Ingeniero Civil Químico / El presente trabajo de título tuvo como objetivo evaluar técnica y económicamente, a nivel de factibilidad, la instalación de una planta de secado de madera en la ciudad de Osorno, X región de Los Lagos, por parte de la sociedad de inversiones Comercial Primavera. La finalidad inicial de la planta apunta a comercializar leña seca certificada y a futuro también vender maderas ornamentales de mayor valor agregado. Para analizar la viabilidad del proyecto se comienza por estudiar y caracterizar el mercado forestal chileno y el mercado de la leña en el sur de Chile, buscando determinar una especie arbórea óptima para ser comercializada como leña certificada. Los criterios para realizar esta elección abarcan todos los aspectos relevantes de la leña: abundancia, disponibilidad, dendroenergía, preferencias del consumidor, entre otras. El eucalipto nitens resulta ser la especie escogida. Luego se revisa el estado del arte de los secadores utilizados industrialmente para escoger un tipo de secador que cumpla con los criterios de la empresa patrocinante, los cuales se remiten principalmente a los factores tiempo de secado, costos, calidad y capacidad. La alternativa escogida es un secador solar tipo invernadero de pared inclinada (SSTI-pi) que opera por convección forzada. Para la capacidad de producción deseada de 2000 [m3/año] se divide a la planta de secado en 5 SSTI-pi de 400 [m3] de capacidad individual. El colector diseñado para cada secador está compuesto por una cubierta única de polietileno, absorbedor de zincalum corrugado en V, aislante de lana mineral y circulación de aire de doble paso. En relación a la evaluación económica, el proyecto de planta de secado para comercializar leña seca es conveniente en los tres escenarios analizados (proyecto puro, con financiamiento externo de un 50% y de un 100%) y puede generar la rentabilidad que la empresa patrocinante espera. Los valores actuales netos obtenidos para el proyecto base van desde 14 800 000 [CL$] hasta 22 900 000 [CL$] y las tasas internas de retorno, también para el proyecto base, van desde un 17% hasta un 59%, todo esto considerando un costo de oportunidad del 11% anual y una tasa de interés del 8% anual. Se recomienda elaborar un plan de negocio que en parte consista en (i) Acordar un préstamo por el 70-80% de la inversión inicial a una tasa de interés del 7% o menor, (ii) ejecutar el proyecto base hasta estandarizar el funcionamiento de la planta, (iii) al tercer o cuarto año realizar una expansión de la producción de al menos 800 [m3] (idealmente de 2000 [m3]) con un aumento anual de 2% en el precio de venta.

En el Perú se produce una importante cantidad de té gracias a su geografía puesto que permite cultivar esta planta durante todo el año sin una mayor necesidad que el espacio. Dentro del proceso de producción, es evidente la necesidad energética en forma de calor. Como los lugares de producción se caracterizan por ser zonas rurales o con dificultad de alcance de energía eléctrica es imprescindible el uso de otra fuente de calor como es el caso de la leña. Este proceso de quema de leña para obtener calor conlleva, además de un desequilibrio ambiental por la tala de árboles y la generación de emisiones, a un gasto alto de dinero (6.6% del total de gasto de producción) por la necesidad de adquirir este combustible. Una alternativa viable para reemplazar al quemado de leña como fuente de energía es el uso de la radiación solar concentrada mediante un concentrador cilíndrico parabólico, como el que dispone el Grupo de Apoyo al Sector Rural (GRUPO-PUCP). Dicho concentrador, si es orientado perpendicularmente a la dirección de los rayos del sol, permite obtener la mayor cantidad de radiación incidente en el eje de concentración. Entonces, con un correcto funcionamiento de este sistema de seguimiento, se busca suplir en un 30% la energía generada por el quemado de leña. El estudio se estructuró en cuatro capítulos. En el capítulo 1, se realiza una breve introducción a la elaboración de infusiones de té en el Perú, así como también, se describe la problemática que abrió paso al tema de estudio. En el capítulo 2, se analiza el estado del arte, las tecnologías existentes para el secado de té, así como también la tecnología utilizada en seguimiento solar. En el capítulo 3, se plantean los objetivos, se selecciona la tecnología a utilizar, y se realizan los diseños necesarios para cumplir con los objetivos planteados. En el capítulo 4, se realizan las pruebas de funcionamiento, el análisis de resultados y se presentan las conclusiones y recomendaciones para futuros trabajos. / Tesis

En el presente trabajo de tesis se realiza la evaluación energética del proceso de secado, de forma experimental y teórica, en un prototipo de secador solar para el ají amarillo en el distrito de San Miguel, en la provincia de Lima, Perú. El secador solar basa su construcción en una estructura de domo geodésico de bajo costo, de fácil construcción y portátil, con una cubierta con determinadas características para los fines de secado. El secador solo requiere de energías renovables para su funcionamiento. Para la evaluación del secador en el secado del ají amarillo se midió el tiempo de secado, la humedad final del producto y la temperatura al interior del domo. Adicionalmente, para un mayor conocimiento del comportamiento del ají en el domo se realizaron comparaciones del secado de ají con diferentes tipos de corte y con sombra. Además, se desarrolló un modelo para determinar para determinar teóricamente el tiempo de secado y la humedad del producto. Para el cálculo teórico se hizo un análisis energético del ají en base a datos experimentales obtenidos y los resultados se validaron con las dos pruebas de secado experimentales realizadas. Se obtuvieron los siguientes resultados: Se halló una diferencia promedio de 20 °C entre las 10 am y 3 pm, entre la temperatura ambiental y la temperatura interior al domo, con una temperatura promedio de 50 °C adecuada para el secado. Se evaluó la distribución de temperaturas en el interior del domo a diferentes alturas y se obtuvo una diferencia de 5 °C entre el punto más alto y más bajo medido en el domo. Se registraron las curvas de secado para una carga de 18 kg y se obtuvo que entre el día 4 y 5 se obtiene una humedad de conservación en el rango de 12 – 20 %. Además, La curva teórica se valida adecuadamente con los resultados experimentales.

En el Perú se produce una importante cantidad de té gracias a su geografía puesto que permite cultivar esta planta durante todo el año sin una mayor necesidad que el espacio. Dentro del proceso de producción, es evidente la necesidad energética en forma de calor. Como los lugares de producción se caracterizan por ser zonas rurales o con dificultad de alcance de energía eléctrica es imprescindible el uso de otra fuente de calor como es el caso de la leña. Este proceso de quema de leña para obtener calor conlleva, además de un desequilibrio ambiental por la tala de árboles y la generación de emisiones, a un gasto alto de dinero (6.6% del total de gasto de producción) por la necesidad de adquirir este combustible. Una alternativa viable para reemplazar al quemado de leña como fuente de energía es el uso de la radiación solar concentrada mediante un concentrador cilíndrico parabólico, como el que dispone el Grupo de Apoyo al Sector Rural (GRUPO-PUCP). Dicho concentrador, si es orientado perpendicularmente a la dirección de los rayos del sol, permite obtener la mayor cantidad de radiación incidente en el eje de concentración. Entonces, con un correcto funcionamiento de este sistema de seguimiento, se busca suplir en un 30% la energía generada por el quemado de leña. El estudio se estructuró en cuatro capítulos. En el capítulo 1, se realiza una breve introducción a la elaboración de infusiones de té en el Perú, así como también, se describe la problemática que abrió paso al tema de estudio. En el capítulo 2, se analiza el estado del arte, las tecnologías existentes para el secado de té, así como también la tecnología utilizada en seguimiento solar. En el capítulo 3, se plantean los objetivos, se selecciona la tecnología a utilizar, y se realizan los diseños necesarios para cumplir con los objetivos planteados. En el capítulo 4, se realizan las pruebas de funcionamiento, el análisis de resultados y se presentan las conclusiones y recomendaciones para futuros trabajos.