Sostenibilidad energética en el Secado del Cacao

Contexto - Antecedentes

Ayuda en Acción 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.

El departamento de Nariño en Colombia es reconocido como una de las regiones donde se produce el mejor cacao con un aroma fino. Su producción está en gran medida a cargo de familias campesinas de origen africano con recursos muy limitados.

En Tumaco, al sur de la costa pacífica colombiana frontera con Ecuador, se encuentra el Consejo Comunitario Bajo Mira y Frontera – CCBMyF. Este consejo integra 52 veredas y 1.814 familias de las que 975 son productoras de cacao. Con un área de uso agrícola de 10.668ha de las cuales solo 3.747ha estaban sembradas con cultivos como cacao, palma de aceite, coco, plátano, yuca, maderables y frutales, entre otros.

Ayuda en Acción apoya el fortalecimiento de la cadena productiva del cacao en las comunidades del Consejo Comunitario Bajo Mira y Frontera, en el municipio de Tumaco, del departamento de Nariño desde el año 2018, gracias a la gestión de recursos con financieras como AECID y el BID a través del Fondo Colombia en Paz. 

Sin embargo, la rentabilidad de las pequeñas parcelas cacaoteras de estas familias aún es baja, lo que lleva a que pierdan competitividad en el mercado local y externo. Esto hace que el ingreso mensual promedio por hogar fuera en 2015 de 69,74€ (para el sostenimiento de cuatro personas en promedio).

Problema - El desafío

Una vez separado el cacao fresco de las mazorcas, su fabricación se realiza mediante su fermentación, secado y envasado para su transporte. La producción mensual de cacao fresco es de 45.700 kg/mes, que al ser fermentados se convierten en 25.135 kg.

Una vez fermentado, el secado del cacao se realiza manteniéndolo en los invernaderos en lotes de 300 a 500 Kgs.(lo que permite reducir la humedad del grano del 55% hasta el 10%) o llevándolo al horno de secado que utiliza gas propano (permitiendo reducir su humedad por debajo del 7,5 %) (ver anexos Esquema Proceso Cacao.pdf y Fotos invernadero.pdf).

Actualmente se dispone de un horno cilíndrico de secado de 2.500 Kgs / lote y un quemador de gas de 20.000 - 50.000 Kcal/hr. También se dispone de otro horno de 500 Kgs. de capacidad (ver anexo Hornos de secado.pdf).

El gas propano es caro, difícil de obtener en esta zona de Colombia, no siempre está disponible, y además genera un impacto en el medioambiente. Esto afecta a que no se pueda realizar correctamente el secado del cacao y su calidad no sea la óptima.

Qué estamos buscando

Se busca un sistema de secado que permita llegar a niveles de humedad del grano de cacao por debajo del 7% en periodos no superiores a 7 días y que omitan el uso de combustibles que no están disponibles fácilmente en la zona.

Para ello se pueden proyectar sistemas que utilicen las energías renovables o biocombustibles disponibles en la zona, o combinaciones de ambos, en función de la relación coste/beneficio.

Además, sería recomendable un sistema de control de proceso sencillo para la fermentación, secado y almacenamiento, que permita monitorear variables como la temperatura, humedad y concentración de gases.

• Podríamos terminar de secar al 7% de humedad en los invernaderos?
• Necesitaríamos añadir alguna fuente de energía o cambiar el diseño? Controlando la renovación de aire e introduciendo intercambiadores de calor?
• Qué haríamos los días lluviosos, con mínima radiación solar?
• Es posible sustituir el propano por otras energías renovables como los desechos de otros cultivos? o es posible sustituirlos por otras energías limpias?

Criterios de evaluación:

• Viabilidad técnica y adaptada al contexto del entorno
• Mínimo coste posible
• Menor impacto ambiental
• Fácil adquisición, implementación, uso y 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:

1 ronda – 7 semanas para la entrega (10/Mayo/2022) + 4 semanas par evaluación

-------------------- 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.