de 58 m x 19 m diáfano casi en su totalidad ya que dispone de una zona de oficinas, aseos, cuarto de instalaciones y almacén en la parte final, de una superficie de 19 m x 10 m. Además, se cuenta con una superficie exterior de 2.876 m2, apta para realizar maniobras o aparcamiento de maquinaria, o almacenamiento. Ilustración 3: Superficies de la Nave 1 Fuente: www.sigpac.es ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 4 Ilustraión 4: Superficies de Nave 2 Fuente: www.sigpac.es Materia prima La zona en la que nos encontramos es ampliamente cerealista, en la que la paja generada en el mayor de los casos es más un problema que un posible subproducto, por lo que el abastecimiento está ampliamente garantizado. Panta de peletizado En la actualidad hay pocas plantas que realizan el peletizado de la paja de cereal, ya que es un producto que todavía necesita tecnología específica para su consumo. No obstante, se tiene constancia de las siguientes plantas: - Agropal en Villoldo (Palencia), prevé a un corto plazo procesar 100.000 t/año de pellets de paja. Por el momento abastece como combustible a su secadero de alfalfa, fábrica de quesos en Baltanás (Palencia), que dispone caldera consume 700 t/año, y consumidores externos. - La planta de Alar del Rey, de Cereales y Transportes de Bravo e Hijos (Palencia). - La planta Molifibra, Molienda y Granulación, en Burgos. Invernaderos No se tiene constancia de invernaderos calentados con pellets de paja, pero sí con otro tipo de residuos como leñosos como es el caso de Viveros Gimeno S.L. en Valladolid. Energías renovables Cumplimiento del Plan de Energías Renovables (PER) 2011-2020, elaborado por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía-IDAE que constituye la hoja de ruta de las energías limpias en nuestro país para la presente década. Municipio Generación de una nueva actividad económica. Puede impulsar la implantación de calderas de pellets en el sector industrial. Sin duda alguna, la promoción de proyectos innovadores en zonas rurales mejora notablemente la calidad de vida y contribuye a la fijación de población. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 11 Ilustración 5: Zona de estudio Fuente: www.sigpac.es NOMBRE PROVINCIA NOMBRE PROVINCIA Algadefe León Micereces de Tera Zamora Alija del Infantado León Milles de la Polvorosa Zamora La Antigua León Morales de Rey Zamora Campazas León Morales de Valverde Zamora Cimanes de la Vega León Moreruela de Tábara Zamora Fuentes de Carbajal León Navianos de Valverde Zamora Gordoncillo León Pobladura del Valle Zamora Laguna de Negrillos León Prado Zamora Pozuelo del Páramo León Pueblica de Valverde Zamora Quintana del Marco León Quintanilla del Olmo Zamora Roperuelos del Páramo León Quintanilla de Urz Zamora San Adrián del Valle León Quiruelas de Vidriales Zamora San Esteban de Nogales León Revellinos Zamora Toral de los Guzmanes León San Agustín del Pozo Zamora Valdemora León San Cristóbal de Entreviñas Zamora Valderas León San Esteban del Molar Zamora Villamandos León San Martín de Valderaduey Zamora Villaquejida León San Miguel del Valle Zamora Zotes del Páramo León Santa Colomba de las Monjas Zamora Villaornate y Castro Valladolid Santa Cristina de la Polvorosa Zamora Quintanilla del Molar Valladolid Santa Croya de Tera Zamora Roales Valladolid Santa María de la Vega Zamora La Unión de Campos Valladolid Santa María de Valverde Zamora Valdunquillo Valladolid Santibáñez de Tera Zamora Alcubilla de Nogales Zamora Santibáñez de Vidriales Zamora Arcos de la Polvorosa Zamora Santovenia Zamora Arrabalde Zamora Tapioles Zamora Barcial del Barco Zamora La Torre del Valle Zamora Benavente Zamora Valdescorriel Zamora Bretó Zamora Vega de Villalobos Zamora Bretocino Zamora Vidayanes Zamora Brime de Urz Zamora Villabrázaro Zamora Burganes de Valverde Zamora Villafáfila Zamora Tabla 2: 97 municipios correspondientes a la zona de estudio ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 12 NOMBRE PROVINCIA NOMBRE PROVINCIA Camarzana de Tera Zamora Villaferrueña Zamora Cañizo Zamora Villageriz Zamora Castrogonzalo Zamora Villalba de la Lampreana Zamora Castroverde de Campos Zamora Villalobos Zamora Cerecinos de Campos Zamora Villalpando Zamora Coomonte Zamora Villamayor de Campos Zamora Faramontanos de Tábara Zamora Villanázar Zamora Fresno de la Polvorosa Zamora Villanueva de Azoague Zamora Friera de Valverde Zamora Villanueva de las Peras Zamora Fuentes de Ropel Zamora Villanueva del Campo Zamora Granja de Moreruela Zamora Villar de Fallaves Zamora Granucillo Zamora Villárdiga Zamora Maire de Castroponce Zamora Villarrín de Campos Zamora Manganeses de la Lampreana Zamora Villaveza del Agua Zamora Manganeses de la Polvorosa Zamora Villaveza de Valverde Zamora Matilla de Arzòn Zamora Una vez obtenidos los municipios que comprenden la zona de estudio, mediante los registros de superficies de producción de cereal (trigo, cebada, avena, centeno) de la Consejería de Agricultura de Castilla y León y junto con el programa informático ARCGIS, se procede a calcular la cantidad de paja obtenida y potencial energético, representados mediante mapas. De esta forma, será más visible localizar los términos municipales que resulten más productivos y cercanos a las naves hasta llegar a la cantidad demandada por la planta. 5.2. PROCESO DE RECOGIDA La recogida y empacado de la paja, será realizada una vez se finalice la cosecha de cereal sobre finales de junio. Los procesos a llevar a cabo son: Hilerado y empacado: se utilizará una macroempacadora con un hilerador acoplado y un tractor. Con esto evitamos realizar el pase del hilerador previo, ganando tiempo y combustible. El hilerador agrupará los cordones que deja la cosechadora para transformarla mediante la macroempacadora en pacas prismásticas de 255 x 120 x 90 cm, con un peso de 420 kg. Recogida de pacas: las pacas repartidas por las fincas serán recogidas por un autocargador y un tractor para ser almacenadas en campo. Transporte de las pacas a la Nave 1: las pacas de cada uno de los depósitos en campo se cargarán en una plataforma accionada por un camión. Fuente: Elaboración propia ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 13 Recepción en planta: primeramente los camiones serán pesados en la báscula de la planta para luego ser descargados y almacenados analizándose la humedad y proteína de las pacas. 5.3. PROCESO DE PELETIZADO El proceso de peletizado se basa en los siguientes pasos: Secado: las pacas tienen que tener una humedad aproximada de un 12%. Si vienen con una humedad superior, serán almacenadas en el exterior de la Nave 1 o se esperará el tiempo necesario en el interior. No obstante, es recomendable que las pacas con diferente tipo de humedad entren en el proceso mezcladas ya que favorece su peletizado. Alimentación o abastecimiento: mediante cargadora telescópica se trasladarán las pacas de la Nave 1 a la 2. Picado: se procede a reducir el tamaño de la paja hasta 80 o 100 mm. La maquinaria principal a utilizar es: picadora, filtro de mangas y aspirador. Molienda: reduce el tamaño de la paja picada hasta llegar a hacerla harina. La maquinaria principal a utilizar es: molino de martillos, ciclón, filtro de mangas, aspirador, elevador de cangilones y silo pulmón como regulador. Peletizado: fase en la cual se comprime el material molido mediante una matriz hasta un diámetro de 8 mm. La maquinaria principal a utilizar es: mezcladora, filtro de mangas, aspirador, alimentador/acondicionador, granuladora de 6 matrices, transportador, 2 filtros de mangas, aspirador, elevador de cangilones y plataforma de elevador. Enfriado: reducción de la temperatura de los pellets de 70 ºC hasta temperatura ambiente. La maquinaria principal utilizada es: enfriador, ciclón, aspirador, tamizador y cinta transportadora. Almacenamiento: el almacenamiento se realizará a granel. 5.4. DESCRIPCIÓN DE LAS EDIFICACIONES 5.4.1. Características constructivas y distribución de las dependencias La Nave 1, cuenta con un edificio de una sola planta de 30 m x 90 m revestido de fábrica de ladrillo enfoscado hasta una altura del muro de 9 m. La cimentación es superficial mediante zapatas y vigas, la estructura está formada por pilares metálicos formados por dos UPN 360 empresillados y cerchas metálicas. Dispone de 3 líneas de pilares de perfil HEB-240, de 9 pórticos, con una separación entre pilares de 10 m, de acero S-275 JO, y cerchas de 30 m de longitud. El edificio está a cota 0 y el suelo es de losa de hormigón pulido de 20 cm de espesor. La cubierta es a dos aguas de chapa ondulada con una pendiente de un 20%. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 14 El edificio es diáfano excepto una zona oficina/laboratorio y aseos de 8 m x 6 m x 3 m, que se ubica en la parte delantera derecha de la nave, y a la que se tiene acceso desde el interior. Esta zona está cerrada por fábrica de ladrillo de 3 m, revestido interiormente de pladur con techo de cubierta de tablero y chapa engatillada, y suelo de baldosa cerámica. El frontal delantero de la nave presenta como entradas dos puertas abatibles de 8 x 6 m, y, en el frontal trasero, otra de 9 x 6 m. En cuanto a la Nave 2, presenta un edificio de una sola planta de 58 m x 49 m y de una altura de 9 m, separado por un muro de ladrillo enfoscado de 41 m x 5 m, creando una nave con dos sectores. El sector 1 (parte izquierda) es de 58 x 30 m2 diáfano en su totalidad, mientras que el sector 2 (lado derecho) es de 58 x 19 m2 y dispone en la parte trasera una zona de dependencias varias (oficina, almacén, cuarto de instalaciones y aseos) de 19 m x 10 m x 3 m. Dicha zona, está cerrada con fábrica de ladrillo de 3 m, reforzado en su lateral con sector 2 mediante un doble muro de 5 m de altura, y revestido interiormente de pladur con techo de cubierta de tablero y chapa engatillada y suelo de baldosa cerámica. El edificio existente es de una sola planta revestido de fábrica de ladrillo enfoscado hasta una altura de 6 m, y el resto de carpintería metálica acristalada en las dos fachadas. La cimentación es superficial mediante zapatas y vigas, la estructura está formada por pilares metálicos formados por dos UPN 360 empresillados y cerchas metálicas. Dispone de 4 líneas de pilares, de perfil HEB-240, con una separación entre pórticos de 10 m aproximadamente, de acero S-275 JO, y cerchas de 19 y 30 m de longitud. El edificio está a cota 0 y el suelo está realizado mediante losa de hormigón pulido de 20 cm de espesor. La cubierta de ambos sectores es de chapa ondulada a dos aguas con una pendiente de un 20%. Los accesos a la nave se realizan mediante 3 puertas abatibles en el frontal delantero, una de 8 x 6 m en el sector 2, y las otras dos de 7 m x 6 m en el sector 1. Además, se cuenta con la puerta a las oficinas que tiene entrada desde la parte trasera del sector 2. La nave está pensada para que todo el personal acceda por la puerta de las oficinas. 5.4.2. Descripción de las instalaciones básicas Electricidad Para la Nave 1, se toma de la red de electricidad a baja tensión de forma subterránea suministrando una tensión entre fases de 400 V y tensión entre fase y el neutro de 230 V. Mediante la instalación existente, la tensión llega al Cuadro 1 situado en el cuarto de la oficina, donde se distribuye al Cuadro Nave, destinado para la iluminación, futura instalación contra incendios (detectores de humo) y tomas, y al Cuadro de Oficina, destinado para la iluminación de los aseos, oficina, refrigeración y tomas. La nave presenta 8 puntos de toma (monofásica y trifásica) repartidas por toda la superficie, y 3 (monofásicas) repartidas por la oficina y aseos. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 15 En cuanto a los interruptores, en la zona de oficina y aseos se cuenta con 4, y para el encendido de las naves dos alternos. La potencia requerida será de 5.044 W para la iluminación, 500 W para la báscula, 1.500 W para la refrigeración de la sala de la oficina y 50 W por cada detector de humo (27 uds. X 50 W = 1.350 W), siendo un total de: 8.394 W. Teniendo en cuenta que para la nave no se va a requerir su iluminación completa, se considerará la mitad de potencia (2.522 W), siendo por tanto necesario una contratación de 5,87 kW. Tabla 3: Potencia energética requerida para la iluminación de la Nave 1 Zonas Lámparas (W) Potencia de iluminación (W) Zona de almacenado de pacas 64 lámparas mercurio halogenados de 70 W 4.480 Oficina 2 lámparas fluorescentes de 58W 116 Aseos 3 lámparas downline de 36W 108 Exterior 2 lámparas LED 120W 240 Nave 5 lámparas de emergencia de 20W 100 Fuente. Elaboración propia En cuanto a la Nave 2, se dispone en la actualidad de un tendido exterior de media tensión (a 25 m de su frontal delantero) con transformador de 1.600 KVA a baja tensión, que mediante acometida subterránea llega al Cuadro 1 existente y ubicado en el cuarto de instalaciones, suministrando una tensión entre fases de 400 V y tensión entre fase y el neutro de 230 V. En la actualidad, el Cuadro 1 distribuye tensión para la iluminación de la nave, dependencias (oficinas, aseos, almacén y cuarto de instalaciones) y refrigeración al propio cuarto de instalaciones. La nave cuenta con tomas distribuidas por toda la nave: 8 (trifásica y monofásica) en el sector 1, 4 (trifásica y monofásica) en el sector 2, y 10 (monofásica) distribuidas por las oficinas, almacén, aseos y cuarto de instalaciones. En cuanto a los interruptores, en la zona de oficina se cuenta con dos conmutados, otro en el cuarto de instalaciones, y detectores de presencia en los aseos y pasillo. Para el encendido de los sectores, a la salida de las oficinas se cuenta con tres interruptores, dos de encendido alterno para el sector 1, y otro para el encendido del sector 2. La potencia total requerida es de 4.744 W para la iluminación y de 700 kW para la maquinaria de peletización, ascendiendo a un total de 704,7 kW la tensión contratada. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 16 Para conducir la tensión a la planta de peletizado, se harán las conexiones pertinentes en el Cuadro 1 y, mediante una bandeja de rejilla aérea, se llevará el cableado a partes correspondientes de la peletizadora. El equipo de control (PLC) se ubicará en el cuatro de instalaciones. Tabla 4: Potencia energética requerida para la iluminación de la Nave 2 Zonas Lámparas (W) Potencia de iluminación (W) Sector 1 y 2 58 lámparas mercurio halogenados de 70W 4.060 Oficinas, almacén y cuarto de instalaciones 15 lámparas fluorescentes de 36W 540 Aseos 4 lámparas downline de 36W 144 Exterior 7 farolas LED 120W 840 Nave 23 lámparas de emergencia de 20W 460 Fuente. Elaboración propia Peletizadora Potencia de peletizado (kW) Picadora rotativa 110 Aspirador T-7 3 Rosca salida picadora 4 Molino de martillos 160 Boquilla, conexión entre ciclón y esclusa 4 Transportador de rosca, para extraer el producto del filtro de mangas 1,5 Aspirador PAF-3600 para molino 55 Rosca general de harinas 5,5 Elevador de cangilones 4 Silo pulmón 4,5 Mezcladora horizontal MH-5000 15 Aspirador T-7 3 Alimentador-Acondicionador CPM 2,2 Granuladora CPM modelo 7122 160 Transportador de cadena para gránulo modelo redler 2,2 Aspirador T-7 3 Tabla 5: Potencia energética requerida por la planta peletizadora ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 17 Peletizadora Potencia de peletizado (kW) Elevador de cangilones 4 Enfriador de gránulos vertical 147 Aspirador para enfriador 11 Tamizador rotativo 1,5 Fuente: www.afau.es Saneamiento Las Naves presentan una red de saneamiento independiente con dos sistemas separados de evacuación: Para las aguas pluviales: mediante el sistema de canalones el agua será conducida hacia las bajantes recogiéndose por arquetas sumidero que posteriormente mediante colectores desembocarán en la red general de aguas pluviales. Para las aguas procedentes de los aparatos sanitarios y zona de producción: se realiza mediante una red horizontal a base de sumideros, arquetas y colectores, enviándolas a la red general de depuración del pueblo. Fontanería Las naves presentan un sistema de abastecimiento de agua independiente. No obstante, es importante remarcar que para esta planta de producción de pellets NO va a existir una necesidad de agua a lo largo del proceso. Las líneas de abastecimiento de ambas naves se realizarán mediante sus respectivas arquetas de acometida hasta los contadores mediante una tubería de polietileno de 25 mm de diámetro. En cuanto a la Nave 2, cuenta con tres líneas de abastecimiento. Una para los aseos, compuestos de 2 lavabos y 2 WC`s, y las otras dos en los laterales de la nave. La Nave 1 cuenta con tres líneas independientes de abastecimiento. Una para los aseos, compuestos de 2 lavabos y 2 WC´s y las otras para el sector 1 y 2. 5.5. MANO DE OBRA Con objeto de desarrollar las actividades previstas para un funcionamiento adecuado de la planta, será necesario el personal laboral que se indica a continuación: - Recepción y almacenado de las pacas mediante cargadora telescópica en la Nave 1. Esta actividad se realizará durante los meses de julio y agosto y será realizada por dos operarios (1 por turno de 8 horas). ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 18 - A partir de septiembre se comenzará con el proceso de peletizado, por lo que los dos operarios anteriores trabajarán conjuntamente en un mismo turno realizando tareas de alimentación de las pacas a la peletizadora y mantenimiento y control de la maquinaria - Durante todo el año, habrá una persona trabajando a un turno de 8 horas, para llevar a cabo tareas de gestión, contabilidad, correcto cumplimiento de las normativas vigentes, mantener la calidad del producto mediante el análisis, realizar tarea comercial y transporte de pelltes. Según lo anterior, la planta contará con tres empleados. 6. SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS Para el diseño de la Nave 2, catalogada como una actividad industrial, se ha llevado a cabo siguiendo las indicaciones del Real Decreto 2267/2004, de 3 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales, siendo necesario la instalación de: - 13 extintores, 1 situado de la oficina, y el resto distribuidos por los dos sectores de la nave. Además, será necesario indicar un recorrido de evacuación como máximo de 25 m bien señalizado y con las luces de emergencia, y 7 pulsadores de alarma de incendios distribuidos por la nave y zona de dependencias. Para la Nave 1, al estar catalogada como una actividad agrícola, quedaría fuera de aplicación de dicho reglamento, por lo que se aplicarán las medidas contraincendios que se crean convenientes, resultando: - Instalación de 5 extintores repartidos en la parte libre de la nave, hay que tener en cuenta que las pacas ocuparán casi toda su superficie, y otro en la zona de oficina y aseos. Además, se instalará un sistema de detección de incendios compuesto por 27 detectores, y habrá iluminación de emergencia en las salidas. 7. EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL Debido al carácter medioambiental que en sí mismo tiene este estudio, mediante el anejo IV de Impacto Ambiental, se analizarán los siguientes impactos que esta actividad puede ocasionar: - Contaminación por residuos sólidos - Contaminación por efluentes líquidos - Contaminación por emisiones gaseosas - Contaminación acústica - Impacto visual - Impacto por la recogida de biomasa ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 19 Con respecto a la normativa, se dará cumplimiento del Decreto Legislativo 1/2015, de 12 de noviembre, ley de Prevención Ambiental de Castilla y león y, a nivel estatal, de la Ley 11/2003, de 8 abril de Prevención Ambiental de Castilla y León. 8. APLICACIÓN ENERGÉTICA DE PELLET DE PAJA COMO COMBUSTIBLE PARA EL SISTEMA DE CALEFACCIÓN DE UN INVERNADERO Desde el punto de vista energético, los pellets de paja de cereal se pueden utilizar en la obtención de energía térmica y eléctrica, para procesos de diversa índole como industrial o agroganadera. No obstante, aunque su uso sea apto, hay que valorar de forma más particular su eficacia y rentabilidad en cada proceso. Según los datos que ofrece el ESYRCE (Encuesta sobre superficies y rendimientos) que anualmente elabora el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, en 2017 se han clasificado 111 hectáreas de invernaderos en Castilla y León, siendo las provincias como León, Valladolid o Palencia, las más abundantes. En la actualidad se desconoce el número de invernaderos que cuenta con abastecimiento de pellets, pero teniendo en cuenta las subvenciones para la disposición o cambio de calderas de biomasa, además de los ahorros energéticos, se considera un mercado importante. Para analizar las ventajas e inconvenientes del uso de biomasa en los invernaderos, se tomará como ejemplo un invernadero hipotético de condiciones climáticas propias de la zona de estudio, ya que podría ser representativo para el resto de invernaderos indicados, y se calcularán las necesidades caloríficas necesarias para así valorar la rentabilidad del uso de biocombustibles frente a combustibles fósiles. Para este estudio, primeramente será necesario conocer las características constructivas del invernadero (dimensión, material de cubierta, orientación, etc.), y la rotación de cultivos establecida. Posteriormente, se calcularán las necesidades caloríficas, para poder determinar la potencia de la caldera y la cantidad y coste del suministro. Finalmente, se realizará una comparativa económica de la aplicación de este tipo de biocombustibles con respecto a los de origen fósil utilizados hasta el momento. 8.1. CARACTERÍSTICAS DEL INVERNADERO Se ha optado por una construcción de cubierta asimétrica con el fin de tener un aumento en la superficie que se encuentra de cara expuesta a la zona sur y así aumentar la capacidad de absorción de iluminación. La construcción presenta dos áreas, el invernadero en sí, y una zona aneja al mismo que alberga un semillero, dos almacenes para la maquinaria y producto terminado, y la sala de calderas. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. DOCUMENTO 1: MEMORIA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 20 La construcción total, constituye una superficie de 9.100 m2 y está dividida en 13 módulos de 10 m x 70 m cada uno. El invernadero ocupa 12 módulos de 10 m x 70 m cada uno, con una superficie total de 8.400 m2. A su vez, presenta cuatro zonas o parcelas de cultivo, de 3 módulos cada una, separadas mediante paneles de policarbonato celular. En cuanto a la zona aneja, ocupa el decimotercer y último módulo de 10 m x 70 m, presentando la siguiente distribución: - Sala de semilleros = 20 x 10 m2 - Almacén 1 de materia prima = 19 x 10 m2 - Almacén 2 de producto terminado = 17 x 10 m2 - Entrada principal = 2 x 10 m2 - Cuarto de calderas y riegos = 12 x 10 m2 Plantación Se cultivarán plantas hortícolas comunes en la comunidad que presentan buenas aptitudes frente a factores físicos, económicos, climáticos y que se adapten a las necesidades rotacionales. Según esto, las especies elegidas son: espinacas, pimiento, lechuga rizada y lisa, acelga, bróculi, judía, y tomate. La rotación será para cuatro años y la misma para las cuatro parcelas de cultivo, empezando cada una en un año diferente. Semillero Se dispondrán 8 mesas de dimensiones de 2 m x 3 m x 0,8 m que permitan mantener las bandejas de todos los cultivos de la rotación correctamente colocadas, aunque debido a los tiempos de cultivo nunca van a coincidir todas. Sistemas de acondicionamiento del invernadero y semillero - Se utilizará un sistema de calefacción por agua caliente distribuida mediante rieles de acero. - Se empleará una pantalla térmica que permita regular la temperatura y las pérdidas de humedad. 8.2. NECESIDADES CALORÍFICAS Y DE COMBUSTIBLE Los cálculos de las necesidades caloríficas de las cuatro parcelas de cultivo y de la zona del semillero se harán por separado aplicándose la fórmula del balance energético. Para lo cual se ha considerado una temperatura de activación de la calefacción, teniendo en cuenta las necesidades de los cultivos, de 11ºC y de una temperatura media de las mínimas en el exterior de 0,6 ºC. Los resultados de las necesidades caloríficas, serán necesarios para determinar la potencia de la caldera y las necesidades de combustible. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I: SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica i ÍNDICE ANEJO I 1. ENERGÍAS RENOVABLES .......................................................................................... 1 1.1. CONTEXTO ENERGÉTICO ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA .......................................................................................................................... 2 1.2. SECTOR DE LA BIOMASA ........................................................................................... 3 1.3. SISTEMA ENERGÉTICO EN CASTILLA Y LEÓN ..................................................... 5 2. ESTUDIO DE MERCADO ............................................................................................. 6 2.1. DEMANDA ENERGÉTICA ............................................................................................ 7 2.2. SUBVENCIONES PARA LA INSTALACIÓN DE CALDERAS DE PELLETS .......... 9 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Objetivos globales del plan de energías renovables 2011-2020 y grado de cumplimiento de los objetivos obligatorios e indicativos. ................................................................................ 2 Tabla 2: Consumo de energía en España por fuente energética: 2000-30 (Tonelada equivalente de petróleo) ..........................................................................................................................................3 Tabla 3: Comparativa de la energía final consumida en 2015 con respecto al objetivo 2020 ...............4 Tabla 4: Situación y futuro térmico renovable. Generación eléctrica .....................................................5 Tabla 5: Invernaderos en Castilla y León ....................................................................................................7 Tabla 6: Actuaciones y porcentajes subvencionados ............................................................................ 10 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: Distribución de la biomasa para uso térmico a finales de 2105 ............................... 4 Ilustración 2: Distribución por CCAA de las estufas de pellets instaladas en España en 2016 ... 8 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I:SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 1 1. ENERGÍAS RENOVABLES Con la caducidad del PER 2005-2010 se decidió elaborar un nuevo Plan de Energías Renovables que tiene como horizonte temporal los años 2011 a 2020. El Consejo de Ministros del 11 de noviembre, aprobó el Plan de Energías Renovables (PER) 2011-2020, elaborado por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía-IDAE que constituye la hoja de ruta de las energías limpias en nuestro país para la presente década. Este Plan, marca las líneas generales de actuación del sector durante la próxima década. El PER 2011-2020 establece objetivos poco ambiciosos (20,8%), ligeramente superiores a la obligación vinculante marcada por la Directiva europea 2009/28/CE (20%). Asimismo, el objetivo general establecido en el nuevo PER, se reduce con respecto al remitido por el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en el Plan de Acción Nacional en materia de Energías Renovables (PANER), remitido a la Comisión Europea en 2010 que se establecía un 22,7%. A pesar de los beneficios económicos y medioambientales que aportan las energías renovables, el Plan desaprovecha la oportunidad de fijar unos objetivos ambiciosos para 2020 que supongan un verdadero cambio en nuestro modelo energético. En un país con una dependencia energética de las importaciones del 88,7%, se debe trabajar con el objetivo de modificar esa grave debilidad de nuestra economía, críticamente vulnerable a variaciones en los precios de los combustibles fósiles. Más aún cuando el propio PER reconoce que los beneficios económicos son claramente superiores, en más de un 17%, a los costes. Si las renovables son beneficiosas económicamente y reducen nuestra dependencia, no existe ninguna razón para la escasa ambición del PER 2011-2020. Se da la paradoja de que el Plan de Acción Nacional de Energías Renovables, elaborado por el Gobierno y presentado a Bruselas, marca para España un objetivo superior (22,7%) que el Plan de Energías Renovables (20,8%). El Gobierno ha comprometido ante la Unión Europea un objetivo mayor que el que se ha marcado internamente. Recientemente, las energías renovables han recibido un importante respaldo de la comunidad internacional con el ‘Acuerdo de París’ suscrito en la Cumbre Mundial del Clima celebrada en diciembre de 2015 en la capital francesa. El acuerdo, que entrará en vigor en 2020, establece por primera vez en la historia un objetivo global vinculante, por el que los casi 200 países firmantes se comprometen a reducir sus emisiones de forma que la temperatura media del planeta a final del presente siglo quede “muy por debajo” de los dos grados, el límite por encima del cual el cambio climático tiene efectos más catastrófricos e incluso a intentar dejarlo en 1,5 grados. Desde la Unión Europea se está elaborando una directiva para el año 2030 con los objetivos de alcanzar el 27 % de energías renovables, el 40 % de reducción de emisiones con respecto a 1990, el 27 % de incremento de la eficiencia energética y el 10 % de interconexiones electicas. Obliga además a que los países miembros para que realicen PLANES DE ENERGIA Y CLIMA para el periodo 2012 a 2030, así como para periodos posteriores de diez años. España, está iniciando este proceso (deberá entregar un primer borrador a primeros del año 2018), para este ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I:SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 2 ambicioso plan que integra energía y clima, se deberá tener en cuenta a todos los sectores implicados: financieros, empresariales, de Investigación y Desarrollo, administración autonómica y local, sector político y destacar el papel activo de ciudadanía en el nuevo panorama energético. 1.1. CONTEXTO ENERGÉTICO ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA A continuación, se presentan los objetivos y grado de cumplimiento del Plan de Energías Renovables para los periodos 2005-2010 y 2011-2020: Tabla 1 : Objetivos globales del plan de energías renovables 2011 - 2020 y grado de cumplimiento de los objetivos obligatorios e indicativos. Fuente: PER 2011-020 Como puede apreciarse, el grado de cumplimiento de los objetivos establecidos está siguiendo la trayectoria estimada. Según el informe Cepsa Energy Outllok 2030 analiza el impacto que la búsqueda de este equilibrio tendrá en la energía, especialmente a la luz del acuerdo de París sobre el cambio climático (COP21). Aunque las previsiones de la compañía apuntan a que "los compromisos del acuerdo no serán suficientes para mantener el calentamiento global muy por debajo de 2ºC sobre los niveles preindustriales" para 2030, como acordaron las naciones involucradas, en los próximos años sí se vislumbran unas tendencias sin vuelta atrás que transformarán el sistema energético mundial. Las nuevas tecnologías como el Big Data acelerarán el cambio a través de nuevas formas de ahorrar energía, aumentar la productividad e incluso revolucionar la manera de hacer negocios. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I:SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 3 Los avances tecnológicos mejorarán la eficiencia, anticiparán las necesidades de los consumidores y les permitirán interactuar con sus proveedores. La tendencia del consumo en España por fuente energética será el siguiente: Tabla 2 : Consumo de energía en España por fuente energética: 2000 - 30 (Tonelada equivalente de petróleo) Fuente: Cepsa Como puede apreciarse, los productos del petróleo seguirán liderando el mix energético, tanto mundial como español, en el futuro. De hecho, el petróleo supondrá casi la mitad de la demanda energética en 2030 , si bien experimentará un paulatino debilitamiento debido en parte al incremento del uso de biocombustibles, los vehículos eléctricos y el gas natural, pasando de 46 millones de toneladas equivalentes (Mtoe) a 37 Mtoe. E l gas natural ocupará el segundo lugar y se espera que aumente paulatinamente su participación en el mix de energía debido a la sustitución del petróleo en las calefacciones de edificios residenciales y comerciales, a su potencial como alternativa al carbón y al uso moderado pero creciente en camiones y vehículos pesados. En cuanto a la biomasa, el crecimiento será sustancial debido a la regulación que exige que el 8,5% del combustible de uso en carreteras se fabrique con biocombustibles con el fin de cumplir con los objetivos de la Unión Europea. 1.2. SECTOR DE LA BIOMASA Los recursos de biomasa son importantes en España y su procedencia establece diferentes tipos: forestal, agrícola, industrial forestal y agrícola y cultivos energéticos. Cuando se habla de usos térmicos de la biomasa se vincula con usos de calefacción y frío, y generación de agua caliente sanitaria. En ambos casos se entiende su uso en la industria, sector servicios y sector doméstico. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I:SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 4 El potencial de biomasa disponible en España, bajo hipótesis conservadoras, se sitúa en torno a 88 millones de toneladas de biomasa primaria en verde, incluyendo restos de masas forestales existentes, restos agrícolas, masas existentes sin explotar y cultivos energéticos a resumen del Plan de Energías Renovables 2011-2020. A este potencial se suman más de 12 millones de toneladas de biomasa secundaria seca obtenida de residuos de industrias agroforestales. Para alcanzar los objetivos fijados en el área de biomasa se han definido una serie de propuestas dirigidas a cada fase del aprovechamiento de la misma. Las propuestas para el desarrollo de un mercado maduro de suministro de biomasa se centran principalmente en la movilización del recurso. El apoyo al desarrollo de aplicaciones térmicas, especialmente en edificios, se realizará mediante campañas de difusión, desarrollos normativos y nuevos sistemas de apoyo financiero, de incentivos y de ayudas públicas a la inversión. La situación y futuro de la biomasa para usos térmicos en el año 2015 en España se describe en la siguiente tabla: Tabla 3 : Comparativa de la energía final consumida en 2015 con respecto al objetivo 2020 Fuente: MINETAD A continuación, mediante la siguiente Ilustración 1 se muestra la situación de la biomasa térmica desde el punto de vista de las Comunidades Autónomas. El total para todo el país asciende a un valor de 3.936.000 tep de acuerdo con los datos de IDAE. Ilustración 1 : Dis tribución de la biomasa para uso térmico a finales de 2015 Fuente: IDAE ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I:SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 5 El 71 % de las redes térmicas censadas en el año 2016 en España utilizan la biomasa como combustible. A continuación se presenta la situación y futuro de la térmica renovable (biomasa, biogás y residuos): Tabla 4 : Situación y futuro térmico renovable. Generación eléctrica Fuente: Red eléctrica de España. MINETAD y APPA Los objetivos para las energías renovables para el año 2020, es conseguir el 20% del consumo de la energía final bruta. Según datos de EUROSTAT (que no incluye la contribución de los biocombustibles), para el año 2015, se ha conseguido tener un 16,2% con fuentes renovables. En el área de la biomasa se pueden destacar los avances en el uso de estufas de “pellets” y calderas de biomasa, pero, para conseguir el objetivo fijado, se deberá continuar e incrementar las ayudas financieras y de subvención. 1.3. SISTEMA ENERGÉTICO EN CASTILLA Y LEÓN A consecuencia de la gran variedad de agentes que intervienen en la bioenergía, así como la amplitud de recursos, usos y formas de aprovechamiento, este sector es complejo y heterogéneo. Desde la perspectiva de la Administración Autonómica, se considera como una materia transversal a muchas políticas entre las que se encuentran la forestal, agrícola, gestión de residuos, energética, urbanismo y vivienda, política municipal, etc. El estado actual del sector en Castilla y León, reflejo de España, puede describirse como de lento desarrollo de proyectos eléctricos, insuficientes instalaciones térmicas en el sector residencial, industrial y de servicios y escaso consumo de biocombustibles así como situación de incertidumbre en su fabricación. La bioenergía en Castilla y León requiere de un apoyo institucional con la doble finalidad de resolver o minimizar barreras preexistentes y favorecer activamente al sector. En este sentido, se propone el Plan Regional de Ámbito Sectorial de la Bioenergía de Castilla y León (PBCyL), como la herramienta para articular medidas a favor del sector. El PBCyL se tramita al amparo de la Ley 10/1998, de 5 de diciembre, de Ordenación del Territorio de Castilla y León. En este sentido, ha sido sometido a información pública mediante la ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I:SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 6 Orden EYE/1635/2009, de 27 de julio, por la que se inicia el procedimiento de aprobación del Plan Regional de Ámbito Sectorial de la Bioenergía de Castilla y León. 2. ESTUDIO DE MERCADO Según datos de la asociación Avebiom publicados por Bioenergy International, España cuenta en la actualidad con 83 fábricas de pellets, 7 menos que en 2017, aunque la capacidad de fabricación de pellet supera ya los 2.000.000 de toneladas anuales, un cuarto de millón más que el año anterior En la actualidad hay 35 plantas con producción certificada ENplus, una de ellas, nueva en 2018. Las comunidades autónomas que albergan más instalaciones son Andalucía y Castilla y León, con 11 cada una, seguidas de Castilla-La Mancha, con 10, y Galicia, con ocho. Cataluña tiene 6 plantas, Extremadura, Comunidad Valenciana y Aragón, cinco cada una. Por debajo de cinco, el resto. Con los datos disponibles, las mayores capacidades se sitúan en Castilla y León, donde se podrían producir cerca de 370.000 toneladas al año; Andalucía es capaz de producir en torno a 270.000 toneladas; Extremadura, gracias al proyecto en la localidad de Moraleja en Cáceres, podría llegar a las 210.000 toneladas anuales. En Galicia y Castilla-La Mancha, con fábricas ya en funcionamiento, el potencial de fabricación se sitúa entre las 175.000 y las 200.000 toneladas/año. Aragón, donde se está construyendo una gran planta en Erla, se colocaría en 160.000 toneladas. En Cataluña, las fábricas, de mediano tamaño, funcionan cerca de sus capacidades y pueden poner en el mercado hasta 140.000 toneladas anuales. En cuanto a las plantas de producción de astilla, la mayor parte de las casi 60 inventariadas por Avebiom tienen producciones inferiores a 30.000 toneladas al año, la mitad de ellas tienen capacidad para producir hasta 10.000 toneladas. Tan solo 5 instalaciones producen más de 30.000 toneladas, y solo 3, en Asturias, Girona y Valencia, son capaces de superar las 60.000 t/año. Los productores de hueso de aceituna se mantienen año tras año, tanto en número, rondando las 25 instalaciones, como en producciones, por lo general inferiores a las 10.000 t/año, aunque esto varía con la campaña anual de la aceituna. Más de la mitad de la producción autonómica procede de Burgos, la primera provincia de España. Las once instalaciones de pellets de Castilla y León se ubican en Huerta del Rey, Villazopeque y Doña Santos, en la provincia de Burgos; El Sahúgo, en Salamanca; Benamariel, en León; Cabrejas del Pinar y San Leonardo de Yagüe, en Soria; Villoldo y Alar del Rey en Palencia; Sanchonuño, en Segovia; y en el vivero forestal central de la Junta y una instalación en Pedrajas de San Esteban, estas dos últimas en la provincia de Valladolid. Y respecto a la fabricación de briquetas, se presentan tres instalaciones ubicadas en el propio vivero forestal, Íscar (Valladolid) y en Duruelo de la Sierra (Soria). La Junta de Castilla y León destaca que la Comunidad es un “referente nacional” en la generación de energía a partir de biomasa global, al tratarse de la primera comunidad autónoma con mayores recursos y la mayor comunidad en superficie agrícola y forestal (el 51 por ciento del territorio autonómico es forestal). Además de ser líder nacional en pellets, este gran potencial sitúa a la ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I:SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 7 región en los primeros puestos en producción de biomasa biotérmica, con más de 600 instalaciones y la séptima posición en generación eléctrica. Según lo comentado, se observa que la inmensa mayoría de los pellets producidos se tratan de residuos forestales, ya que la utilización de paja para usos energéticos está presente en procesos de cogeneración en las plantas de Osorno (Palencia) y otra en Briviesca (Burgos), y en estos casos la paja no necesita ningún tipo de peletizado para su combustión ya que las infraestructuras presentes en este tipo de proceso son diseñadas para grandes cantidades de biomasa. No obstante, teniendo en cuenta que la paja a menudo es un producto excedentario y complejo de gestionar en zonas ampliamente cerealistas, ya hay empresas como Agropal en el mencionado T.M. de Villoldo (Palencia), la planta de Alar del Rey, de Cereales y Transportes de Bravo e Hijos (Palencia), y la planta Molifibra, Molienda y Granulación, en Burgos que realizan el peletizado de este residuo para abastecer de energía térmica a diversas instalaciones. En el caso de la de Villoldo, los pellets producidos son utilizados para abastecer a la quesería, propiedad de la cooperativa, en Baltanás (Palencia). La fábrica, consume 700 t/año de pellets para suministrar hasta un 60 % de la energía térmica necesaria, y presenta como objetivo llegar al 75-80 % en este año. 2.1. DEMANDA ENERGÉTICA Para este estudio, la demanda térmica que debe existir en el municipio receptor de la planta y alrededores, tiene que ser suficiente para justificar su instalación. Teniendo en cuenta que este estudio se centra en abastecer de pellets a los invernaderos más cercanos, según los datos que ofrece el ESYRCE (Encuesta sobre superficies y rendimientos) que anualmente elabora el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, en 2017 se han clasificado 111 hectáreas de invernaderos, de los que 38 tienen la consideración o calificación de elementales, otros 43 de normales y 24 de tecnificados en Castilla y León. A continuación, se procede a mostrar la distribución de los invernaderos, en función de su superficie: Tabla 5: invernaderos en Castilla y León Provincia Superficie de invernadero Ávila 14 Burgos 3 León 50 Palencia 16 Salamanca 6 Segovia - ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I:SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 8 Provincia Superficie de invernadero Soria - Valladolid 13 Zamora 9 Castilla y León 111 Fuente: Esyrce. Según estos datos, la provincia de León recoge la mayor parte de superficie de invernaderos con 50 hectáreas, que buena parte de ellas son destinadas a la producción de tomate (19), seguida de Palencia con 16, Ávila con 14 o Valladolid con 13. Por lo que respecta a los cultivos, destacar las casi 35 hectáreas que se destinan a tomate, las 13 de calabacín o las 9 de lechuga. No sé dispone una cifra de los invernaderos que presentan en la actualidad de caldera de pellets. Lo que sí se sabe, es que según los últimos datos suministrados por el Observatorio de la Biomasa, gestionado por Avebiom con respecto a la situación de los equipos de biomasa para usos térmicos, es que a finales del año 2016, había en funcionamiento en España una cifra cercana a los 200.000 equipos de biomasa de alto rendimiento y una potencia instalada de 8.297 MW térmicos. En concreto durante el año 2016, se instalaron en España 35.815 estufas de “pellets” con una potencia media de cada estufa de 11,3 kW. Ilustración 2 : Distribución por CCAA de las estufas de pellets instaladas en España a finales del año 2016. Fuente: Observatorio de la Biomasa de AVEBIOM ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO I:SITUACIÓN ACTUAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 9 2.2. SUBVENCIONES PARA LA INSTALACIÓN DE CALDERAS DE PELLETS Como actuaciones tendentes a potenciar el ahorro energético y mejorar todos los aspectos relacionados con la eficiencia energética, la comunidad Autónoma de Castilla y León viene desarrollando y ejecutando desde el año 2002 el Plan de Ahorro y Eficiencia Energética de Castilla y León, cuyos objetivos fundamentales son la concienciación de la población castellanoleonesa para el uso racional y eficiencia de la energía, con el objetivo de reducir nuestra dependencia externa en el abastecimiento de combustibles. Según esto, mediante la Orden de 10 de octubre de 2018, de la Consejería de Economía y Hacienda, por la que se convocan subvenciones cofinanciables por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional dirigidas a la utilización de energías renovables en el sector empresarial de Castilla y León en los siguientes casos: - Conexiones nuevas a redes térmicas ya existentes. Instalaciones que deberán incluir al menos los siguientes conceptos: tubería desde la red existente hasta el intercambiador, intercambiador de calor, sistemas de control y medida correspondiente, obra civil y montaje. - Sustitución de quemadores de gasoil por otros de pellets. - Instalaciones térmicas completas. Instalaciones cuya potencia sea igual o superior a 5 kW con sistema de generación, equipos auxiliares (chimenea, ventiladores, bombas, sistemas de control y medición, etc.), almacenaje y trasiego de biocombustible, así como transporte/distribución y transferencia de calor. La transferencia de calor comprenderá aquellos equipos e instalaciones que se encuentren dentro de la sala de calderas o los intercambiadores de calor conectados a las redes térmicas. La cuantía de subvención se calculará según las siguientes tablas, en función del tipo de instalación y, para el caso de instalaciones térmicas completas, también de la potencia nominal térmica instalada (kWt): ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 3 Siguiendo las estadísticas, un 10% de los años estudiados han presentado rendimientos mínimos en torno a 1.600 kg/ha. Según esto, para realizar los cálculos de cantidad de residuo, se procede a minorar el valor para considerar el caso más desfavorable y así prever una posible variación de dichos valores según los años y asegurar un suficiente abastecimiento final de biomasa para la planta. Teniendo en cuenta la fórmula anterior y que el rastrojo supone un 20% del total resultante, se obtiene: R Paja = 1.600 kg/ha ((1−0,45) / 0,45) = 1.955 kg/ha 1.955 kg/ha x 0,8 = 1.564 kg/ha de paja de cereal No obstante, este dato será utilizado solamente para el cálculo de la superficie de actuación, ya que para el resto de cálculos: tiempos y coste de realización de labores, para que resulte rentable la maquinaria utilizada, se realizarán los cálculos con un valor medio de producción de 2.500 kg/ha. Posteriormente, se calculará el potencial calorífico inferior que contiene la cantidad de residuo obtenido. Para ello, se ha basado en muestras de biomasa analizadas en CARTIF donde se ha podido estimar un poder calorífico inferior de 3.300 Kcal/kg. A continuación, se indican las superficies totales del cultivo de cereal obtenidas de los registros de la Junta de Castilla y León y las toneladas extraíbles de residuo biomásico presentes en cada municipio de la zona de estudio: Tabla 2: Hectáreas de los cinco tipos de cereal (trigo, cebada, avena, centeno) seleccionados en los 97 municipios que comprenden la zona de estudio NOMBRE PROVINCIA HECTÁREAS TONELADAS NOMBRE PROVINCIA HECTÁREAS TONELADAS Algadefe LE 169 254 Micereces de Tera ZA 85 128 Alija del Infantado LE 512 768 Milles de la Polvorosa ZA 39 59 La Antigua LE 1.499 2.249 Morales de Rey ZA 134 201 Campazas LE 572 858 Morales de Valverde ZA 164 246 Cimanes de la Vega LE 64 96 Moreruela de Tábara ZA 1.438 2.157 Fuentes de Carbajal LE 1.237 1.856 Navianos de Valverde ZA 55 83 Gordoncillo LE 682 1.023 Pobladura del Valle ZA 186 279 Laguna de Negrillos LE 412 618 Prado ZA 397 596 Pozuelo del Páramo LE 565 848 Pueblica de Valverde ZA 258 387 Quintana del Marco LE 340 510 Quintanilla del Olmo ZA 519 779 Roperuelos del Páramo LE 368 552 Quintanilla de Urz ZA 154 231 San Adrián del Valle LE 468 702 Quiruelas de Vidriales ZA 329 494 San Esteban de Nogales LE 172 258 Revellinos ZA 736 1.104 Toral de los Guzmanes LE 227 341 San Agustín del Pozo ZA 491 737 Valdemora LE 542 813 San Cristóbal de Entreviñas ZA 834 1.251 Valderas LE 3.474 5.211 San Esteban del ZA 1.076 1.614 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 4 NOMBRE PROVINCIA HECTÁREAS TONELADAS NOMBRE PROVINCIA HECTÁREAS TONELADAS Molar Villamandos LE 269 404 San Martín de Valderaduey ZA 947 1.421 Villaquejida LE 1.015 1.523 San Miguel del Valle ZA 430 645 Zotes del Páramo LE 215 323 Santa Colomba de las Monjas ZA 81 122 Villaornate y Castro VA 980 1.470 Santa Cristina de la Polvorosa ZA 163 245 Quintanilla del Molar VA 601 902 Santa Croya de Tera ZA 69 104 Roales VA 743 1.115 Santa María de la Vega ZA 87 131 La Unión de Campos VA 1.557 2.336 Santa María de Valverde ZA 56 84 Valdunquillo VA 1.277 1.916 Santibáñez de Tera ZA 151 227 Alcubilla de Nogales ZA 136 204 Santibáñez de Vidriales ZA 1.224 1.836 Arcos de la Polvorosa ZA 137 206 Santovenia ZA 1.250 1.875 Arrabalde ZA 128 192 Tapioles ZA 900 1.350 Barcial del Barco ZA 449 674 La Torre del Valle ZA 273 410 Benavente ZA 403 605 Valdescorriel ZA 910 1.365 Bretó ZA 665 998 Vega de Villalobos ZA 461 692 Bretocino ZA 213 320 Vidayanes ZA 472 708 Brime de Urz ZA 142 213 Villabrázaro ZA 325 488 Burganes de Valverde ZA 411 617 Villafáfila ZA 2.672 4.008 Camarzana de Tera ZA 237 356 Villaferrueña ZA 73 110 Cañizo ZA 1.599 2.399 Villageriz ZA 37 56 Castrogonzalo ZA 861 1.292 Villalba de la Lampreana ZA 1.072 1.608 Castroverde de Campos ZA 2.835 4.253 Villalobos ZA 1.730 2.595 Cerecinos de Campos ZA 1.097 1.646 Villalpando ZA 3.743 5.615 Coomonte ZA 219 329 Villamayor de Campos ZA 1.055 1.583 Faramontanos de Tábara ZA 1.026 1.539 Villanázar ZA 289 434 Fresno de la Polvorosa ZA 18 27 Villanueva de Azoague ZA 300 450 Friera de Valverde ZA 290 435 Villanueva de las Peras ZA 26 39 Fuentes de Ropel ZA 1.656 2.484 Villanueva del Campo ZA 1.749 2.624 Granja de Moreruela ZA 1.115 1.673 Villar de Fallaves ZA 961 1.442 Granucillo ZA 364 546 Villárdiga ZA 596 894 Maire de Castroponce ZA 176 264 Villarrín de Campos ZA 1.928 2.892 Manganeses de la Lampreana ZA 2.358 3.537 Villaveza del Agua ZA 625 938 Manganeses de la Polvorosa ZA 241 362 Villaveza de Valverde ZA 101 152 Matilla de Arzòn ZA 920 1.380 Fuente: Elaboración propia Trabajar con tablas de valores tan extensas resulta complicado, por eso para analizar globalmente los potenciales totales de cada municipio correspondiente a este cultivo se ha optado por elaborar unos mapas temáticos con la ayuda de la herramienta informática ARGIS, donde se representa en colores de distinta intensidad los municipios de la zona de estudio según su ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 5 potencial de paja. Las zonas de colores más cálidos corresponden a las zonas más prolíficas en potencial, tal y como se puede entender a partir de la leyenda adjunta a la imagen. Cada coloración distinta abarca un rango de valores de potencial biomásico, y si atendemos a la más oscura podremos hacer una selección más precisa de aquellos municipios en donde abunda el residuo considerado. Ilustración 1: Mapa temático de la zona para el residuo de la paja de cereal Fuente: ARCGIS 2.1.2. Depuración de los datos y cálculo del potencial real disponible La metodología de estudio se basará en realizar una selección de aquellos municipios potencialmente más ricos en biomasa y próximos a la planta. Tomando los valores indicados anteriormente, podemos cribar el número de municipios considerando solamente aquellos con un potencial superior a un valor determinado. Tras una revisión previa de los datos se ha considerado tomar un valor límite mayor de 800 t/año. Los municipios correspondientes a las diferentes selecciones son los siguientes: ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 6 Tabla 3 : Selección de los munici pios que tienen potencial de paja de cereal a superior a 80 0 t /año MUNICIPIO PROVINCIA TONELADAS MUNICIPIO PROVINCIA TONELADAS La Antigua LE 2.248 Manganeses de la Lampreana ZA 3.615 Campazas LE 858 Matilla de Arzón ZA 1.380 Fuentes de Carbajal LE 1.855 Moreruela de Tábara ZA 2.157 Gordoncillo LE 1.023 Revellinos ZA 1.104 Pozuelo del Páramo LE 847 San Cristóbal de Entreviñas ZA 1.251 Valdemora LE 813 San Esteban del Molar ZA 1.614 Valderas LE 5.211 San Martín de Valderaduey ZA 1.420 Villaquejida LE 1.522 Santibañez de Vidriales ZA 1.836 Villaornate y Castro VA 1.470 Santovenia ZA 1.875 Quintanilla del Molar VA 901 Tapioles ZA 1.350 Roales VA 1.114 Valdescorriel ZA 1.365 La Unión de Campos VA 2.335 Villafáfila ZA 4.008 Valdunquillo VA 1.915 Villalba de la Lampreana ZA 1.608 Bretó ZA 997 Villalobos ZA 2.595 Castrogonzalo ZA 1.291 Villamayor de Campos ZA 1.582 Castroverde de Campos ZA 4.252 Villanueva del Campo ZA 2.623 Cerecinos de Campos ZA 1.645 Villardefallaves ZA 1.441 Faramontanos de Tábara ZA 1.539 Villárdiga ZA 894 Fuentes de Ropel ZA 2.484 Villarrín de Campos ZA 2.892 Granja de Moreruela ZA 1.672 Villaveza del Agua ZA 937 Fuente: Elaboración propia ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 7 Se puede comprobar a través del mapa expuesto que el cultivo de cereal predomina en la zona Sureste. Por consiguiente, una vez determinado los municipios con mayor potencial se procede a determinar los municipios que puedan garantizar el suministro requerido, además de encontrarse próximos entre sí y a la planta, con el fin de abaratar costes de transporte. Teniendo en cuenta los criterios establecidos, finalmente la selección se centra en tres municipios que garantizan las 3.000 toneladas necesarias y se encuentran próximos entre sí y a la planta. Tabla 4 : Selección final de los municipios suministradores de biomasa MUNICIPIOS PROVINCIA Toneladas 1.San Cristóbal de Entreviñas Zamora 1.251 2.Castrogonzalo Zamora 1.292 3.Fuentes de Ropel Zamora 2.484 4. Villalobos Zamora 2.595 Fuente: Elaboración propia A continuación, se detalla gráficamente los municipios seleccionados: Ilustración 2 : Mapa de municipios con potencial biomásico superior a 800 t/año Fuente: Elaboración propia ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 8 Ilustración 8: Mapa de la selección final de municipios suministradores de biomasa Fuente: Elaboración propia Es necesario tener en cuenta que el suelo necesita incorporar materia orgánica para mantener e incrementar su fertilidad, por tanto, no se debe exportar la totalidad de los residuos. También, los residuos tienen un importante papel en la lucha contra la erosión. Por otro lado, la paja de cereal disponible en un año normal, puede ser del orden del 40-45% pues el resto se comercializa fuera del sector: champiñonerías, piensos, papeleras, ganadería, etc., o se autoconsume para alimentación animal o camas para el ganado. Estos porcentajes de disponibilidad varían de unas zonas geográficas a otras. Finalmente tras aplicar un porcentaje del 40% al potencial del cultivo de cereal de los municipios seleccionados anteriormente, la cantidad final disponible en toneladas disminuirá significativamente según se observa a continuación: Tabla 5 : Potenciales biomásicos finales MUNICIPIO PROVINCIA Toneladas 1.San Cristóbal de Entreviñas Zamora 500 2.Castrogonzalo Zamora 517 3.Fuentes de Ropel Zamora 994 4. Villalobos Zamora 1.038 Total 3.049 Fuente: Elaboración propia ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 9 3. RECOGIDA Y TRANSPORTE DE LAS PACAS EN CAMPO Una vez determinados los municipios que abastecen a la planta peletizadora, se procede a detallar los trabajos que se realizarán para la recogida de la paja y su transporte a las pajeras en campo. Según lo indicado en el apartado 6 del Estudio de Alternativas del documento 1 de la Memoria, las labores de recogida, empacado y transporte de las pacas en campo, serán gestionadas por parte del agricultor que las subcontratará a una empresa especializada. Por lo tanto, una vez cosechado el cereal, aproximadamente a principios de julio, hasta el principio de la siembra (finales de septiembre - principios de octubre), será el tiempo que la paja pueda estar sobre el campo. No obstante, se establecerá un tiempo desde julio hasta finales de agosto para el empacado por dos razones: - Por contrato con los agricultores, para que a partir de esa fecha puedan realizar las labores. - Por condicionantes climáticos, ya que a partir de septiembre las lluvias y los días de rocío se intensifican y la paja se estropea, dificultando las labores. - Es necesario empezar con el proceso de peletizado ya que en octubre comienzan las necesidades caloríficas en los invernaderos. A continuación se procede a detallar el proceso y maquinaria necesaria para la recogida y transporte de la paja en campo: Hilerado y Empacado Las empacadoras de hoy en día están preparadas para trabajar con mucha cantidad de paja y a gran velocidad. Según esto, cada vez es más normal realizar el hilerado y empacado a la vez, mediante un acople de las dos máquinas para ahorrar en tiempo, trabajo y dinero, aprovechando así todo el potencial de la empacadora. Para estos trabajos, el hilerador que se utilizará tendrá una anchura de trabajo de 10 m, acoplado a una macroempacadora. Las pacas generadas serán prismáticas de 255 x 120 x 90 cm, con un peso de 420 kg y 160 kg/m 3 de densidad. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 10 Tabla 6 : Características técnicas del hilerador + macroempacadora Hilerador + Macroempacadora Producción 3.000 kg/ha Velocidad de trabajo 8 km/h Capacidad de trabajo real 0,37 h/ha – 2,70 ha/h Capacidad de procesado 11 t/h Potencia necesaria 200 CV Separación de cordones 6 m Fuente: www.mapama.gob.es Ilustración 2: Hilerador + Macroempacadora Fuente: www.agricolamur.es Recogida, transporte y almacenado de pacas Las pacas prismáticas se recogerán del campo mediante un autocargador que las almacenará próximas a caminos de concentración, generando el menor número de depósitos, con el fin de agilizar la posterior recogida de las pacas mediante camión. Tabla 7 : Características técnicas del autocargador Autocargador Producción 2.500 kg/ha Capacidad caja 35 m 3 Velocidad de trabajo 7 km/h Capacidad de procesado 11 t/h Capacidad de trabajo real 0,48 h/ha – 2,10 ha/h Potencia necesaria 150 CV Fuente: www.mapama.gob.es ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 11 Ilustración 3 : R emolque autocargador Fuente: www.ag-group.es 3.1. TIEMPO EMPLEADO PARA LAS LABORES EN CAMPO Para el cálculo de los tiempos necesarios para la realización de labores se tendrá en cuenta los valores de rendimientos indicados anteriormente, y la superficie total a trabajar. Para este último dato, teniendo en cuenta que se parte de un valor medio de 2.500 kg/ha de producción de paja según el apartado 2.1.1., será necesaria una superficie de 1.200 has. Tabla 8:Tiempos de utilización de la maquinaria Labor Maquinaria Rendimiento (h/ha) Superficie (has) Tiempo necesario (horas) Días necesarios (16 h/día) Hilerado + Empacado Hilerador + Empacadora + tractor (200 CV) 0,37 1.200 444 28 Transporte de las pacas en campo Carro autocargador + tractor (150 CV) 0,48 1.200 576 36 Fuente: Elaboración propia A continuación, se procede a determinar los días que finalmente serán necesarios para realizar las labores en campo en función de la maquinaria que se asigne: Tabla 9:Tiempos de utilización de la maquinaria Maquinaria Número de maquinaria necesaria Días necesarios de labor Hilerador + Empacadora + tractor (200 CV) 1 28 Carro autocargador + tractor (150 CV) 2 18 Fuente: Elaboración propia ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 12 Para las labores de campo habrá que tener en cuenta la climatología, ya que en caso de lluvias habrá que esperar al secado de la paja para proseguir con las labores. Según esto, se considera un 20% más al total de los días necesarios de labor, siendo finalmente necesarios: Total días necesarios de labor en campo = 64 + (28 x 0,2) = 51 días 4. TRANSPORTE DE LAS PACAS DE PAJA DESDE EL CAMPO HASTA LA PLANTA DE PELETIZADO Este proceso consistirá en el transporte de las pacas desde el campo hasta la Nave 1. Primeramente, habrá que cargar las pacas en la plataforma accionada por un camión, de dimensiones de 10 x 2,5 m, que será realizada mediante una cargadora telescópica. Tabla 10 : Características técnicas de la cargadora telescópica Cargadora telescópica Carga máxima admisible 2.500 kg Altura máxima extendible 7 Potencia necesaria 150 CV Horquillas paquetes Si Fuente: www.mapama.gob.es 4.1. TIEMPO EMPLEADO PARA LA CARGA Y TRANSPORTE DE PACAS El tiempo requerido para la carga de pacas a la plataforma de transporte se considera de 15 minutos, resultando un total de: Ilustración 4 : C argadora telescópica Fuente: EHN ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 19 - Explosión debido al impacto de los martillos - Corte por los bordes de los martillos - Acción de frotamiento o rodadura La molienda reduce el tamaño de las partículas a un máximo de 5 mm. Maquinaria necesaria: 1. Rampa de alimentación del molino mediante aspiración para poder separar piedras y hierros. 2. Molino de martillos AFAU modelo MA-220 hidráulico accionado por motor a 1500 r.p.m. Con acoplamiento elástico directo, 112 martillos y dos tamices de 735x2000 mm. 3. Tubería que traslada el producto hasta el ciclón para separar el producto del aire de transporte. 4. Boquilla, conexión entre ciclón y esclusa accionada mediante motorreductor. 5. Boquilla conexión entre esclusa y rosca general de harinas. 6. Conjunto tubería, para conectar el ciclón con el filtro de mangas. 7. Filtro AAFSA Fabri-Pulse, filtro de mangas para la separación del polvo de la corriente de aire de refrigeración del molino, de limpieza automática a contracorriente, con cuadro eléctrico de control y regulación de los disparos. Superficie de filtrado, 179 m 2 . 8. Transportador de rosca, para extraer el producto del filtro de mangas, accionada mediante un motorreductor. 9. Boquilla, conexión entre rosca y esclusa. 10. Esclusa VDL HT-250 Atex 11. Boquilla, conexión entre esclusa y rosca general de harinas. 12. Conjunto tubería para conectar el filtro de mangas con el aspirador. 13. Aspirador PAF-3600 para molino accionado por motor 1500 rpm y chimenea aspirador. 14. Rosca general de harinas, accionada mediante motorreductor, que recoge todo el producto del ciclón y filtro del molino, del ciclón del enfriador y del tamizador que lleva el producto hacia el silo pulmón. El silo pulmón también descarga el producto en la misma rosca, para “mezclar” producto “viejo (el que está en el depósito)” con producto “nuevo (el que viene del molino)”. 15. Boquilla, conexión entre rosca general de harinas y elevador de cangilones. 16. Elevador de cangilones, para elevar el producto hasta el silo de harinas. Construido en acero, accionado mediante motorreductor. 17. Rasera, para permitir el paso al silo de harinas. Accionada mediante un cilindro neumático. 18. Boquilla, conexión entre rasera y silo de harinas. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 20 19. Silo pulmón, de 30 m 3 de capacidad, con nivel de llenado, filtro en el techo, cono especial, ventanas y puertas de inspección con finales de carrera de seguridad. Descarga mediante rosca triple, accionada por 3 motorreductores. 20. Chimenea aspirador sobre silo de harinas 21. Conjunto tubería para panel de venteo del silo de harinas 22. Boquilla, conexión entre silo de harinas y rosca general de harinas. 23. Boquilla, caída al alimentador-acondicionador. I lustración 6 : M olino de martillos Fuente: www.afau.es Peletizado El proceso de peletizado se lleva a cabo mediante el uso de un sistema de rodillos que ejerce presión sobre los residuos situados sobre una matriz metálica dotada de orificios de calibre variable (0,5 a 2,5 cm) según el tamaño deseado de los pellets. El número de rodillos oscila, dependiendo del modelo, entre 2 y 5. Maquinaria necesaria: 1. Mezcladora horizontal MH-5000, con 5.000 litros efectivos de capacidad. Accionada mediante motorreductor directo. Puede añadirse algún aditivo, como sosa caustica, agua, etc., pero su principal función será la de garantizar una alimentación de producto homogéneo a la granuladora. 2. 1 Filtro de mangas F3-15 3. 1 Aspirador T-7, accionado por motor de 3000 rpm. Chimenea aspirador. 4. Alimentador-Acondicionador CPM, para montaje sobre el cuerpo de la granuladora, y que permite un flujo constante de material a la trampilla de alimentación. Construido en acero inoxidable, accionado mediante motorreductor y transmisión por cadenas. Permite añadir vapor o melaza. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 21 5. Granuladora CPM modelo 7122, accionada mediante motor, para uso con matriz montada verticalmente. Diámetro interior de matriz: 673 mm. Pista de trabajo: 180 mm. 6. 6 Matrices D.6 CPM 712 7. 2 Boquillas de unión entre la granuladora y el redler de transporte. 8. Transportador de cadena para gránulo modelo redler, accionado por motorreductor. Construido en acero inoxidable. 9. 2 Filtros de mangas F3-4, para separar del vapor que sale de la granuladora las partículas que pueda arrastrar. 10. Aspirador T-7 para filtro de vapor accionado mediante motor de 3 kW (4 CV) y chimenea aspirador. 11. Boquilla, conexión entre redler de transporte y elevador de cangilones. 12. Elevador de cangilones, para subir el producto hasta el enfriador de gránulo, accionado mediante motorreductor y transmisión por cadena. 13. Plataforma de elevador, para permitir el fácil acceso a la cabeza del elevador para labores de inspección y mantenimiento. 14. Boquilla, caída a enfriador de gránulo. Il ustración 7 : Granuladora CPM Fuente: www.afau.es Enfriamiento y cribado Al salir el pellet de la prensa peletizadora, las altas temperaturas que adopta lo hacen frágil y propenso a la formación de hongos, es por eso que es muy importante incorporar equipos que bajen de forma consistente la temperatura del producto. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 22 Por esta razón se emplean los enfriadores verticales, estos tienen una cámara vertical con ventiladores donde los pellets caen por la aplicación de un flujo transversal de aire suave. Maquinaria necesaria: 1. Enfriador de gránulos vertical a contracorriente GEELEN modelo 19x19, con chimenea aspirador. 2. Conjunto tubería, para conectar el enfriador de gránulo con el ciclón. 3. Ciclón para el enfriador alta eficiencia. Construido en chapa de 3 mm. 4. Esclusa VDL HT-250. 5. Boquilla, conexión entre esclusa y rosca general de harinas. 6. Conjunto tubería para conectar el ciclón con el aspirador. 7. Aspirador para enfriador de gránulo accionado por motor de 1500rpm 8. Boquilla, conexión entre enfriador de gránulo y tamizador rotativo. 9. Tamizador rotativo, incluye boca de entrada de D.253 mm, bocas de salida cuadradas de 250x250 mm, patas de soporte y tapas superiores de madera desmontables para realizar el cambio de criba, accionado por motorreductor de acoplamiento directo. 10. Boquilla, conexión entre salida de finos y rosca general de harinas. 11. Boquilla, conexión entre salida de pellet limpio y sistema de control de producción. 12. Cinta pesaje continuo ALPES/S 650/950. 13. Boquilla, conexión entre sistema de control de producción y cinta transportadora. 14. Cinta transportadora para transportar los pellets hasta la zona de almacenamiento. La superficie total que ocupa la planta de peletizado será de 30 m x 10 m x 9 m. Almacenamiento El pellets generados se amontonarán para su venta a granel, aunque no se descarta que en un futuro se envase en sacos big bag de 1.000 kg. 6.1. PROGRAMA DE PELETIZACIÓN Se tiene previsto transformar 3.000 toneladas de paja. Para ello, se tendrá en cuenta el rendimiento de la planta (2.500 kg/h), la jornada laboral (8h/día), los días laborables del mes (20 días/mes). El primer paso, es el cálculo de la producción total de pellets que se obtienen por hora. Para este cálculo se tiene en cuenta las pérdidas por humedad que son del 5 % y las pérdidas por finos del 2 %. Las pérdidas por humedad se producen sobre todo durante el proceso de peletizado, que es el momento donde la paja se calienta y expulsa parte de su humedad debido a la compresión producida durante este proceso. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 23 Las pérdidas por finos en cambio se producen durante la molienda, esto puede deberse también un exceso de humedad (cuanto menos humedad, menos finos). La justificación de las pérdidas por finos se obtiene por la consulta a varias empresas dedicadas a este procesado (Agropal). P Humedad = pérdidas humedad (%) P Finos = pérdidas finos (%) R Paja = paja procesada (kg/h) R Pellets = pellets producidos (kg/h) R Pellets = R Paja ·(1−P Humedad x 100)·(1−P Finos x 100) R Pellets = 2.500 kg/h·(1−5% x 100)·(1−2 % x 100) = 2.325 kg/h El siguiente paso será el cálculo de la producción total de pellets generados: J = Jornada laboral (h/día) D = Días hábiles mensuales (días/mes) M = Meses (meses) P Total = Producción total de pellets (kg) P Total = R Pellets· x J·x D x·M P Total = 2.325 kg/h x·8 h/día x·20 días/mes·x 7,5 meses = 2.790.000 kg de pellets A continuación se procede a estimar la cantidad de espacio necesaria para alojar 2.790.000 kg de pellets en la Nave 2. El pellets es producto muy frágil y que no admite muchos movimientos ni manipulaciones, ya que, puede llegar a romperse y fragmentarse, actuando de una manera negativa en su combustión (formación de finos). Por este motivo, los pellets a granel se deberán de almacenar a una altura entre 5 a 6 metros como máximo para evitar la formación de finos en los pellets situados en la parte inferior del montón. Para este estudio, teniendo en cuenta que el muro divisorio de la nave es de 5 m de altura, se considerará una altura de 4,5 m. Además, un aspecto muy importante de los pellets que les confiere una ventaja respecto de los paquetes de paja, es su elevada densidad (700 kg/m 3 ). S mínima =P total / d x A Siendo: d = densidad del pellet (kg/m 3 ) A = altura máxima montón (m) S mínima = superficie mínima de almacenamiento (m 2 ): S mínima = 2.790.000 kg / 700 kg/m 3 ·x 4,5 m = 886 m 2 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO II: INGENIERÍA DEL PROCESO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 24 La superficie mínima con la que debe de contar la nave de almacenamiento para el acopio de todos los pellets generados es de 886 m 2 . Teniendo en cuenta que el sector 2 de la Nave 2 dispone un área de 741 m 2 quedaría ampliamente cubierta ya que se considera como superficie máxima de permanencia del pellet de 15 días. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica i MEMORIA ANEJO III: Invernadero ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica i ÍNDICE ANEJO III 1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................1 2. CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES DEL INVERNADERO Y CONSTRUCCIONES ANEJAS .......................................................................................1 2.1. CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES DEL INVERNADERO .................................. 2 2.2. CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES DE LA CONSTRUCCIÓN ANEJA AL INVERNADERO ................................................................................................................ 2 3. ROTACIÓN DE CULTIVOS .............................................................................................3 4. SISTEMA DE CALEFACCIÓN ........................................................................................9 4.1. CÁLCULO DEL BALANCE ENERGÉTICO .................................................................. 11 4.2. NECESIDADES DE TEMPERATURA .......................................................................... 11 4.3. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CALOR DEL INVERNADERO .......................... 12 4.4. CALCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CALOR DEL SEMILLERO ................................ 15 5. CÁLCULO DE LA CALDERA ....................................................................................... 18 6. NECESIDAD DE COMBUSTIBLE ................................................................................. 20 6.2. COMPARATIVA CON COMBUSTIBLE FÓSIL ............................................................ 22 7. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 23 ÍNDICE TABLAS Tabla 1:Rotación de cultivos ........................................................................................................................... 4 Tabla 2: Temperaturas exteriores ................................................................................................................. 10 Tabla 4:Temperaturas de desarrollo de ....................................................................................................... 11 Tabla 5: Coeficientes de transmisión térmica ............................................................................................. 12 Tabla 6: Superficies de cerramientos del invernadero. .............................................................................. 12 Tabla 8: Cálculos de la C del cerramiento ................................................................................................... 13 Tabla 6: Superficies de cerramientos con calefacción en mesa ............................................................... 16 Tabla 8: Cálculo de la C de semilleros ......................................................................................................... 16 Tabla 10: Coste del abastecimiento de pellets en el mes de enero .......................................................... 22 Tabla 11: Coste del abastecimiento de combustible fósil en el mes de enero ........................................ 23 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica ii TABLA ILUSTRACIONES Ilustración 1: Dimensiones del invernadero y construcciones anejas ....................................................... 1 Ilustración 2: Silo de almacenamiento de biomasa .................................................................................... 22 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 1 1. INTRODUCCIÓN Este anejo se centra en la elección de una caldera de pellets para suministrar energía calorífica a un hipotético invernadero ubicado en la zona objeto de estudio, y realizar su comparativa y viabilidad con respecto al uso de combustible fósil. Según esto, será necesario realizar el cálculo de las necesidades térmicas dadas por el balance de pérdidas y ganancias de calor. Para este cálculo, será necesario conocer las características y dimensiones del invernadero, las condiciones climáticas de la zona y las necesidades caloríficas de los cultivos. Una vez obtenido dicho balance, se procederá al cálculo de la caldera y cantidad de pellets que serán necesarios para el abastecimiento al invernadero, valorando así la viabilidad del mismo. 2. CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES DEL INVERNADERO Y CONSTRUCCIONES ANEJAS Se ha optado por una construcción de cubierta asimétrica con el fin de tener un aumento en la superficie que se encuentra de cara expuesta a la zona sur con el fin de que se aumente la capacidad de absorción de iluminación. La construcción presenta dos áreas, una el invernadero en sí, y la otra es una zona aneja al mismo que alberga un semillero, dos almacenes para la maquinaria y producto terminado, y la sala de calderas. La construcción total, constituye una superficie de 9.100 m 2 y está dividida en 13 módulos de 10 m x 70 m cada uno, de los cuales 12 pertenecen al invernadero, y el decimotercero y último, a la zona aneja. Mediante las siguiente ilustración 1, se refleja el alzado este de la construcción del invernadero y zona aneja: Ilustración 1: Dimensiones del invernadero y construcciones anejas Fuente: Elaboración propia Según lo anterior, se cuenta con las siguientes superficies totales: - Superficie de la fachada sur = 70 x 4 = 280 m 2 - Superficie de la fachada norte = 70 x 8 = 560 m 2 - Superficie de la fachada este= 130 x (4+4/2) = 780 m 2 - Superficie de la fachada oeste = 130 x (4+4/2) = 780 m 2 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 8 En las zonas de interior se debe evitar su cultivo en invierno; es aconsejable hacer cultivos de otoño con variedades de ciclo corto, plantando en los meses de julio y agosto para finalizar la recolección en noviembre-diciembre, según climatologías; en cultivo de invierno-primavera se deben hacer las plantaciones en febrero-marzo, según sea el clima, con variedades de ciclo corto o largo, según se quiera finalizar el cultivo en junio-julio (ciclo corto) o seguir recolectando durante todo el verano y principios de otoño (ciclo largo). Si se aplica la técnica de la poda de rejuvenecimiento para continuar el cultivo en otoño, debe hacerse en plantas de variedades de ciclo largo. Necesidades climáticas de las plantas El pimiento es algo menos exigente en temperaturas que la berenjena y más que el tomate. La temperatura media mensual que debe existir para conseguir una cosecha abundante en este cultivo tiene que ser de 18º a 22ºC; con temperatura más baja a las enunciadas, el desarrollo vegetativo de esta planta se paraliza o apenas evoluciona. Con temperaturas más elevadas que éstas, la planta vegeta exageradamente, pero puede ocurrir que la producción sea menor, si no se equilibra esa alta temperatura con otros factores como la luminosidad y la humedad. Con temperaturas de 0ºC se hiela la planta y por debajo de 10ºC detiene su desarrollo vegetativo, siendo deficiente ese desarrollo a partir de 15ºC hacia abajo. La temperatura ideal para el desarrollo del cultivo de pimiento es de 20ºa 25ºC por el día y 16º a 18ºC por la noche, aunque la floración es mejor con temperaturas nocturnas menores a las expuestas. Con temperaturas nocturnas comprendidas entre 8º a 10ºC, el polen se hace inviable para la fecundación; el óptimo de temperatura para la fecundación está alrededor de 25ºC. El pimiento admite más humedad en el ambiente del invernadero que el tomate y la berenjena; su óptimo está comprendido entre 50 y 70 por ciento; si la humedad es más alta y la vegetación está exuberante, el cultivo se expone a fuertes ataques de botritis y otras enfermedades, además de que la fecundación de las flores se ve bastante dificultada; cuando la humedad es baja y la temperatura es elevada se origina caída de flores y de frutos recién “cuajados”. Esta solanácea es muy exigente en luminosidad, tanto en su desarrollo vegetativo, principalmente cuando es joven, como en la floración; esta planta admite temperatura más alta cuando aumenta la luminosidad. Cuando hay poca luz, los entrenudos de los tallos de pimiento se alargan demasiado y quedan muy débiles para soportar una cosecha óptima de frutos; en estas condiciones la planta florece menos y las flores son más débiles. Acelga Pertenece a la familia de las Quenopodiáceas; su nombre botánico es Beta vulgaris l. var. cicla (L.). ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 9 Ciclos y épocas de producción, según épocas climáticas Las variedades que se utilizan en España no se suben en invernadero en los meses que van desde septiembre hasta abril. El ciclo de cultivo es de 4 a 5 meses. Este cultivo donde está más indicado es en los invernaderos de los litorales del Norte de España y zonas de interior. En las zonas de interior se puede cultivar como cosecha de otoñoinvierno e inviernoprimavera. Es un cultivo que encaja muy bien como intermedio entre el cultivo principal de primaveraverano y el secundario de otoño, en muchos lugares de climatología invernal adversa. Necesidades climáticas de las plantas La acelga es una planta de clima templado, que vegeta bien con temperaturas medias; le perjudica bastante los cambios bruscos de temperatura. No requiere de excesiva luz, perjudicándole cuando ésta es elevada, si va acompañada de un aumento alto de temperatura. La planta hiela cuando las temperaturas son menores de 5ºC bajo cero y detiene su desarrollo vegetativo cuando las temperaturas bajan de 5º bajo por encima de cero. En el desarrollo vegetativo las temperaturas están comprendidas entre un mínimo de 6ºC y un máximo de 27º a 33ºC, con un medio óptimo entre 15º y 25ºC. Las temperaturas de germinación están entre 5º de mínima y 30º a 35ºC de máxima, con un óptimo entre 18º y 22ºC. En el ambiente del invernadero necesita humedad relativa bastante alta, comprendidad entre 60 y 90%, para que la planta se encuentre lozana y con buena presentación. 4. SISTEMA DE CALEFACCIÓN El sistema de calefacción utilizado es el de agua caliente, distribuida mediante tubos metálicos a modo de rieles fijos por la zona de cultivo en terreno y, para calentar los semilleros, se usarán mesas calefactables con tubos incorporados en la estructura de la mesa. El sistema de calefacción mediante agua caliente es el de mayor eficiencia térmica y el agua será impulsada gracias a bombas hidráulicas. Para conseguir las condiciones necesarias para el desarrollo óptimo del cultivo se tendrá que determinar cuánto calor se tiene que aportar al invernadero y semillero para conseguirlas. Para calcularlo hay que tener en cuenta tanto las condiciones climáticas externas como las condiciones climáticas internas para el correcto desarrollo de los cultivos. El principal parámetro en el balance energético es la temperatura exterior, que determina de forma directa las necesidades de refrigeración y calefacción. Existen diferentes valores de temperatura exterior que se pueden utilizar en el diseño de los sistemas de climatización. Los principales valores de temperatura exterior que se pueden considerar son: ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 10 Tabla 2: Temperaturas exteriores MES T med T max T min Enero 4,3 7,9 0,6 Febrero 6,6 11,4 1,8 Marzo 8,9 14,7 3,1 Abril 10,7 16,3 5,0 Mayo 14,3 20,2 8,3 Junio 18,7 25,5 11,8 Julio 22,1 29,6 14,6 Agosto 21,8 29,1 14,5 Septiembre 18,5 25,2 11,9 Octubre 13,3 18,6 7,9 Noviembre 8,3 12,6 3,9 Diciembre 5,5 9,0 2,0 AÑO 12,7 18,3 7,1 Fuente: Instituto Nacional de Meteorología (Observatorio de Bretó (Zamora). Donde: T med = temperatura media mensual (ºC) T max = temperatura media mensual de las máximas diarias (ºC) T min = temperatura media mensual de la mínimas diarias (ºC) La temperatura del aire que se debe mantener dentro del invernadero y semillero depende del tipo de cultivo que se desarrolla en su interior, del nivel de confort deseado y de su estado de crecimiento. Estos valores sirven como base para establecer las consignas de funcionamiento de los sistemas de climatización, además de para calcular su potencia de diseño a través del balance de energía. Los valores de consigna de los sistemas de calefacción suelen variar en función del periodo del día, así como según el cultivo. En el diseño se deben considerar las condiciones de funcionamiento más restrictivas, por lo que la calefacción se diseñará para satisfacer las necesidades de calor durante las noches invernales. Las necesidades energéticas del invernadero y semillero dependen fundamentalmente del salto térmico, es decir, la diferencia entre la temperatura interior y exterior que se desea mantener. Además de la temperatura del aire es importante mantener un adecuado régimen hidrométrico para evitar el estrés hídrico provocado cuando su valor desciende demasiado, o la condensación de agua sobre el cultivo o la cubierta del invernadero es excesiva. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 11 4.1. CÁLCULO DEL BALANCE ENERGÉTICO Los términos que intervienen en el balance energético se indican en forma de intensidad de energía. Según el Primer Principio de la Termodinámica, la energía ganada por el sistema se equilibra con la energía perdida por el mismo. Sin embargo, cada autor suele considerar una serie de componentes del balance energético despreciando otros. Existen diversos modelos simplificados del balance de energía. Una forma simplificada de la ecuación del balance de energía puede ser (IDAE, 2008): Energía ganada (R n + Q inv ) = Energía perdida (Q cc + Q ren + Q op ) Donde: R n = radiación neta Q inv = energía calorífica que es necesario aportar (Q cal ) o eliminar (Q ref ) del invernadero Q cc = calor perdido por conducción-convección Q ren = calor sensible y latente perdido por la renovación del aire interior Q op = otras pérdidas. 10% de Q cc + Q ren 4.2. NECESIDADES DE TEMPERATURA En el invernadero las especies cultivadas tendrán distintas necesidades térmicas. A continuación se muestran las exigencias de temperatura de las distintas especies hortícolas que se han optado para el estudio: Para el cálculo de las necesidades caloríficas no se va a considerar los cultivos de tomate ni pimiento ya que son de verano. Por otro lado, tanto la lechuga como la espinaca son cultivos de relleno que no necesitan grandes necesidades climáticas, estando su temperatura óptima alrededor de 12ºC. Tabla 3 :Temperaturas de desarrollo de cultivos Especies T óptima T mínima T máxima Espinaca 15-10ºC 7ºC 30ºC Bróculi 20-24ºC 0ºC 30ºC Acelga 18-22ºC 5ºC 35ºC Judía 18-30ºC 8ºC 30ºC Lechuga 12-5ºC 4ºC 30ºC Tomate 18-25ºC 10ºC 30ºC Pimiento 20-25ºC 10ºC 30ºC Fuente: Elaboración propia ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 12 Para el resto de cultivos se intentará que tengan una temperatura óptima de cultivo por lo que teniendo en cuenta que la media de las temperaturas mínimas está en torno a 6ºC y las óptimas en 17 ºC, se considera una temperatura de activación de la calefacción de 11 ºC. 4.3. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CALOR DEL INVERNADERO Tal y como se ha comentado anteriormente, el balance energético se puede resumir como la igualdad entre la energía ganada y la energía perdida. Para la estimación de las pérdidas de calor no tendremos en cuenta el valor positivo de energía debido a la radiación ya que por la noche este valor es nulo y en los meses de invierno es bajo, de modo que estaremos sobredimensionando ligeramente las pérdidas de calor del invernadero, evitando de este modo quedarnos por debajo de las necesidades reales por si hubiese algún error o parámetro que no considerásemos en el cálculo. Pérdidas por conducción – convección C cerramiento = U x S x (T i -T e ) C = kcal/h necesarios de cerramiento. U = es el coeficiente global de trasmisión de calor. Depende del material de cubierta, de la hermeticidad del invernadero, del sistema de calefacción, del sistema de riego, de la velocidad de viento, de la cantidad de nubes que cubran el cielo y de la precipitación. S (m 2 ) = es el área de la superficie de la cubierta del invernadero. T i (ºC) = es la temperatura requerida dentro del invernadero. En nuestro caso 11ºC. T e (ºC) = es la temperatura media de las mínimas en el exterior. Como se ha comentado anteriormente esta temperatura es de 0,6ºC en el mes de enero. Tabla 4 : Coeficientes de tr ansmisión térmica CERRAMIENTO COEFICIENTE U (W/m 2 Cº) Panel de policarbonato 20 mm. 1,69 Pantalla térmica (t echo interior del invernadero). 3,5 División fábrica de ladrillo 1 pie + Enfoscado 1,55 Fuente: Elaboración Propia. Tabla 5: Superficies de cerramientos del invernadero. CERRAMIENTO ANCHO LARGO ALTO TOTAL División norte 70 2 140 Fachada este 120 2 240 Fachada sur 70 2 140 Fachada oeste 120 2 240 Techo interior 70 120 8.400 SUMATORIO 9.160 Fuente: Elaboración Propia. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 13 Tabla 6 : Cálculos de la C del cerramiento CERRAMIENTO Superficie en m 2 Coef. U T ext ºC T int ºC C c :SxUx (T i - T e ) División norte 140 1,55 Los almacenes 8 por ser interiores 11 651 Fachada este 240 1,69 0,6 11 4.218 Fachada sur 140 1,69 0,6 11 2.461 Fachada oeste 240 1,69 0,6 11 4.218 Techo interior 8.400 3,5 Los almacenes 8 por ser interiores 11 88.200 SUMATORIO 99.748 Fuente: E laboración propia Pérdidas por renovación Q ren = N x V x 0,307 x (T i – T a ) N = número de renovaciones de aire por hora. En invierno se puede prescindir de la renovación de aire en el invernadero para evitar pérdidas de calor. Sin embargo un invernadero mal ventilado provoca un déficit de anhídrido carbónico, además de condensaciones en la cubierta debido al exceso de humedad interior. Por tanto en invierno se mantendrá la renovación en 0,125 renovaciones/h. V = volumen del invernadero en metros cúbicos 0,307= constante del producto del peso específico del aire y su calor específico, en kcal/ºCm 3 . T i (ºC) = es la temperatura requerida dentro del invernadero. En nuestro caso 11ºC. T a (ºC) = es la temperatura media de las mínimas en el exterior. Como se ha comentado anteriormente esta temperatura es de 0,6ºC en el mes de enero. Por tanto: Q ren = 0,125 x 50.400 m 3 x 0,307 x (11-0,6) = 20.115 kcal/h en parcela. Pérdidas totales de calor Hay otras pérdidas debidas a la orientación, infiltración, intermitencia de uso, etc., por eso, incrementamos un 10% para compensarlas. Q inv = (Q cc +Q ren ) x 1,1 = (99.748 + 20.115) x 1,1 = 131.849 kcal/h ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 14 Demanda de calefacción En las parcelas la superficie que ocupan los cultivos es de: (70 m de lateral - 4 m de pasillos) x (30 m de frontal - 3 m de pasillos) x 4 parcelas = 7.128m 2 . 131.849 / 7.128 = 18,50 Kcal/h m 2 Cálculo de la sección adecuada para los rieles Como tenemos en cada una de las parcelas de cultivos 24 líneas de rieles de 66 m cada una, son en total: (24 x 66) x 4 parcelas= 6.336 m. Si se divide el calor a aportar entre la superficie a calentar, tenemos: 131.849 / 6.336 = 20,81 Kcal/h por metro lineal A continuación, mediante la fórmula del equilibrio térmico y por tanteo se ha buscado la masa de agua que se necesita calentar y el salto térmico que se necesita para aportar 20,81 Kcal/h. Q necesario = m (agua) x Ce x (T f –T i ) Sustituyendo: masa (agua) = Peso específico x Volumen, la fórmula queda en: Q necesario = Vol. x P e x C e x (T f –T i ) Para un tubo DN30 El radio es 30/2 =15 mm0,015 m, por lo que la sección de tubo DN30 = pi x 0,015 2 = 0,0007 m 2 La velocidad del agua debe ser de 1,5 m/s para un buen funcionamiento de la instalación. Pe (agua) = 1.000 kg/m 3 Ce (agua) = 1 cal /gr ºC Salto térmico suelos radiantes = la temperatura de trabajo sea 45ºC (a la que caliento el agua en la caldera), la temperatura interior del invernadero 11ºC (la temperatura que vuelve a la caldera debe ser como mínimo igual a la temperatura que necesito en el interior del invernadero), siendo el salto térmico = 34ºC. Q necesario = 0,0007 m 3 x 1.000 kg/m 3 x 1 cal/gr ºC x 1.000 gr/kg x 34ºC = 23.800 cal = 23, 80 Kcal/h > 20,81 Kcal/h CUMPLE y es adecuado para la instalación. El caudal en un tubo DN30 sería de: ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 15 Caudal = Vol./Tiempo ó Área de la sección x Velocidad. C= 0,0007 m 2 x 1,5 m/s = 0,00105 m 3 /s = 1,05 l/s Cálculo del tubo de alimentación a los rieles Cada colector (uno para cada parcela de cultivo) alimenta a 24 tubos, es decir: caudal =1,05 l/s x 24 = 25,2 l/s  0,0252 m 3 /s. Se toma como velocidad 1,5 m/s. Sección = caudal / vel.= 0,0252 m 3 / 1,5m/s = 0,0168 m 2 . Y a continuación mediante la fórmula despejamos “r”. Sección = pi x r 2     r = raíz (0,0168/pi) = 0,073 m = 7,3 cm. Con este radio, se necesita una tubería de 15 cm de diámetro y 30 cm 2 de sección. Ha continuación se ha buscado un tubo colector con las dimensiones adecuadas a nuestra instalación. Colector DN 200  Cumple El colector irá enterrado para facilitar el tránsito por el exterior de los cultivos. Además este tubo se encontrará correctamente aislado. 4.4. CALCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CALOR DEL SEMILLERO Para calentar el semillero, será necesario realizar los mismos cálculos anteriores. Pérdidas por conducción – convección C cerramiento = U x S x (T i -T e ) Donde: U, S, T i y T e tienen la misma significación que en el apartado 4.3. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 16 Tabla 7: Superficies de cerramientos con calefacción en mesa CERRAMIENTO ANCHO LARGO ALTO TOTAL División norte 20 2 40 Fachada este 10 2 20 Fachada sur 20 2 40 Fachada oeste 10 2 20 Techo interior 10 20 200 SUMATORIO 320 Fuente: Elaboración propia Tabla 8: Cálculo de la C de semilleros Fuente: Elaboración propia Pérdidas por renovación Q ren = N x V x 0,307 x (T i – T a ) Donde: N, V, T i y T a tienen la misma significación que en el apartado 4.3. Por tanto: Q ren = 0,125 x 200 m 3 x 0,307 x (11-0,6) = 79,82 kcal/h en sala de semilleros Pérdidas totales de calor Hay otras pérdidas debidas a la orientación, infiltración, intermitencia de uso, etc., por lo que incrementamos un 10% para compensarlas. Q inv = (Q cc + Q ren ) = (1.929 + 79,82) x 1,1 = 2.210 kcal/h Demanda de calefacción Esta demanda de calefacción se reparte entre las superficies útiles del semillero. CERRAMIENTO Superficie en m 2 Coef. U T ext ºC T int ºC C c :SxUx (T i - T e ) División norte 20 1,55 0,6 11 322 Fachada este 10 1,69 0,6 11 106 Fachada sur 20 1,69 8 por ser interior 11 67,6 Fachada oeste 10 1,69 8 por ser interior 11 33,8 Techo interior 200 3,5 8 por ser interior 11 1.400 SUMATORIO 1.929 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 17 En el semillero se divide el calor entre el espacio que ocupan las 8 mesas de cultivo (20 m de lateral – 3 m de pasillos) x (10 m de frontal– 3 m de pasillos) = 119 m 2 . 2.210 / 119 = 18,57 Kcal/h La caldera necesita calentar el volumen de agua de la instalación para que en el punto más desfavorable haya 30ºC: Cálculo de la sección adecuada de tubo para la calefacción de las mesas de semilleros Los metros que tenemos de tubo desde la caldera a cada una de las mesas de semillero son los siguientes: - Metros de acometida hasta mesas: 54 m (acometida general) + 14,5 m (acometida de distribución) +28 m (tubería hasta las mesas) = 96,5 m - Metros de serpentín dentro de las mesas: 7 m de tubo x 8 mesas = 56 m Los metros totales de tubo son: 96,5 + 56 = 152,5 m Si se divide el calor a aportar entre la superficie a calentar tenemos: 2.210 kcal/h /152,5 = 14,49 Kcal/h por metro lineal. Como antes, se utiliza la fórmula del equilibrio térmico y por tanteo se busca la masa de agua que se necesita calentar y el salto térmico para aportar 19,20 Kcal/h. Q necesario = Vol. x P e x C e x (T f - T i ) Para un tubo DN30 El radio es 30/2 =15 mm  0,015 m, por lo que la sección de tubo DN30 = pi x 0,015 2 = 0,0007 m 2 La velocidad del agua debe ser de 1,5 m/s para un buen funcionamiento de la instalación Pe (agua) = 1.000 kg/m 3 Ce (agua) = 1 cal /gr ºC Salto térmico suelos radiantes = la temperatura de trabajo es de 40ºC (a la que caliento el agua en la caldera), la temperatura interior es de 11ºC (la temperatura que vuelve a la caldera debe ser como mínimo igual a la temperatura que necesito en el interior del invernadero), siendo el salto térmico = 29ºC Q necesario = 0,0007 m 3 x 1.000 kg/m 3 x 1 cal/gr ºC x 1.000 gr/kg x 29 ºC = 20.300 cal = 20,30 Kcal/h > 14,49 Kcal/h ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO III: INVERNADERO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 24 Comentar que las calderas que garantizan una buena combustión de los pellets de paja y baja emisión de gases contaminantes presentan precios más elevado que para el resto de biomasa. Según lo anterior, el mayor condicionante a la hora de instalar un sistema de calefacción por pellets es el coste de su caldera. No obstante, teniendo en cuenta los siguientes indicadores: 1. Coste de las instalaciones: - Caldera de gasoil: 60.000 € - Caldera de pellets: 119.000€ - 40% subvención (apartado 2.2. del anejo I de Situación actual) = 50.000 € 2. Coste del consumo anual de combustible: - Pellets = 56.025 kg al año x 0,20 €/l = 11.205 € - Gasoil = 18.180 kg al año x 0,93 €/l = 16.907 € Se llega a la conclusión de que la adquisición de una caldera puede resultar hasta un 20% más económica y que el ahorro anual del uso de pellets frente al gasoil es de casi un 50%, por lo que la hace económicamente muy rentable. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO IV: IMPACTO AMBIENTAL Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica i MEMORIA ANEJO IV: Impacto Ambiental ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO IV: IMPACTO AMBIENTAL Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica i ÍNDICE ANEJO IV 1. IMPACTO AMBIENTAL ......................................................................................... 1 1.1. CONTAMINACIÓN POR RESIDUOS SÓLIDOS .............................................. 1 1.2. CONTAMINACIÓN POR EMISIONES GASEOSAS ......................................... 1 1.3. CONTAMINACIÓN ACÚSTICA ........................................................................ 1 1.3.1. Fuentes de ruido .................................................................................................. 1 1.3.2. Medidas preventivas ............................................................................................ 2 1.4. IMPACTO POR LA RECOGIDA DE BIOMASA. ............................................... 3 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO IV: IMPACTO AMBIENTAL Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 1 1. IMPACTO AMBIENTAL A continuación, se procederá a desarrollar los posibles impactos que puede causar la planta de peletizado y la instalación de la caldera de pellets en el invernadero. 1.1. CONTAMINACIÓN POR RESIDUOS SÓLIDOS Los finos se recogen en la planta de peletizado son incorporados en la rosca de distribución, por lo que no hay emisiones ni pérdidas de material. Respecto al invernadero, las cenizas no supondrán a priori un riesgo medioambiental, incluso se podría plantear su utilización como fertilizante en los propios invernaderos o en otros terrenos de cultivo, puesto que supone un aporte de fósforo y potasio adecuado para las plantas. Únicamente habría que realizar un aporte de nitrógeno adicional, que podría ser en forma de urea o de nitrato potásico, para conseguir el adecuado desarrollo de las plantas. En caso de que las cenizas no sean demandadas por ningún cultivo, se depositarán en vertedero controlado. 1.2. CONTAMINACIÓN POR EMISIONES GASEOSAS El gas producido en la planta de peletizado es aire y se expulsa libre de partículas nocivas. Con respecto a la caldera del invernadero, la corriente de humos a la salida de la chimenea de la caldera contiene CO 2 , CO y NO x , ya que la concentración de SO 2 será despreciable, debido al poco contenido de azufre en los pellets. Las concentraciones de CO y de NO x se podrán controlar sin más que garantizar que las condiciones de combustión sean las adecuadas. 1.3. CONTAMINACIÓN ACÚSTICA En términos generales se considera como situación de confort la que no rebasa un nivel sonoro de 45 dB por el día. Por lo tanto, si se presenta un nivel superior será necesario la aplicación de medidas correctoras para llegar a estos niveles de estabilidad. Las principales consecuencias de la contaminación acústica son la hipertensión arterial, aceleración del ritmo cardíaco (taquicardias), trastornos del ritmo respiratorio y disminución de la movilidad y de las secreciones del aparato digestivo. 1.3.1. Fuentes de ruido Las principales fuentes de ruido existentes en la planta son: - Funcionamiento de las soplantes de aire. - Funcionamiento de los motores. - Salida de vapores a través de venteos y válvulas de seguridad. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO IV: IMPACTO AMBIENTAL Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 2 Las especificaciones de los equipos comerciales respecto a la reducción del nivel de ruido deben cumplir las normativas, tanto en cuestión de operarios como en cuestión medioambiental. 1.3.2. Medidas preventivas Se pueden disminuir los niveles de ruido en la planta por medio de actuaciones sobre el factor técnico y sobre el factor humano. Las actuaciones sobre el factor técnico se pueden resumir en las siguientes: - Reducir el nivel sonoro de un aparato minimizando la propagación de vibraciones por el medio que lo sujeta. En el caso de un equipo con problemas de ruido, deberá estar montado sobre un bloque macizo de gran inercia y que esté apoyado sobre la superficie del suelo mediante dispositivos amortiguadores. - Absorber la onda sonora ubicando los equipos con contaminación acústica en lugares cerrados con paredes sólidas recubiertas con aislantes acústicos, dispuestos en paneles, capaces de absorber parte de la onda sonora y disminuir su intensidad. Las actuaciones sobre el factor humano se centran fundamentalmente en la recomendación de llevar a cabo la protección del oído mediante tapones u orejeras, en caso de que se trabaje cerca de los focos de ruido. Se opta por la reducción del ruido en origen, aislando los dispositivos que lo producen, principalmente la trituradora, las soplantes y la turbina. Esta medida repercute en el coste inicial de la planta pero, a largo plazo, se verán sus beneficios ya que, con esta actuación, se consigue que los operarios trabajen más cómodamente en su trabajo mejorando de esta forma la ergonomía de la planta. 1.4. IMPACTO VISUAL. El aspecto global de la planta de peletizado no es un factor que pueda modificarse excesivamente, a pesar de ello es necesario tenerlo en cuenta en la etapa de diseño, para minimizar el impacto visual de la planta. El factor fundamental que influye en el impacto visual de la planta es el tamaño de los equipos. Los equipos que provocarán un mayor impacto visual serán, principalmente, la picadora, los ciclones, silo pulmón, filtros de mangas y el almacenamiento de los pellets, además del parque de combustible, que se encontrará en el interior de las naves, por lo que su impacto visual será inexistente. En el exterior de la Nave 2 saldrán: el panel de venteo del filtro, chimenea de la aspiración del molino, panel de venteo del silo pulmón, chimenea del filtro de aspiración del silo pulmón, chimenea del filtro de aspiración de la mezcladora, chimenea del filtro de aspiración del vapor de las granuladoras y chimenea de la aspiración del enfriador. En cuando a la Nave 1, en el exterior se ubicará la báscula, y cuando sea necesario parte de las pacas de paja. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO IV: IMPACTO AMBIENTAL Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 3 Además, para minimizar el impacto visual de la planta de forma global, a la vez que se potencia su integración medioambiental, se acondicionan los alrededores de la planta, creando un tránsito entre la zona de la planta y el entorno de la misma. Con respecto al invernadero, la caldera se instalará en un espacio en el interior del invernadero habilitada para ella. En el exterior se ubicará el silo de pellets, con una altura de 6 m , sin que supere la altura del invernadero. 1.5. IMPACTO POR LA RECOGIDA DE BIOMASA. Entre los beneficios medioambientales del uso energético de estos residuos agrícolas destaca, además de constituir un imperativo del cultivo, la disminución del riesgo de incendios ocasionados por quemas no controladas y la posible aparición de plagas. A estas ventajas medioambientales del uso de residuos agrícolas con fines energéticos se le une la reducción de las emisiones contaminantes, así como el balance nulo del CO 2 en el ciclo, como ya se ha mencionado con anterioridad. No se ha detectado la creación de un impacto ambiental importante en las zonas ubicación de los almacenes intermedios y de la planta. Los almacenes consisten en construcciones de almacenamiento y gestión de la biomasa, y no constituyen un deterioro al medio ambiente, pues no produce ningún tipo de emisión. La planta se ubicará en una zona industrial, por lo que el impacto sobre algún espacio natural queda eliminado. Las emisiones de CO 2 serán las únicas que se generan, pero no tendrá influencia en el entorno, pues el problema de las emisiones de gases de efecto invernadero ya ha quedado explicado en apartados iniciales del proyecto. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO V: INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica MEMORIA ANEJO V: Instalación contra incendios ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO V: INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica i ÍNDICE ANEJO V 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 1 2. PUESTA EN MARCHA DEL ESTABLECIMIENTO INDUSTRIAL ............................................. 1 2.1. CARACTERIZACIÓN DE LOS ESTABLECIMIENTOS INDUSTRIALES EN RELACIÓN CON LA SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS ..................................................................... 1 2.1.1. Su configuración y ubicación con relación a su entorno ................................................ 2 2.1.2. Su nivel de riesgo intrínseco ......................................................................................... 2 2.2. REQUISITOS CONSTRUCTIVOS DE LOS ESTABLECIMIENTOS INDUSTRIALES SEGÚN SU CONFIGURACIÓN, UBICACIÓN Y NIVEL DE RIESGO INTRINSECO. .......... 6 2.2.1. Materiales ..................................................................................................................... 6 2.3. EVACUACIÓN DE LOS ESTABLECIMIENTOS INDUSTRIALES ........................................ 6 2.4. VENTILACIÓN DE HUMOS Y GASES DE LA COMBUSTIÓN EN LOS EDIFICIOS INDUSTRIALES................................................................................................................... 7 2.5. REQUISITOS DE LAS INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS ESTABLECIMIENTOS INDUSTRIALES ...................................................................... 7 2.5.1. Sistemas automáticos de detección de incendio ........................................................... 7 2.5.2. Sistemas manuales de alarma de incendio ................................................................... 8 2.5.3. Extintores de incendio ................................................................................................... 8 2.6. ALUMBRADO DE EMERGENCIA ....................................................................................... 9 2.7. SEÑALIZACIÓN ................................................................................................................ 10 2.8. PLANOS DE UBICACIÓN ................................................................................................. 10 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Coeficientes de peligrosidad por combustible (Ci) ........................................................................ 4 Tabla 2: densidad de la carga de fuego y nivel intrínseco de la Nave 1 ..................................................... 4 Tabla 3: Nivel intrínseco del sector o área de incendio ............................................................................... 5 Tabla 4: Nivel intrínseco de las Naves 1 y 2 .................................................................................................. 5 Tabla 5:Longitud del recorrido de evacuación según el número de salidas ............................................. 7 Tabla 6: Sistemas automáticos de detección de incendio para la Nave 1 y 2 ........................................... 8 Tabla 7:Determinación de la dotación de extintores portátiles en sectores de incendio con carga de fuego aportada por combustibles de clase A ................................................................................... 9 Tabla 8: Determinación de la dotación de extintores portátiles en sectores de incendio con carga de fuego aportada por combustibles de clase A para la Nave 1 y 2. .................................................. 9 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO V: INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 1 1. INTRODUCCIÓN El Real Decreto 2267/2004, de 3 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales. El objeto es establecer y definir los requisitos que deben satisfacer y las condiciones que deben cumplir los establecimientos e instalaciones de uso industrial para su seguridad en caso de incendio, para prevenir su aparición y para dar la respuesta adecuada, en caso de producirse, limitar su propagación y posibilitar su extinción, con el fin de anular o reducir los daños o pérdidas que el incendio pueda producir a personas o bienes. Este reglamento es de aplicación para el presente estudio conforme a lo siguiente: Los establecimientos industriales de nueva construcción y los que cambien o modifiquen su actividad, se trasladen, se amplíen o se reformen, en la parte afectada por la ampliación o reforma, según lo recogido en la disposición transitoria única, requerirán la presentación de un proyecto, que podrá estar integrado en el proyecto general exigido por la legislación vigente para la obtención de los permisos y licencias preceptivas, o ser específico; en todo caso, deberá contener la documentación necesaria que justifique el cumplimiento de este reglamento. Quedan excluidas del ámbito de aplicación de este reglamento las actividades en establecimientos o instalaciones nucleares, radiactivas, las de extracción de minerales, las actividades agropecuarias y las instalaciones para usos militares. Según esto, este reglamente sólo será de aplicación para la Nave 2. No obstante, en cada apartado se indicarán también las medidas que se consideran necesarias para la Nave 1. 2. PUESTA EN MARCHA DEL ESTABLECIMIENTO INDUSTRIAL Para la puesta en marcha de los establecimientos industriales, se requiere la presentación, ante el órgano competente de la comunidad autónoma, de un certificado, emitido por un técnico titulado competente y visado por el colegio oficial correspondiente, en el que se ponga de manifiesto la adecuación de las instalaciones al proyecto y el cumplimiento de las condiciones técnicas y prescripciones reglamentarias que correspondan, para registrar la referida instalación. En dicho certificado deberá figurar, además, el nivel de riesgo intrínseco del establecimiento industrial, el número de sectores y el riesgo intrínseco de cada uno de ellos, así como las características constructivas que justifiquen el cumplimiento de la normativa. 2.1. CARACTERIZACIÓN DE LOS ESTABLECIMIENTOS INDUSTRIALES EN RELACIÓN CON LA SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS Se entiende por establecimiento el conjunto de edificios, edificio, zona de este, instalación o espacio abierto de uso industrial o almacén, destinado a ser utilizado bajo una titularidad diferenciada y cuyo proyecto de construcción o reforma, así como el inicio de la actividad prevista, sea objeto de control administrativo. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO V: INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 2 Los establecimientos industriales se caracterizarán por: 2.1.1. Su configuración y ubicación con relación a su entorno Tipo A: el establecimiento industrial ocupa parcialmente un edificio que tiene, además, otros establecimientos, ya sean estos de uso industrial ya de otros usos. Tipo B: el establecimiento industrial ocupa totalmente un edificio que está adosado a otro u otros edificios, o a una distancia igual o inferior a tres metros de otro u otros edificios, de otro establecimiento, ya sean estos de uso industrial o bien de otros usos. Tipo C: el establecimiento industrial ocupa totalmente un edificio, o varios, en su caso, que está a una distancia mayor de tres metros del edificio más próximo de otros establecimientos. Dicha distancia deberá estar libre de mercancías combustibles o elementos intermedios susceptibles de propagar el incendio. Tipo D: el establecimiento industrial ocupa un espacio abierto, que puede estar totalmente cubierto, alguna de cuyas fachadas carece totalmente de cerramiento lateral. Tipo E: el establecimiento industrial ocupa un espacio abierto que puede estar parcialmente cubierto (hasta un 50 por ciento de su superficie), alguna de cuyas fachadas en la parte cubierta carece totalmente de cerramiento lateral. Para el estudio que nos concierne, la Nave 2 presenta una configuración y ubicación respecto a su entorno de: Nave 2 de Tipo C 2.1.2. Su nivel de riesgo intrínseco Para los tipos A, B y C se considera «sector de incendio» el espacio del edificio cerrado por elementos resistentes al fuego durante el tiempo que se establezca en cada caso. Según esto, la Nave 2 se considera de un único sector, presentando las siguientes zonas: oficinas, almacén, aseos, almacenamiento de pacas de paja, procesado de la paja y almacenamiento de pellets. Para ver el nivel de riesgo de incendio en cada sector se evaluará calculando con la siguiente fórmula, que determina la densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, de dicho sector de incendio: a) Actividades de producción, transformación, reparación o cualquier otra actividad distinta al almacenamiento ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO V: INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 9 Tabla 7 :Determinación de la dotación de extintores portátiles en sectores de incendio con carga de fuego aportada por combustibles de clase A Grado de riesgo intrínseco del sector de incendio Eficacia mínima del extintor Área máxima protegida del sector de incendio Bajo 21 A Hasta 600 m 2 (un extintor más por cada 200 m 2 , o fracción, en exceso) Medio 21 A Hasta 400 m 2 (un extintor más por cada 200 m 2 , o fracción, en exceso) Alto 34 A Hasta 300 m 2 (un extintor más por cada 200 m 2 , o fracción, en exceso) Fuente: Tabla 3.1. del Real Decreto 2267/2004, de 3 de diciembre. Tabla 8 : Determinación de la dotación de extintores portátiles en sectores de incendio con carga de fuego aportada por combustibles de clase A para la Nave 2. Áreas A (m 2 ) Configuración y nivel de riesgo intrínseco Extintores necesarios* Nave 2 2.842 C – Medio 5 13 Fuente. Elaboración propia Los extintores serán distribuidos por todas las dependencias de las nave. El emplazamiento de los extintores tiene que estar disponible a 15 metros de donde haya puntos donde se estime que hay más posibilidad de iniciarse un incendio, tiene que estar visibles, accesible y a una altura de 1,30 m. Para la Nave 1, teniendo en cuenta que la nave se llenará casi en su totalidad, se instalarán 6 extintores, 2 en la parte trasera, 4 en la delantera y uno en la zona de oficina. Teniendo catalogado el tipo de fuego de la nave como A, los extintores serán de polvo ABC (polivalente). Este tipo de agente extintor se impulsa mediante presión del gas CO 2 comprimido en una botella y actúa o bien sobre las llamas por catálisis negativa o sobre las brasas por refrigeración y por la formación de una capa aislante e ignifuga. Cada 5 años los extintores deben de ser revisado, y a los 20 deben de cambiarse. 2.6. ALUMBRADO DE EMERGENCIA Las naves disponen de un sistema de alumbrado de emergencia que es fija con una fuente de energía propia y que entra automáticamente en funcionamiento si se produce un fallo del 70% de la tensión nominal de servicio. Una vez que entra en funcionamiento es capaz de mantener las condiciones de servicio durante una hora mínima desde que se produce el fallo. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO V: INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 10 Tiene una iluminación de 5 lux en el nivel del suelo en los recorridos de evacuación, la iluminación es uniforme siendo el cociente entre la máxima y mínima menor de 40. 2.7. SEÑALIZACIÓN Se procederá a la señalización de salidas de uso habitual o de emergencia mediante las normas UNE 23033, UNE 23034 y UNE 23035, señalizándose las salidas de emergencia y de uso habitual, y los medios de protección contra incendios. 2.8. PLANOS DE UBICACIÓN Los planos de ubicación de todos los elementos contra incendios y de los recorridos de evacuación se representarán en el documento II de Planos. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO -ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE B ENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO VI: VALORIZACIÓN ENERGÉTICA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica MEMORIA ANEJO VI: Valorización energética ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO VI: VALORIZACIÓN ENERGÉTICA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica i ÍNDICE ANEJO VI 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 1 2. OBJETIVOS Y ESTRUCTURA DEL BALANCE ........................................................................ 1 2.1. CONSIDERACIONES GENERALES ................................................................................... 2 2.2. DELIMITACIÓN DEL SISTEMA DE ESTUDIO .................................................................... 2 2.2.1. Subsistema de trabajos en campo ...................................................................... 2 2.2.2. Subsistema del transporte .................................................................................. 3 2.2.3. Subsistema de transformación ............................................................................ 3 3. RESULTADOS DEL BALANCE ENERGÉTICO ........................................................................ 3 3.1. REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS DE LAS LABORES AGRÍCOLAS MECANIZADAS .. 3 3.2. SUBSISTEMA TRANSPORTE: REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS PARA EL TRANSPORTE DE LA BIOMASA A LA PLANTA PELETIZADORA ..................................... 5 3.3. SUBSISTEMA TRANSFORMACIÓN: REQUERIMIENTO ENERGÉTICOS PARA LA PRODUCCIÓN DE PELLETS DE PAJA DE CEREAL ......................................................... 5 3.4. ENERGÍA PRIMARIA TOTAL UTILIZADA PARA LA PRODUCCIÓN DE PELLETS A PARTIR DE LA PAJA DE CEREAL: SÍNTESIS DE RESULTADOS..................................... 6 4. EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LA PRODUCCIÓN DE PELLETS............................................ 6 5. CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 7 ÍNDICE TABLAS Tabla 1: Itinerario técnico de las labores agrícolas .................................................................... 2 Tabla 2: Itinerario técnico de las labores agrícolas .................................................................... 3 Tabla 3: Energía requerida para realizar el itinerario de las labores agrícolas......................... 4 Tabla 4: Energía requerida para los desplazamientos de maquinaria ...................................... 4 Tabla 5: Energía requerida para el transporte de la biomasa hasta la planta de peletizado ... 5 Tabla 6: Energía requerida para la producción de pellets ......................................................... 5 Tabla 7: Aportes energéticos totales para la producción de pellets de biomasa procedente . 6 Tabla 8: Eficiencia energética del proceso de producción de pellets ....................................... 6 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO VI: VALORIZACIÓN ENERGÉTICA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 1 1. INTRODUCCIÓN La utilización del pellets de paja en un invernadero, se presenta como una forma de cultivo sostenible en la que los gases emitidos por la combustión no alteran el equilibrio de concentración de carbono atmosférico, ya que provienen del carbono retirado de la atmósfera en el mismo ciclo biológico a través de la fotosíntesis de las plantas, además de dar un uso al residuo generado en la combustión como fertilizante al suelo. No obstante, es muy importante analizar todos los efectos ambientales derivados de su proceso de cultivo y de los consumos energéticos necesarios para su realización, así como las emisiones y residuos generados en dicho proceso y los efectos ambientales debidos a la finalización del ciclo de vida del cultivo. En este sentido, es crucial la existencia de un balance energético positivo y un balance de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) negativo. Esto quiere decir, por un lado, que la energía neta contenida en el biocombustible obtenido de la biomasa resulte superior a la energía primaria gastada en todo el proceso productivo (incluido el cultivo y la obtención del biocombustible); y por otro, que las emisiones de los principales GEI generadas por dichos procesos sean inferiores a las generadas por los combustibles fósiles que pretenden sustituir. 2. OBJETIVOS Y ESTRUCTURA DEL BALANCE El objetivo es estudiar el balance energético de la producción de pellets a partir de la paja de cereal teniendo en cuenta el ciclo completo del proceso: recogida y empacado, transporte a la planta de peletizado y transformación. Como objetivos específicos cabe mencionar los siguientes: - Identificar y cuantificar las entradas y salidas de energía primaria de los diferentes procesos que componen el sistema considerado. - Identificar los procesos que demandan un mayor consumo de energía primaria. - Analizar si el proceso en su conjunto es energéticamente eficiente. Para responder a los objetivos mencionados se ha estructurado el estudio en cuatro apartados. En el primero, se expone un conjunto de consideraciones que se han tenido en cuenta en el análisis a la vez que se delimitan los subsistemas estudiados que son: el empacado de la paja, transporte de la biomasa a la planta peletizadora y transformación de ésta en pellets. Posteriormente se presentan los resultados obtenidos para cada uno de los tres subsistemas. Analizados los resultados, se determina la eficiencia energética del proceso completo, para lo que se calcula el balance energético del proceso considerado definido como la relación entre la energía contenida en el producto obtenido y la energía total invertida en su producción. Finalmente, se presentan las conclusiones (Secretaría General de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural. Junta de Andalucía, 2009). ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO VI: VALORIZACIÓN ENERGÉTICA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 2 2.1. CONSIDERACIONES GENERALES A continuación se exponen una serie de consideraciones que se han tenido en cuenta en el análisis del balance energético de la producción de pellets a partir de paja de cereal. Primeramente se establece un rendimiento por hectárea. Teniendo en cuenta el dato de partida de 1,5 toneladas, estimado en el apartado 2.1.1. del anejo II de Ingeniería del Proceso, para determinar la superficie de recogida y su potencial energético se consideró para el año más desfavorable, en este caso ya no va a tener sentido ya que la maquinaria y consumo para realizar los cálculos será sobre un valor medio de producción, siendo según los datos de dicho apartado, de un valor medio de 2,5 t/ha. A partir de dicho rendimiento, se realizará el balance para estimar la eficiencia energética de la producción de pellets de paja. La conversión del consumo de energía primaria en MJ/ha a MJ/t de biomasa, se ha llevado a cabo teniendo en cuenta este rendimiento. 2.2. DELIMITACIÓN DEL SISTEMA DE ESTUDIO Para la valorización energética de este estudio, primeramente se procede a subdividir los trabajos que lo componen en subsistemas: 2.2.1. Subsistema de trabajos en campo Para la estimación de los requerimientos energéticos de la recogida y empacado de la paja, primeramente se establecerá un itinerario técnico basado en las labores a realizar: Tabla 1: Itinerario técnico de las labores agrícolas Labor Maquinaria Nº de pases Hilerado + Empacado Hilerador de 10 m + Macroempacadora de pacas prismáticas 3.000 kg/ha + tractor 200 CV 1 Recogida de pacas en campo Autocargador 3.000 kg/ha * tractor de 150 CV 1 Fuente: Elaboración propia Definidas las labores agrícolas, la fase siguiente consiste en establecer los consumos energéticos que implican, expresados en megajulios por hectárea y megajulios por tonelada de biomasa. La energía invertida en cada labor agrícola mecanizada se ha calculado en base al consumo de carburante que requiere (www.mapa.gob.es/consulta de hojas de cálculo de costes de maquinaria). Para su transformación en términos energéticos, se ha considerado que 1 litro de gasóleo libera 36,61 MJ (IEA, 2007). ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO VI: VALORIZACIÓN ENERGÉTICA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 3 2.2.2. Subsistema del transporte Respecto al transporte, se ha considerado lo siguiente: Tabla 2: Itinerario técnico de las labores agrícolas Labor Maquinaria Nº de pases Autocargador 2.500 kg/ha + tractor de 150 kW 1 Cargadora telescópica + Transporte 4,5 m de altura + plataforma de 10 x 2,5 m 2 1 Fuente: Elaboración propia 2.2.3. Subsistema de transformación Los gastos energéticos realizados en el proceso de peletizado se han considerado en su conjunto, como el consumo energético que supone toda la transformación teniendo en cuenta los datos ofrecidos por el fabricante. 3. RESULTADOS DEL BALANCE ENERGÉTICO 3.1. REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS DE LAS LABORES AGRÍCOLAS MECANIZADAS En la siguiente Tabla 3 se muestra la cantidad de energía primaria que se requiere para el empacado de la paja de cereal, teniendo en cuenta las consideraciones anteriores y los litros de combustible consumidos por la maquinaria, obtenidos a partir de las consultas de hojas de cálculo de costes de maquinaria del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO VI: VALORIZACIÓN ENERGÉTICA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 4 Tabla 3 : Energía requerida para realizar el itinerario de las labores agrícolas Labor Maquinaria L (gasóleo/ha) MJ/ha MJ/t biomasa Hilerado + Empacado Hilerador de 10 m + Macroempacadora de pacas prismáticas 3.000 kg/ha + tractor 200 CV 9 329,49 131,79 Recogida de pacas en campo Remolque autocargador 2.500 kg/ha + tractor de 150 CV 8,7 318,42 127,37 Total 259,16 Fuente: Elaboración propia Teniendo en cuenta que el estudio contempla 3.000 toneladas, el resultado total de la energía requerida en Megajulios es de: 259,16 MJ/t biomasa x 3.000 t = 777.498 MJ Posteriormente, se procede a calcular el consumo del recorrido desde el almacén donde se localiza la maquinaria agrícola hasta la parcela donde se van a hacer las labores, considerándose una distancia media “rentable” de 2 kilómetros (ida y vuelta) para las 3.000 toneladas del estudio. Tabla 4 : Energía requerida para los desplazamientos de maquinaria agrícola desde el almacén a campo. Días de trabajo (16 h/día) Distancia almacén parcela (km) Consumo de gasóleo (L/km) Consumo de gasóleo (L) MJ MJ/t 64 2 0,4 51,2 1.874,43 0,62 Fuente: Elaboración propia ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO VI: VALORIZACIÓN ENERGÉTICA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 5 3.2. SUBSISTEMA TRANSPORTE: REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS PARA EL TRANSPORTE DE LA BIOMASA A LA PLANTA PELETIZADORA Para el cálculo de los requerimientos energéticos del transporte de biomasa a la planta de peletizado, se parte primeramente de los datos de los consumos en función de si el camión circula cargado o descargado, el número de viajes y toneladas que transporta por cada viaje, y la distancia considerada en pista que figuran en el apartado 4 del anejo II de Ingeniería del Proceso. Posteriormente, se ha considerado que consumo del camión será diferente si está cargado o descargado. Estos valores, basados en la experiencia, se fijan en 24 l/100 km cuando el camión está descargado y en 38 l/100 km cuando está cargado. Tabla 5: Energía requerida para el transporte de la biomasa hasta la planta de peletizado Municipio Nº de viajes Distancia carretera (km) Distancia pista (km) Consumo de gasóleo cargado/ descargado (L/km) Consumo de gasóleo total (L) MJ/t San Cristobal de Entreviñas 36 7,5 0,5 0,52 149,76 34,61 0,35 100,8 Fuentes de Ropel 37 9 0,52 182,78 0,35 123,02 Castrogonzalo 71 14 0,52 535,34 0,35 360,32 Villalobos 74 21 0,52 827,32 0,35 556,85 Fuente: Elaboración propia 3.3. SUBSISTEMA TRANSFORMACIÓN: REQUERIMIENTO ENERGÉTICOS PARA LA PRODUCCIÓN DE PELLETS DE PAJA DE CEREAL Para el cálculo de este apartado, se tendrá en cuenta que el proceso de peletizado consume 700 kW/h para 2,5 toneladas de biomasa (www.Afau.es). Para su transformación en términos energéticos, se ha considerado que 1 kW libera 3,6 MJ. Tabla 6: Energía requerida para la producción de pellets Proceso Consumo energético (kW/t) MJ/t biomasa Peletizado 280 1.008 Fuente: Elaboración propia ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. MEMORIA. ANEJO VI: VALORIZACIÓN ENERGÉTICA Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 6 3.4. ENERGÍA PRIMARIA TOTAL UTILIZADA PARA LA PRODUCCIÓN DE PELLETS A PARTIR DE LA PAJA DE CEREAL: SÍNTESIS DE RESULTADOS En la siguiente tabla se sintetizan todos los aportes energéticos necesarios para la producción de pellets de biomasa procedente de la paja, asignadas en función de cada subsistema. Tabla 7: Aportes energéticos totales para la producción de pellets de biomasa procedente de cardo durante su ciclo completo de cultivo. Subsistema MJ/t biomasa Contribución respecto al total (%) Labores de campo + desplazamientos de maquinaria agrícola 259,16 20% Transporte 34,61 3% Transformación 1.008 77% Fuente: Elaboración propia El proceso productivo de pellets (subsistema transformación) es la actividad que mayor energía requiere en el sistema. En concreto, supone el 77% de la energía total consumida. Respecto a los restantes subsistemas, las labores de campo y transporte, cabe indicar que suponen el 20% y 3% de la energía primaria total respectivamente. 4. EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LA PRODUCCIÓN DE PELLETS Tras la estimación del consumo energético de las etapas que integran el proceso de producción de pellets de biomasa de paja, a continuación se presentan los resultados obtenidos del análisis de la eficiencia energética del sistema considerado (balance energético), calculada como la relación entre la energía producida y la consumida. Asimismo, se ha calculado la producción neta de energía, restando la energía consumida a la producida por el sistema. Tabla 8: Eficiencia energética del proceso de producción de pellets Energía consumida por el procesado (MJ/t) Energía producida por los pellets* (MJ/t) Energía neta (MJ) 1.301,77 13.790 12.208 Valorización energética del proceso (balance energético) 9,4 Fuente: Elaboración propia *Se ha considerado que el poder calorífico del pellet es de 3.300 kcal/kg. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 3 Designación Detalle Uds . Importe (€) Importe total (€) portapalets, horquill a paquetes, enganche trasero y amontonador de hasta 3 m. Báscula de pesaje de dimensiones (3 m x 18 m), carga máxima de hasta 60.000 kg, incluye sistema de medición electrónico, proyectores laterales, rampas de acceso (pendiente de 10 %) y potencia de 0,5 kW, incluye instalación. 1 4.000 4.000 Camión neumático de 10.000 kg de carga que permite la carga y descarga mediante mangueras (segunda mano). 1 20.000 20.000 Peletizadora Picadora rotativa AFAU modelo PC-2000, filtro de mangas F3-15, aspirador T-7 y rosca salida picadora PC-2000 accionada por motorreductor (más conexiones). 1 76.624 76.624 Rampa de alimentación, molino de martillos AFAU, Filtro AAFSA Fabri-Pulse, Transportador de rosca, Aspirador PAF-3600, rosca general de harinas, elevador de cangilones, silo pulmón de 30 m 3 , chimenea aspirador (más conexiones) 1 201.102 201.102 Mezcladora horizontal MH-5000, Filtro de mangas F3-15, aspirador T-7, AlimentadorAcondicionador CPM, Granuladora CPM modelo 7122, 6 Matrices D.6 CPM 712 , Transportador de cadena para gránulo modelo redler, 2 Filtros de mangas F3-4, Aspirador T-7, elevador de cangilones, Plataforma de elevador (más conexiones) 1 330.719 330.719 Enfriador de gránulos vertical a contracorriente GEELEN modelo 19x19, ciclón, aspirador, tamiz rotativo y cinta transportadora. 1 81.784 81.784 Equipo de laboratorio Medidor de humedad y proteína 1 1.200 1.200 Equipo de oficina Ordenador 2 800 1.600 Presupuesto de ejecución material 16% de gastos generales 6% de beneficio industrial Presupuesto de ejecución por contrata (PEC = PEM + GG + BI) IVA 21% Presupuesto de ejecución por contrata con IVA (PEC = PEM + GG + BI + 753.482 120.557,12 45.208,92 919.248,04 193042,08 1.112.290,12 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 4 IVA) Honorarios por redacción del proyecto (2% PEM) IVA 21% 15.069,64 3.164,62 18.234,26 TOTAL DEL PRESUPUESTO GENERAL (con IVA) TOTAL DEL PRESUPUESTO GENERAL (SIN IVA) 1.130.524,26 934.317,68 Fuente: Elaboración propia El coste total inicial del estudio es de 1.130.524,26 euros, aunque teniendo en cuenta que el IVA es un concepto deducible, se considera el coste total del proyecto sin IVA, en cuyo caso es de 934.317,68 euros. Un dato importante a la hora de la realización del estudio económico es la vida útil de las instalaciones, maquinaria y edificaciones. Se estima que la vida útil del proyecto será de 20 años. 4. INGRESOS Los ingresos del presente estudio serán los correspondientes a la venta de los pellets de paja producidos en la industria (cobros ordinarios) y las ayudas o diversas subvenciones que puedan servir de apoyo para la industria. 4.1. COBROS ORDINARIOS 4.1.1. Venta de pellets Los cobros ordinarios de la venta de pellets corresponderán con la comercialización total anual del producto procesado por la planta. Se considera un precio medio del pellets de paja de los últimos 5 años (según Avebiom), servidos a granel de 0,20 €/kg. La cantidad de producto para su venta ha sido calculado en el apartado 7 del anejo II de Ingeniería del Proceso, con una producción de la industria el primer y segundo año de 2.790.000 kg. Según los cálculos de almacenamiento y peletizado realizados en dicho anejo, se comprueba que las instalaciones de almacenamiento están sobredimensionadas, siendo el proceso de peletizado el que va marcar la cantidad y ritmo de producción (2.500 kg/hora). Dicho esto, se considera ir progresivamente ampliando la producción (en función de la demanda) variando el turno de trabajo que pasaría de 8 a 12 horas, y los meses de producción, de mediados de septiembre hasta mediados de junio (de 7,5 meses a 8,5), incrementando así en un 30% la producción. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 5 Por lo que se estima que el año 1 y 2 produce el 70 % de su capacidad, el año 3 y 4 el 85 % y a partir del año 5, y en adelante, el 100 % de su capacidad. Definidos el precio medio del producto a comercializar, y la cantidad del producto del que se dispone anualmente, se estiman que los cobros ordinarios por la venta de pellets serán los siguientes: Cobros pellets = 2.790.000 kg x 0,20 €/kg = 558.000 € año 1 y 2 Cobros pellets = 2.790.000 kg x 0,20 €/kg x 1,15 = 641.700 € año 3 y 4 Cobros pellets = 2.790.000 kg x 0,20 €/kg x 1,30 = 725.400 € año 5 4.1.2. Ayudas Las ayudas de las que se podrá disponer serán las del Centro de Desarrollo Técnológico Industrial, CDTI, junto con las del Fondo Europeo de Desarrollo Regional, FEDER, dirigidas a actividades muy cercanas al mercado, con riesgo tecnológico medio/bajo, que consigan mejorar la competitividad de la empresa mediante la incorporación de tecnologías emergentes en el sector. Estas ayudas se ajustarán a lo establecido en el Reglamento (UE) Nº 1407/2013 de la Comisión, de 18 de diciembre de 2013, relativo a la aplicación de los artículos 107 y 108 del Tratado de Funcionamiento de la Unión Europea a las ayudas de minimis. La ayuda consistirá en: - fondos CDTI: 2% (tramo no reembolsable) - fondos FEDER: 5% (tramo no reembolsable) - financiación del 85% con un tipo de interés fijo de en función del periodo de amortización elegido: o Amortización a 3 años: Euribor a un año +0,2%. o Amortización a 5 años: Euribor a un año +1,2%. - Carencia: 1 año desde la finalización del proyecto. Según lo anterior: Financiación externa del proyecto = 934.317,68 € x 0,85 = 794.170,02 € Cobros proyecto = 794.170,02 € x 0,07 = 55.591,90 € Financiación externa del proyecto final = 794.170,02 € - 55.591,90 € = 738.578,12 € El promotor aportará de capital propio = 934.317,68 € x 0,15 = 140.147,65 € ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 6 Para el programa Valproin se optará por una amortización a 5 años y como dato del Euribor se ha estimado un promedio de 2,5 % para los 5 años. 5. PAGOS Los pagos correspondientes al presente proyecto podrán ser de dos tipos: pagos ordinarios y pagos extraordinarios. En este apartado se reflejarán todos los pagos que deberá de hacer la planta de peletizado durante su vida útil (20 años). Estos pueden venir a razón del consumo eléctrico, realización de las labores de recogida de paja y transporte de pacas, seguros e impuestos, mano de obra, mantenimiento, repuestos, etc. El gasto inicial de la industria de peletizado de paja es de 733.482 €, el cual es un valor a tener en cuenta a la hora de la viabilidad económica del estudio. 5.1. PAGO ORDINARIOS Los pagos ordinarios son aquellos originados por la propia actividad de la planta. Se considerarán dos pagos ordinarios: los de la recogida de paja y los de la producción de pellets. Estos pagos se producen durante todos los años de vida útil del proyecto, por lo que son pagos constantes. 5.1.1. Pagos de recogida de paja Los pagos de recogida de paja corresponden a las actividades de hilerado, empacado, recogida y transporte de las pacas en campo. Donde: P: coste de la posesión de maquinaria (€/ha) . C: coste del combustible requerido por la actividad (€/ha) . Teniendo en cuenta la evolución del gasoil agrícola, se considera un precio medio de 0,65 €. S: superficie total para la recogida de paja (has). Según el apartado 2.1.1. del anejo II de Ingeniería del Proceso, teniendo en cuenta que para cálculos de presupuesto se tomarán producciones medias de paja de 2.500 kg/ha, será necesaria una superficie de 1.200 has. H: tiempo necesario para realizar las labores de campo (horas). Según lo calculado en el apartado 4 del anejo II de Ingeniería del Proceso. MO: mano de obra para realizar la labor de campo (€). ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 7 Tabla 2 : Pagos de recogida de paja Labor P* C* S H MO Pagos (€) Hilerado + Empacado 39,27 5,85 1.200 - - 54.144 Transporte de las pacas en campo 34,48 4,7 - - 47.016 Mano de obra - - - 1.024 15 15.360 Total 116.520 Fuente: Elaboración propia *Consultas de hojas de cálculo de costes de maquinaria del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, para el consumo l/ha de cada labor más el coste de la posesión de maquinaria, que incluye: amortizaciones, seguro, intereses, mantenimiento y reparaciones. 5.1.2. Pagos del transporte de las pacas a la Nave 1 Los pagos del transporte se corresponden a la carga de las pacas a la plataforma del camión y su transporte mediante pista y carretera hasta la Nave 1 de almacenaje. Donde: D: distancia total desde la Nave 1 a cada uno de los cuatro municipios (km). Ca: consumo de combustible que realiza el camión cuando circula cargado (litro/km). SC: consumo de combustible que realiza el camión cuando circula sin carga (litro/km). C: coste del combustible (€/l). Teniendo en cuenta la evolución del gasoil agrícola, se considera un precio medio de 1,15 €. P: coste de la posesión de maquinaria (€/ha) . H: tiempo requerido para realizar la totalidad del transporte de campo a la Nave 1 (horas). MO: mano de obra de los transportistas y cargadores de pacas (€). Tabla 3 : Pagos de transporte de paja Pagos €/l Pagos €/h Pagos totales (€) Transporte D Ca SC* C* P* H MO Carretera 3.151 0,52 0,35 1,15 38,10 100,51 - 7.071,02 Pista 92 Carga de camión 218 0,15 1,15 21,83 37,2 - 912,36 Mano de obra - - - - - 137,71 15 2.065 Total 10.048,38 Fuente: Elaboración propia * Consultas de hojas de cálculo de costes de maquinaria del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 8 El coste de la posesión de maquinaria incluye: amortizaciones, seguro, intereses, mantenimiento y reparaciones. Pagos totales de adquisición de la paja = Pagos de la recogida en campo + Pagos de transporte de paja Pagos totales de adquisición de la paja = 116.520 € + 10.048,38 € = 126.568,38 €/año    126.568,38 € / 3.000.000 kg paja = 42 €/t Según la experiencia (Agropal), el precio de las pacas puestas en fábrica fluctúa entre 20 a 60 €/t. Por lo que el precio obtenido quedaría dentro del rango medio. 5.1.3. Pagos de producción de pellets Los pagos de producción de pellets serán aquellos relacionados con el procesamiento de pellets y las instalaciones pertenecientes a la planta (consumo energético, mano de obra, etc.). Donde: h: número de horas empleadas (horas/año o meses o días). U: consumo eléctrico medio de la industria (kW/hora), nº de trabajadores. P: precio unitario (€/kW y €/mes o año). Tabla 4 : Pagos de producción de pellets Concepto h U P Total Consumo energético 1.200 año 710,57 0,15 €/kW 127.902,6 Agua, saneamiento, alcantarillado y basuras* 12 meses - - 7.971,05* Mantenimiento (1% de la inversión) 12 meses - 600 €/mes 7.200 Mano de obra (incluye seguridad social) 12 meses 3 1.300 €/mes 46.800 Prima de seguro 12 meses - 5.850 Gastos telecomunicaciones 12 meses - 50 €/mes 600 Impuesto sobre bienes de inmuebles 12 meses - 3.000 €/año 3.000 Total 199.323,65 Fuente: Elaboración propia *El impuesto sobre agua, saneamiento, alcantarillado y basuras es el estipulado por el ayuntamiento de Benavente para industrias de más de 1.000 m 2 . ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 9 5.1.4. Pagos extraordinarios Los pagos extraordinarios se deben básicamente a costes de reposición de piezas de la maquinaria y la adquisición de maquinaria nueva al superar su vida útil. También se consideran pagos extraordinarios las cuotas del préstamo solicitado y su cuantía de la inversión inicial. Tabla 5 : Resumen detallado de pagos extraordinarios Maquinaria Vida ú til (Años) Nº de reposiciones Valor inicial (€) Cargadora telescópica 15 1 32.000 Planta peletizadora 15 1 690.229 Camión cisterna 8 1 20.000 Total 742.229 Fuente: Elaboración propia 6. TASAS DE ACTUALIZACIÓN Y ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD Para el cálculo de los criterios de rentabilidad se van a tener en cuenta una serie de factores: la inflación, la tasa de incremento de cobros, la tasa de incremento de pagos, la tasa mínima de actualización y el tanto por ciento de incremento de dicha tasa. La tasa de inflación se calcula mediante el promedio de los últimos años del IPC, en este caso, se obtiene una tasa de inflación de 1,2 según los 10 últimos años (2009-2018) en España. Tabla 6 : Inflación de España en el periodo de 2009 a 2018 Año 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 1016 2017 2018 Media Inflación (%) 0,66 0,83 3,59 1,98 2,75 -0,02 -1,07 -0,84 2,97 1,2 1,2 Fuente: Global-rates La tasa de incremento de cobros que se va a considerar es de 2,50. Este valor se obtiene mediante los precios percibidos por los productos agrícolas a los agricultores en una serie de años, en este caso desde 2009 hasta 2014. El primer paso es calcular la variación del índice general de los precios entre años consecutivos (2009-2010, 2010-2011, 2011-2012, 2012-2013 y 2013-2014). El siguiente paso es calcular el promedio de la variación de los diferentes años estudiados, valor, el cual, corresponderá con la tasa de incremento de cobros. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 10 Tabla 7: Serie histórica de precios recibidos por los agricultores Clases de índice 2005 = 100 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Productos vegetales 87,96 98,83 94,23 104,21 108,08 95,81 Productos forestales 85,75 81,35 84,58 81,2 77,59 75,5 Productos animales 105,42 103,75 112,45 122,71 124,6 122,72 Ganado para abasto 104,04 103,99 114,02 123,11 127,33 122,73 Productos ganaderos 109,4 103,08 107,91 121,55 116,72 122,67 ÍNDICE GENERAL 94,89 100,78 101,47 111,56 114,64 106,5 Diferencia media - 6,21 0,68 9,94 2,76 -7,10 Promedio 2,5 Fuente: Magrama La tasa de incremento de pagos que se va a considerar en este caso es de 2,46. Esta, a su vez, se estima mediante la obtención de los precios pagados por los agricultores en una serie de años (2009-2014). Para calcular esta tasa, se estima en primer lugar la variación de los bienes y servicios de uso corriente y bienes de inversión (por separado) de una serie de años consecutivos (2009-2010, 2010-2011, 2011-2012, 2012-2013 y 2013-2014). El siguiente paso es obtener el promedio de las variaciones de los diferentes años, tanto de los bienes y servicios de uso corriente, como de los bienes de inversión. Finalmente, se realiza una media con el promedio de los bienes y servicios de uso corriente y con el promedio de bienes de inversión, de donde se obtiene un promedio final, el cual, corresponde con la tasa de incrementos de pagos. Tabla 8: Serie histórica del índice de precios pagados por los agricultores Clases de índice 2005 = 100 2009 2010 2011 2012 2013 2014 I.BIENES Y SERVICIOS DE USO CORRIENTE 115,42 117,9 132,27 139,54 139,46 134,28 Diferencia media - 2,15 12,19 5,50 -0,06 -3,71 Promedio 3,21 II.BIENES DE INVERSIÓN 117,26 118,52 120,77 122,99 125,64 127,58 ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 11 Diferencia media - 1,08 1,90 1,84 2,16 1,54 Promedio 1,70 Promedio final 2,46 Fuente: Magrama Respecto a las tasas de actualización Valproin permite calcular los índices de rentabilidad para 30 tipos de interés. Por ello, se calculará como mínimo para el 0,50 % y para otras 29 tasas en incrementos de medio punto hasta un máximo del 15 %. No obstante, se calculara VAN, pay back y relación beneficio-inversión para una tasa basada en el actual tipo de interés de la última subasta de deuda pública a 20 años que fue del 3 %. Como se trata de un proyecto que entraña un riesgo elevado, se elige una tasa de hasta el 5 %. Respecto al análisis de sensibilidad propuesto, se ha de escoger las horquillas de variación (variación de la inversión y variación de los flujos de) y la vida útil del proyecto (máxima y mínima) que se estime oportuno en función de las previsiones iniciales. Las horquillas de variación debidas al pago de la inversión y a la variación de los flujos condicionan en gran medida la viabilidad de un proyecto desde el punto de vista económico. Se escoge una variación de la inversión de 3 % puesto que puede haber variaciones de la inversión inicial durante la ejecución del proyecto y durante su puesta en marcha, bien de reducción (signo - ), o de incremento (signo +). Las variaciones de los flujos se consideran de un 5 % debido a que puede haber más oscilaciones que en las variaciones de la inversión, esto se puede deber a aumentos de los cobros y pagos, disminución de pagos y cobros, disminución de pagos y aumento de cobros o viceversa. La vida máxima del proyecto se estima en 20 años y una vida mínima en 15 años, dados los posibles cambios que pueden experimentar tanto el sector agrario como la industria energética. En cuanto al flujo inicial (sin proyecto), hay que tener en cuenta que la actividad anterior de las naves era la realización de estructuras metálicas de diversa índole para lo cual siempre ha dependido del tipo de obras que se contratasen. Según esto, haciendo balance, el promotor estima una media de sus últimos cinco años de actividad de beneficio de 250.000 euros al año. 6.1. ANÁLISIS DE RESULTADOS A continuación, mediante el programa Valproin se extraen una serie de tablas y gráficas que representarán: flujos de caja, cobros, pagos, flujos anuales, indicadores de rentabilidad, relación VAN y tasa de actualización, y análisis de sensibilidad. ESTUDIO DE VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA DEL PROCESO DE PELETIZADO DE PAJA DE CEREAL EN EL T.M. DE BENAVENTE (ZAMORA), PARA SU USO COMO COMBUSTIBLE CALORÍFICO EN INVERNADEROS. ANEJO VII: ESTUDIO ECONÓMICO Alumna: Diana Calvete López UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. DE INGENIERÍAS AGRARIAS Titulación de: Máster en Ingeniería Agronómica 12 Tabla 9: Estructura de los flujos de caja (en unidades monetarias corrientes) Año COBROS PAGOS (Incluida inversión) FLUJOS INCREMENTO Ordinarios Extraordin. Ordinarios Extraordin. Final Inicial DE FLUJO O 794.170,02 934.317,68 1 571.950,00 320.320,70 18.464,45 233.164,85 256.250,00 -23.085,15 2 586.248,75 328.200,59 196.327,27 61.720,89 262.657,30 -200.936,41 3 691.040,71 336.274,32 196.327,27 158.439,12 269.224,81 -110.785,69 4 708.316,73 344.546,67 196.327,27 167.442,79 275.956,53 -108.513,74 5 820.723,52 353.022,52 196.327,27 271.373,73 282.856,58 -11.482,85 6 841.241,61 361.706,87 479.534,73 289.929,15 189.605,58 7 862.272,65 370.604,86 491.667,78 297.178,57 194.489,21 8 883.829,46 2.436,81 379.721,74 24.292,09 482.252,44 304.609,25 177.643,19 9 905.925,20 389.062,90 516.862,30 312.225,73 204.636,57 10 928.573,33 398.633,84 529.939,49 320.032,66 209.906,83 11 951.787,66 408.440,24 543.347,43 328.034,79 215.312,64 12 975.582,35 418.487,86 557.094,49 336.237,00 220.857,49 13 999.971,91 428.782,67 571.189,25 344.644,30 226.544,94 14 1.024.971,21 439.330,72 585.640,49 353.261,82 232.378,67 15 1.050.595,49 104.598,99 450.138,26 1.039.896,69 -334.840,47 362.094,82 -696.935,28 16 1.076.860,38 461.211,66 615.648,72 371.148,67 244.500,05 17 1.103.781,89 472.557,46 631.224,42 380.428,91 250.795,51 18 1.131.376,43 484.182,38 647.194,06 389.941,19 257.252,86 19 1.159.660,84 496.093,26 663.567,58 399.691,32 263.876,26 20 1.188.652,37 508.297,16 680.355,21 491.616,07 188.739,14 Fuente: Elaboración propia Ilustración 1 : Valor de los flujos anuales Fuente: Elaboración propia