Manual de Densificación de La Biomasa

UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE

DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA

CATEDRA: CATEDRA: DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA CATEDRÁTICO: CATEDRÁTICO: M. SC. RUDECINDO CERRON TAPIA


INDICE Introducción Unidad 1: Importancia de la densificación de la Biomasa Clasificación de los materiales densificales Procedimientos para muestreos de Biomasa "orestal Preparación de la #ateria prima para la densificación Unidad 2: Principios % &'cnicas de densificación #'todos % ensa%os de densificación de iomasa Densidad a granel de especies forestales Densificación de carón* materiales* clasificación % ensa%o de compresión Propiedades de los productos densificados de iomasa Unidad 3: Potencialidad del uso de la densificación ,pciones económicas de densificación de la iomasa forestal ,pciones económicas de ri-uetas de carón Panorama actual de la densificación de iomasa en el .alle .alle del #antaro % el Pa/s .aloración energ'tica de la iomasa Determinación de la granulometr/a de la iomasa Ealuación % análisis de los materiales disponiles para la densificación Impacto miental de la E4tracción de 5esiduos 6ólidos "orestales

#7 6C7 5UDECIND, CE55,N &PI 1

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INDICE Introducción Unidad 1: Importancia de la densificación de la Biomasa Clasificación de los materiales densificales Procedimientos para muestreos de Biomasa "orestal Preparación de la #ateria prima para la densificación Unidad 2: Principios % &'cnicas de densificación #'todos % ensa%os de densificación de iomasa Densidad a granel de especies forestales Densificación de carón* materiales* clasificación % ensa%o de compresión Propiedades de los productos densificados de iomasa Unidad 3: Potencialidad del uso de la densificación ,pciones económicas de densificación de la iomasa forestal ,pciones económicas de ri-uetas de carón Panorama actual de la densificación de iomasa en el .alle .alle del #antaro % el Pa/s .aloración energ'tica de la iomasa Determinación de la granulometr/a de la iomasa Ealuación % análisis de los materiales disponiles para la densificación Impacto miental de la E4tracción de 5esiduos 6ólidos "orestales


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INTRODUCCIÓN 8a asignatura es de carácter teórico9práctico* -ue conduce al aproecamiento óptimo del recurso forestal para conertirla en un recurso energ'tico competitio en el mercado de las energ/as renoa renoales les % darle darle un alor alor mediante mediante

etapas etapas sucesia sucesiass de procesam procesamien ientos tos de desec desecos os

lignocelulósicos ;e4cedentes % residuos del os-ue< % los desecos agr/colas* pecuarias* entre otras -ue tienen propiedades energ'ticas* promoiendo su aloración* para generar rentailidad % ien ienes esta tarr soci social al77 8as 8as Unida Unidade dess &emáti mática cass de desa desarr rrol ollo lo de la asig asignat natur ura a se encu encuen entr tran an enmarcadas dentro de los principios del plan curricular de la "acultad ,B=E&I., >ENE58 •

Densificar la Biomasa con fines energ'ticos* a partir de los desecos %?o e4cedentes de las actiidades siloagropecuarias

,B=E&I.,6 E6PECI"IC,6 • • •

.alori@ar .alori@ar % conocer el tratamiento de los materiales lignocelulósicos para densificar7 Conocer los m'todos de densificación de los e4cedentes % residuos de la Biomasa7 Planificar % aproecar integralmente los e4cedentes % residuos siloagropecuarios7

IMPORTANCIA DE LA DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA El inter's de la densificación en los pa/ses del tercer mundo iene a ser una alternatia de solución energ'tica* ligada a mAltiples necesidades e intereses7

VENTAJAS DE ORDEN FISICO 

Proporciona

"acilidad de

materiales

transporte

endoenerg'ticos faorales 

su

VENTAJAS

estado natural7 5educción del olumen



a

DE

ORDEN ECONOMICO

a 

densificar 5educción

del

olumen

de



almacenamiento #anipulación fácil e4cedentes residuos* etc7



Dar alor económico a materiales desecados % e4cedentes



acer comerciales a los materiales e4cedentes % residuos



5educción de costo de transporte proecar los

VENTAJAS DE ORDEN TECNICO 

condicionamiento de los materiales para permitir la concentracion*re-uiere el secado % clasificacion*los cuales permiten otener productos de ma%or alor



8os t'cnicos de la termo-u/mica son mu% sensiles % la irregularidad del comustile -ue comprende: forma*umedad*granulometria*densidad*porosidad*etc*la

densificación

permite

rendimientos de transformaciones mu% altos

VENTAJAS DE ORDEN SOCIOECONOMICO 

8a comprensión utili@a materiales leosos de granulometr/a fragmentado sore todo fina con el propósito de alorar % reempla@ar la madera* con fines energeticos*para ser usados en comustion*gasificacion % ?o pirolisis7



8a densificación permite otener material energetico*en principio de cual-uier material leoso % una me@cla con otros organicos*una perfecta o claro inter's energ'tico de acuerdo a las siguientes fases sucesias:


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA a

condicionamiento del material7



Comprensión

c

>asificación

d

#otor a gas pore

e

>rupo electrógeno

f

>enerador moile o estacionario a ase de gas

g

Carros u otras ma-uinarias



Utili@a el material lignocelulosico sin recursos significatios de producción forestal7

Presentan un consumo energ'tico entre + a 2( el alor  energ'tico de la producción

BIOMASA 9

6e denomina BI,#6 al conunto de materia orgánica renoale de procedencia egetal

9

o animal7 8a diersidad de recursos -ue forman la iomasa % sus mAltiples aplicaciones energ'ticas acen -ue 'sta sea la energ/a renoale con ma%or nAmero de usuarios en todo el mundo7

PRINCIPALES FUENTES DE BIOMASA      

9 9 9 9 9

6egAn el origen de la iomasa* se pueden estalecer las siguientes fuentes: 5esiduos agroalimentarios7 5esiduos de industrias transformadoras de la madera7 5esiduos agr/colas ;eráceos % leosos<7 Biomasa procedente de cultios energ'ticos7 5esiduos forestales7 Cortas de madera7 Clareos % claras de con/feras7 5esaleos de -uercineas7 Podas7 Desroces selectios de matorral7

APLICACIONES DE LA DENSIFICACION Para comustión domestica Para comustión industrial limitada Para generador de gas fia o móil


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Para caroni@ación domestica Comustión en ornos 8a iomasa con fines energ'ticos

DISMINUCIÓN DE LAS EMISIONES DE CO 2 Esta fuente renoale tengamos -ue proceder a una comustión* % el resultado de la misma sea agua % C,2* la cantidad de este gas causante del efecto inernadero* se puede considerar -ue es la misma cantidad -ue fue captada po r las plantas durante su crecimiento7 Es decir* -ue no supone un incremento de este gas a la atmósfera7 Puede proocar un aumento económico en el medio rural 8os cultios energ'ticos sustituirán a cultios e4cedentarios No emite contaminantes sulforados o nitrogenados* ni apenas part/culas sólidas 7 Disminu%e la dependencia e4terna del aastecimiento de comustiles Disminución de las emisiones de C, 2 Esta fuente renoale tengamos -ue proceder a una comustión* % el resultado de la misma sea agua % C,2* la cantidad de este gas causante del efecto inernadero* se puede considerar -ue es la misma cantidad -ue fue captada po r las plantas durante su crecimiento7 Es decir* -ue no supone un incremento de este gas a la atmósfera7 Puede proocar un aumento económico en el medio rural

LA BIOMASA CON FINES ENERGÉTICOS   

8os cultios energ'ticos sustituirán a cultios e4cedentarios Disminu%e la dependencia e4terna del aastecimiento de comustiles No emite contaminantes sulforados o nitrogenados* ni apenas part/culas sólidas7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Inconvenientes 9

&iene un ma%or coste de producción frente a la energ/a -ue proiene de los comustiles

9

fósiles7 #enor rendimiento energ'tico de los comustiles deriados de la iomasa en

9

comparación con los comustiles fósiles7 8a materia prima es de aa densidad energ'tica lo -ue -uiere decir -ue ocupa muco

9 9

olumen % por lo tanto puede tener prolemas de transporte % almacenamiento7 Producción estacional7 Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utili@ación7

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES DENSIFICABLES tendiendo al origen es posile diferenciar* desde un punto de ista ecológico* iomasas de distintos órdenes:

Bio!s! "#i!#i!$ Es la materia orgánica formada directamente por los seres fotosint'ticos ;algas* plantas erdes % demás seres autótrofos<7 Este grupo comprende toda la iomasa egetal* incluidos los residuos agr/colas ;paa o restos de podas< % forestales ;leas<7 Bio!s! sec%n&!#i!$ Es la producida por los seres eterótrofos -ue utili@an en su nutrición la iomasa primaria7 Este tipo de iomasa implica una transformación iológica de la iomasa primaria para formar un nueo tipo de iomasa de naturale@a distinta a la inicial7 Un eemplo ser/a la carne o las de%ecciones deidas a los animales er/oros7 Bio!s! te#ci!#i!$ Es la producida por los seres -ue se alimentan de iomasa secundaria* como ser/a el caso de la carne de los animales carn/oros* -ue se alimentan de los er/oros7

F%entes &e Bio!s! 8as fuentes de iomasa -ue pueden ser usadas para la producción de energ/a curen un amplio rango de materiales % fuentes:   

Plantaciones energ'ticas 5esiduos de la industria forestal % la acuicultura Desecos uranos

6e usan generalmente* para procesos modernos de conersión -ue inolucran la generación de energ/a a gran escala* enfocados acia la sustitución de los comustiles fósiles7



A' P(!nt!ciones ene#)*tic!s Estas son grandes plantaciones de ároles o plantas cultiadas con el fin espec/fico de producir energ/a7 Para ello se seleccionan ároles o plantas de crecimiento rápido % ao mantenimiento* las cuales usualmente se cultian en tierras de ao alor productio7 6u per/odo de coseca ar/a entre los tres % los die@ aos7 &ami'n se utili@an arustos -ue pueden ser podados arias eces durante su crecimiento* para e4tender la capacidad de coseca de la plantación7 E4isten tami'n mucos cultios agr/colas -ue pueden ser utili@ados para la generación de energ/a: caa de a@Acar* ma/@* sorgo % trigo7 Igualmente* se pueden usar plantas oleaginosas como palma de aceite* girasol o so%a % algunas plantas acuáticas como el =acinto de agua o las de algas* para producir comustiles l/-uidos como el etanol % el iodiesel7

B' Resi&%os +o#est!(es 8os residuos de procesos forestales son una

importante fuente de iomasa -ue actualmente es

poco e4plotada7 6e considera -ue de cada árol e4tra/do para la

producción maderera* sólo

se aproeca comercialmente un porcentae cercano al 2(7 6e estima -ue un )( es deado en 'l* en las ramas % ra/ces* a pesar de -ue el potencial energ'tico es muco % otro )( en el proceso de

aserr/o* en forma de astillas* corte@a % aserr/n7 8a ma%or/a de los desecos de

aserr/o son aproecados para generación de calor* en sistemas de comustión directa* en algunas industrias se utili@an para la generación de apor7 8os desecos de campo* en algunos casos* son usados como fuente de energ/a por comunidades aledaas* pero la ma%or parte no es aproecada por el alto costo del transporte7



C' Desec,os !)#-co(!s 8a agricultura genera cantidades considerales de desecos de

campo* el porcentae es más del !(* % en

)(7 l igual -ue en la industria forestal* mucos el

desecos: se estima -ue* en cuanto a desecos de proceso* entre 2( %

residuos de la agroindustria son deados en

campo7 un-ue es necesario reciclar un porcentae de la iomasa para proteger el suelo de

la erosión % mantener el niel de nutrientes orgánicos* una cantidad importante puede ser recolectada para la producción de energ/a7 Eemplos comunes de este tipo de residuos son el arro@* el caf' % la caa de a@Acar7 Por otro lado* las granas producen un eleado olumen de residuos Amedos en forma de esti'rcol de animales7 8a forma comAn de tratar estos residuos es esparci'ndolos en los campos de cultio* con el dole inter's de disponer de ellos % otener eneficio de su alor nutritio7 6in emargo* cuando e4isten cantidades eleadas de esti'rcol esta práctica puede proocar una sore fertili@ación de los suelos % la contaminación de las cuencas idrográficas



D' Desec,os in&%st#i!(es 8a industria alimenticia genera una gran cantidad de residuos % suproductos* -ue pueden ser usados como fuentes de energ/a* los

proenientes de todo tipo de carnes ;a/cola*

acuna*

porcina< % egetales ;cáscaras* pulpa< cu%o tratamiento como desecos representan un costo considerale para la industria7 Estos residuos son sólidos % l/-uidos con un alto contenido de a@Acares % caroidratos* los cuales pueden ser conertidos en comustiles gaseosos7 ,tras industrias tami'n generan grandes cantidades de residuos -ue pueden ser conertidas para su aproecamiento energ'tico* entre estas tenemos a la industria del papel* del plástico* las destiler/as* etc7

E' Desec,os %#.!nos 8os centros uranos generan una gran cantidad de iomasa en mucas formas* por eemplo: residuos alimenticios* papel* cartón* madera % aguas negras7 8a carencia de sistemas adecuados para el procesamiento de estos residuos genera grandes prolemas de contaminación de suelos % cuencas* sore todo por la inadecuada disposición de la asura % por sistemas de recolección % tratamiento con costos eleados operación7 Por otro lado* la asura orgánica en descomposición produce compuestos olátiles ;metano* dió4ido de carono* entre otros< -ue contriu%en a aumentar el efecto inernadero7 Estos compuestos tienen considerale alor energ'tico -ue puede ser utili@ado para la generación de energ/a limpia7



PROCEDIMIENTOS PARA MUESTREOS DE BIOMASA FORESTAL' IN&5,DUCCIFN 8a iomasa forestal se define como el peso ;o estimación e-uialente< de materia orgánica -ue e4iste en un determinado ecosistema forestal por encima % por deao del suelo7 Normalmente es cuantificada en toneladas por ectárea de peso erde o seco7 Es frecuente separarla en componentes* donde los más t/picos corresponden a la masa del fuste* ramas* oas* corte@a* ra/ces* oarasca % madera muerta7 8a determinación adecuada de la iomasa de un os-ue* es un elemento de gran importancia deido a -ue 'sta permite determinar los montos de carono % otros elementos -u/micos e4istentes en cada uno de sus componentes7 ,B=E&I.,6


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA ,etio general •

>enerar información para determinar la iomasa forestal* con un m/nimo grado de error* en arios tipos de os-ues* tanto naturales como de plantaciones7

,etios espec/ficos •

"actores o coeficientes de conersión de olumen comercial ;.C< o iomasa comercial

•

;BC< a iomasa total ;B&<7 "unciones de iomasa a niel total* por especie % por componentes para los tipos de os-ues estudiados7

P5,CEDI#IEN&, a< 6elección de unidades de muestra 6e entenderá por unidad de estudio al sector espec/fico para el cual se reali@ará el análisis % otención de muestras7 6e dee determinar el nAmero total de unidades de estudio a ser conformadas7 < Elección de rodales Una e@ definidas las unidades de estudio se eligen los rodales7 Deido a -ue los rodales para olteo dependen de la superficie disponile* 'stos no pueden ser elegidos al a@ar7 8os rodales finalmente elegidos deen corresponder a a-uellos -ue representen la situación de inter's7 Deen tener una superficie m/nima de 1( ectáreas % ser relatiamente omog'neos en composición % alteración antrópica7 c< Estalecimiento de conglomerados En cada rodal se estalecen 2 conglomerados conformados por 2 parcelas cada uno7 8a locali@ación de cada uno de los conglomerados -ue se estalecen se determina eligiendo 2 puntos al a@ar* cuidando -ue el conglomerado* en su totalidad* est' incluido dentro del rodal % -ue 'stos no presenten efectos fuertes de orde* claros grandes o accidentes topográficos significatios ;-ueradas* cortes* etc7<7 d< "orma % &amao de las parcelas Para os-ue natio cada parcela tiene +(( m2 ;2( 4 2+ m< separadas por una distancia de !( m ;"igura 1<7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Cada parcela* a su e@ se diide en 2 mitades de 1( 4 2+ m* con el oeto de facilitar la medición de los ároles7 Como se osera en la "igura 1* el 'rtice superior i@-uierdo de la parcela 1 ;P1<* corresponde al punto de medición ;P#<* desde el cual acia el este a una distancia de !( m se uica la otra parcela* correspondiendo este punto nueamente al 'rtice superior i@-uierdo7

P5,CEDI#IEN&,

P5,CE6,

A D A R T S I G E R N Ó I C A M R O F N I

GNH conglomerado G &ipo de os-ues G &ipo forestal G 6utipo forestal G Especie dominante 1 G Especie dominante 2


G U&# 4 E O D D G U&# % L A E R G 3ltitud V I E N M G Posición topográfica A O G Carta I># L G G 5egión N O C


A D A R T S I G E RGNAmero de conglomerado 7 N Ó I G Numero de parcela7 CG A E4posición7 MG Pendiente7 R OG >rado de inter2ención7 F N I G Coertura 7

A L E C R A P E D L E V I N A

G G G G

Estructura Bora de inicio Bora de t'rmino ,ser2aciones

G 6otoos-ue7

G 2+93( ároles en rodales con 1 especie7 Se(ecci/n &e 0#.o(es %est#! G 3+9)( ároles en rodales con 2 especies7 G )(9)+ ároles en rodales con 3 o más especies7

MEDICIÓN DE 1RBOLES MUESTRA$

BI,#363 5E3

Una e@ finali@ado el paso anterior % elegido los ároles* se reali@an 2 tipos de mediciones* las primeras con el árol en pie* % las segundas una e@ olteado7 Preio al olteo de los ároles* se dee registrar para cada árol: • • •

NAmero de árol DP Diámetro de copa ;N96<


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA •

Diámetro de copa ;E9,<7

Una e@ identificado el árol a procesar* el motosierrista de la ri rigada de dee sealar lar la @ona ona de ca/da del árol % complementariamente se prepara despeando de matorrales % otro otross áro árole less meno menore ress -ue -ue pued puedan an difi dificu cultltar ar el tra traao ao % procesamiento posterior7 demás se identifica la @ona de pesado con el fin de ailitarla para el traao de medición % pesado de la iomasa7 Para ello se uica un tr/pode donde se coloca la pesa ;de 1(( Jg<* como se muestra en la "otograf/a 17 a< Uicación del personal en un lugar seguro ;a 2 largos del árol<7 < .olteo del árol* el corte se ace lo más cerca al suelo posile ;1+ cm para Pinus radiata % Eucal%ptus Eucal%ptus % 3( cm para especies natias<7 c< Desrrame % tro@ado* los ároles se diiden en sus componentes* fuste asta un diámetro l/mite dependiente del tipo de especie* ramas gruesas % ramas finas ao 1 cm con oas7 d< 6e miden algunas ariales tales como altura total* altura de comien@o de copa ia* diámetro a la altura comien@o de copa ia* diámetro % altura de tocón* diámetro con corte@a cada 2 m a partir del tocón* es decir a los (*3 9 1*3 9 2 9 3 9 )* etc7* ariando leemente la medición en el caso de encontrar un muón de rama7 e< 6e registra además el espesor de corte@a a lo largo del fuste principal* tomando la medición en el mismo lugar en -ue se reali@an las mediciones de diámetros7 f< 6e pesa esa la iom iomas asa a de ramas amas % oa oass por separado* para esto: •

6e separan ramas finas de gruesas* el es 1 cm7 8as ramas finas se contaili@an como

•

oas ;K 1 cm<7 6e pesa pesan n las las rama ramass grue gruesa sas7 s7 6i fues fuese e

•

necesario deen tro@arse para facilitar su pesado7 6e corta el fuste comercial en secciones % se pesa* considerando -ue:



Cada sección no dee pesar más allá de 1(( Jg ;deen poder ser cargadas a pulso por

•

una o dos personas< 6e sacan ) sumuestras ;rodelas< de diferentes partes del fuste ;&ocón* DP* CC*

• •

Intermedio< Estas sumuestras se secan asta peso constante a temperatura de 1(+HC7 6e calcula una ra@ón promedio de Ps?P para la iomasa del fuste7

BI,#363 6UB&E553NE3

Para la e4tracción de las ra/ces se necesita identificar la @ona de influencia de ra/ces ;LI5<* sore la cual se traaará remoiendo el suelo7 8a @ona de influencia radicular es ariale dependiendo principalmente del tamao del árol % concentra más del ( de la iomasa de ra/ces7 6oltar % remoer la L56 comen@ando a partir del del o%o o%o caa caado do inic inicia ialm lmen ente te en el ord orde* e* E4posición de las ra/ces gruesas

utili@ando para este efecto arretillas % palas* e4tra%endo la tierra suelta % depositándola fuera de la @ona demarcada7 Para el armado del

tr/pode

se

deen

seleccionar de preferencia especies de madera densa % de diámetro adecuado* de acuerdo con

rmado de tr/pode

el tamao de la ra/@ a e4traer7 6e cortan tres fustes de un largo de 3*+ m7 6e les e4trae la corte@a % se dean secar al menos por 2) oras7 Una Una e@ e@ inst instal alad ado o el sist sistem ema a de trac tracci ción ón ;tr/pode % tecle<* se amarra la ra/@ con cadenas

E4tracción de la ra/@

de 1( o 12 mm de espesor dependiendo del tamao de la ra/@* el largo de esta cadena es de 1*+ a 2 m7 6e deen deen limpiar limpiar las ra/ces ra/ces ;sacar ;sacar el suelo suelo ade aderi rido do<* <* para para su post poster erior ior pesa pesado7 do7 Este Este

8impie@a de ra/@

proc proced edim imie ient nto o se reali reali@a @a en form forma a manu manual al utili@ando arretillas ;eentualmente se puede utili@ar una idrolaadora<7 Para efectos de estudio radicular se deen

#edición % pesado de ra/ces


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA reali@ar una serie de mediciones de longitud de ra/ces asta diámetros predeterminados de 1(* +* 2 % (*+ cm de espesor Para determinar determinar el peso seco de las ra/ces* se e4traen muestras de cada tipo de ra/@ ;delgada* E4tracción de #uestras

media % gruesa<7 Con estas muestras tami'n se puede determinar el porcentae de carono presente en los teidos de la iomasa radicular

PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA PARA LA DENSIFICACIÓN INTRODUCCIÓN En la utili@ación utili@ación de la iomasa iomasa residual forestal* forestal* generalmente generalmente es necesario necesario reali@ar una serie de operaciones preias de transformación f/sica % acondicionamiento7 Estas operaciones acen posile otener productos de ma%or alor aadido* lo -ue posiilita la ampliación de su mercado % su consumo7 No ostante* para -ue este acondicionamiento preio sea iale* es necesario -ue el incremento de alor del producto final* compense los gastos de transformación del material7 De esta forma* en función del tipo de aplicación a la -ue se destina* será necesario aplicar distintas etapas de transformación % acondicionado7 ,B=E&I.,6 ,etio general crecentar nuestros conocimientos respecto a la preparación de la materia prima para la densificación7 ,B=E&I.,6 E6PECM"IC,6 5eali@ar una recopilación de información respecto a las etapas de transformación reali@ales para el tratamiento de la iomasa residual7 Conocer la dinámica de secado en las pilas de astilla7 prender sore la densificación de la iomasa residual es decir su utili@ación utili@ación para la producción de cips* pellets % ri-uetas7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA P5,DUCCIFN DE ENE5>M  P5&I5 DE 5E6IDU,6 ",5E6&8E6

ETAPAS DE TRANSFORMACIÓN 5E8ILB8E6 P5 E8 &5&#IEN&, DE 8 BI,#6 5E6IDU8 6ECD, N&U58 El secado natural se asa en aproecar las condiciones amientales faorales para facilitar la desidratación de los residuos En el caso de los residuos forestales procedente de las cortas e4isten dos posiil idades: • •

5eali@ar el secado directamente en el monte 5eali@ar el secado despu's de aerlos conertido en astillas

Durante el almacenado de residuos de la madera se producen una serie de procesos termog'nicos7 •

cción de las c'lulas ias de la madera

•

8a actiidad iológica de microorganismos;acterias % ongos<

•

"enómenos de o4idación -u/mica e idrólisis ácida de los componentes de la celulosa ;ocasionan p'rdidas energ'ticas en los materiales<7

E8 E"EC&, CI#ENE 6e produce durante el secado de astillas en montones o pilas cu%a dinámica es la siguiente: El aire penetra en las pilas desde la superficie % enfr/a los residuos a la e@ -ue se recalienta segAn aan@a acia el centro del montón la corriente de aire arrastra el agua contenida en los


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA materiales* produci'ndose as/ un fluo de aire Amedo % cálido desde el interior de los montones acia la cumrera de esta forma* el agua flu %e erticalmente % se acumula en la cAspide donde se e4perimenta un fuerte recalentamiento % salida de apor a la atmósfera

Durante este almacenamiento en pilas de la astilla* se registra una p'rdida de madera7 -ue en general suele estar comprendida • •

Entre el (*+91 por mes en climas fr/os % templados Entre el (*$+93 por mes en climas cálidos % Amedos7

RECOMENDACIONES PR1CTICAS acer pilas de no más de )(9+( m3* eitando el apelma@amiento del material7 • •

Eitar la presencia de finos -ue impiden la entrada de aire en la pila7 Controlar la temperatura en el interior de la pila* % oltear el material cuando se registren temperaturas superiores a !( HC7

SECADO FORADO Cuando la umedad conseguida con el secado natural no es la adecuada para el procesado del material* o ien no se disponen de las condiciones necesarias para su reali@ación* es necesario recurrir al secado for@ado 8os e-uipos más utili@ados se clasifican en:


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 6ecaderos directos 8a transferencia de calor es por contacto directo entre el material Amedo % los gases calientes 6ecaderos indirectos 8a transferencia de calor se reali@a a tra's de una pared de retención 8os diseos -ue meor se austan a estos tipos de transferencia de calor* % suelen resultar más adecuados para el secado de iomasa7 En los de: •

&amor rotatorio o OtrommelO 6e suelen utili@ar cuando se traaa con materiales mu% Amedos %?o de granulometr/a gruesa7 En este tipo de secaderos el moimiento de los sólidos se controla regulando la pendiente interior % el giro del cilindro7

•

&ipo neumático' Están asados en el arrastre de los residuos mediante un fluo t'rmico -ue durante el recorrido e4trae la umedad del material7 6uelen utili@arse cuando e l producto es de granulometr/a fina %?o se re-uiere una ligera desidratación7

REDUCCIÓN GRANULOMÉTRICA ,peración imprescindile cuando se pretende utili@ar el material en aplicaciones energ'ticas* tanto en aplicaciones directas como para la faricación de elementos densificados7 Cuando el material se destina a la producción de energ/a* constitu%en factores primordiales777 Comprende actiidades de astillado* picado % molienda7 • •

El rendimiento de astillado El eitar pie@as de gran tamao

Por-ue pueden producir atascos en los e-uipos de transporte % alimentación7

ASTILLADO Proceso mediante el -ue se consigue una primera etapa de reducción granulom'trica7 • •

ue permite otener astillas ;cips< con un tamao má4imo de part/cula7 ue posiilita el maneo* almacenae* carga % transporte de los residuos de una forma t'cnicamente iale %a -ue* de otra forma* estos productos residuales ser/an inmaneales utili@ando m'todos conencionales7

E3UIPOS DE ASTILLADO DE MONTE



stilladoras móiles

stilladoras autopropulsadas

stilladoras fias o semifias stilladoras móiles 6on arrastradas mediante tractores forestales % accionados desde la toma de fuer@a de ' stos7 6on capaces de llegar asta lugares de dif/cil acceso* gracias a su eleado grado de maniorai1idad* pero las producciones suelen ser mu% aas7 >eneralmente* re-uieren la interención de arios operarios para reali@ar la alimentación de los residuos a la má-uina si ien* algunas están dotadas de plumas* pin@as o sistemas similares para la recolección de los residuos7

ASTILLADO stilladoras autopropulsadas 8as cuales* al estar dotadas de su propio sistema de tracción* pueden despla@arse de forma más rápida % presentan algunas entaas de tipo t'cnico sore las rastilladoras arrastradas7



stilladoras fias o semifias 8as cuales* -ue se utili@an tan sólo en lugares donde la energadura de la e4plotación % los eleados olAmenes maneados* acen amorti@ale este tipo de instalaciones Principales prolemas 5adican fundamentalmente en la dispersión de los residuos* -ue ace dif/cil su concentración en puntos determinados* donde se reali@an los traaos forestales7 8a presencia de cuerpos e4traos* como son los elementos metálicos ;erraduras* alines* perdigones* claos* postas* alamres* etc7< en los residuos forestales % -ue pueden causar roturas* atascos % fuertes desgastes en los rodillos % cucillas de los e-uipos de astillado7 8a presencia de part/culas minerales procedentes del polo* arrastres del iento* etc7* -ue se concentran en la corte@a de los egetales es otro factor de desgaste de las pie@as % elementos mecánicos de la ma-uinaria forestal7 8a aa densidad* lo cual ace -ue los rendimientos en peso otenidos sean mu% aos % -ue a%a -ue manear importantes olAmenes de residuo para mantener una e4plotación dentro de los umrales de rentailidad %a -ue los costes de e4plotación por tonelada generada son mu% eleados7 El eleado contenido de umedad -ue presentan* lo cual dificulta el maneo de los mismos %a -ue un residuo Amedo se astilla con ma%or dificultad % las astillas otenidas son más eterog'neas % tienen un importante porcentae de pie@as largas* -ue dificultan su manipulación posterior7 8a molienda Práctica recomendale cuando se trata de otener comustiles de ma%or calidad7 Imprescindile cuando se pretende utili@ar estos productos en e-uipos de conersión energ'tica espec/ficamente diseados para manear productos más finos -ue las astillas ;in%ectores* ornos especiales* etc7< &ami'n es necesario reali@ar este tipo de transformación f/sica cuando se trata de faricar comustiles densificados como las ri-uetas % los pellets7

PRINCIPALES PROBLEMAS En lo referente a las caracter/sticas % presentación de los residuos astillados 8a presencia de materiales indeseales como elementos metálicos* piedras* arena* pie@as de gran tamao* etc7 Estos materiales producen graes prolemas en las instalaciones de molienda* por lo -ue es necesaria su eliminación* preia a la reducción granulom'trica propiamente dica7 En lo referente a las caracter/sticas propias de las instalaciones de maneo


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA En función del calire de mallas utili@adas* tipo % forma de martillos o cucillas* espesores % separaciones de mallas % martillos* sistemas de e4tracción empleados ;mecánicos* neumáticos* etc7<* en cada situación concreta la prolemática será ásicamente diferente7

LA DENSIFICACION El sentido de compactar o densificar residuos iomásicos* es el aproecamiento energ'tico de estos residuos % al densificarse estos aumentan su p oder calor/fico7  su e@ esto contriu%e a la reducción de costos de transporte7 Cuando la iomasa es densificado se otiene productos como Cips

Pellets

Bri-uetas

8,6 CIP6 Es un triturado de madera* en part/culas de distintos tamaos se pueden -uemar directamente en calderas automáticas de alimentación continua7 6u producción es arata* sólo se necesita una cipeadora 8lamados tami'n astillas U6,6 P5I,5I&5I,6 • •

En forma industrial para alimentar calderas o secadores En calefacción %?o agua caliente sanitaria de iiendas7

Pellets


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 6on pe-ueas porciones de iomasa aglomerada o comprimida* con diámetros normalmente comprendidos entre ! % 12 mm % longitudes de 1( a 3( mm7 •

.entaas Pueden utili@arse en forma continua al poder almacenarse en depósitos casi como si fuera

•

un comustile l/-uido7 Pueden ser alimentados % dosificados mediante sistemas automáticos

Desentaas •

8a producción es cara % los artefactos para -uemarlos a escala dom'stica tami'n7

TECNOLOGIAS DEL FERTILIADO Pelleti@adora de matri@ anular Dentro de este tipo de prensa e4isten dos ariantes •

Primero: la matri@ anular es fia % los rodillos* tami'n llamados discos* animados de un

•

moimiento giratorio* empuan la materia a tra's de las numerosas ileras7 6egundo: los rodillos son fios % es la matri@ la -ue gira a alta elocidad7

En este e-uipo la forma de la matri@ es anular o en anillo7 Pelleti@adora de matri@ plana En este caso* la matri@ es fia % tiene la forma de un disco ori@ontal* mientras -ue los rodillos recorren la cara superior7 8,6 PE88E&6

Tabla Nº01: Comparación energética combustible fósil vs Biomasa 4

PCI

4:PCI

5MJ76)9 )0*(( 1$*+(

5MJ789 32*!)( +*2+(

F#!cci/n

G!so(in! M!&e#!

56)789 !0( 3((

s/(i&! Ase##-n

1((

1$*+(

1*$+(

10*!+

Pe((ets

!((

1$*+(

1(*+((

3*11

Co.%sti.(e

BRI3UETAS Definición


1*(( !*22


6on unos elementos normalmente de forma cil/ndrica* formados por materiales prensados

•

-ue se utili@an como comustile7 8a geometr/a de la sección de las ri-uetas ar/a segAn la ma-uinaria empleada* suelen

• •

ser maci@as de ase circular* Q de c/rculo* cuadrada* e4agonal* rectangular % octogonal7 El diámetro suele estar entre los $*+9*( cm % l a longitud entre los +( % los 0( cm7 Una condición -ue se les impone es -ue la longitud de la ri-ueta no puede e4ceder cinco eces su propio diámetro7

.entaas 6e producen con residuos iomásicos de todo tipo: aserr/n* residuos forestales % de industrias madereras* etc7 6on el sistema ideal para uso dom'stico* secadores* pe-ueas calderas* etc7 6e usan como si fueran troncos de lea comunes por lo -ue todos los artefactos -ue usen lea pueden usar ri-uetas sin ninguna modificación7 El proceso de la faricación de ri-uetas no es tan e4igente con el tamao de part/culas lo cual disminu%e los costos de producción si se compara con la faricación de pellets7 lgunas ri-uetas tienen un aguero central -ue faorece la comustión de las mismas

TECNICAS DE BRI3UETAS Densificación por impacto Bri-uetadoras de pistón 8a compactación del material se consigue mediante el golpeteo* producido sore la iomasa* por un pistón accionado a tra's de un olante de inercia7 8as densidades conseguidas suelen estar entre 17((( % 172(( Jg?m37 Densificación por e4trusión Bri-uetadora de tornillo 6e trata de un sistema asado en l a presión eercida por un tornillo sinf/n especial* -ue ace aan@ar el material asta una cámara -ue se estreca progresiamente ;forma cónica<7 Este tipo de e-uipos permite reali@ar ri-uetas con orificios in teriores -ue faorecen su comustión7 Con este sistema se pueden otener ri-uetas de ma%or densidad -ue con los sistemas de impacto ;173((9 17)(( Jg?m3<* si ien* los consumos energ'ticos % los costes de mantenimiento son notalemente más eleados7 Bri-uetadoras idráulicas o neumáticas En estas má-uinas la presión es producida por uno o arios cilindros accionados por sistemas idráulicos o neumáticos7 6e suelen utili@ar cuando los residuos son de mu% mala calidad* o están Amedos % no se re-uiere una gran calidad de la ri-ueta final7 6on e-uipos de mu% poco consumo


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA % mantenimiento7 Estos e-uipos producen ri-uetas con densidades del o rden de $((90(( Jg?m3* si ien en determinados casos pueden l legar a alcan@ar asta (( 917((( Jg?m37 .5IB8E6 UE C&RN EN 8 C8IDD DE8 #&E5I8 ENE5>S&IC, ,B&ENID, • • • • • •

DEN6IDD &#T, C,N&ENID, DE U#EDD C,N&ENID, DE CENIL6 P,DE5 C8,5I"IC,  6*N*Cl* DI&I.,6

MADERA DENSIFICADA

CONCLUSIONES 8a densificación de la iomasa* se trata de una alternatia para generar energ/a* -ue estimula el uen uso de los recursos renoales a eneficio del medio amiente pero tami'n* -ue genera ganancias para la industria 8as principales etapas de transformación realizables para el tratamiento de la biomasa residual son el astillado* secado natural* secado for@ado* molienda* tami@ado % densificación7 8as plantaciones forestales pueden producir energ/a egetal* a tra's del proceso fotosint'tico* con eficiencia % alcan@ar un promedio de )+ 4 1(! Jg?calor/a?a?ao* lo -ue e-uiale a 20 arriles de petróleo por a7 En la sierra peruana es urgente iniciar programas de reforestación para proeer*


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA entre otros fines* de lea a las @onas rurales aar la presión sore la coertura egetal* % usar el esti'rcol % los rastroos agr/colas como materia orgánica % a ono

PRINCIPALES TÉCNICAS DE DENSIFICACION INTRODUCCION Un proceso de densificación persigue* como la propia palara indica* aumentar la densidad de la materia prima7 Para la reali@ación de un proceso de densificación en el terreno de la iomasa lignocelulósica* la materia prima a la entrada de dico proceso deerá estar conenientemente acondicionada ;tamao* umedad* limpie@a* etc<7 En función de estos parámetros* el producto final tendrá determinadas caracter/sticas % por tanto determinados aproecamientos

CLASIFICACION

  

P5E6I,N  PI6&,N P5E6I,N C,N PE6, C,NIC, P5E6I,N C,N PE6, DE CP C8IEN&E P5E6I,N C,N I8E5 NU85 ;anillo* aro<

PRESION A PISTON

C86I"ICCI,N

Es una má-uina de fluido -ue está construida para aumentar la presión % despla@ar cierto tipo de fluidos llamados compresiles* tal como lo 6I6&E# son los gases % los apores7 Esto se reali@a a

6e trata de un pistón 6I6&E# C,N&INU, -ue presiona la

tra's de un intercamio de energ/a entre la

materia a densificar en

má-uina % el fluido en el cual el traao eercido

un cilindro proisto de

por el compresor es transferido a la sustancia

una estrece@ cónica

-ue pasa por 'l conirti'ndose en energ/a de

-ue frena el aance de

#7 6C7 5UDECIND, la fricción de laCE55,N &PI materia

26

fluo* aumentando su presión % energ/a cin'tica impulsándola a fluir7


PRESIÓN CON PESO CÓNICO 8a presión -ue un l/-uido eerce* en irtud de su peso* en un punto cual-uiera de su masa o en las paredes del aso -ue le contiene* depende* como se a isto más arria ; de la profundidad % de la densidad del l/-uido* pero es independiente de la forma del material % de la cantidad del l/-uido7

PRESION CON PESO DE CAPA CALIENTE El aire es un cuerpo material formado por una me@cla de gases* cumple todas las propiedades de los gases7 Peso: un litro de aire puro % seco* al niel del mar* pesa 1*23 gramos* es decir 1)*) eces más -ue el idrógeno % $$3*) eces menos -ue el agua7 Presión: si el aire tiene un peso* eerce una presión: al niel del mar* la presión es de $! cm de mercurio7 Cada cent/metro cuadrado soporta una presión igual al peso de un prisma de mercurio de $! cm de altura % 1 cm cuadrado de ase %* como un cent/metro cAico de mercurio pesa alrededor de 13*! gramos tal presión será entonces $! 4 13*! igual a 17(33 gramos por consiguiente la presión del aire es de 1*(33 Jilogramos por cent/metro cuadrado* de 1(3*3(( Jilogramos por dec/metro cuadrado* % de 1(*33( toneladas por cada metro cuadrado7

PRESION CON ;ILERA ANULAR 5Ani((o< !#o9 8os rodamientos  de 6V"* a menudo llamados rodamientos de inserción* son ásicamente rodamientos r/gidos de olas oturados de las series !2 % !3* con un diámetro e4terior esf'rico cone4o7 Estos rodamientos se farican en diferentes series % tamaos* % se suministran con un aro interior estándar* o con un aro interior prolongado a uno o a amos lados7 8as distintas series de rodamientos se diferencian en el m'todo de fiación del rodamiento en el ee7 8os m'todos más aituales utili@an:


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA    

Prisioneros nillo de fiación e4c'ntrico #anguito de fiación uste de interferencia

MÉTODOS = ENSA=OS DE DENSIFICACIÓN DE BIOMASA

INTRODUCCION En la actualidad* el proceso de densificación de la iomasa a causado un gran inter's en los pa/ses desarrollados del mundo* como una t'cnica de aproecamiento de los residuos para la utili@ación como fuente de energ/a % la meora de la eficiencia energ'tica* transporte % almacenamiento de la iomasa es preciso compactar residuos de madera W aserr/n* fragmentos* residuos forestales* maderas molidas o residuos de cultios agr/colas % otras formas de residuos orgánicos % ligno9celulósicos7 En el presente informe se dan a conocer los m'todos % ensa%os de la densificación de la iomasa7

OBJETIVO 

Conocer los m'todos % ensa%os de la densificación de la iomasa7

DENSIFICACIÓN DE BIOMASA


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Es la compactación para la otención de productos comustiles densificados con alto poder calor/fico % omog'neo en propiedades % dimensiones -ue nos permite la automati@ación de los sistemas de alimentación % control de la comustión* además permitir de unos gastos menores de transporte % almacenamiento7

MÉTODOS DE CONVERSIÓN DE LA BIOMASA EN ENERG>A

M*to&os te#o?%-icos Este m'todo se asa en la utili@ación del calor como son:


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA COMBUSTIÓN 6e somete a la iomasa a altas temperaturas con e4ceso de o4/geno7 se liera agua % gas carónico* se otiene calor en entornos dom'sticos* calor industrial o para la generación de energ/a el'ctrica7

PIRÓLISIS Comustión incompleta a alta temperatura ;+((HC< de la iomasa en condiciones anaeroias7 6e produce carón egetal7

GASIFICACIÓN 6e somete a mu% altas temperaturas en presencia de cantidades limitadas de o4/geno* se otiene gasógeno* se utili@a para otener electricidad % apor* tami'n se otiene gas de s/ntesis -ue sire para accionar motores diesel* para producir electricidad* o para moer e/culos7

M*to&o Bio?%-ico


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA M*to&o Fisico?%-ico

MÉTODOS DE LA DENSIFICACIÓN DE BIOMASA

Pe(eti@!cion


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Es un iocomustile estandari@ado* cil/ndrico eco por la compresión de irutas* aserrines % astillas molturadas7 Procedentes de residuos de madera* industrias forestales* agroforestales* par-uet* puertas7 6e producen por la alta presión % apor de agua* no a% -ue utili@ar ningAn tipo de aglutinante7



Et!"!s De( P#oceso P#o&%ctivo



Et!"!s De( P#oceso P#o&%ctivo

Pe((eti@!&o Me&i!nte P#ens!  la salida de la matri@* un dispositio compuesto de cucillas* corta los cilindros* aAn landos* a la medida de la longitud deseada7



PROCESO DE DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 6e ace pasar la iomasa a tra's de una matri@ aguereada con la a%uda de rodillos giratorios* al mismo tiempo -ue se comprime* oteni'ndose a la salida un diámetro caracter/stico a la matri@ empleada7

B#i?%et!e Compacta la iomasa entre cilindros con caidades* produciendo formas como el carón ri-uetado* con las dimensiones -ue ar/an de 1+92+( mm de largo* con diámetro de +( mm* como se puede oserar en la figura (1* como transformar residuos en comustile sólido7

M*to&os De A)(oe#!ci/n 

Para aglomerar en ri-uetas es necesario un adesio -ue se me@cle* una prensa para formar un lo-ue o ri-ueta -ue luego será pasado por un orno de secado* para curarlo o


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA asentarlo* eaporando el agua para -ue dico lo-ue resulte suficientemente resistente para ser usado en los mismos e-uipos de comustión del peda@o normal de carón egetal7 El adesio deerá preferentemente ser comustile* si ien puede adaptarse un

 

adesio incomustile* efectio a aas concentraciones7 8a prensa para acer las ri-uetas dee ser ien pro%ectada* de construcción sólida % capa@ de aglomerar la me@cla de carón % adesio en forma adecuada para su



manipuleo durante el proceso del curado o secado7 ueman para producir apor para fuer@a el'ctrica* transformando por lo tanto el desperdicio de aserr/n % corte@a en dos productos Atiles* energ/a el'ctrica % ri-uetas de carón egetal7 l mismo tiempo se reducen al m/nimo los prolemas de la contaminación del aire % de la eliminación de desperdicios7

B#i?%et!s Eco(/)ic!s


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA "aricado e4clusiamente con materias primas 1(( de serr/n7 No contiene adesios ni aglomerantes* la compactación se produce por la alta presión a la -ue se somete la materia prima7

Et#%si/n


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Usa una rosca para for@ar la iomasa ao alta presión contra una matri@* formando grandes cilindros de 2*+ a 1( cm de diámetro* gentes ligantes como pice o parafina son frecuentemente agregados para aumentar la fuer@a estructura % el poder calor/fico7

ENSA=OS DE LA DENSIFICACION DE LA BIOMASA Implica el uso de alguna forma de presión mecánica para reducir su olumen % su conersión a una forma sólida7

PELETIADORAS


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Encargadas de procesar correctamente el material en polo % transformarlo en pellets7 Estas son: alimentador* acondicionador % prensa7 El alimentador es ásicamente un tornillo sin fin -ue se encarga de transportar el material asta el acondicionador a una elocidad ariale7 El acondicionador es un transportador de paletas* dentro del cual se in%ecta apor para aumentar la umedad del polo % darle la te4tura necesaria para -ue se forme luego los pellets7 "inalmente* la prensa está compuesta principalmente por un dado con agueros ;por donde saldrán los pellets< % dos rodillos fios en su interior para prensar el material en dicos agueros7

ACONDICIONADOR El acondicionador de una ma-uina peleti@adora es ásicamente un transportador de pellets al cual se le in%ecta apor de agua a una temperatura % presión predeterminada a fin de entregarle la umedad necesaria para -ue se ad-uieran las propiedades re-ueridas para generar el alanceado7 Para lograr determinar el tamao % la elocidad del transportador deemos estalecer el código del material* para ello partimos conociendo cual es el tipo de material % -ue capacidad será la -ue -ueremos proporcionar7 Deemos acer un análisis aparte a nuestro material* %a -ue dee considerarse -ue este al entrar al acondicionador ganara umedad producto del apor7

ETRUSOR o

Un e4trusor es un tornillo -ue gira en un cilindro7

o

a% una tola -ue alimenta un e4tremo del cilindro % un aguero ;s< de forma espec/fica al

otro e4tremo7 o

Cuando el material sale de la o-uilla* toma la forma de la salida una rendia larga ace

una pel/cula plana o una lámina* una aertura circular ace tuos* mucos agueros pe-ueos acen filamentos ;pellets<* etc7

DENSIDAD A GRANEL DE ESPECIES FORESTALES 8a densidad a granel está en relación entre el olumen % el peso seco* inclu%endo poros % uecos -ue contenga7 &ami'n es conocida como densidad aparente en masa e4presada en Vg?m37 Es mu% importante %a -ue determinará un apro4imado del tamao de la materia prima7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 6e e4presa: PX Ps ;19 E< Y Pa E Donde: ZP[ es la densidad a granel* ZPs[ es la densidad de la part/cula* ZE[ es la porosidad* ZPa[ es la densidad del aire7 &IP,6 DE DEN6IDD  >5NE8: 7 I5ED 6u medición se efectAa ao re-uerimientos de una compa/a o industria particular

B7 C,#P5I#ID Densidad a granel de material despu's de aer sido sometido a algAn tipo de iración

C,NC8U6I,NE6: •

8os iocomustiles pese a -ue cuentan con un poder de comustión inferior a los comustiles fósiles* son una alternatia rentale % con isión a futuro deido a los camios actuales con respecto a medio amiente -ue está sufriendo nuestro planeta7



E4isten diersos tipos de cultios energ'ticos tales como: alcool/genos* oleaginosos %

•

lignocelulósicos7 8a determinación de la densidad a granel de especies forestales con fines energ'ticos se

•

reali@a con fines comerciales7 8a densidad a granel es conocida como la densidad Zsuelta[ por metro cAico en la cual se

•

toma en cuenta los espacios entre cada material7 Para la medición de la densidad a granel de las especies forestales con fines energ'ticos* se tiene -ue procesar la materia prima a los productos como pellets* ri-uetas* lea* carón %

•

astillas7 6e utili@an diferentes ma-uinarias para determinar la densidad a granel7 8as especies más propicias para generar energ/a son: eucalipto* copo* caa* álamo % sauce7

•

En general las más aptas son las especies -ue cuentan con una densidad eleada7 8a densidad a granel de cada producto ariará de acuerdo con las dimensiones dadas* las -ue

•

dependerán al uso de las mismas7 En algunos casos no se comerciali@a el producto a granel* sino sólo por sacos de

•

determinados pesos* dependiendo de la demanda7

5EC,#ENDCI,NE6 •

Para otención de comustiles sólidos de calidad dee tener un adecuado almacenamiento %

•

conseración7 Para la producción de comustiles sólidos se dee contar con un aastecimiento continuo de

•

materia prima para satisfacer la demanda del mercado7 En cuanto a densidad a granel se deen reali@ar mediciones en cuanto a e4portaciones nacionales de iocomustiles sólidos para tener datos estad/sticos del pa/s7 a -ue la información otenida es de otras fuentes7

DENSIFICACIÓN DE CARBÓN< MATERIALES< CLASIFICACIÓN = ENSA=OS DE COMPRESIÓN •

Desde -ue el omre descurió el fuego tuo un re-uerimiento creciente por fuentes de energ/a -ue icieran su ida más confortale % asta la utili@ación de comustiles fósiles la iomasa fue la Anica fuente disponile* lo cual i@o -ue al aumentar los nAcleos polacionales el re-uerimiento energ'tico llegara a acer un uso mucas eces indiscriminado de los recursos naturales7



Cuando la utili@ación de comustiles fósiles entra en escena* rápidamente reempla@a en gran medida al uso de iomasa como comustile % con ello la in%ección de gases de carono a la atmósfera* -ue asta 'se momento se encontraan sepultados ao tierra sin tener contacto

•

atmosf'rico* comien@a7 8a situación amiental actual nos oliga a replantearnos comportamientos %a estalecidos* las reseras de comustiles fósiles disminu%en incrementando su precio* el efecto inernadero causado por la acumulación de gases de carono en la atmósfera agraa la situación climática gloal % la ida actual de la polación demanda una ma%or cantidad de energ/a para sus actiidades7





8a densificación del carón* consiste en compactar pe-ueos tro@os de carón en pie@as de forma % tamao similar le otorga al material otenido mucas entaas respecto a su configuración original7 •

&odas las pie@as otenidas tienen apro4imadamente la misma configuración % tamao* por lo

•

-ue resulta más coneniente su almacenamiento* manipuleo % transporte7 El contenido de umedad puede ser controlado lo -ue facilita su comustión % meora su eficiencia en el e-uipo generador de calor7



B5IUE&6 •

,rientada a solucionar tres aspectos particulares* la artesanalidad de la producción* el costo de inersión en las plantas de densificación % la calidad de la materia prima a densificar* en el caso puntual de nuestro pa/s podr/amos potencialmente agregar como un cuarto al proceso de adaptación a la conersión de la comustión tradicional de lea en

•

ogares a la de productos densificados en los mismos7 8os tres primeros aspectos están relacionados al olAmen otenido* es más sencillo simplemente compactar elementos -ue acerlos además pasar por orificios pe-ueos el diámetro de los cilindros ri-uetadores tanto industriales como artesanales permiten la introducción de polos* firas % asta part/culas de mediano tamao en los mismos para ser comprimidos* lo -ue permite utili@ar una materia prima muco más eterog'nea -ue en el caso de los pellets* un grado de umedad muco ma%or % menos controlado % por

•

consiguiente* adaptarse más a m'todos de producción artesanales7 Por otra parte* el costo de los e-uipos para ri-ueti@ar industriales es inferior a los de

•

pelleti@ado a igual olumen de producción considerado7 El pelleti@ado contrariamente* re-uiere un ma%or control de las materias primas inolucradas* su origen* pure@a* tamao de part/cula % grado de umedad contenido son esenciales para otener un pellet de uena calidad* de eco e4isten normas en arios


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA pa/ses para clasificarlos de acuerdo al grado de ceni@a contenida % poder calor/fico •

inolucrado7 el poder calor/fico -ue se puede otener sore todo en estufas o conertidores de dole comustión es superior sin duda al de las ri-uetas* aci'ndolos mu% adecuados como comustile ogareo aplicado a artefactos como estufas* cocinas* calefones % otros

•

diseados espec/ficamente al efecto7 Sste reducido tamao % omogeneidad superior en el pellet* permite su uso como comustile casi flu/do* es decir* se adapta a sistemas de alimentación automáticos controlados electrónicamente % sistemas de almacenamiento % recarga similares a los de comustiles l/-uidos -ue facilitan la adopción de 'stos sistemas en reempla@o de los tradicionales asados en >8P o >asoil7

&ECN,8,>I6 DE8 B5IUE&ILD, Conformación por ruedas formadoras

E4trusión a tornillo



Compresión manualmente



TECNOLOGIAS DEL PELLETIADO 6I6&E#6 DE NI88, P8N,



6I6&E#6 DE NI88, CI8IND5IC,



PROPIEDADES DEL PELLEST 6E>RN N& DE 8E#NI 

Diámetro: !*(+ 9 !*3 mm



8argo: +*+ W )+*0+ mm



Poder calorifico: 1*23 #=?Jg o +*3) J\ ;DIN +1((<



Contenido de ceni@a: ] (*) ;DIN +1$1<



Densidad: 1*33 Jg?dm3



umedad: ] 1( ;DIN 30)1) 62<

 

@ufre: (*(3 ;DIN I6, 1+1$0< Nitrógeno: (*23 ;DIN I6, 1(!)<



C,NC8U6I,NE6 Basándonos en lo e4puesto* podemos decir -ue la potencialidad de utili@ación de comustiles proenientes de residuos forestales en nuestro pa/s es mu% coneniente desde arios puntos de ista % aportar/a meoras sustanciales a la calidad de ida* medio amiente % econom/a regionales de todos modos* para garanti@ar el ' 4ito de pro%ectos en 'stas direcciones e s necesario contar con pol/ticas adecuadas % cierto apo%o de entidades estatales % priadas -ue faore@can un entorno adecuado para la rápida adopción de estos nueos paradigmas7 8egislaciones* por eemplo* referente al tratamiento de residuos de aserraderos % a la proiición de la utili@ación de lea de monte como comustile en las industrias -ue en algunos pa/ses se esta eleando acao ;E6T<* aren el terreno a la aplicación efectia de pro%ectos de 'sta naturale@a7

PROPIEDADES DE LOS PRODUCTOS DENSIFICADOS DE BIOMASA


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA IN&5,DUCCI,N 8a iomasa se utili@a cada e@ más para producir energ/a7 8os eleados precios de los comustiles fósiles* unto con las nueas pol/ticas energ'ticas medioamientales* están conirtiendo el comustile iomasa en un elemento esencial de las pol/ticas energ'ticas tanto en los pa/ses desarrollados como en desarrollo7

CIC8, CE55D, DE8 C5B,N,

&IP,6 DE BI,#6 a7 Biomasa natural



7 Biomasa antropogenica

c7 Biomasa residual



9

5esiduos forestales: residuos de industrias forestales7

9

5esiduos agr/colas: eráceas7

DEN6I"ICCI,N DE 8 BI,#6 Densificación X compactación o compresión este aumenta su densidad % modifican sus propiedades f/sico -u/micos7 Conirti'ndose en caracter/sticas más eficientes de alto rendimiento7



CUE6&I,NE6 DE DEN6I"ICCI,N ue los productos ;pellets* ri-uetas* etc7< mantengan sus propiedades como sólidos compactados asta -ue cumplan su función ;durante su manipulación* transporte* almacenae* comustión<7 Idealmente* para conceir un pro%ecto de utili@ación7



Comustile uniforme uema uniforme Con la densificación se puede lograr

#a%or densidad

Poder calor/fico ele2ado

Bumedad uniforme

8as ri-uetas 8as ri-uetas son un iocomustile de origen lignocelulósico ;madera< en la ma%or parte de los casos* formado por la compactación de la iomasa7 Es un producto 1(( ecológico % renoale* catalogado como ioenerg/a sólida -ue iene en forma cil/ndrica o de ladrillo % sustitu%e a la lea con mucas entaas

Ti"os

&e

&ensi+ic!ci/n

&e

.#i?%et!s 9

Clasificación por impacto W ri-uetasdoras de pistón

8a compactación del material se consigue mediante el golpeteo* producido sore la iomasa* por un pistón accionado a tra's de un olante de inercia



9

Densificación por e4trusión9 ri-uetadoras de tornillo

6e trata de un sistema asada en la presión eercida por un tornillo sin fin especial* -ue ace aan@ar al material asta una cámara -ue se estreca progresiamente ;forma cónica<7 Este de e-uipo permite reali@ar ri-uetas con orificios interiores -ue faorecen su comustión7 Con este sistema se pueden otener ri-uetas con orificios interiores -ue faorecen su comustión

9

Bri-uetadoras idraulic4as o neumáticas

En estas má-uinas la presión es producida por uno o arios cilindros accionados por sistemas idráulicos o neumáticos7 6e suelen utili@ar cuando los residuos son de mu% mala calidad* o están Amedos % no se re-uiere de una gran calidad de la ri-ueta final7 6on e-uipos de mu% poco consumo % mantenimiento7

Es un 6on otenidos a material partir de #7renoale 6C7 5UDECIND, CE55,N &PI residuos 57

5educción del costo del comustile


No contamina el aire

VENTAJAS DE BRI3UETAS

LAS

Una respuesta a la crisis energ'tica

Desfaorece el riesgo de enfermedades

#antiene intacta sus propiedades calor/ficas

Baa producción en ceni@as

8os pellets Es un comustile ecológico de alt/simo rendimiento calórico* otenido del prensado de restos7 8a materia prima* -ue dee ser residuo de madera limpia* sin ningAn aditio -u/mico* se comprime mediante un proceso mecánico logrando un comustile omog'neo* de gran poder calor/fico % ao contenido de umedad7

Ti"os &e &ensi+ic!ci/n &e "e((ets 9

Pelleti@adora de matri@ anular

En este e-uipo la forma de la matri@ es anular o en anillo7 Dentro de este tipo de prensa e4isten dos ariantes* en el primero la matri@ anular es fia % los rodillos tami'n llamados


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA discos* animados de un moimiento giratorio* empuan la materia % a tra's de las numerosas ileras en el segundo los rodillos son fios % es la matri@ -ue gira a alta elocidad7

9

Pelleti@adora de matri@ plana7

En este caso la matri@ es fia % tiene la forma de un disco ori@ontal* mientras los rodillos recorren la cara superior


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA VENTAJAS 9

Económicas : El pellet es +( más económico -ue los comustiles fósiles7 Usando pellet no dependes de los continuos camios en los precios de otros comustiles7

9

6eguridad: El pellet almacenado no presenta riesgo de e4plosión* no es olátil* no produce olores* no se producen fugas % si reproduce un ertido todo lo -ue necesitarás será una escoa7 El pellet es un comustile no tó4ico e inocuo para la salud7

9

Confort:


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Para producir el mismo calor* el pellet almacenado ocupa unas tres eces menos en olumen -ue la madera maci@a7

9

Ecológicas: 8a comustión del pellet es muco más eficiente -ue la comustión de la lea % por tanto las emisiones son m/nimas7

9

P5,PIEDDE6 DE B5IUE&6  PE88E&6 Contenido de umedad:

9

Densidad aparente:

9

Poder calor/fico:



9

Porcentae de ceni@a:

POTENCIALIDADES DEL USO DE LA DENSIFICACIÓN

INTRODUCCION &odas las industrias -ue utili@an la madera como materia prima* tienen al final del proceso una grande cantidad de residuos7 En la ma%or/a de las eces esos residuos industriales* se constitu%en en un grae prolema* deido a la cantidad* dispersión -ue presentan7 Por otro lado* e4igen grandes áreas para acopiamiento o simplemente son -uemados o incinerados sin -ue a%a aproecamiento de la energ/a en ellos contenida7 En la actualidad* el proceso de densificación de la iomasa a causado un gran inter's en los pa/ses desarrollados del mundo* como una t'cnica de aproecamiento de los residuos para la utili@ación como fuente de energ/a7 En cuanto a la densificación de la iomasa % a generar energ/a a diferencia de los comustiles fósiles* las energ/as renoales no se agotan* proceden de recursos naturales Zilimitados[* % su impacto en el medio es mu% escaso7

DENSIFICACION DE LA BIOMASA


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 

Es la compactación para la otención de productos comustiles densificados con alto poder calor/fico % omog'neo en propiedades % dimensiones permite la automati@ación de los sistemas de alimentación % control de la comustión* además permitir dar unos gastos menores de transporte % almacenamiento7



Una manera de eliminarse los inconenientes -ue la iomasa forestal presenta es a tra's del proceso de densificación7 Con este procedimiento se puede lograr:



Comustile

uniforme limpio ma%or densidad umedad uniforme poder calor/fico

eleado -uema uniforme ma%or rendimiento en la eficiencia de -uema % lieración de calor7

DENSIFICACION DE BIOMASA FORESTAL 

6e denomina BI,#6 al conunto de materia orgánica renoale de procedencia egetal o animal7



8a diersidad de recursos -ue forman la iomasa % sus mAltiples aplicaciones energ'ticas acen -ue 'sta sea la energ/a renoale con ma%or nAmero de usuarios en todo el mundo7 Pero deido a su ao rendimiento energ'tico* asociado al gran olumen % a su alto contenido en umedad* acen necesaria una transformación preia en un comustile de ma%or poder energ'tico

PROCESO DE DENSIFICACION DE LA BIOMASA 

lgunos de los procesos comerciales de densificación de iomasa son:

Peletización Bri!eta"e #

$%tr!&ión

MADERA DENSIFICADA 8a madera densificada consiste gen'ricamente en part/culas de madera ;aserr/n* astillas % irutas< comprimidas a presiones entre !(( % 1+(( Jg?cm 2 ;dependiendo del producto final<* las cuales pueden o no llear un agente aglomerante para a%udar a su coesión7 Como resultado se otiene


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA un comustile denso de asta 1)(( Jg?m 3* con un contenido de umedad entre ! % 1(* con ao contenido de ceni@as ;menor o igual al 2 < % un poder calor/fico entre )+(( % +((( Jcal?Jg7 •

8os productos de madera densificada se farican en una gran ariedad de formas % tamaos* pudiendo diferenciarse ásicamente tres tipos:



Astillas: Es un proceso mediante el -ue se consigue la reducción granulom'trica* tanto en residuos del os-ue como en los procedentes de la industria* -ue permite otener astillas con un tamao má4imo de part/cula -ue posiilita el maneo* almacenae* carga % transporte de los residuos de una forma t'cnicamente iale* %a -ue de otra forma estos productos residuales ser/an incongruentes* utili@ando m'todos conencionales7



Briquetas: 8as ri-uetas son unos elementos normalmente de forma cil/ndrica* con diámetros comprendidos aitualmente entre + % 1( cm % de gran densidad* formados por materiales prensados -ue se utili@an como comustile7 Estos elementos densificados presentan una serie de entaas con respecto al material del -ue proienen* %a -ue su ma%or densidad permite disminuir el costo de transporte % almacenamiento* además de ser productos más omog'neos en caracter/sticas % propiedades* más limpios* % muco más fáciles de manear7 8a caracteristica comAn de todas las ri-uetas es su alta densidad7 8as ri-uetas son un comustile ;de origen lignocelulósico en la ma%or parte de los casos< formado por la compactación de iomasa ;lignocelulósica en la ma%or parte de los casos<7



Pellets: Biocomustile estandari@ado* cil/ndrico eco por la compresión de irutas* aserrines % astillas molturadas* procedentes de residuos de madera* industrias forestales* agroforestales* par-uet* puertas7 6e producen por la alta presión % apor de agua* no a% -ue utili@ar ningAn tipo de aglutinante* re-uieren menor espacio para el almacenamiento7 8os pellets son elementos densificados de forma cil/ndrica con diámetros normalmente comprendidos entre ! % 12 mm % longitudes de 1( a 3( mm* por lo -ue su tamao es mu% inferior al de las ri-uetas7 l igual -ue 'stas* los pellets se utili@an como comustile* teniendo la entaa de -ue pueden ser alimentados % dosificados mediante sistemas automáticos* lo cual ampl/a sus posiilidades de utili@ación en instalaciones de energadura % en el sector industrial7



PRINCIPALES VARIABLES 3UE ACTAN SOBRE LAS MATERIAS PRIMAS 3UE SE UTILIAN PARA DENSIFICAR$ 

>ranulometr/a



Contenido de umedad



Densidad espec/fica % en masa



Composición -u/mica



6ecado

VENTAJAS = RESTRICCIONES DE LA UTILIACION DE LA BIOMASA •

Disminución

de

las

emisiones

Puede proocar un aumento económico en el medio rural7


de

C,2


Disminu%e la dependencia e4terna del aastecimiento de comustiles7

•

8a conersión de residuos agr/colas* de la silicultura* % la asura sólida municipal para la producción energ'tica es un uso efica@ de los residuos -ue a su e@ reduce significatiamente el prolema de la disposición de asura* particularmente en áreas municipales7

•

Posiilitar actuaciones inmediatas % continuadas en el mantenimiento de los recursos forestales7

PRINCIPALES FUENTES DE POTENCIALIDAD DE LA BIOMASA 

6egAn el origen de la iomasa* se pueden estalecer las siguientes fuentes:



5esiduos agroalimentarios7



5esiduos de industrias transformadoras de la madera7



5esiduos agr/colas ;eráceos % leosos<7 

Biomasa procedente de cultios energ'ticos7



5esiduos forestales7



Cortas de madera7



Clareos % claras de con/feras7



5esaleos de -uercineas7



Podas7

CONCLUSIONES 

&odas las eces -ue a%a residuos forestales o industriales es preferile densif/calos -ue utili@arlos en el estado natural7 Esa medida facilita lo transporte* uniformi@a el material* faorece a almacenamiento por el aumento de la densidad % poder calor/fico7



8a utili@ación de la iomasa como materia prima para la producción de comustiles densificados* elimina áreas de almacenamiento de residuos en las industrias % facilita las operaciones de los tratos culturales en la floresta7



El comustile densificado puede tornarse una fuente de rendimientos para la empresa* a tra's de la enta de su e4cedente7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 

Para otener productos compactados de calidad es preciso -ue el contenido en umedad no supere alores del 1+ % -ue est' por encima de alores del 0* puesto -ue por deao de este niel no se otiene una adecuada aglomeración* %a -ue el agua en determinadas proporciones actAa como sustancia termoplástica faoreciendo la auto aglomeración %* por tanto* si no alcan@an esos porcentaes m/nimos la compactación es defectuosa7



Un proceso completo de peleti@ado?ri-uetado a partir de un material tipo residuo agr/cola o forestal astillado ? cultio energ'tico astillado constar/a de arias etapas preias como eliminación de materiales indeseales* reducción granulom'trica % secado7



8a utili@ación como comustile de la iomasa generada a partir de productos agropecuarios % forestales permitir/a reducir las emisiones de dió4ido de carono ;C,2< en cerca de 17((( millones de toneladas anuales* lo -ue e-uiale a las emisiones conuntas de Canadá e Italia en un ao* segAn un informe elaorado por el "ondo #undial para la Naturale@a ;^^"< % la sociación Europea de la Industria de la B iomasa ;EBI,#<7



6e estima -ue la iomasa constitu%e una fuente de energ/a -ue* además de ser eficiente en t'rminos de costos % neutral en cuanto a emisión de caronos* podr/a llegar a satisfacer el 1+ ;frente al 1 actual< de la demanda el'ctrica de los pa/ses industriali@ados en 2(2(7



8a gran entaa -ue presenta la iomasa frente a los demás tipos de fuentes de energ/a renoales* como la eólica o la solar* es -ue puede ser almacenada % posteriormente utili@ada en el momento en -ue sea re-uerida7

OPCIONES ECONÓMICAS DE LA DENSIFICACIÓN DE BIOMASA FORESTAL Para nuestra región* las tecnolog/as de energ/a renoale a pe-uea escala representan una alternatia económica % amiental factile para la proisión de energ/a a comunidades rurales7 8a región cuenta con suficientes recursos para desarrollar sistemas de iomasa7 dicionalmente* estas tecnolog/as pueden disminuir la contaminación del medio amiente* causada por las emisiones de gases de los sistemas conencionales -ue utili@an comustiles fósiles* como el carón* % productos deriados del petróleo7 Estos gases contriu%en al efecto inernadero % al calentamiento gloal de nuestro planeta7



ALTERNATIVA ECONÓMICA 

Es la cuarta ma%or fuente de energ/a conocida asta la feca en la &ierra* despu's del carón* petróleo % gas natural % uno de los recursos más comunes % e4tendidos en el



mundo7 Es la Anica renoale -ue puede sustituir a los comustiles fósiles en todos los mercados



energ'ticos* por-ue permite producir calor* electricidad % iocarurantes l /-uidos7 &iene entaas respecto a otras energ/as renoales por-ue es regulale en el tiempo %



puede funcionar todas % cada una de l as oras del ao7 Es la energ/a renoale más arata de producir ;11+ U6_?#^ segAn EI* 2((< % -ue meores eneficios amientales proporciona si se desarrolla de forma sostenile7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 8a iomasa es actualmente el ma%or contriu%ente gloal de energ/a renoale % su futuro desarrollo si se gestiona de forma sostenile* proporcionar/a:     

#a%or contriución en el aastecimiento de energ/a mundial primaria7 5educciones significatias de las emisiones de gases de efecto inernadero7 #eoras en la seguridad energ'tica % la alan@a comercial de los pa/ses* mediante la sustitución de importaciones de comustiles fósiles por iomasa dom'stica ,portunidades para el desarrollo económico % social en comunidades rurales7 #eora en la eficiencia de los procesos energ'ticos7

BENEFICIOS DE LA DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Gene#!ci/n &e e"(eo 8a primera aportación de la Bioenerg/a es la gran cantidad de puestos de traao -ue genera se crean 13+ puestos de traao directos por cada 1(7((( aitantes usuarios de iomasa* frente a los  -ue se crean utili@ando petróleo o gas natural "UEN&E: ;#iguel &rossero* ",<7

Es decir* la capacidad de generación de empleo de la

ioenerg/a frente a los comustiles fósiles es 1) eces superior7 En un desarrollo ipot'tico* en el -ue la ioenerg/a llegase a todos los ciudadanos en Espaa se podr/an crear +)7((( puestos de traao7 Un eemplo ocurrido* es el de Italia -ue a isto como en ) aos se a creado un mercado de calor con iomasa de 37+(( millones de euros % a generado !+(( empleos7

Gesti/n +o#est!( sosteni.(e umentar la moili@ación de iomasa de nuestros os-ues para generar energ/a renoale es perfectamente compatile con su gestión sostenile % con otros usos industriales7 6olucionar/a el prolema de la infrautili@ación de los ároles* meorando el estado sanitario % reduciendo el riesgo de incendios7



A,o##o !( ci%&!&!no Una apuesta por la ioenerg/a supone apostar por el aorro para los ciudadanos % para el contriu%ente con una caldera de iomasa* una familia puede aorrar más de un +( del gasto de calefacción con respecto al gasóleo demás de las entaas para la estailidad de nuestras masas forestales* reducción de riesgo de incendios % meora de la iodiersidad* con el uso de 1( millones de toneladas de iomasa* se eitar/a la importación de 2( millones de arriles de petróleo % la emisión de 0 millones de toneladas de C,2 asociadas al consumo de petróleo7 Incrementar el uso de la iomasa para producir energ/a eneficiar/a el desarrollo económico* especialmente en las @onas rurales a -ue suscitar/a en las pe-ueas % medianas empresas el inter's por inertir en las nueas oportunidades deriadas de la producción* la preparación* el transporte* el comercio % el uso de iocomustiles7 En el caso de Estados Unidos o la Unión Europea* la sustitución de asta un 13 de comustiles deriados del petróleo con comustiles l/-uidos ;ioalcool et/lico % iodiesel< Opodr/a ser un oetio factile a corto pla@o teniendo en cuenta los terrenos cultiales disponilesZ;"UEN&E: ",<7 6egAn recuerda* el petróleo representa más del 3+ por ciento del consumo comercial total de energ/a primaria en el mundo7 El carón se sitAa en segundo lugar con el 23 % el gas natural en tercero con el 217 El iocomustile apenas alcan@a el 1(7 Estos comustiles fósiles Oson las principales fuentes de las emisiones de gases de efecto inernadero -ue causan el calentamiento mundial % en consecuencia el camio climáticoO* sura%a el informe7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 8os iocomustiles de primera generación son* sore todo* el ioetanol % el iodi'sel producidos a partir de cultios agr/colas ;por eemplo* ma/@ % caa de a@Acar<7 8a producción a crecido rápidamente en los Altimos aos* gracias principalmente a pol/ticas -ue apo%an los iocomustiles* %a -ue su costo es competitio sólo en determinadas circunstancias faorales7

As"ectos econ/icos 8o -ue ará económicamente atractias las instalaciones de iomasa son los menores costes de generación energ'tica -ue llean asociados7 Esto -ueda refleado en la gráfica7 6e osera -ue la energ/a más económica es* de la generada mediante iomasa* las astillas de madera7 El co sto con gas natural es más del dole7 demás la olatilidad ma%or del precio de los comustiles fósiles* como se e en la gráfica* ace pensar -ue 'stas Altimas inersiones suponen un ma%or riesgo a futuro7



CONCLUSIONES •

8a ioenerg/a es la forma de energ/a más democrática7 6egAn palaras de 8ula Da 6ila* e4presidente de la 5epulica de Brasil* actualmente los recursos de petróleo están tan solo en manos de 23 pa/ses* mientras -ue a% más de 2(( pa/ses productores de iomasa7 6u desarrollo generar/a un escenario energ'tico mundial más democrático7

•

8a ioenerg/a es una erramienta infalile para generar empleos7 6e generan 1) eces más empleos usando como fuente de energ/a la iomasa frente al petróleo7

•

8a ioenerg/a es una oportunidad para el medio rural7 5educe la factura energ'tica % genera un ma%or fluo de dinero local* especialmente all/ donde se produce la materia prima7 8as actiidades agroforestales supondrán el ! de la iomasa utili@ada en el mundo ;IPCC*2(($<% más del !( de 'sta* en el medio pla@o* proendrá de las innoaciones en cultios energ'ticos* la selicultura % la productiidad agr/cola7

OPCIONES ECONOMICAS DE BRI3UETAS DE CARBON


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA DENSIFICACION DEL CARBON 8a densificación de la iomasa se puede definir como su compresión o compactación* para disminuir los espacios ac/os entre las part/culas % dentro de las part/culas7 Productos compactados con menos de 3( mm de diámetro son considerados conencionalmente pellets % con diámetros ma%ores* ri-uetas7

3UÉ SE DEBE TENER EN CUENTA ue los productos ;pellets* ri-uetas* etc7< mantengan sus propiedades como sólidos compactados asta -ue cumplan su función ;durante su manipulación* transporte* almacenae* dosificación % comustión<7 ue se comporten satisfactoriamente como comustiles* dentro de un sistema integral conceido7

CARBON VEGETAL Es un producto sólido* frágil % poroso con un alto contenido en carono ;del orden del 0(<* -ue se otiene por calentamiento de madera % otros residuos egetales7 El poder calor/fico del carón egetal oscila entre 27((( % 3+7((( J=?Jg* % es mu% superior al de la madera -ue oscila entre 127((( % 217((( J=?Jg7

CLASIFICACION DE LA DENSIFICACION DEL CARBON B5IUE&6 DE C5B,N .E>E&8 8as ri-uetas de carón egetal están faricadas con la caronilla del carón egetal -ue se aglutinan con arina7 Ni el poder calor/fico* ni la durailidad -ue proporciona el carón egetal son comparales con las ri-uetas de carón egetal7 8as ri-uetas de carón egetal tan solo son una manera mu% ra@onale de reciclar la caronilla -ue se otiene cuando se farica carón egetal pero su rendimiento frente al carón egetal es escaso7 Para aglomerar en ri-uetas es necesario un adesio -ue se me@cle con la caronilla* una prensa para formar un lo-ue o ri-ueta -ue luego será pasado por un orno de secado* para curarlo o asentarlo* eaporando el agua para -ue dico lo-ue resulte suficientemente resistente para ser usado en los mismos e-uipos de comustión del peda@o normal de carón egetal7

PROCESO 17 27 37 )7 +7 !7

C5BFN N&5CI& CE5NID, >8U&INN&E ;5CI88 #6 >U< #ELC8 DE8 >8U&INN&E C,N E8 C5B,N C,#PC&CI,N  #,8DE, ,B&ENCI,N DE B5IUE&6


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA PELLETS DE CARBON Pellets de madera picándolas* secándolas % compactándolas mecánicamente en forma cil/ndrica* a alta presión % sin aadir sustancias aglutinantes* ideal para uso en ogares* ornos* panader/as* pi@@er/as* calderas* estufas* cocinas % otros7 .EN&=6       

#a%or Poder calor/fico lta densidad "ácil #anipuleo 6on omog'neos 6on 8impias #enor porcentae de ceni@as #enor porcentae de umedad

PANORAMA ACTUAL DE LA DENSIFICACIÓN DE BIOMASA EN EL VALLE DEL MANTARO = PA>S INTRODUCCIÓN En todo el mundo* las estrategias de las empresas % los goiernos para afrontar el camio climático % la producción energ'tica* agr/cola* tecnológica % de materiales están conergiendo cada e@ más en torno a un mismo concepto: la iomasa7 8a iomasa engloa más de 23( mil millones de toneladas de materia ia -ue la &ierra produce cada ao* como ároles* arustos* pastos* algas* granos* microios % más7 Esta ri-ue@a* conocida tami'n como Zla producción primaria[ de la &ierra* es muco más aundante en el 6ur gloal en los oc'anos tropicales* los os-ues % pasti@ales de rápido crecimiento % sostiene la ida* cultura % necesidades ásicas de la ma%or/a de los aitantes del planeta7 asta aora* los seres umanos utili@an sólo una cuarta parte ;2)< de la iomasa terrestre para satisfacer sus necesidades ásicas % la producción industrial* pero sólo consumen una m/nima parte de la iomasa oceánica* lo cual dea un 0! del total de la iomasa e4istente en el planeta ;en mar % tierra< sin mercantili@ar

LA BIOMASA Biomasa es toda materia orgánica -ue proiene de ároles* plantas % desecos de animales -ue pueden ser conertidos en energ/a o las proenientes de la agricultura ;residuos de ma/@* caf'* arro@<* del aserradero ;podas* ramas* aserr/n* corte@as< % de los residuos uranos ;aguas negras*


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA asura orgánica % otros<7 Esta es la fuente de energ/a renoale más antigua conocida por el ser umano* pues a sido usada desde -ue nuestros ancestros descurieron el secreto del fuego7

SECTOR FORESTAL Desde el punto de ista forestal* el PerA cuenta con $1 0! $13 a de os-ues naturales en la Costa e4isten 2 $$0 2+( a* en la 6ierra 1 0)1 2(( a % en la 6ela !$ 2+( 2!3 a 6e considera -ue e4isten 1( +(( ((( a de tierras aptas para la reforestación* -ue sumadas a las cifras anteriores* indican -ue el PerA cuenta con 02 3! $13 a de tierras de aptitud forestal7 El árol t/pico de la 6ierra es el -uinual ;Pol%lepis sp7< -ue es utili@ado por la polación local como lea7 &ami'n e4isten os-ues de -uisuar ;Buddleia incana<* de aliso ;lnus orullensis<* de tara ;Caesalpinea tinctorea<7 El -uisuar es utili@ado en filas para diidir campos % se utili@a para lea El PerA es el ma%or productor de tara en el mundo* con el 0( por ciento de la producción mundial 6e an plantado más de $2+ ((( a principalmente de Eucal%ptus sp7 % de Pinus sp7* particularmente en las regiones administratias de Cu@co* Caamarca* ncas* =un/n* pur/mac % %acuco

SECTOR AGRICOLA El territorio peruano cuenta con unos $ !(( ((( a con capacidad para los cultios agr/colas* lo -ue e-uiale al seis por ciento de su superficie total7 pro4imadamente 1$ ((( ((( a ;1) por ciento< son tierras con aptitud para pastos % unas )0 $(( ((( a poseen aptitud forestal ;30 por ciento<* correspondiendo el porcentae restante a tierras con


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA grandes limitaciones económicas para la producción* -ue son denominadas t'cnicamente Otierras de protecciónO7 8a 6ierra se caracteri@a por una agricultura e4tensia utili@ando erramientas tradicionales* carece de asistencia t'cnica % crediticia permanente* a lo cual se suma la desentaa de la aa calidad productia de sus tierras7 8a agricultura es practicada principalmente en las tierras de comunidades campesinas7 E4isten dos tipos de tierras laorales: tierras de regad/o % tierras de secano7 En la Costa donde la agricultura es intensia % practicada en los fondos de los alles es de donde se otiene la más alta producción agr/cola deido a -ue cuenta con orientación t'cnica* mecani@ación e inersiones de grandes capitales7 Conenientemente irrigadas* son tierras de alta productiidad7 Por la escase@ de agua e4istente* en la Costa se otiene* en la ma%or/a de los alles* sólo una coseca al ao pero en a-uellos casos en -ue se an reali@ado oras de riego se otienen asta dos cosecas* aumentando al mismo tiempo la p roducción agr/cola7 Predominan los cultios industriales* como la caa de a@Acar* el algodón o los frutales* -ue son productos de alta rentailidad7 En los Altimos aos agricultura se dirige a la e4portación* principalmente de espárrago7 6e estima -ue en la 6ela a% 2 millones de ectáreas en producción agr/cola7 8os suelos de la 6ela están cuiertos de una delgada capa de umus o sustancias orgánicas* proenientes de las oas % ramas de los ároles* -ue son los elementos -ue le dan fertilidad natural -ue permite tener uenos rendimientos durante dos o tres aos7 6in emargo* no se ace un adecuado uso de ellos: la fertilidad se pierde % la tierra tiene -ue ser deada en areco7 8a 6ela lta del PerA* es la @ona agr/cola de esta asta región* deido a sus especiales condiciones geográficas7 En camio* la 6ela Baa tiene suelos inundales* donde el desarrollo agr/cola es limitado7 En la 6ela lta se producen frutales como c/tricos % caf' % cacao7 El caf' tradicionalmente a sido un producto de e4portación % en los Altimos aos se están produciendo caf' % cacao orgánicos para mercados espec/ficos logrando meores precios7 &ami'n se producen de manera limitada caa de a@Acar* ma/@ % algodón % en los alles se produce arro@7 En la 6ela Baa se produce plátano* friol* arro@ en las @onas inundales de las pla%as de los grandes r/os* entre otros7

SECTOR ENERGÉTICA 8as estad/sticas de producción de lea % carón son producidas anualmente por la Dirección >eneral "orestal % de "auna 6ilestre



•

8a región natural -ue produce ma%or cantidad de lea es la Costa con casi la totalidad de producción de carón del pa/s ;$*3+ por ciento<7 6e considera -ue el !( por ciento del carón consumido en 8ima proiene de estos os-ues7 6e a estimado -ue en 1+)* se produc/an 1(( t?d/a de carón egetal de estos os-ues para uso dom'stico de 8ima7

•

En la 6ierra* donde se produce la menor cantidad de carón* las regiones de re-uipa % uancaelica son las importantes7 El eucalipto es la especie con la -ue se produce la ma%or cantidad de carón lo -ue representa ++*1 por ciento de la producción total de la 6ierra ;D>""* 2((<7

•

En la 6ela* Uca%ali es la región donde se produce la ma%or cantidad de carón ;!!2 11!*03 Jg<* le siguen #adre de Dios ;))( )30*2 Jg< % uánuco ;0( )+3 Jg<7 No aparece 8oreto* la región más grande ;D>""* 2((<7

OFERTA !"#TA $"N$#"N"#%"T&CA 8a oferta total de iomasa leosa dedroenerg'tica del PerA* estimada es 2+! millones de toneladas m'tricas ;#t< anuales apro4imadamente7  niel proincial* la -ue tiene ma%ores recursos de iomasa es #a%nas con +( #t anuales* mientras -ue las proincias de lto ma@onas* 8oreto* #ariscal 5amón Castilla % 5e-uena ;8oreto< % tala%a ;Uca%ali< presentan una oferta ma%or a 1! #t anuales7

#"'&$(' A%#)C*A'+ A%#&N$('T#&A*"' , $" *A &N$('T#&A -A$"#"#A El PerA cuenta con 1! #t anuales de residuos deriados de las actiidades agr/colas* agroindustriales % madereras7 8a proincia de Cicla%o ;8ama%e-ue< presenta la ma%or cantidad de estos residuos ;1*3 #t anuales<7 Esta proincia produce arro@ % caa de a@Acar en olAmenes importantes7 8as proincias de scope ;8a 8iertad< % 6anta ;ncas< se encuentran en una situación similar


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA % producen más de 1 #t por ao de estos residuos7 8as proincias mencionadas pertenecen a la Costa* región con la ma%or producción agr/cola del pa/s7

!"#TA TTA* 8a oferta total de recursos iomásicos disponiles en el pa/s para la producción de energ/a es 2$2 millones de toneladas m'tricas anuales7 8a proincia de ma%or oferta total es #a%nas con +( millones de toneladas m'tricas anuales7 Es necesario remarcar -ue las proincias con ma%or oferta dendroenerg'tica son las mismas -ue tiene la ma%or oferta total: lto ma@onas* 8oreto* #ariscal 5amón Castilla % 5e-uena ;8oreto< % tala%a ;Uca%ali< poseen una oferta total ma%or a 1! #t anuales Esto muestra -ue el ma%or potencial de recursos iomásicos para la generación de energ/a en el PerA proiene del os-ue Amedo tropical

DEMANDA •

El PerA consume + millones de toneladas m'tricas anuales de iomasa con fines energ'ticos no ostante*

Anicamente se an podido identificar % geo9referenciar )

millones de toneladas m'tricas* se aprecia tami'n -ue la demanda se concentra en los os-ues secos del noroeste % en las proincias ecinas de Cu@co % =un/n7 •

En la 6ierra 6ur se aprecia tami'n un menor consumo de iomasa deido a -ue no e4iste ma%ormente iomasa en esta @ona7 Pero* es necesario mencionar -ue no se está considerando el consumo de tola ni de %areta* pues no a% información ni de las e4istencias de estas especies ni del consumo de las mismas con fines energ'tico7

•

8a proincia -ue presenta el ma%or consumo de iomasa es .irA ;8a 8iertad< con más de +(( ((( t anuales seguida por Cota ;Caamarca< ! )1( anuales7 ,tras proincias con grandes consumos son #orropón ;Piura<* &arma ;=un/n< entre otras7 Por otro lado* la proincia con menor demanda de iomasa es uanca%o ;=un/n< con !+0 t anuales seguida de &arata ;&acna< con $1 toneladas anuales de consumo7 El consumo de lea % carón en uanca%o es tradicional7

BALANCE BA*ANC" $"N$#"N"#%.T&C El alance entre la oferta dendroenerg'tica % la demanda* indica -ue el PerA tiene un saldo positio de 2+( millones de toneladas m'tricas al ao* pero por la ariedad de su geograf/a % clima* la distriución de este superáit no es uniforme7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA Por lo -ue se puede apreciar -ue a% proincias locali@adas en la 6ela con altos superáit* mientras -ue otras proincias de la Costa % de la 6ierra presentan serios d'ficit7 Del total de las proincias del PerA ;1)<* a% +! -ue presentan d'ficit en este alance7 8os d'ficit an desde las +! +3! t de la proincia de Piura % las casi )$ ((( t anuales de Paita a las !1( t anuales de Pomaama7 El d'ficit se concentra esencialmente en las proincias pertenecientes a la Costa % 6ierra de las regiones de re-uipa* Ica* Callao % &acna7

BA*ANC" %"N"#A* 

En el alance general se inclu%en los recursos iomásicos disponiles % accesiles para ioenerg/a* de los os-ues naturales % plantaciones forestales* as/ como de los residuos agr/colas* agroindustriales % de las industrias forestales7 Estos residuos se cominan con la demanda total de recursos iomásicos para la generación de energ/a7



8a oferta total* asciende a 2$2 #t de iomasa anual de los cuales apro4imadamente 1! #t proienen de distintos tipos de residuos7 El alance general o primario asciende a 2!$ #t



6i se compara el alance general con el alance dendroenerg'tico se aprecia -ue las proincias costeas de 8ama%e-ue* 8a 8iertad* ncas* e Ica tienen una meor situación en el alance general o primario % en menor proporción las proincias costeas de Piura* ncas* 8ima % re-uipa7

Ejemplo

de

algunas

provincias

con

balance

negativo

en

el

consumo

de

dendrocombustibles y positivo con el aporte de la biomasa de residuos agrícolas y agroindustriales

CONCLUSIONES



•

El ma%or prolema forestal es la deforestación causada por la agricultura* con la práctica de tuma % -uema7 En el ao 2(((*  +(( ((( a a/an sido deforestadas a una tasa de 2!1 1+0 a?ao7

•

En el PerA las principales actiidades de agroindustria están las relacionadas con los cultios de caa de a@Acar % arro@ % el área de cultio -ue aarcan es superior a la -ue corresponde a cultios -ue suministran materia prima para otras agroindustrias7

•

E4iste emisión de carono acia la atmosfera por el uso de madera como comustile ;lea< produci'ndose un aporte de gases de efecto inernadero* por la deforestación de los os-ues e4istentes en la sierra7

•

El carón es importado para ser usado en la producción de caruro de calcio* cianuro* carón actiado % acero* aun-ue este Altimo consume tami'n ulla o carón mineral %l a lea importada es usada por empresas -ue producen emutidos aumados7

•

8a proincia de ungu%o ;Puno< es la -ue ofrece la menor oferta de iomasa disponile con apenas 1! t anuales7 =orge Basadre ;&acna< con 2 t?ao % Camaná ;re-uipa< con 1+0t?ao* son las proincias con menor disponiilidad de iomasa7

•

8a proincia de ma%or oferta total es #a%nas con +( millones de toneladas m'tricasanuales7

VALORACIÓN ENERGÉTICA DE LA BIOMASA INTRODUCCIÓN El incremento de residuos generados por el omre se está conirtiendo en un grae prolema para la sociedad7 >ran parte de esta cantidad de residuos son reciclados o destinados a su depósito en un ertedero controlado7 Pero e4iste una alternatia a estos dos procesos -ue cada ao aumenta su presencia e implantación7 6e trata de la alori@ación con recuperación energ'tica de estos residuos7 E4isten numerosas tecnolog/as para la alori@ación energ'tica de los residuos: incineración* gasificación* pirólisis* secado t'rmico* digestión anaeroia* compostae7 un-ue el dole oetio final es el mismo en todos los casos: encontrar una forma más eficiente de gestionar los residuos % otener una nuea fuente de aastecimiento energ'tico7

PARTICULARIDADES DE NUESTRA BIOMASA 8a formación o transformación de la materia orgánica dee ser reciente* por lo -ue se e4clu%en a los comustiles fósiles7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 6e e4clu%en siempre todos los productos agr/colas -ue si ran de alimentación al g'nero umano % a los animales7 8a clasificación más adecuada para nosotros ser/a: G Biomasa natural G Biomasa residual G Cultios energ'ticos

CLASIFICACIÓN DE LA BIOMASA  L! .io!s! n!t%#!(< de forma resumida* ser/a la -ue se produce e n la naturale@a sin interención umana en os-ues* matorrales* etc7 Esta iomasa natural deiera ser protegida % no poder ser utili@ada con fines energ'ticos* salo e4cepciones mu% concretas* pues su empleo masio puede proocar la destrucción de ecosistemas naturales7 El potencial energ'tico mundial medio de esta iomasa natural es del orden de las $( Vtep7

 L! .io!s! #esi&%!(< de forma resumida* ser/a la -ue se produce en cual-uier actiidad umana* destacando los suproductos de las industrias forestales* agr/colas* ganaderas* etc7 6e engloan en este apartado* tami'n* los residuos sólidos uranos* lodos de papeleras* aguas residuales industriales* etc7 Esta iomasa residual dee aproecarse* ien con fines energ'ticos* ien con otros fines de alori@ación ;reutili@ación %?o aproecamiento másico<* siendo su aproecamiento mu% positio % aconseale7

 Los c%(tivos ene#)*ticos< de forma resumida* ser/an la iomasa -ue se produce con el Anico fin de ser aproecada energ'ticamente7 Es una alternatia relatiamente reciente7 8os cultios energ'ticos se caracteri@an por su alta productiidad* pudiendo ser de tipo eráceo o leoso7

VALORIACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RESIDUOS



Fi)%#! H' 8a erar-u/a en la gestión de los residuos

Fi)%#! 2' 8a alori@ación de residuos en los triunales7



Fi)%#! 8' .entaas de la alori@ación energ'tica7

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LA BIOMASA G

Para alorar el potencial energ'tico de la iomasa residual* nos encontramos con arias dificultades % prolemas aadidos7

G

5especto a los residuos* es dif/cil conocerlos % definirlos f/sicamente en profundidad* lo -ue impide conocer sus propiedades energ'ticas % demás parámetros de inter's7

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS AGR>COLAS G

Consideramos de inter's energ'tico la paa de cereales ;trigo* ceada* aena % centeno<* las plantas de cultios industriales ;ma/@* girasol<* las podas de frutales ;man@ano* peral* almendro* olio* iedo<7

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS G

8a estimación del potencial de los residuos sólidos uranos se ace por comarcas % se cuadran en su conunto7

G

El potencial estimado es de 3+ Jtep7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS FORESTALES G

8a estima estimació ción n del potenc potencial ial de los resid residuos uos fores forestal tales es es complic complicada ada** deido deido a -ue ar/a ar/a segAn la especie el estado de las masas ;edad* densidad* tipolog/a* tratamientos* etc7<* as/ como la indefinición en el m'todo de actuación7

G

El potenci potencial al se a a diidido diidido en dos partes partes77 8a primera primera es la referid referida a a los residuos residuos de monte monte % prim primer era a tran transf sfor orma maci ción ón de la made madera ra77 8a segu segund nda a a los los resi residu duos os de la segu segund nda a transformación de la madera

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS GANADEROS G

8a esti estima maci ción ón del del pot potenci encial al de los resi residu duos os gana ganade dero ross se real reali@ i@a a pens pensan ando do en su aproecamiento mediante digestión anaeroia7

G

8a gana ganader der/a /a no no está está e4en e4enta ta de de dific dificult ultade adess futur futuras7 as7

G

&odo el pote potenc ncia iall pued puede e reut reutilili@ i@ar arse* se* por lo -ue -ue se saca saca su alora aloraci ción ón del inen inenta tari rio* o* estimándose un alor de 10( Jtep7

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS INDUSTRIALES G

Para Para la esti estima maci ción ón del del pote potenc ncia iall de los los resi residu duos os indu indust stri rial ales es se an an cons consid ider erad ado o inicialmente los deidos a: 

Preparación % tratamiento de superficies



Disolentes % similares



G

ceitosos



#inerales sólidos de tratamientos mecánicos % t'rmicos



&ratamientos &ratamientos de aguas % procesos de descontaminación d escontaminación



Inertes



Neumáticos



,tros

8a estim estimac ació ión n del potenc potencia iall de los resi residu duos os indus industr trial iales es se refie refiere ren n a los los -ue de los los anteriores tienen un inter's energ'tico7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA G

6e conside consideran ran los los -ue -ue contienen contienen materia materia orgánica orgánica % no presentan presentan prolemas prolemas aadidos7 aadidos7

POTENCIAL ENERGÉTICO MEDIO DE LA BIOMASA CONSIDERADA APROVEC;ABLE 5te"9 G

5esi 5esidu duos os agr/ agr/co cola lass

22+ 22+

G

5esi 5esidu duos os fores oresttales ales

+(

G

5esiduos uos ganaderos

(

G

5esi 5esidu duos os 6óli 6ólido doss Ura Urano noss

G

5esi 5esidu duos os ind indust ustriale ialess

G

&,& &,&8 5E6I 5E6IDU, DU,6 6 ;Pr ;Pro ois ision ional al<< 3!+ 3!+ Jtep Jtep

3+ ++

INSTALACIONES ENERGÉTICAS BASADAS EN LA COMBUSTIÓN G

8a iom iomas asa a se puede uede apr aproec oeca arr desd desde e el punto unto de ist ista ener energ g'tic 'tico o media edian nte instalaciones asadas en la comustión7

G

Dest Destac acam amos os los los sig sigui uien ente tes: s: 

Plantas de generación de apor7



Plantas de generación de electricidad7



Plantas de cogeneración7



,tras7

INSTALACIONES ENERGÉTICAS BASADAS EN LAS TRANSFORMACIONES BIOLÓGICAS G

8a iom iomas asa a se puede uede apr aproec oeca arr desd desde e el punto unto de ist ista ener energ g'tic 'tico o media edian nte instalaciones asadas en las transformaciones iológicas7

G

Dest Destac acam amos os los los sig sigui uien ente tess : 

Plantas con digestión aeroia7



Plantas con digestión anaeroia7

INSTALACIONES ENERGÉTICAS BASADAS EN LA GASIFICACIÓN = LA PIRÓLISIS G

8a iom iomas asa a se puede uede apr aproec oeca arr desd desde e el punto unto de ist ista ener energ g'tic 'tico o media edian nte instalaciones asadas en la gasificación % la pirólisis7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA G


Plantas asadas en la gasificación7



Plantas asadas en la pirólisis7



,tras7

INSTALACIONES ENERGÉTICAS ENERGÉTICAS BASADAS EN BIOALCO;OLES = BIOACEITES G

8a iomas iomasa a se puede puede aproe aproeca carr desde desde el punto punto de ista ista energ energ'ti 'tico co median mediante te el emple empleo o de iocarurantes -ue sustitu%an a las gasolinas ;ioalcooles< % al gasóleo ;ioaceites<7

G


Plantas de ioalcooles7



Plantas de ioaceites7



,tras7

CONSIDERACIONES FINALES 

Dee Deen n ealu ealuar arse se todos todos los los pote potenc ncia iales les ener energ' g'titico coss de los los dife difere rent ntes es apar aparta tados dos considerados* con las alternatias más aconseales % eficientes7



Es aconseale una planificación integral* dando a la iomasa el papel -ue se merece en la misma7



No emos entrado en la consideración de la iomasa dentro del Código &'cnico de la Edificación ;C&E< % las posiilidades -ue ofrece su uso* especialmente en los sectores residenciales % sericios7



En todo momento* no deemos perder el rumo de los principios % oetios rectores: 17 Preención7 27 Preparado para la reutili@ación7 37 5eciclado7 )7 ,tras formas de alori@ación* por eemplo* la alori@ación energ'tica7 +7 Eliminación de las fracciones no alori@ales7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA CONCLUSIONES •

No podemos* ni deemos* considerar la alori@ación energ'tica de la iomasa como si fuera la alternatia final* la gran solución7

•

Independientemente de -ue forme parte de esa gran solución* a% mucas posiilidades -ue deen considerarse7

•

Nuestras miras deen estar con la filosof/a europea de l a sosteniilidad* con amplias miras* con criterios innoadores* incluso en la gestión7

•

8a innoación es el futuro* % será Zel to-ue de distinción[* lo -ue nos llee a la e4celencia7

DETERMINACIÓN DE LA GRANULOMETRIA DE LA BIOMASA CALCULO DEL ESPESOR DE VIRUTA I' Ve(oci&!& &e A(ient!ci/n 8a elocidad de alimentación de las tro@as de Eucalyptus globulus 8aill* se calcula empleando la siguiente formula: .al X 8?&

DONDE$ V!( $ elocidad de alimentación ;m?minutos< L

$ longitud de la tro@a ;m<

T

$ tiempo de corte ;minutos<

II' Ve(oci&!& &e ;e##!ient! 8a elocidad de la erramienta cortante se calcula con la siguiente formula: . X C4;57P7#<

DONDE$ V,

$ .elocidad de la erramienta ;m?minutos<

C

$ 8ongitud de la circunferencia de la olante ;m<


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA R'P'M $ 5eoluciones por minuto de la olante III' Es"eso# &e Vi#%t! El espesor de iruta se calcula con la siguiente formula: E X .al4P?.

DONDE$ Ev $ Espesor de la iruta ;micras< P $ Paso ;mm<

RESULTADOS I7

.8,5E6 P5,#EDI, DE8 P6, DE 8,6 DIEN&E6 ;mm< DE 8 6IE55 CI5CU85  DE BND EN E8 6E55DE5, LP#P

N O.s

SIERRA BANDA

SIERRA CIRCULAR

1

3*0

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2

3*(

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3

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P#oe&io$

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II7 D&,6 DE 8 6IE55 BND

LONGITUD

TIEMPO


LONGITUD DE LA

REVOLUCIONES

CIRCUNFERENCIA

POR MINUTO DE

DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA N OBS

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5in%tos9

DE LA VOLANTE

LA VOLANTE

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I.7 .8,5E6 P5,#EDI, DE 8 .E8,CIDD DE 8I#EN&CIFN  E55#IEN& DE 8 6IE55 BND

N TROA

VELOCIDAD DE

VELOCIDAD DE LA

ALIMENTACION

;ERRAMIENTA 57in%tos9

57in%tos9

1 2 3

P#oe&io$

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.7 .8,5E6 P5,#EDI, DE 8 .E8,CIDD DE 8I#EN&CIFN  E55#IEN& DE 8 6IE55 CI5CU85

N TROA

VELOCIDAD DE

VELOCIDAD DE LA

ALIMENTACIÓN

;ERRAMIENTA

5M7MINUTOS9

5M7MINUTOS9



1 2 3

P#oe&io$

11*3

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3(*2)

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.I7 E6PE6,5 DE 8 .I5U& 6E>UN E8 &IP, DE 6IE55

VELOCIDAD DE

VELOCIDAD DE

PASO DE LOS

ESPESOR

TIPO DE

ALIMENTACIÓN

LA ;ERRAMIENTA

DIENTES

DE LA

SIERRA

57in%tos9

57in%tos9

59

VIRUTA 5ic#!s9

BANDA

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CIRCULAR

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1()*0

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ANEO P X Paso ;mm<



EVALUACIÓN = AN1LISIS DE LOS MATERIALES DISPONIBLES PARA LA DENSIFICACIÓN Comustiles de madera En esta categor/a se inclu%en todos los tipos de iocomustiles deriados directa o indirectamente de los ároles % arustos -ue crecen en tierras forestales % no forestales7 8a definición de os-ue utili@ada en la ealuación de los recursos forestales de la ", de 1( ;Estudio ",: #ontes 12)* p7$< es mu% amplio e inclu%e tierras con una cuierta de copas m/nima del 2( por ciento en los pa/ses desarrollados % del 1( por ciento en los pa/ses en desarrollo7 Entre los comustiles de madera se inclu%e tami'n la iomasa deriada de actiidades sil/colas ;aclareos* podas* etc7< % de e4tracción % e4plotación ;puntas* ra/ces* ramas* etc7<* as/ como suproductos industriales deriados de industrias forestales primarias % secundarias -ue se utili@an como comustile7 6e inclu%en tami'n los comustiles de madera deriados de plantaciones forestales con fines energ'ticos7

Co.%sti.(es &e !&e#! &i#ectos$ #adera e4tra/da directamente de los bosques /bosques naturales  plantaciones tierra en la -ue la cuierta de copas ocupa más de un 1( por ciento de la superficie en una e4tensión de más de (*+ a<


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA terrenos boscosos ;tierra con una cuierta de copas de entre el + % el 1( por ciento de la superficie* en la -ue los ároles pueden alcan@ar una altura de al menos + m al alcan@ar la madure@ in situ tierra con una cuierta de copas de más del 1( por ciento de la superficie* en la -ue los ároles no pueden alcan@ar una altura de al menos + m al alcan@ar la madure@ in situ* % cuierta arustia o de matorral

COMBUSTIBLES DE MADERA INDIRECTOS : >eneralmente* son suproductos industriales deriados de industrias primarias de la madera ;aserraderos* fáricas de taleros de part/culas* plantas de faricación de pasta de papel< 6ecundarias ;eanister/a* carpinter/a<* tales como residuos del aserrado* costeros* restos del canteado % el escuadrado* serr/n* irutas % astillas* licor negro* etc 8os comustiles de madera indirectos se -ueman directamente o se transforman en otro comustile* como el carón egetal* gases de pirólisis* pellets* etanol* metanol* etc7

Co.%sti.(es &e !&e#! #ec%"e#!&os: Biomasa leosa deriada de todas las actiidades económicas % sociales aenas al sector forestal* generalmente* desecos de la construcción* demolición de edificios* andeas de carga* contenedores % caas de madera* etc7 -ue se -ueman tal cual están o se transforman en astillas* pellets* ri-uetas* polo* etc  continuación* en el cuadro 2* se resume la importancia -ue tienen actualmente los diferentes tipos de comustiles de madera* as/ como la disponiilidad de datos en las talas de ",6&&7

C%!&#o H' I"o#t!nci! &e( co.%sti.(e &e !&e#!



•

Le!: Conseran la estructura original ásica de la madera % se pueden utili@ar directamente o despu's de aer sido transformados en otro comustile de madera como el carón egetal7 Cuando es necesario* la lea se puede preparar en productos más adecuados* como astillas % pellets* sin necesidad de reali@ar transformaciones f/sico9 -u/micas importantes7

•

Asti((!s : madera en ruto -ue se a reducido delieradamente a pie@as de tamao reducido* o residuos adecuados para fines energ'ticos7

•

Pe((ets &e !&e#!: pueden ser considerados como un comustile deriado de la autoaglomeración de material leoso como resultado de una aplicación cominada de calor % alta presión en una má-uina de e4trusión7

•

C!#./n ve)et!($ residuo sólido deriado de la caroni@ación* destilación* pirólisis % torrefacción de la madera ;de troncos % ramas de ároles< % suproductos de la madera* utili@ando sistemas continuos o discontinuos ;ornos de po@o* ladrillo % metal<7 Inclu%e las ri-uetas de carón egetal

•

.#i?%et!s &e c!#./n ve)et!($ producidas con carón egetal -ue* una e@ triturado % secado* se moldea ;generalmente a alta presión< con la adición de aglutinantes para formar pie@as uniformes7

•

Lico# ne)#o: licor alcalino otenido de los digestores empleados para producir pasta al sulfato o a la soda durante el proceso de producción de papel* en el -ue el contenido de


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA energ/a deria principalmente del contenido de lignina e4tra/do de la madera en el proceso de elaoración de la pasta7 •

Ot#os co.%sti.(es &e !&e#!: esta categor/a inclu%e una amplia gama de comustiles l/-uidos % gaseosos deriados de la lea % el carón egetal en general* mediante procesos pirol/ticos o en@imáticos* como gases de pirólisis* etanol* metanol* productos de inter's creciente pero -ue por el momento no tienen la misma importancia como productos energ'ticos7

A)#o co.%sti.(es Comustiles otenidos como productos de la iomasa % suproductos agr/colas7 Consisten principalmente en la iomasa deriada directamente de los cultivos destinados a ser utilizados como combustible % de los subproductos agrícolas, agroindustriales y animales

C%(tivos &estin!&os ! se# %ti(i@!&os coo co.%sti.(e$ Especies de plantas cultiadas en plantaciones o granas destinadas a producir materia prima para la producción de iocomustiles7 Estos cultios se pueden producir en granas terrestres ;%uca* caa de a@Acar* euphorbia* etc7<* en granas marinas ; algae< o en granas de agua dulce ; jacintos de agua<7 8os cultios para comustile producidos en tierra se pueden clasificar en: cultivos de azúcar/almidón* cultivos oleaginosos % otros cultivos energéticos7

C%(tivos &e !@c!#7!(i&/n$ 6on cultios -ue se plantan ásicamente para producir etanol ;alcool et/lico< como comustile utili@ado principalmente en el transporte ;solo o me@clado con gasolina<7 El etanol se puede producir mediante la fermentación de la glucosa deriada de las plantas -ue contienen a@Acar ;como la caa de a@Acar< o de materiales de almidón despu's de reali@ar la idrólisis7

C%(tivos o(e!)inosos$ arcan las plantas oleaginosas ;como el girasol* la col@a* etc7< plantadas para la utili@ación energ'tica directa del aceite egetal e4tra/do* o como materia prima para su transformación en un sustitutio del gasóleo* mediante procesos de transesterificación7

Ot#os c%(tivos ene#)*ticos$ Plantas % cultios especiali@ados considerados más recientemente para usos energ'ticos* tales como: Miscanthus* partina spp! "yperus longus, #rundo dona$ % %halaris arundinacea!

S%."#o&%ctos !)#-co(!s$


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 6e trata principalmente de material % suproductos egetales deriados de la producción* coseca* transporte % elaoración en @onas agr/colas7 Esta categor/a comprende* entre otros* ma@orcas % tallos de ma/@* tallos % cáscaras de trigo* cáscaras de man/* tallos de algodón* tallos de mosta@a* etc7

S%."#o&%ctos !)#oin&%st#i!(es$ 6uproductos de la elaoración de alimentos* como aga@o de caa de a@Acar* cáscaras de arro@* cáscaras* fira % m'dula de coco* cáscaras de man/* residuos del prensado de la olia* etc7

S%."#o&%ctos &e o#i)en !ni!($ Esti'rcol % otras e4cretas de acuno* caallos* cerdos* aes de corral %* en principio* seres umanos7 6e puede secar % utili@ar directamente como comustile o transformarlo en iogás mediante fermentación7

Bio)0s$ suproducto de la fermentación anaeróica de la iomasa* principalmente de los desecos animales* reali@ada por acterias7 Consiste principalmente en gas metano % dió4ido de carono7 En el futuro* tami'n se prestará más atención a la definición de diferentes tipos de agrocomustiles a los -ue asta aora se les a prestado mu% escasa atención* no sólo respecto de la terminolog/a utili@ada* sino tami'n para e laorar ases de datos meoradas7

S%."#o&%ctos &e o#i)en %nici"!($ Desecos de iomasa producidos por la polación urana* -ue pueden ser de dos tipos: suproductos sólidos de origen municipal % suproductos gaseosos?l/-uidos de origen municipal producidos en ciudades % aldeas7

Bioco.%sti.(es s/(i&os &e o#i)en %nici"!(: Comprenden los suproductos producidos por los sectores residencial* comercial* industrial* pAlico % terciario -ue recogen las autoridades locales para su eliminación en un empla@amiento central* donde se suelen incinerar ;se -ueman directamente< para producir calor %?o energ/a7 &ami'n se inclu%en en esta categor/a los desecos ospitalarios7

Bioco.%sti.(es )!seosos7(-?%i&os &e o#i)en %nici"!(: Biocomustiles deriados principalmente de la fermentación anaeróica ;iogás< de residuos sólidos % l/-uidos de origen municipal* -ue pueden ser gases de ertederos o gases de fangos residuales7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA C%!&#o 2$ De+inici/n "#o"%est! &e (!s c(!si+ic!ciones &e (os .ioco.%sti.(es



Vent!!s &e( %so &e (! .io!s! 

5ecurso aundante % renoale



5ecurso disperso: descentrali@ación energ'tica ;distriución del poder económico< % reducción costes de transporte



Disminución de la dependencia energ'tica ;recurso autóctono< % diersificación energ'tica ;disminu%e efectos precios % disponiilidad com7 fósiles<



orro de recursos fósiles: facilita la adaptación tecnológica7



5educción de emisiones de C,2 ;camio climático<* 6,4* P# diesel* etc7



Empleo de tierras marginales % cultio alternatio



proecamiento de residuos


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 

Disminución del riesgo de incendios % plagas de insectos ;fomenta mantenimiento de os-ues* etc7<



Desarrollo económico % social de @onas rurales: contrarresta el '4odo rural



Co9comustión?co9gasificación ;r'gimen de derecos de emisión<

IMPACTO = EFECTO DE LA ETRACCIÓN DE LOS RESIDUOS FORESTALES El ma%or impacto -ue tienen los sistemas de e4tracción de iomasa forestal* tanto la de aproecamiento industrial como la residual* es la erosión del suelo ;Baloa* 2((3<7 El tráfico de la ma-uinaria sore el terreno prooca compactación % esfuer@os de tracción -ue dificultan el arraigo posterior de las plantas % propician la p'rdida de suelo7 Para minorar este prolema las t'cnicas aituales de e4tracción consisten en arir /as apro4imadamente cada )( metros* de forma perpendicular a la pista forestal7 Sstas permanecen % son utili@adas periódicamente despu's de cada turno* es decir* periodo de tiempo -ue es necesario esperar desde una e4tracción para reali@ar la siguiente7 Dentro de un maneo sostenile del monte* los ciclos iogeo-u/micos no se en en general alterados7 Esto es deido a -ue en este tipo de gestión no se suelen eliminar todos ároles o cuierta egetal en una @ona* sino se reali@an cortas selectias con criterios sil/colas7 8a masa forestal -ue permanece* aporta la materia orgánica necesaria para la sustentación de la fertilidad del suelo % el mantenimiento de su parte iótica7 Por otra parte* la masa -ue permanece* -ueda faorecida* al eliminar competencia* e4istir ma%or luminosidad* creciendo con ma%or igor % calidad7 &ami'n la limpie@a de monte % la creación de infraestructuras* -ue son fuente de residuos forestales* son operaciones necesarias para un adecuado mantenimiento del monte: preención % e4tinción de incendios* control de polaciones % accesiilidad al mismo7 &ami'n es de destacar -ue los sistemas de e4tracción de residuos no son totalmente eficientes7 8os sistemas de recogida mediante pin@as cargadoras utili@adas en los tractores autocargadores* astilladoras % empacadoras generalmente no atrapan de forma efica@ materiales de diámetro menor a 1( cm7 Esto ace -ue aAn aiendo e4tra/do la parte de ma%or tamao de los residuos* una gran cantidad se -ueda toda/a en el monte contriu%endo con su descomposición al aporte de materia orgánica en el suelo7 En el caso de los residuos agr/colas* forestales e industriales* deido a -ue en su composición no `guran porcentaes importantes de elementos tales como el a@ufre* los compuestos tó4icos ;ó4ido de a@ufre* -ue puede transformarse en ácido sulfArico % faorecer la denominada lluia ácida< -ue pueden producirse es posile eliminarlos mediante sencillos sistemas de limpie@a % `ltrado de los


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA umos producidos7 simismo* mediante un adecuado control del proceso de comustión es posile reducir la otención de ó4idos de nitrógeno7 Con respecto a las emisiones de idrocaruros ;algunos de ellos catalogados de cancer/genos<* fenoles* etc7* -ue pueden generarse en los procesos termo-u/micos ;pirólisis* gasi`cación<* a% -ue sealar -ue es posile preenirlos mediante un adecuado control % gestión de l as instalaciones

BIBLIOGRAF>A 17

lonso* =7 2(()7 8as posiilidades energ'ticas de la iomasa en la comunidad autónoma

de #adrid7 Espaa7


DENSIFICACIÓN DE LA BIOMASA 27

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UNCP7 "C"7 2(1(7 I Congreso Nacional "orestal ;C,N",5<7 5esumen7 uanca%o

PE7 1(7

UN8#7 2(117 .C,N"8& ;uinto Congreso "orestal 8atinoamericano<7 10 al 21

octure 2(117 8ima PerA7 117

Baloa* #7* lare@* =7* 5odrigue@96oalleiro* 57* b #erino* 7 ;2((3<7 proecamiento de la

Biomasa "orestal producida por la Cadena #onte9Industria7 Parte II: Cuantificación e Implicaciones amientales7 CI69#adera7 IN&E5NE& ttp: ??\\\7conae7go7m4 ttp: ??@ip7rinco7com? ttp: ??\\\7portalplanetasedna7comar?elcarón7pdf ttp:??\\\7mancuelacon-uense7com?doc?iomasa?="#ateoParte17PD" ttp:??\\\7energetica217com?articulos?m?2((!?mun(!37pdf ttp:??\es7uigo7es?lorti@?tripticos?&5IP&IC,7BI,#7pdf7


Manual de Densificación de La Biomasa

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