Gestión logística de residuos de la agro-industria para valorización energética en Uruguay

Abstract

La descarbonización del sector industrial requiere aprovechar con eficiencia los recursos de biomasa residual disponibles. En Uruguay, la dispersión geográfica de estos residuos y su baja densidad aparente encarecen el transporte, limitando la competitividad de su valorización energética. El presente trabajo aborda el diseño de la cadena logística óptima para la recolección, pretratamiento y valorización energética por vía térmica de residuos agroindustriales y forestales, evaluando la incorporación de instalaciones de densificación fijas y móviles como mecanismo para reducir costos de transporte y ampliar la base de captación de biomasa. Se desarrolló un modelo de programación no lineal entera mixta, determinístico y multiperíodo, que optimiza simultáneamente la localización de la planta final de valorización energética, la selección de puntos de generación activos, las rutas de transporte y las decisiones de apertura de plantas de densificación intermedias, fijas o móviles, a lo largo de un horizonte de planificación de doce meses. El caso de estudio se sitúa en el corredor noreste de Uruguay, entre los departamentos de Tacuarembó y Rivera, con la Ruta Nacional N°5 como eje central. Se consideraron 22 puntos de generación (18 aserraderos, 2 frigoríficos y 2 molinos arroceros), 5 localizaciones candidatas para la planta final de valorización energética, 16 nodos candidatos para plantas de densificación fija y hasta 4 unidades móviles. Las tecnologías de densificación evaluadas fueron briquetado, peletizado y triturado. Tomando como referencia una planta local de características similares, se adoptaron los siguientes supuestos: un precio de venta de la energía eléctrica de USD 78/MWh; un costo operativo de la planta final de USD 46,3/ton de biomasa procesada, parámetro de alta incidencia en los resultados dado que esta operación representa aproximadamente el 45% del costo total del sistema; y un costo de inversión compuesto por un componente fijo de USD 76.449/mes por planta y un componente variable de USD 8,261/ton, asumiendo una vida útil de 20 años y una eficiencia energética del 28%. Para la planta de densificación fija se adoptó un costo de operación de 31,84 USD/ton y valores de inversión equivalentes a USD 2.243/mes por planta y USD 0,536/ton procesada, suponiendo una vida útil de 10 años. En el transporte, se consideró un conjunto tractor-semirremolque con capacidad de 48 toneladas y 96 m³, con costos de mantenimiento y combustible de USD 0,075/km y USD 0,339/km, respectivamente, además de un costo de conductor de USD 17,50/h. El costo de adquisición para las tres biomasas es de 30 USD/ton. La solución óptima corresponde al escenario de briquetado, que incorpora una planta de densificación fija a la altura de la ciudad de Tranqueras y una planta final de valorización en el departamento de Tacuarembó, ambas sobre la Ruta N°5. El sistema procesa 200.160 toneladas anuales provenientes de 18 aserraderos, generando 276.954 MWh con un margen neto de USD 5,77/MWh y una ganancia neta de USD 1.596.662 en el horizonte analizado. La superioridad del briquetado sobre las alternativas no reside en su eficiencia energética directa, sino en el efecto de habilitación logística que genera; la planta de densificación intermedia permite incorporar al mayor generador de biomasa del sistema, inaccesible desde las demás configuraciones de red. El análisis de sensibilidad revela que el precio de venta de energía es un parámetro crítico, con un margen de tolerancia de apenas el 8%, mientras que la densificación móvil no resulta viable bajo las condiciones actuales del mercado. Más allá de los resultados específicos del caso analizado, que dependen directamente de los parámetros adoptados, el principal aporte de este trabajo es el propio modelo de optimización. Su formulación es general y configurable, lo que permite aplicarlo a otras zonas del país, a distintos tipos de residuos o a diferentes condiciones de mercado sin necesidad de reformular su estructura matemática. Para avanzar hacia etapas de desarrollo futuro, se sugiere profundizar en la estimación detallada de los parámetros críticos identificados, en particular el costo operativo de la planta de valorización, la vida útil de las instalaciones y el factor de conversión energética del briquetado, cuyas variaciones mostraron mayor incidencia sobre la viabilidad del sistema.