Sustitución total o parcial de fuel oil en horno de cal pasteras Gasificación de madera.

Abstract

El objetivo del presente proyecto es evaluar la viabilidad técnica, económica y financiera de la sustitución parcial del fueloil en el horno de cal de UPM Fray Bentos. Para esto, se propone el uso de la gasificación de madera a partir de los residuos de corteza y finos generados en la propia planta. Este proceso implica la conversión termoquímica de la biomasa en gas combustible, en presencia de aire como agente gasificante y bajo condiciones de altas temperaturas. Este proyecto se destaca por reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero y valorizar los residuos que actualmente se descartan. De esta forma, se clasifica como un proyecto que fomenta la economía circular, lo que lo hace aún más atractivo para los inversores. El horno de cal desempeña una función esencial en una planta de pulpa de celulosa y constituye el punto de mayor consumo de energía fósil. Además, debido a la creciente preocupación por el impacto ambiental de estas industrias, las empresas en Uruguay tienen como objetivo cercano eliminar por completo el uso de energía fósil en sus procesos productivos. Para lograrlo, están trabajando en implementar tecnologías más sostenibles y reducir su huella de carbono en todas las etapas del proceso de producción. La utilización de combustibles alternativos en el proceso de producción del horno de cal tiene efectos en su operación, así como en la caustificación y el resto del ciclo del licor. Uno de los impactos se debe a la adición de elementos ajenos al proceso, como el potasio, el fósforo y el silicio, que se acumulan en el ciclo del licor y la cal. Además, el perfil de temperatura y la estabilidad de la llama en el horno tienden a cambiar, lo que puede provocar, por ejemplo, efectos en la formación de anillos. Otro factor a tener en cuenta es el aumento de las emisiones de NOx. Como el poder calorífico del gas producido es bajo, se requiere un mayor volumen de combustible para lograr el mismo calentamiento, generando una mayor cantidad de gases a la salida. Si este exceso de gases excede la capacidad del horno, deberán ser tratados adecuadamente. Las experiencias operativas de hornos que han sustituido el fueloil por gasificación de madera han demostrado una eficiencia significativa, reduciendo hasta el 100% del uso de fueloil. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la sustitución no es necesariamente válida para todas las industrias celulósicas, ya que cada una debe ser evaluada y estudiada en detalle. En el caso específico de UPM, se debe tener en cuenta que el proceso de caustificación es el cuello de botella de la planta y, por lo tanto, se deben evitar paradas no planificadas. A pesar de los beneficios de la sustitución de fueloil por gasificación de madera, es importante analizar cuidadosamente las condiciones de cada planta y evaluar la viabilidad de la sustitución en cada caso. Teniendo en cuenta que la planta de UPM Fray Bentos opera actualmente a su capacidad máxima en el horno de cal y que se debe garantizar la disponibilidad constante de la cal, se ha tomado la decisión de sustituir el fueloil en un 56%. Esta sustitución se llevará a cabo utilizando residuos de corteza y finos generados por la planta. Es importante destacar que esta decisión fue tomada luego de un exhaustivo análisis técnico, que evaluó la viabilidad y los posibles impactos de esta sustitución en la operación y el rendimiento de la planta. La actividad industrial tendrá lugar en las instalaciones de la planta de UPM Fray Bentos. Luego de considerar varios factores, tales como la distancia al horno de cal, la cercanía a los residuos de biomasa, los costos asociados al transporte del gas a través del gasoducto y las distancias recorridas de la biomasa húmeda a través de las cintas transportadoras, se ha determinado que la ubicación óptima para la actividad es aquella que se encuentra más próxima a la generación de la biomasa. La capacidad productiva se ha establecido en 172 MM m3/año, y se ha definido que el precio del gas producido es de 0,1 USD/m3. Según el estudio económico-financiero realizado, se estima que el proyecto requiere una inversión de USD 33 MM. Los resultados obtenidos muestran una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 21,1% y un Valor Actual Neto (VAN) positivo de USD 29 MM, basándose en capitales propios. Si se obtiene un préstamo que cubra el 70% de la inversión y se establece una tasa de interés del 6%, el período de repago es de 2,7 años, lo que eleva la TIR a 40,7% y el VAN a USD 30 MM. Después del análisis detallado llevado a cabo, se puede concluir que el proyecto resulta altamente atractivo tanto desde el punto de vista económico y financiero, considerando que cuenta con una subvención de capital mixto, como desde una perspectiva técnico-ambiental, ya que apuesta por la utilización de fuentes renovables y se alinea con los principios del desarrollo sostenible.