INSTRUMENTACIÓN DE UNA CALDERA PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA MEDIANTE BIOMASA PRODUCIDA EN UN HOGAR TIPO

Abstract

La generación de energía a partir de biomasa se ha consolidado en el ámbito global como una estrategia sostenible para diversificar la matriz energética y reducir las emisiones de gases contaminantes. En el contexto nacional y local, particularmente en la ciudad de Bucaramanga, el aprovechamiento de residuos de biomasa doméstica se presenta como una alternativa con potencial, aunque poco explorada y con limitaciones técnicas documentadas. Este vacío de conocimiento se abordó mediante el desarrollo de un proyecto orientado a la instrumentación de una caldera prototipo que permitiera transformar biomasa en vapor de calidad, susceptible de ser aprovechado en la producción de energía eléctrica.

La metodología contempló inicialmente la recolección y caracterización de residuos de biomasa de un hogar tipo, los cuales fueron sometidos a ensayos experimentales para determinar propiedades relevantes como humedad y comportamiento en combustión. Debido a las dificultades operativas evidenciadas durante estas pruebas preliminares, se contrastó la información con literatura especializada y se estableció que el biocarbón resultaba ser un combustible más estable y viable para la obtención de vapor, dado su mayor poder calorífico y menor complejidad en el proceso de acondicionamiento. Posteriormente, se evaluaron diferentes alternativas de diseño de caldera, todas basadas en esquemas acuotubulares, priorizando los criterios de constructibilidad, economía y seguridad. El análisis se apoyó en la metodología AHP con escala de Saaty, lo que permitió seleccionar de manera objetiva la opción de instrumentar una olla a presión modificada como hogar de combustión, complementada con el sistema de sensores adecuados para garantizar el control de variables críticas como temperatura y presión.

Los resultados obtenidos evidenciaron que, aunque no fue posible emplear directamente la biomasa doméstica cruda, la utilización de biocarbón se constituyó en una solución técnica viable, con valores de poder calorífico compatibles con los requerimientos de generación de vapor. Asimismo, el proceso de selección de alternativas permitió establecer un prototipo de bajo costo, reproducible y funcional, que constituye un aporte práctico al estudio de la generación distribuida con base en energías renovables. En conclusión, el proyecto demostró que la instrumentación adecuada de una caldera prototipo puede garantizar condiciones de operación estables y seguras, abriendo el camino para futuras aplicaciones en el aprovechamiento energético de residuos domésticos en contextos urbanos.