Desarrollo de una Antorcha Multifuncional para Destrucción de Metano y Aprovechamiento de Energía Térmica

Abstract

El objetivo general del presente trabajo de título es desarrollar una antorcha multifuncional para la destrucción de metano y aprovechamiento de la energía térmica generada, como alternativa a las actuales que solo destruyen metano. Dentro de los objetivos específicos se considera diseñar de manera básica el combustor, recuperador de calor y el control de la antorcha.

El metano actúa igual que 21 veces el CO₂ en el efecto invernadero. Una tonelada de metano quemado CH₄ produce 2,75 toneladas de dióxido de carbono CO₂, por lo tanto se reduce el im-pacto en el efecto invernadero en 18,25 toneladas de CO₂.

El diseño de la antorcha se realizó utilizando técnicas clásicas de combustión y transferencia de calor, poniendo especial énfasis en la transferencia de calor por radiación. Se definió una zona de destrucción del metano y una zona de recuperación de calor de manera de facilitar el cálculo térmico y fluidodinámico. El cálculo estructural se basó en la norma chilena para diseño sísmico de estructuras NCh 2369.Of2003, en la norma chilena para la acción del viento sobre construc-ciones NCh 432.Of71 y en la norma ASME para chimeneas industriales STS-1-2000. Se realizó también una comparación económica respecto a una antorcha de similares características.

El resultado final fue una antorcha con recuperación de 250 kW térmicos, un 40% más económica que la referencia internacional y además por efectos de su operación se logra recuperar el capital invertido al segundo año.

Se concluye que la antorcha prototipo desarrollada se presenta como una atractiva alternativa a inversionistas del área de rellenos sanitarios o biodigestores, ya que además de tener un costo menor a la antorcha típicamente usada, agrega el valor de recuperar la energía de los gases de combustión a través de un novedoso sistema de recuperación variable.