En el presente trabajo se muestran los resultados de la calificación en la calidad de briquetas de hojas de caña de azúcar (HCA) por medio de ensayos físicos y térmicos, para distintas formulaciones elaboradas, siendo la variable el porcentaje de arcilla en un rango de [0-15%]. En primer lugar se procedió a clasificar las HCA dentro de la biomasa, para de esta manera estimar sus características físico-químicas, con el fin de predecir su comportamiento como combustible en un proceso de conversión energética. Luego se identificaron las técnicas y procesos para la elaboración de densificados a baja presión, realizando una breve descripción de los densificados y los factores que intervienen en su proceso. Seguidamente se relaciona la densificación con el proceso de aglomeración, ya que en este se evalúan y se relacionan los enlaces formados por los aglutinantes (arcilla y fécula), con los resultados obtenidos en la caracterización de las distintas formulaciones. Además, se mencionan los ensayos de evaluación de briquetas, los cuales permiten evaluar la calidad de las briquetas elaboradas. En el desarrollo de la parte experimental, se realizó tanto una caracterización física y química de la HCA, lo que permitió establecer una serie de pre-tratamientos, los cuales consistían en la reducción granulométrica de la HCA y un proceso intermedio de lavado el cual permitió reducir los índices de álcalis de las HCA y evitar problemas operacionales como la corrosión, incrustaciones (fouling) y las escorias (slagging). Una vez finalizado los pre-tratamientos, se procedió a realizar las 4 formulaciones de briquetas, siendo la estructura la siguiente: 75% HCA y 25% aglutinante (arcilla y fécula), del cual se varió el porcentaje de arcilla en [0 – 5 – 10 – 15%]. Para ello se realizó el proceso de densificado a baja presión utilizando una briqueteadora manual con una presión de trabajo de 150 bares. Una vez obtenida la briqueta se realizó el secado de la misma durante 4 horas utilizando un horno eléctrico a 90ºC. Por último, se realizaron los ensayos de resistencia a la compresión, impacto, esponjamiento y de combustión. De los cuales se obtuvo como resultado final, un promedio de las características que presentaba cada formulación en los ensayos descritos. A medida que se incrementa el porcentaje de arcilla como aglutinante en la mezcla, la calidad de la briqueta disminuye, obteniéndose como resultado briquetas con menor calidad y resistencia. / Tesis

Ingeniero Civil Mecánico / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 21/1/2020. / En este proyecto se desarrolla una novel tecnología para procesar residuos de baterías de plomo-ácido (BPA) en forma de briquetas para producir plomo metálico (Pb ). En la técnica de procesamiento actualmente empleada, las baterías son separadas de los agentes ácidos de su contenido y por procesos de trituración y separación física, en celdas de flotación, se genera la pasta de baterías (PBat) propiamente tal; que corresponde a la materia prima para producir briquetas. En general, el manejo y la manipulación de la PBat son procesos altamente contaminantes que, en exposiciones prolongadas sin protección adecuada, pueden afectar la salud de los trabajadores y, eventualmente, contaminar el entorno de la instalación. Este proyecto de innovación tecnológica busca desarrollar un procesamiento limpio del material plomado, a través de intervenciones en el manejo en planta, transporte y/o almacenamiento del material. El objetivo general del proyecto es el diseño básico de una planta de briqueteado y secado de residuos plomados. Los objetivos específicos son: i) Desarrollar el diseño conceptual que define los equipos principales de la instalación, ii) Desarrollar el diseño básico para determinar las especificaciones de los procesos involucrados, y iii) Efectuar estudios de factibilidad técnico-económica de la unidad. Para el diseño conceptual de la unidad se revisa el estado del arte respecto del proceso de reciclaje de plomo, de los procesos de aglomeración, del secado de pellets y de briquetas. Para el diseño básico, se considera la caracterización de la PBat y se desarrolla un programa experimental de ensayos para establecer una ruta de procesos, con sus respectivos parámetros de operación. Para la factibilidad técnico-económica primero se analiza el mapa de riesgos de la innovación y de las alternativas de manejo, luego se efectúa un análisis costo-beneficio desarrollando los costos de producción y el estimado de inversiones; finalmente se desarrolla una evaluación marginal del proyecto. Los principales resultados y conclusiones de este trabajo indican que: i. El procesamiento de la PBat se desarrolla en base a las operaciones: Estrujado, Mezclado con fundentes, Briqueteado de ladrillos y, opcionalmente, Secado de briquetas. El estrujado de la PBat virgen consiste en una pre compresión del material inicial, a una presión máxima de unos 30 kg/cm2, para lograr hasta un 8% de humedad (en base húmeda). El proceso de mezclado y dosificación de fundentes y aglomerante, en un mezclador continuo de alta energía, consiste en agregar a la PBat estrujada los fundentes: carbón, fierro, ceniza de soda y aglomerante; para producir el material que va al horno. El proceso de briqueteado del material mezclado comprende una operación de moldeado, en una maquina ladrillera convencional, a una presión máxima de unos 20 kg/cm2. El secado de las briquetas se vislumbra como una operación opcional de terminación del proceso, con temperaturas no superiores a unos 120ºC y velocidades superficiales del orden de 1 m/s. Respecto a los aglomerantes indagados, se aprecian buenos resultados con la adición de cal; tanto en escala de laboratorio como en escala productiva. ii. El análisis de riesgos tecnológicos del proceso revela que si bien las operaciones unitarias son complejas y de control multi-variable, todos las operaciones exploradas experimentalmente se pueden desarrollar con equipos de tecnologías conocidas, los equipos tienen disponibilidad en el mercado internacional y es factible controlar las etapas y subprocesos cruciales; de manera de asegurar que existen vías de solución a los problemas y conflictos que el proceso posee per se. iii. El análisis de la factibilidad económica muestra que se requiere una inversión de unos $161.298.850 para desarrollar la línea de procesamiento, incluyendo equipos e instalaciones. El proceso genera reducciones de costos fijos y costos variables del orden del 47% con respecto a la operación actual, con lo cual la evaluación marginal del proyecto a 10 años tiene un VAN al 12% de $1.772.986.567, una TIR de 236% y una recuperación de la inversión al primer año de implementar las mejoras tecnológicas. iv. Con estos resultados se concluye que el proyecto en general es factible técnica y económicamente. v. Una importante conclusión del análisis inventivo del proceso desarrollado revela que la tecnología posee gran mérito innovador, de modo que se ha decidido proceder a solicitar una patente de invención para proteger comercialmente los resultados obtenidos.

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La Tesis “DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA Y BRIQUETADO DE RESIDUOS DE ESPUMAS DE POLIURETANO” se presenta en forma de compendio de publicaciones y consta de un total de 6 artículos publicados en revistas de alto impacto y una patente nacional.

La borra de café es uno de los residuos del proceso para obtener esta bebida mundial que es el café. En Lima, no existe un programa dirigido a las cafeterías, restaurantes y hoteles que se encargue del acopio de este residuo y que finalmente sea utilizado en la creación de nuevos productos para darle una segunda vida a la borra. Este residuo en la actualidad es desechado en la basura contribuyendo a la contaminación ambiental del país. Este trabajo se realizó para demostrar la factibilidad del Triple Bottom Line, el cual busca generar sostenibilidad en el ámbito social, económico y ambiental generando no solo un ingreso de la reutilización de la borra, sino al mismo tiempo ayudando al medio ambiente y brindando una imagen positiva a los consumidores de los locales que participen en el programa. Bricaf es un producto generado a base de la borra de café, el cual tiene características de una briqueta para el uso en parrillas, chimeneas, hornos a leña, entre otros. Es un producto de fácil manejo, dado que no ensucia al momento de ser manipulado, tiene un olor agradable al ser utilizado y tiene un potencial calorífico adecuado, además de ser un producto eco amigable. Los resultados obtenidos del análisis financiero a cinco años demuestran la factibilidad económica de este proyecto, el cual genera un beneficio para las empresas participantes del programa, así como un producto comercial rentable. La inversión inicial es de S/. 140,000, la constituida por S/.40,000 de capital de los socios y S/. 100,000 de préstamo bancario. Para los ratios financieros a cinco años se cálculo un WACC de 9.96%, se obtuvo un Valor Actual Neto (VAN) de S/. 611,993.58 y una Tasa Interna de Retorno Modificada (TIRM) de 33% con un período de recuperación a partir del tercer año. / The coffee grounds are one of the residues of the process to obtain this world drink that is the coffee. In Lima, there is no program aimed at cafes, restaurants and hotels that is responsible for the collection of this waste and that is finally used in the creation of new products to give a second life to the waste. This residue is currently disposed of in the garbage, contributing to the environmental pollution of the country. This investigation was carried out to demonstrate the feasibility of the Triple Bottom Line, which seeks to generate sustainability in the social, economic and environmental fields, generating not only an income from the reuse of the waste, but at the same time helping the environment and providing an image positive to the consumers of the premises that participate in the program. Bricaf is a product generated from coffee grounds, which has the characteristics of a briquette for use on grills, fireplaces, wood-fired ovens, among others. It is an easy-to-use product, since it is not dirty when handled, has a pleasant smell when used and has adequate calorific potential, as well as being an eco-friendly product. The results obtained from the five-year financial analysis demonstrate the economic feasibility of this project, which generates a benefit for the companies participating in the program, as well as a profitable commercial product. The initial investment is S/. 140,000, constituted by S/.40,000 of capital of the partners and S/. 100,000 of bank loan. For the financial ratios at five years of calculation, a WACC of 9.96%, a Net Present Value (NPV) of S/. 611,993.58 and a Modified Internal Rate of Return (MIRR) of 33% with a recovery period from the third year.

La presente investigación tiene como finalidad proponer el diseño de una planta productora de briquetas vegetales a base de bagazo de caña de azúcar para en la región Lambayeque para satisfacer la demanda nacional y demostrar que es viable comercial, técnica y económicamente. En primer lugar, se desarrolló el estudio de mercado mediante el análisis de la oferta y demanda, obteniendo como resultado una demanda insatisfecha de 2 058 931 sacos de 10 kg de briquetas, y se determinó que la demanda del proyecto abarcará el 12% de esta, evidenciando la viabilidad comercial del proyecto. Posteriormente, se evidenció la viabilidad técnica mediante el estudio de ingeniería que consiste en la definición del proceso productivo y requerimiento de materia prima, maquinaria y mano de obra para la producción de briquetas vegetales a partir de bagazo de caña para una capacidad de 5050,7 sacos/día, luego se evaluó la ubicación mediante la matriz de factores ponderados que deteminó que Chiclayo es la óptima localización para el proyecto. El diseño de planta se realizó mediante la metodología Guerchet. Finalmente, se calcularon los indicadores financieros para determinar la viabilidad económica de la propuesta obteniendo como resultado un VAN de S/.174 555 468,7, un TIR de 39% mayor al TMAR global de 19%, evidenciando así la viabilidad económica del proyecto. Asimismo, se obtuvo un beneficio de S/.0,82 por cada sol invertido, en un tiempo de retorno de 3 años y 4 meses.

En el presente trabajo se muestran los resultados de la calificación en la calidad de briquetas de hojas de caña de azúcar (HCA) por medio de ensayos físicos y térmicos, para distintas formulaciones elaboradas, siendo la variable el porcentaje de arcilla en un rango de [0-15%]. En primer lugar se procedió a clasificar las HCA dentro de la biomasa, para de esta manera estimar sus características físico-químicas, con el fin de predecir su comportamiento como combustible en un proceso de conversión energética. Luego se identificaron las técnicas y procesos para la elaboración de densificados a baja presión, realizando una breve descripción de los densificados y los factores que intervienen en su proceso. Seguidamente se relaciona la densificación con el proceso de aglomeración, ya que en este se evalúan y se relacionan los enlaces formados por los aglutinantes (arcilla y fécula), con los resultados obtenidos en la caracterización de las distintas formulaciones. Además, se mencionan los ensayos de evaluación de briquetas, los cuales permiten evaluar la calidad de las briquetas elaboradas. En el desarrollo de la parte experimental, se realizó tanto una caracterización física y química de la HCA, lo que permitió establecer una serie de pre-tratamientos, los cuales consistían en la reducción granulométrica de la HCA y un proceso intermedio de lavado el cual permitió reducir los índices de álcalis de las HCA y evitar problemas operacionales como la corrosión, incrustaciones (fouling) y las escorias (slagging). Una vez finalizado los pre-tratamientos, se procedió a realizar las 4 formulaciones de briquetas, siendo la estructura la siguiente: 75% HCA y 25% aglutinante (arcilla y fécula), del cual se varió el porcentaje de arcilla en [0 – 5 – 10 – 15%]. Para ello se realizó el proceso de densificado a baja presión utilizando una briqueteadora manual con una presión de trabajo de 150 bares. Una vez obtenida la briqueta se realizó el secado de la misma durante 4 horas utilizando un horno eléctrico a 90ºC. Por último, se realizaron los ensayos de resistencia a la compresión, impacto, esponjamiento y de combustión. De los cuales se obtuvo como resultado final, un promedio de las características que presentaba cada formulación en los ensayos descritos. A medida que se incrementa el porcentaje de arcilla como aglutinante en la mezcla, la calidad de la briqueta disminuye, obteniéndose como resultado briquetas con menor calidad y resistencia.