Optimización de consumo de combustible de una caldera de vapor industrial de 60 BHP con un precalentamiento de agua mediante colectores solares

Mancilla Manrique, Jorge Manuel

Optimización de consumo de combustible de una caldera de vapor industrial de 60 BHP con un precalentamiento de agua mediante colectores solares

dc.contributor.advisor	Arévalo Daza, Jorge Luis
dc.contributor.author	Mancilla Manrique, Jorge Manuel
dc.date.accessioned	2025-10-01T20:26:31Z
dc.date.available	2025-10-01T20:26:31Z
dc.date.issued	2025-09-02
dc.description.abstract	La tesis aborda la necesidad de optimizar la eficiencia de combustible de una caldera industrial de vapor mediante la implementación de un sistema de precalentamiento solar. El objetivo principal es reducir el consumo de combustible y mejorar la eficiencia energética de la caldera utilizando colectores solares para calentar el agua de alimentación. Esta solución no solo busca reducir los costos operativos sino también contribuir a la sostenibilidad y al cuidado del medio ambiente, alineándose con los objetivos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y el uso de energías renovables. La metodología utilizada en el estudio se centró en un análisis detallado de la demanda actual de vapor y las necesidades energéticas de la caldera de 60 BHP. Se realizaron cálculos para estimar la eficiencia del sistema de calderas y se utilizó software especializado para diseñar el sistema de precalentamiento solar. Además, se llevó a cabo un análisis financiero para evaluar la rentabilidad del proyecto, incluyendo el cálculo del Valor Actual Neto (VAN) y el tiempo de recuperación de la inversión. Se consideraron diversos aspectos técnicos, económicos y medioambientales para desarrollar una propuesta sólida y viable. El sistema de precalentamiento solar diseñado dirige el agua calentada desde los colectores solares hacia el tanque de condensado, donde se integra con el circuito de alimentación de la caldera. Esta configuración permite una adaptación funcional sin comprometer la operación del sistema existente. Se determinó que el sistema puede cubrir entre el 91 % de la demanda energética mensual, logrando un ahorro anual total de 165,640.52 kWh y elevando la temperatura del agua desde 7.80 °C hasta un rango de 65.97°C (julio) a 102.67°C (noviembre). El sistema fue validado mediante el software System Advisor Model (SAM), demostrando su viabilidad técnica y económica, al alcanzar un Valor Actual Neto (VAN) de USD 115,256.47, una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 65 %, y una recuperación de la inversión en aproximadamente 5 años. Estos resultados confirman que el sistema no solo optimiza el uso energético, sino que también reduce considerablemente los costos operativos de la caldera industrial
dc.format	application/pdf
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12920/15594
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Católica de Santa María	es_ES
dc.publisher.country	PE
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/	es_ES
dc.source	Universidad Católica de Santa María	es_ES
dc.source	Repositorio de la Universidad Católica de Santa María - UCSM	es_ES
dc.subject	Optimización de la caldera
dc.subject	Eficiencia
dc.subject	Precalentamiento solar
dc.subject.ocde	https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01
dc.title	Optimización de consumo de combustible de una caldera de vapor industrial de 60 BHP con un precalentamiento de agua mediante colectores solares
dc.type	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.version	info:eu-repo/semantics/publishedVersion
renati.advisor.dni	29460348
renati.advisor.orcid	0000-0001-5516-8642
renati.author.dni	70517867
renati.discipline	713046
renati.juror	Fernandez Barriga, Camilo Grimaldo
renati.juror	Castro Valdivia, Jorge Luis
renati.juror	Carpio Rivera, Marco Antonio
renati.level	https://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional
renati.type	https://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.discipline	Ingeniería Mecánica, Mecánica-Eléctrica y Mecatrónica
thesis.degree.grantor	Universidad Católica de Santa María.Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales	es_ES
thesis.degree.name	Ingeniero Mecánico