Diseño de una caldera híbrida (energía solar y leña) para la obtención de aceite esencial de Hierba Luisa utilizando un concentrador Scheffler de 8 m2

Abstract

La presente tesis comprende el diseño de una caldera híbrida que utilice como fuente de energía la leña y la energía solar concentrada. Ésta deberá suministrar vapor a un equipo de destilación ya existente en las instalaciones del GRUPO de apoyo al sector rural de la Pontificia Universidad Católica del Perú. La caldera utilizará la potencia térmica entregada por un concentrador Scheffler de 8m2 de superficie también perteneciente al GRUPO de la PUCP que se encuentra en la localidad de Huyro, Cusco, para destilar aceite esencial de Hierba Luisa. En consecuencia, el diseño deberá adaptarse a ambos equipos de trabajo. El objetivo de la caldera híbrida es que utilice únicamente la energía solar y que solo funcione a leña en caso de no disponer de la radiación solar necesaria. Por tanto, se conseguirá renovar el equipo de destilación ya existente cambiando su fuente de generación de vapor a leña por una híbrida que incluya además de la leña la energía solar. El diseño podrá ser replicable en el sector rural del Perú con la finalidad de brindarle al agricultor la posibilidad de acceder a equipos de destilación. Además, se acerca al agricultor peruano una tecnología de destilación totalmente nueva que será sostenible y su funcionamiento no requerirá costo alguno. En la primera parte de este trabajo de tesis, se describen algunas aplicaciones de uso de los concentradores solares Scheffler, así como también todo lo relacionado con la obtención de aceites esenciales. Concretamente, estará centrada en el aceite esencial de Hierba Luisa. Luego se realiza un análisis térmico de la caldera, evaluando las temperaturas, potencia entregada por el sol y la potencia recibida, con la finalidad de obtener expresiones que permitan simular el comportamiento de la caldera antes de construir un primer prototipo. De la misma manera, se realiza un análisis de la misma y de la estructura encargada de soportarla. Finalmente, se explicarán las pruebas realizadas con el equipo perteneciente al GRUPO y al que la caldera deberá adaptarse y se propondrán una serie de mejoras para su mejor funcionamiento.