biomasa

Descripción

La biomasa se ha convertido en uno de los combustibles de referencia en el panorama energético mundial, al mismo nivel que la energía solar o la eólica. Parece que haya aparecido en los últimos años del pasado siglo XX, en plena efervescencia del sector, para competir en el mundo de las energías renovables. Nada más lejos de la realidad. Existen sesudas teorías académicas en las que se defiende que la mayor parte de los cambios históricos que han tenido lugar en las distintas civilizaciones se han producido por la búsqueda y utilización de la biomasa en una de las presentaciones más sencillas, la madera.

De forma general, en el término biomasa se incluye toda la materia viva existente en un determinado instante de tiempo. En un contexto energético, como en el que nos encontramos, nos referimos a un conjunto de materia orgánica, plantas terrestres y acuáticas junto con sus residuos o derivados y subproductos de origen animal, que pueden ser aprovechados para obtener energía en distintas presentaciones a través de distintos procesos tecnológicos.

Bajo este paraguas se engloban multitud de productos que es conveniente clasificar. En función de las propias características del producto distinguiremos tres clases principales: biomasa primaria o vegetal, secundaria o animal y biomasa residual, ya sea de origen animal o vegetal.

Es común realizar otra clasificación de la biomasa atendiendo al tipo de actividad que origina el producto. Así nos encontraremos con biomasa procedente del sector primario, principalmente de actividades agrícolas, forestales y ganaderas; del sector secundario, en el que se recogen todos los productos y subproductos originados por los sectores industriales y de agrotransformación; y la procedente del sector de los consumidores, en el que se engloban las fracciones orgánicas de los distintos tipos de residuos generados por las actividades humanas, principalmente en la recogida de los residuos sólidos urbanos y en la depuración y tratamiento de aguas residuales.

Distintos tipos de biomasa

En función de su origen y de las aplicaciones y procesos de transformación posterior encontramos distintos productos.

  • Residuos forestales. Son los residuos procedentes de los tratamientos y aprovechamientos de las masas forestales, obtenidos tras las operaciones de corta, saca y transporte a pista, es decir, en todo el proceso de gestión y mantenimiento de las plantaciones de árboles.
  • Residuos agrícolas leñosos. Residuos procedentes principalmente de las podas y tratamientos de olivos, frutales y viñedos. Se caracterizan por ser un producto estacional ya que solo se pueden obtener en determinadas épocas del año.
  • Residuos agrícolas herbáceos. Se incluyen las pajas de cereal y los cañotes de maíz. Con un marcado carácter estacional. Muy utilizados en grandes plantas de generación eléctrica. Precisan de una logística muy cuidada.
  • Residuos de industrias forestales y agrícolas. Son los generados en las industrias de primera y segunda transformación de la madera y de las industrias conserveras, de envasado de frutos secos o de las almazaras. Son productos muy heterogéneos.
  • Cultivos energéticos. Cultivos destinados principalmente a la producción de materiales aprovechables energéticamente. Requiere de una adecuada planificación de los cultivos destinados a producir energía y los enfocados al consumo de las personas y animales.

Se presentan normalmente en forma procesada, astillas, pellets o briquetas compactadas y son muy utilizadas en obtención de energía calorífica, quemándolas en calderas, y de energía eléctrica mediante generadores eléctricos acoplados. Algunos tipos como las pajas y algunos cultivos se utilizan directamente en distintos procesos de transformación.

Componentes

Una planta de combustión de biomasa consta de los siguientes sistemas:

  • Almacenamiento de combustible.
  • Trasiego y dosificación del combustible al equipo de combustión.
  • Equipos y cámara de combustión.
  • Caldera (vapor, agua caliente, aceite térmico).
  • Recuperadores auxiliares de calor.
  • Depuración de gases.
  • Extracción de cenizas.

Las calderas de biomasa han conseguido un grado de automatización y de operación muy avanzado por lo que el manejo de estos equipos es similar al de cualquier otra tecnología y tipo de combustible. Se pueden programar las horas de encendido y apagado, establecer distintas temperaturas de confort para diferentes estancias o zonas, automatizar la retirada de las cenizas producidas en el proceso de combustión o utilizar distintas presentaciones comerciales de biomasa, según los precios y la facilidad de suministro.

Ventajas

En comparación con la utilización de combustibles fósiles, para crear energía la biomasa presenta numerosas ventajas:

  • La biomasa es inagotable y abundante a diferencia de los combustibles fósiles que cada vez hay menos y, por lo tanto, se agotan. Existen muchas posibles fuentes siempre que se sigan criterios claros de sostenibilidad.
  • Los precios de la biomasa son competitivos y estables en comparación con los precios de los combustibles fósiles que cada vez incrementan más a medida que pasa el tiempo. Al contar con una oferta variada los precios están en constante ciclo de competencia lo que beneficia al consumidor final.
  • La biomasa proviene de cerca. En cambio, los combustibles fósiles provienen del extranjero. Esto fomenta además la creación de empleo local y estimula la economía de la zona.
  • La biomasa es una energía limpia y moderna, a diferencia de los combustibles fósiles que causan malos olores y aumentan el riesgo de explosiones.
  • Las emisiones de gases nocivos causadas por la biomasa son casi nulas en comparación con las emisiones derivadas de los combustibles fósiles.
  • En la utilización de la biomasa las emisiones de CO2 son neutras. En cambio, los combustibles fósiles causan altas emisiones de CO2.

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Inconvenientes

La utilización energética de la biomasa presenta pequeños inconvenientes con relación a los combustibles fósiles.

  • Los rendimientos de las calderas de biomasa son algo inferiores a los de las calderas que usan un combustible fósil líquido o gaseoso, aunque depende directamente de la calidad de la biomasa elegida.
  • La biomasa posee menor densidad energética, lo que hace que los sistemas de almacenamiento sean mayores.
  • Los sistemas de alimentación de combustible y eliminación de cenizas son más complejos y requieren unos costes de operación y mantenimiento mayores.Hoy en día pueden alcanzar un grado importante de automatización.
  • Los canales de distribución de la biomasa no están tan desarrollados como los de los combustibles fósiles. Muchos de estos recursos tienen elevados contenidos de humedad, lo que hace que en determinadas aplicaciones pueda ser necesario un proceso previo de secado.

Aplicaciones

En nuestro país, tradicionalmente, se ha utilizado este tipo de combustible (hueso de aceituna, cáscara de almendra, etc.) en las industrias que lo generan como subproducto. Es aconsejable la instalación de calderas de biomasa en industrias donde se puede aprovechar el residuo industrial como biomasa. Los sectores industriales de pasta y papel, madera, muebles y corcho, y alimentación, bebidas y tabaco son los de mayor consumo de biomasa.

El mercado facilita distintas y variadas presentaciones para el gran consumo.

Pellets

Los pellets son un biocombustible estandarizado de forma cilíndrica, procedente de la pelletización de derivados celulósicos de la madera: serrines, virutas o fracciones no aprovechables comercialmente. Con un proceso de trituración y compactación a altas presiones se forman las partículas cilíndricas mediante unos rodillos que obligan al material a pasar a través de matrices perforadas.

Se produce así un combustible fácilmente transportable y con diversas presentaciones finales. El consumidor final puede encontrar bolsas de entre 15 y 25 kg, grandes bolsas o BigBags de 700 a 1000 kg, o también se puede distribuir a granel mediante camiones cisterna con sistemas de impulsión por mangueras.

El estándar europeo fija una serie de características para este tipo de presentación. La densidad media ronda los 700 kg/m3; presenta un bajo contenido en humedad, de entre un 6 y 8%; el poder calorífico inferior en seco se sitúa entre las 4000 y las 4500 kcal/kg y su contenido en cenizas debe ser inferior al 0,5%.

Como referencia podemos decir que dos kilogramos de pellets serían equivalentes a un litro de gasóleo.

Astillas

Las astillas, con un proceso más simple de trituración, se presentan en trozos de longitud de entre 5 y 50 mm en la dirección de la fibra. Cuentan con un poder calorífico más reducido y su densidad ronda los 200 o 300 kg/m3, lo que implica mayores volúmenes de almacenamiento para la misma cantidad de energía. El porcentaje de humedad más habitual se sitúa en el 25%. Esto no supone que no existan astillas mas secas, pero a costa de procesos de secado mas intensivos que incrementan los costes del producto.

En esta presentación la biomasa produce más ceniza que los pellets alcanzando niveles del 1%, lo que implica que los trabajos de limpieza, mantenimiento y recogida de cenizas se incrementan considerablemente.

Residuos agroindustriales

Bajo este epígrafe recogemos aquellos residuos procedentes de la industria agrícola fundamentalmente como huesos de aceituna, cáscaras de frutos secos, restos de la vid, etc.

Las características físicas y térmicas de estos combustibles varían en función de su procedencia y del tipo de procesos a los que se someten, pero, en general, suelen tener altos poderes caloríficos, con porcentajes de humedad altos y contenidos de cenizas elevados.

A la hora de la elección habrá que sopesar distintos parámetros y tener en cuenta tanto aspectos de disponibilidad local, lo que abarata los costes de transporte y distribución, el espacio disponible para el almacenamiento del combustible y su trasiego hasta la caldera de combustión, o el precio de la unidad utilizada.

A estos condicionantes, y en ciertas circunstancias, también habrá que sumar aspectos secundarios como la creación de empleo en el entorno o el aprovechamiento de residuos difícilmente gestionables de otra manera.

Algunas aplicaciones de las calderas de biomasa en diferentes industrias son:

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