Fabricación Sostenible de Pellets - Chile

Contexto - Antecedentes

Ayuda en Acción (AeA) (https://ayudaenaccion.org) trabaja desde 1981 para mejorar la calidad de vida de las comunidades más vulnerables. Entre sus principales líneas de cooperación se encuentran el fortalecimiento y modernización de la capacidad productiva e industrial de estas comunidades.

Desafío Levantemos Chile (DLC) (https://desafiolevantemoschile.org/) ayuda a las comunidades en situación de emergencia en el país. Dan soluciones sostenibles a problemas públicos, empoderando a la sociedad civil, empujando a las personas a levantarse por sí mismas para así generar un Chile con mayor oportunidades.

La contaminación atmosférica se relaciona directamente con el consumo residencial de leña para calefacción y otros usos energéticos. En Chile, en las regiones de O’Higgins y Aysén se supera el 70% de uso en los hogares. En el caso de Temuco, en la región de La Araucanía, la concentración media anual del índice MP2,5 se ha mantenido sobre la norma primaria de calidad del aire (20 µg/ m3), situándose incluso sobre los estándares recomendados por la OMS de 10 µg/ m3, situación que se repite en otras ciudades del sur de Chile.

En Chile, las plantaciones forestales cubren una superficie aproximada de 3,11 millones de hectáreas, equivalentes al 17,27% del total de bosques, y más del 84% se localizan entre las regiones del Maule, Biobío y La Araucanía. Anualmente se comercializan entre 400 y 600 mil millones de pesos, con más de 100 mil personas empleadas en actividades asociadas a la leña. La concentración del mayor consumo de leña per cápita está en la región de La Araucanía y Aysén, superando el 1% del PIB regional.

La localidad de Villa Mininco (Collipulli) cuenta con una población de aproximadamente 5.500 personas, siendo un 15,83% de ascendencia indígena, principalmente Mapuche, y la actividad productiva que predomina es la forestación exógena de pino y eucaliptus. Los productores de leña se estructuran generalmente por núcleos familiares, en el Maule y Aysén un 41% de la fuerza laboral proviene de estos. El poblado cuenta con suficientes servicios debido a su alta población, además de una gran empresa papelera que es la gran fuente de empleo para su población.

El comité de leñadores y recolectores de Villa Mininco, con 140 socios activos, recolecta 16.800 t/año de despuntes de eucaliptus, pinos y aromos (acacias) (no cortan árboles, sólo recolectan trozos no comerciales) procedentes al 100% de los bosques de la empresa papelera. Cuentan con permisos legales por parte de la empresa papelera para la recolección y manejo de 10 m3 o toneladas mensuales/socio. Además, se recolecta callampa rosada (de pino), Rosa mosqueta, no generando mayor cantidad de residuos.

La recolección se hace durante todo el año, siendo muy predominante el aromo y utilizando sus propias camionetas para ello. Según la época del año, la humedad de la madera puede llegar al 70%.

De todo lo recolectado, el 60% se reparte entre los socios para uso en sus casas y el otro 40% se reparte para comercializar, pudiendo:

• comercializarlo en bruto
• hacer astillas para leña
• producir carbón, el cual se vende a un costo que no genera ganancias relevantes.

La oportunidad - El desafío

Se plantea la producción de Pellets de madera como alternativa a la astilla de leña, fabricándose a partir de desechos forestales o materiales residuales provenientes de madereras o papeleras. La idea es fabricar y comercializar los pellets como un producto menos contaminante y económicamente más rentable, de mayor demanda y valor añadido, para aumentar los ingresos de la comunidad.

Los pellets son de fácil encendido y manipulación, genera bajas cantidades de ceniza, y por consiguiente, reduce las emanaciones de partículas hacia la atmósfera. Sin embargo, el comité de leñadores y recolectores de Villa Mininco, no tiene experiencia en fabricar este producto, ni cuenta con los medios para hacerlo de una manera adecuada y sostenible.

Los pellets se fabrican descortezando la madera, astillándola y triturándola, secando las virutas (con humedad entre un 6 y 10%) y presándolas antes de embalarlas en sacos de 15kg, dando como resultado un producto homogéneo, con un alto poder calorífico (versus su competidor directo las astillas de leña).

En relación a la oportunidad de mercado, existe una demanda exponencial de esta Biomasa, observando que las tres regiones que más predominan son; Los Lagos (30.608 toneladas), Araucanía (27.600 toneladas) y Biobío (24.505 toneladas).

Teniendo una tendencia de crecimiento de la industria de un 900% en los últimos 10 años. El coste del saco de 15kg de pellets en Chile actualmente está entre 4.700 y 5.500 Pesos Chilenos (entre 5,5 y 6,5 US$) En invierno, los valores suben considerablemente debido a la rotura de stock.

Qué se busca

Se busca el diseño de un equipo productivo semi-industrial y modular para la fabricación de pellets. La producción debe ser eficiente en el uso de recursos, de bajo coste, flexible y fácil de montar y mantener.

Dicha planta (o plantas si son modulares) será utilizada por los socios del comité por turnos, para transformar el máximo de leña en pellets. Además, se podría incluir otros residuos de la zona si fuera aconsejable.

Por tanto, buscamos un equipo con las siguientes características:

• que utilice equipos / maquinaria semi-industrial y disponible en el mercado, lo que no impide incluir alguna máquina o instalación de nueva invención.
• que pueda ser suministrado en uno o varios contenedores estándar. A ser posible debe poder adaptarse a la variedad de maderas y recursos disponibles
• abastecido a ser posible por energías renovables (solar, pellets…), al menos parcialmente para el secado. Debe tenerse en cuenta que en esta zona hay meses enteros de lluvias abundantes: https://www.datosmundial.com/america/chile/clima-araucania.php

Respecto al consumo de energía, se debe considerar que el coste actual del kWh en la región es de 180 Pesos Chilenos (alrededor de 0,21 US$).

La empresa papelera está interesada en proveer apoyo, aumentando los permisos para obtención de materia prima, proporcionando espacios físicos de necesitar instalar posibles equipos, y ayudando económicamente.

Criterios de evaluación:

• Sistema adaptado y viable en el entorno del proyecto.
• Mínimo coste posible.
• Sencillez en las adquisiciones y su logística asociada.
• Fácil implementación y uso.
• Mínimo mantenimiento (que sea sostenible con los medios locales)

Este es un reto con las siguientes entregas:

Un documento PDF que incluye:

• Descripción técnica del sistema propuesto y su modelo de funcionamiento.
• Especificación detallada de equipos e instalaciones (dibujos, materiales…).
• Plan de implantación del proyecto.
• Inversiones requeridas (estimación de coste).

Además, puede agregar documentos adjuntos para respaldar su solución.

Plazos:

El plazo para la entrega de soluciones es hasta el 15 de Mayo de 2023. Posteriormente se realizará la evaluación de las soluciones, el ganador será comunicado a partir del 15 de Junio.

-------------------- Términos y Condiciones Particulares ----------------------------

Confidencialidad – N/A

Propiedad intelectual –

En caso de proponer alguna solución patentada, el propietario conservaría sus derechos de propiedad intelectual y Social Solver tendrá únicamente los derechos de uso de este proyecto en concreto.

Si como resultado de este desafío se generase alguna nueva solución o aplicación tecnológica con derechos de IP, el ganador cederá sus derechos a Social Solver con el objeto de utilizar sus beneficios en proyectos de ayuda social.

Para obtener más información sobre como funcionan nuestros retos, visita Como funciona: Desafíos de innovación