APLICACIONES DE LA BIOMASA EN EL MUNDO RURAL

1. INTRODUCCIÓN

Los sistemas convencionales de suministro energético, desarrollados principalmente a través de unidades de producción y distribución altamente centralizadas, no siempre son la mejor opción cuando se trata de satisfacer las necesidades del sector rural. Esto se debe en gran parte al alto nivel de dispersión de las poblaciones rurales, la dificil topografía del territorio de algunas de ellas y las bajas demandas de energía que presentan las actividades en esas zonas, incluso las productivas.

La biomasa como recurso energético presenta una variedad de formas, desde la leña proveniente de árboles o residuos forestales, a los residuos de empresas ganaderas y agroalimentarios. Una de las posibles clasificaciones que pueden realizarse de la biomasa atendiendo a su origen es la siguiente:

• Biomasa natural: Es la que se produce en los ecosistemas naturales (Leña). Este tipo de biomasa es actualmente una fuente energética de gran importancia en ciertas zonas rurales.

• Biomasa residual: Es aquella generada como consecuencia de cualquier actividad humana, ya sean actividades agrícolas, ganaderas, forestales, así como los procesos de industrias agroalimentarias y de transformación de la madera, que son los principales generadores de residuos y subproductos utilizables como biomasa con fines energéticos.

• Cultivos energéticos: Estos cultivos se realizan con el fin exclusivo de obtener materiales destinados a su aprovechamiento energético. Entre ellos los más destacados son el cultivo de la Cynara cardunculus y el de la Brassica carinata.

En la siguiente tabla se encuentran los principales recursos y aprovechamientos biomásicos.

TIPO DE RECURSO	TRATAMIENTO		APROVECHAMIENTO
-Residuos forestales		SIN TRATAMIENTO
-Residuos agricolas		REFINO		PRODUCCIÓN TÉRMICA
-Residuos de industrias agrícolas		DENSIFICACIÓN
-Residuos de industrias forestales		PIRÓLISIS
-Cultivos energéticos		GASIFICACIÓN
-Efluentes agroganaderos
-Efluentes industrias agroalimentarias		DIGESTIÓN ANAEROBIA		PRODUCCIÓN ELÉCTRICA
-Depuración de aguas residuales urbanas
-Desgasificación de vertederos
-Cultivos energéticos		FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
-Excedentes agrícolas		EXTRACCIÓN/ ESTERIFICACIÓN		TRANSPORTES
-Subproductos industrias agroalimentarias

Como aproximación puede decirse que la biomasa sólida se puede destinar a aplicaciones térmicas más o menos convencionales, la biomasa en forma líquida se destinaría a su utilización en motores de vehículos y los derivados gaseosos de la biomasa a la producción de electricidad en sistemas de cogeneración.

En el ámbito rural las aplicaciones de la biomasa más comunes se refieren a la producción térmica, tanto en viviendas e instalaciones agrícolas y ganaderas, así como en determinadas industrias agroalimentarias como pueden ser las extractoras de orujo, que utilizan el orujillo como combustible en el proceso de secado de los orujos.

Una aplicación importante aunque no esté aún muy extendida su práctica, es el aprovechamiento del biogás resultante del tratamiento de efluentes ganaderos, y que resulta una medida eficaz y no demasiado costosa para la depuración de purines en las granjas de ganado intensivas.

En menor medida se encuentra la producción de energía eléctrica con biomasa a pequeña escala, y la utilización de biocombustibles para transporte, siendo más común la utilización de otros sistemas energéticos para estos fines.

Como ya se ha comentado antes las aplicaciones más comunes en el mundo rural son las referidas a la producción térmica, y en menor medida la eléctrica y biocombustibles para transporte, en función del ámbito de aplicación se hará la siguiente clasificación:

• Aplicaciones domésticas.

• Establecimientos turísticos.

• Aplicaciones en instalaciones agroganaderas.

• Aplicaciones en la industria.

2. Combustibles

La utilización de biomasa en equipos de calefacción doméstica, es una aplicación que en muchas ocasiones puede tener interés, no solo medioambiental sino también económico. Por estas razones, es muy conveniente que el combustible cuente con unas características favorables en cuanto a la limpieza, granulometría y densidad, que permitan un manejo cómodo de las instalaciones.

A la hora de decidir la compra de una estufa es importante saber qué tipos de combustibles se pueden emplear en ellas, cúales son los idóneos para un mejor rendimiento de la instalación, y por supuesto, contar con un suministro asegurado durante el periodo de uso, a un precio razonable.

Los principales combustibles biomásicos usados en calefacciones domésticas son:

• Madera (en sus diferentes presentaciones)

• Leña : Restos de poda y tratamientos selvícolas.

• Pellets (Residuos industriales de la madera)

• Briquetas(Residuos industriales de la madera)

• Cáscara de almendra, piñas y avellana.

• Orujillo y hueso de aceituna.

2.1. MADERA

La madera es el más común de los combustibles utilizados en estufas y chimeneas. Los combustibles madereros pueden ser clasificados según su origen y forma de presentación. La aplicación tradicional de la madera ha sido el uso de leña, que consiste en restos de podas de frutales, limpias y resalveos en bosques.

Una aplicación que está cada vez más extendida es el uso de pellets y briquetas. Consisten en un producto fabricado con residuos de la madera, como pueden ser serrines, astillas y otros, que presentan ventajas de uso frente a la tradicional leña.

Nuestra comunidad cuenta con muy pocas instalaciones industriales dedicados a la manufactura de biomasa forestal con fines energéticos, con lo cual la utilización de leña en Andalucía se ha hecho prácticamente de particular a particular, utilizando escasa infraestructura comercial y reducidos volúmenes de biomasa forestal por unidad de venta.

2.1.1. Leña:

Las diversas podas efectuadas en las labores agrícolas, y las limpias y resalveos realizados en los bosques con el fin de evitar incendios y mantener un estado óptimo de la masa arbórea, proporcionan una fuente de combustible en muchos casos desaprovechada.

Caracterización cualitativa de la madera para combustión: La Asociación Energética Finlandesa realizó un manual para clasificar la calidad de la madera para su utilización como combustible a traves de una serie de características. Estas son:

• Especie del árbol:

Dependiendo de la especie de árbol de que se trate, su comportamiento energético será diferente, ya que esto condiciona las características de densidad, poder calorífico, entre otras.

• Poder calorífico:

El poder calorífico inferior de la leña oscila entre las 3.000 - 4.000 kcal/kg dependiendo de la especie que se trate y sobre todo la humedad que contenga.

• Longitud:

25-33 cm es la ideal para chimeneas y estufas, mientras que la mayor es utilizada principalmente para grandes estufas como calefacciones centrales y hornos

• Densidad:

La densidad de dos piezas de madera para un mismo volumen determinado y poder calorífico, nos indica que, aquella que tenga más peso contendrá más energía que aquella que pese menos.

• Diámetro:

El minimo diametro debe ser de 4 cm, mientras que el máximo debe rondar por los 10-15cm.

• Contenido en humedad.

Es uno de los factores más importantes. Debe ser el más bajo posible para conseguir alcanzar el maximo poder calorifico que contenga la madera, además de evitar las altas concentraciones de polihidrocarburos aromáticos y depósitos en la chimenea que se generan cuando la humedad es elevada (30-60%).

Toda la madera contiene agua, aquella que esté recién cortada alcanza humedades superiores al 45%. Para un óptimo rendimiento la humedad debe estar comprendida entre 20-30%. Un buen almacenamiento de la madera es esencial para conseguir la humedad adecuada, la exposición continua a la lluvia y nieve, hacen que la madera aun estando en buenas condiciones originales de secado, absorban una gran cantidad de agua que puede hacer que incluso se llegue a un deterioro irreversible, lo correcto es tener la madera en un almacén bien aireado, o en su defecto, puede estar al aire libre siempre que acondicione un techado para evitar que el agua de lluvia caiga directamente.

Con respecto al tiempo que debe transcurrir entre la corta de la leña y su utilización es, como mínimo de 6 meses a un año en la que la humedad sería del 33% y ardería adecuadamente, pero el periodo óptimo es de dos años,en el que la humedad sería inferior al 25%, aunque este caso se dé en muy pocas ocasiones.

Caracterización de la leña suministrada en Andalucía. En Andalucia las principales especies utilizadas en la obtención de leña son:

• Olivo

• Acebuche

• Chaparro

• Madroño

• Encina

• Almendro

• Restos de arboles frutales

• Eucalipto.

Las características de las diferentes especies son:

• Olivo:

Es la principal especie utilizada debido a la gran implantación que este cultivo tiene en nuestra comunidad. El poder calorífico inferior sobre base seca es de 4358 kcal/kg y el superior es de 4678 kcal/kg, la humedad es del 35% y tiene un bajo contenido en cenizas, elevado contenido en carbono activo y mínimo porcentaje de azufre.

El precio que puede alcanzar en el mercado varía mucho dependiendo de la humedad que contenga, de la parte del árbol que se trate y la comarca. Lo normal es que el precio oscile entre las 8 y 12 pta/kg, aunque puede alcanzar la cifra de 20 pta/kg. Dependiendo de la humedad que contenga, algunos distribuidores rebajan su precio en 1-2 pta/kg.

Es también característico que se diferencie la leña proveniente de la rama (caña) de la de raíz (cepa), ésta ultima es más barata (hasta 2-3 pta/kg) por llevar adherida tierra.

• Encina:

Tiene un importante uso en Andalucía, especialmente en la mitad occidental donde hay mayor predominio de las dehesas, en zonas como Granada y Almería su uso es escaso y por lo tanto más caro.

Entre los consumidores se tiene la certeza de que la leña de encina es la que tiene mejores características para ser utilizada en chimeneas y estufas. Estas características son: poder calorífico inferior de 4.330 kcal/kg calculado sobre base seca, humedad del 35-40 % y al igual que el olivo tiene un bajo contenido en cenizas, y mínimo porcentaje de azufre. El precio al que se encuentra en el mercado está entre las 12 y las 25 pta/kg como los más usuales, aunque hay casos en los que puede llegar a 40 pta/kg.

• Eucalipto:

El uso de esta leña no está muy extendido en toda la comunidad, limitándose a ciertas zonas. El poder calorífico inferior de la leña de esta especie es 3.719 kcal/kg, la humedad es aproximadamente del 35%, carece de azufre y contiene un porcentaje bajo de cenizas y un elevado contenido en carbono activo. Su precio puede oscilar entre las 22 y las 27 pta/kg dependiendo de la humedad que contenga.

• Almendro:

Su uso está muy generalizado en Andalucía oriental debido a la gran implantación que este cultivo tiene en la zona, mientras que en Andalucía occidental su uso es escaso. El poder calorífico inferior sobre base seca es de 4.358 kcal/kg y el superior es de 4.678 kcal/kg, la humedad es del 35% y tiene un bajo contenido en cenizas, elevado contenido en carbono activo y mínimo porcentaje de azufre. El precio que alcanza en el mercado oscila entre las 12 y las 20 pta/kg.

• Acebuche, Chaparro y Madroño:

El uso de esta madera no es muy frecuente, y se ha localizado casi exclusivamente en la provincia de Cádiz. Sus características físicas son muy similares a las del olivo, y el precio en el mercado es de 12 a 14 pta/kg.

Nota: los precios dados incluyen el transporte hasta la vivienda siempre que se realice un pedido mínimo que dependerá de cada suministrador, pero por lo general es de 1.000 kg.

Necesidades de leña:

Las necesidades que una familia pueda tener de leña en un año variará mucho dependiendo de:

• Horas de uso (intimamente relacionado con las condiciones climatológicas del lugar)

• Rendimiento y potencia de la instalación

• Superficie a calentar

• Tipo de instalación (se refiere a si lleva acoplado sistemas para conducir calor mediante radiadores o salidas de aire a otras habitaciones)

Como aproximación general se determina que:

Familias con consumo bajo: 2.000 kg leña/año.

Familias con consumo medio: 3.000 a 3.500 kg leña /año.

Familias con consumo alto: 4.000 a 6.000 kg leña/año.

2.1.2. Pellets:

Los pellets están formados por serrin, astillas y otros residuos provenientes de las industrias forestales y madereras que, tras un proceso de selección, trituracion, secado, compresion y ensacado se consigue un combustible de alta calidad.

Las caracteristicas de los pellets varían dependiendo de la composicion de los residuos de los que esté formado, pero las más comunes son:

• Poder calorífico inferior referido a materia seca: 4.593 kcal/kg

• Humedad: 10%

• Densidad: 500-750 kg/m3.

• Dimensiones: longitud de 3.5 - 4 cm maximo y diametro de 7-20 mm.

• Densidad energética: este término se refiere al contenido energético por unidad de volumen, y depende del poder calorífico, del contenido en humedad, de la densidad y del tamaño de la partícula. Para el caso de los pellets este valor es de 2,3 MWh/m3.

• Contenido en cenizas respecto a base seca: 1,5 %

• Contenido en azufre referido a materia seca: 0,04 %

Para su fabricación se utilizan prensas de granulación. El material se forma por extrusión hacia el exterior, a traves de una matriz cilíndrica con orificios donde el material se alimenta desde dentro y es aprisionado por un sistema de rodillos. La compactación se puede hacer de forma natural o mediante el empleo de aditivos que no contengan elementos químicos contaminantes.

En cualquier caso la materia prima debe tener unas condiciones determinadas de granulometria y una humedad reducida. Para una misma máquina peletizadora y el mismo tipo de materia prima, el rendimiento varía en función del diámetro del producto final principalmente y de la utilización o no de aditivos.

En Andalucía el suministro se realiza a través de los mismos puntos de venta en los que se comercializan las estufas de pellets. Los pellets se venden en sacos de 15 kg, a 450 Pta cada uno, con lo que el precio de los pellets se sitúa en torno a las 30 pta/kg. Este precio puede incluir o no el transporte dependiendo de cada distribuidor.

El consumo anual de pellets de una familia dependerá básicamente del número de horas que se encuentre en funcionamiento y de la potencia de la instalación, tengamos en cuenta que una estufa de pellets puede tener un consumo de 0,5 a 2 kg/hora.

2.1.3. Briquetas:

Este producto es similar a los pellets en su forma cilíndrica pero en este caso sus dimensiones son mayores. Las características de este combustible son:

• Poder calorífico inferior referido a materia seca: 4.700 kcal/kg

• Humedad: 7-8%

• Densidad: 1.000-1.300 kg/m3.

• Dimensiones: el diámetro puede variar entre 50-130 mm y la longitud entre 50 y 300 mm.

• Contenido en cenizas respecto a base seca: 1,5 %

• No contiene azufre

Para su fabricación se utilizan prensas de pistón que actuan mediante compresión, empleando volantes de inercia para conseguir elevadas presiones, mediante las que se obtienen aglomerados cilíndricos o prismáticos continuos que se cortan posteriormente según la necesidad de producción.

Al igual que los pellets, el material antes de su compactación debe tener una granulometría fina y humedad baja, aunque las exigencias en cuanto a su producción son menores que las requeridas para la fabricación del pellet.

Las ventajas de las briquetas respecto a los pellets es que no precisan de estufas especiales para su utilización, al contrario que ocurría con los pellets, y además existen en Andalucía empresas fabricantes de briquetas lo que favorece un mejor suministro.

El precio de las briquetas varía desde las 22 y las 35 pta/kg en el almacén (sin transporte) hasta las 40 pta/kg que pueden costar en los grandes almacenes.

El consumo de una familia anualmente dependerá de:

• Horas de uso (relacionado con las condiciones climatológicas del lugar)

• Rendimiento y potencia de la instalación

• Superficie a calentar

• Tipo de instalación (se refiere a si lleva acoplado sistemas para conducir calor mediante radiadores o salidas de aire a otras habitaciones)

Como pauta general el consumo de briquetas por una familia puede oscilar entre 1.000 y 3.000 kilos anuales.

2.2. CÁSCARA DE ALMENDRAS, PIÑAS Y AVELLANAS

La cáscara de almendras, piñas y avellanas puede ser utilizada como combustible tanto en las estufas de leña como en las de pellets, aunque su uso está poco o nada generalizado. La elaboración de frutos secos origina la producción de cáscara de almendra, esta actividad se concentra sobre todo en Andalucía oriental en las provincias de Jaén, Almería, Granada, Málaga y Córdoba.

La producción de este residuo es estacional, coincidiendo con los meses inmediatamente posteriores a la recolección, centrándose principalmente en los meses de agosto a diciembre (70%). El precio al que se vende este producto es de 3 a 5 Pta/kg aproximadamente. Este combustible se caracteriza por tener un PCI elevado (4.160 kcal/kg) y baja humedad (10%).

Actualmente la cáscara de almendra se destina a la producción de furfural, que es un compuesto químico utilizado en otros procesos industriales, también se utiliza en calderas de ladrilleras y calefacción de granjas de pollos.

2.3. Orujillo y hueso de aceituna.

Estos combustibles vienen siendo utilizados mayoritariamente por industrias agroalimentarias, pero su uso es práctcamente inexistente a nivel doméstico.

El orujillo es el producto residual resultante del proceso de extracción del orujo de dos fases, y no es un residuo propiamente dicho, sino un subproducto ya que, debido a su buen comportamiento como combustible, se utiliza en los secaderos de las propias extractoras o se vende a otras industrias para su empleo en calderas.

Igualmente, el hueso de aceituna procedente de la almazara o de las industrias de aderezo, se emplea principalmente en las industrias extractoras de aceite de orujo, y posteriormente se utiliza como combustible en los propios secaderos, al igual que el orujillo.

El precio de estas materias es muy variable dependiendo de la campaña del aceite, pero normalmente el precio de orujillo oscila entre las 3 y las 7 pta/kg; mientras que el hueso de aceituna aumenta considerablemente el precio, situándose en un margen de 5 y 11 pta/kg, según campaña.

2.4. Distribuidores de combustibles

Andalucía no cuenta con una infraestructura adecuada de distribución de leña, el sector está poco o nada regularizado, y salvo empresas que se dedican al suministro a gran escala, la inmensa mayoría están formadas por empresas familiares que obtienen un ingreso extra de la venta de la leña.

No existe una regularidad en el servicio, ya que no todas las empresas consultadas se dedican a la venta de leña todos los años, sino que lo realizan esporádicamente.

Otro factor a tener en cuenta es la importancia que poco a poco van tomando aquellas empresas que se dedican a la comercialización de leña a gran escala, e incluso a la fabricación de briquetas y pellets, (éstas tienen un espíritu empresarial propiamente dicho) frente a aquellas de poca regularidad en el suministro y con poco nivel de ventas. Un dato significativo es que a la hora de la puesta en contacto con los suministradores que operan en la comunidad, había un importante número de empresas familiares que habían dejado la actividad en los últimos años, debido a la poca rentabilidad y escaso margen, que deja la venta de leña.

3. APLICACIONES DOMESTICAS

Las aplicaciones domésticas de la biomasa en el mundo rural se refieren principalmente al uso de la leña como combustible en instalaciones de calefacción más o menos eficientes. Es interesante conocer el hábito y las tendencias de uso de este tipo de combustible en el conjunto de la población rural andaluza, así como los equipos utilizados y los posibles combustibles a emplear, para la posible cración de una empresa de servicios capaz de gestionar los residuos de tratamientos selvícolas, y podas de cultivos arbóreos..

3.1. Descripción de equipos:

En función de los equipos comercializados actualmente se hará una clasificación general teniendo en cuenta la tecnología utilizada para calefacción y las prestaciones que puedan llevar. Los precios y datos se han obtenido de la información aportada por los fabricantes y distribuidores con los que se ha contactado.

• Clase 1: Un primer grupo lo constituyen los equipos e instalaciones con un bajo rendimiento energético, que estaría formado por estufas tradicionales y chimeneas con escasa o nula posibilidad de controlar la combustión.

Estas estufas calientan exclusivamente por la radiación que producen, suelen ser de pequeñas dimensiones y realizadas en hierro fundido. Su utilidad se limita al calentamiento de una única estancia ya que la potencia no es elevada (como promedio pueden rondar las 6.000-8.000 kcal/h).

Las variaciones de precios entre ellas estriban en los complementos que puedan llevar, tales como:

• Cristal para ver el fuego

• Carga frontal o lateral

• Encimera para calentar comidas

• Cajón de cenizas

• Horno para cocinar

• Adornos

Los precios oscilan entre las 15.000 Pta la más barata, y 100.000 la más cara, aunque lo normal es que su precio sea de 40.000-60.000 Pta.

• Clase 2: Un segundo grupo estaría compuesto por equipos recuperadores de calor, cocinas-estufas con control de aire primario y secundario y calderas para sólidos, todas ellas con un rendimiento aceptable que puede llegar a alcanzar el 85%. Para la instalación de estos equipos es preciso contar con la presencia de especialistas.

Estas estufas calientan por radiación y por convección natural o forzada. La convección natural se consigue mediante la construcción de la estufa con doble cámara, y entradas de aire inferior y superior, de manera que al encenderse la estufa y calentarse el aire comprendido en la cámara, éste asciende debido al menor peso del aire caliente en comparación con el aire frío, y sale por la salida superior succionando aire por la entrada inferior, esto crea una corriente de aire que acaba por calentar toda la habitación.

La convección se puede ver forzada por la instalación de una o dos turbinas en la parte inferior de la estufa que introducen el aire en el interior de la cámara, este sistema tiene la ventaja de que nos permite regular el aire de entrada. Ambos sistemas tienen regulación de salida de aire para controlar el nivel de calor.

La potencia de estas estufas toma un rango muy amplio de valores, desde las 8.000 kcalh hasta 14.000 kcalh.

La regulación de la combustión se realiza mediante el control de aire primario que suele tener la entrada por debajo de la cámara de combustión (en caso de tener cenicero suele estar ahí la entrada de aire primario). Puede existir una segunda entrada de aire que suele estar en la puerta de la estufa, este aire secundario sirve para asegurar la limpieza del cristal así como para mejorar la eficiencia de la combustión y evitar inquemados.

Las principales diferencias entre estufas además de la potencia, se deben a:

• Manera de regular las entradas de aire (manual, válvula)

• Termostato. Acciona las turbinas cuando el aire alcanza una determinada temperatura

• Encimera para calentar

• Horno para cocinar

• Revestimiento de piedra

• Posibilidad de instalar calefacción para el resto de la casa mediante salidas de aire caliente a otras habitaciones, o colocación de radiadores o suelo radiante. En el caso de estos últimos es necesario que las estufas lleven paila para calentar el agua.

Los precios de las estufas van desde la más barata a 45.000 Pta hasta 350.000 Pta. La mayoría de las veces son los adornos los que hacen aumentar el precio. Si además de la estufa se incluye la instalación a otras habitaciones el precio aumenta considerablemente.

Detalle de estufa en salón

• Clase 3: En una clase diferente se ha incluido la estufa de pellets, ya que por sus características se diferencia mucho de las estufas tradicionales de leña.

Esta estufa se alimenta exclusivamente de pellets, y tiene una tolva en la parte superior donde se cargan los pellets, y mediante un tornillo sin fin son transportados hasta la caldera. El control de entrada de aire para la combustión es automática y se regula en función del combustible introducido en la cámara, dispone de ventiladores para forzar la combustión. El encendido es automático mediante una resistencia y puede ser accionado a distancia. La estufa dispone de un termostato para accionar automáticamente la calefacción.

La potencia normal de estas estufas es de 11.000 kcalh de las cuales 6.000 kcalh se recupera en los radiadores en caso de instalarlos, aunque dependiendo de las necesidades de calor existen estufas con potencia de 20.500 kcal/h que consumen 0,5-4,8 kg./h.

No tiene necesidad de instalar tiro o chimenea, debido a las pocas emisiones que produce, basta con una pequeña abertura de 6-8 cm que sale directamente a la pared, por esta razón esta estufa puede ser colocada en cualquier vivienda. El principal inconveniente es el coste de los pellets (30 Pta/kg.) Una estufa consume 0.5-2 kg./hora.

Los precios de estas estufas son elevados desde 240.000 la más barata y en almacén hasta 500.000 Pta sin ningún tipo de instalación.

• Clase 4: En esta clase se incluyen los insertables, compactos de chimeneas y recuperadores de calor en huecos de chimenea, estos pueden disponer o no de puerta y de doble cámara.

Se encuentran en una amplia gama de potencias. El primer condicionante es la superficie a calentar. Existe la posibilidad de unirlos a sistemas de calefacción mediante radiadores de agua convencionales o por salidas de aire caliente.

El incorporar un circuito de aire significa distribuir el aire caliente a través de salidas dispuestas por la vivienda con la única limitación de que no deben estar a menos de 5 m de distancia. También pueden llevar una instalación de tubos por debajo de la cámara de combustión que permitirían conducir agua caliente en circuito cerrado por otras dependencias.

En el caso de no disponer de puerta el rendimiento calorífico es muy bajo siempre que no se disponga de una doble cámara para que existiera una circulación de aire caliente por convección y por tanto el calor se transmitiría solo por radiación. Las opciones que presentan este tipo de insertables son principalmente de tipo estético o funcionales como puede ser la colocación de un cajón cenicero.

En las insertables con puerta se aprovecha mejor el calor, casi todas están diseñadas con doble cámara que permita la circulación de aire por convección además de por radiación. Las prestaciones de las insertables y las estufas de la clase 2 son muy similares, la diferencia entre estos dos sistemas es que mientras las estufas tienen cierta movilidad dentro de la vivienda, los insertables van empotrados en el hueco de la chimenea que tuviera la casa.

Las prestaciones son:

• Manera de regular las entradas de aire primario y secundario (manual, válvula)

• Turbinas

• Termostato. Acciona las turbinas cuando el aire alcanza una determinada temperatura

• Horno para cocinar

• Posibilidad de instalar calefacción para el resto de la casa mediante salidas de aire caliente a otras habitaciones, o colocación de radiadores.

En el caso de instalar la calefacción en otras habitaciones mediante salidas de aire, debe de tener una cámara de aire y un motor más potente, si el aire debe recorrer une distancia superior a 5 metros deben colocarse bombas (turboconvectores) que impulsen el aire hasta su destino.

Los precios pueden variar desde 45.000 la más simple hasta 250.000 Pta, sin incluir instalación. Como orientación aproximada tenemos 2 presupuestos para un insertable sin preinstalación alguna y con salida a 2 habitaciones además de donde se encuentra el aparato que incluyen:

Presupuesto 1 Presupuesto 2

Precio insertable: 130.000 150.000

Instalación y decoración 100.000 90.000

Cámara de aire 47.000 50.000

Instalación de tubos hasta habitaciones: 60.000-90.000 60.000

Total presupuesto 1: 337.000-367.000 Pta

Total presupuesto 2: 350.000 Pta

• Clase 5: Cocinas-estufas, además de preparar alimentos y calentar por radiación existe la posibilidad de incorporar sistemas para preparación de agua caliente sanitaria o para calefacción doméstica mediante circuitos de radiadores de agua.

La potencia va desde 15.000 kcal/h-3.000 kcal/h, y los precios pueden oscilar entre las 200.000 pta. y 350.000 pta.

4. ESTABLECIMIENTOS TURÍSTICOS

Las principales aplicaciones de la biomasa en establecimientos turísticos rurales son las de producción térmica. Entre los establecimientos que se incluyen en este apartado se encuentran tanto las redes de alojamientos rurales, cabañas, residencias y hoteles, así como restaurantes y mesones.

El uso de la biomasa en estos lugares, presenta un valor añadido, ya que es innegable el ambiente agradable y acogedor creado en una estancia climatizada con una estufa de leña. En el caso de alojamientos rurales del tipo cabañas, o viviendas unifamiliares, así como en restaurantes y mesones, los equipos y combustibles a emplear son los mismos que los citados para las aplicaciones domésticas.

En el caso de residencias, hoteles y cabañas que quieran optar por un sistema centralizado de calefacción o suministro de agua caliente sanitaria con biomasa, tienen la posibilidad de instalar calderas para calefacción y uso sanitario, disfrutando de energías aternativas a bajo precio. En cualquier caso, actualmente no es habitual la existencia de instalaciones colectivas con biomasa.

Foto: Chimenea en la recepción de un hotel.

En el mercado existe una amplia gama de estas calderas, que además de la tradicional leña, pueden consumir diferentes tipos de biomasa, como pueden ser:

• Orujo y orujillo.

• Cáscaras de almendras y avellanas.

• Serrines y virutas.

• Pacas de paja.

Las características de los equipos a utilizar dependerán sobre todo de la climatología del lugar, del volumen total a calentar, y del aislamiento que tengan las dependencias a climatizar. Los equipos existentes en el mercado abarcan una amplia gama de potencias y prestaciones para adaptarse a cada caso concreto.

Por ejemplo, si consideramos un bloque de 6 plantas con 12 pisos y 300 m2 cada planta, la dispersión del calor por las ventanas y paredes, hace que sea necesario calentar unos 5.000 m3. En tal caso se necesitará una caldera de 300.000 kcal/h que quemará unos 70 kilos de orujillo a la hora para producir agua caliente a 85ºC.

Se contempla que aproximadamente 2 kilos de orujillo equivalen a 1 kilo de gasóleo, y siendo el precio aproximado del orujillo de 6-7 Pta/kg. se estaría hablando de 490 Pta/h frente a 1.500 Pta/h utilizando una caldera de gasóleo con un consumo de 30 litros/h a 50 Pta/l.

Los precios de estos equipos no difieren en gran medida de aquellos que utilicen combustibles convencionales como pueden ser gasóleo o gas.

Existe la posibilidad de adecuar las instalaciones necesarias para cambiar de combustible en una caldera ya existente, mediante la colocación de un nuevo quemador.

Con esta transformación se puede reducir el consumo de combustible, mejorar la calidad del servicio de calefacción y reducir al mínimo las operaciones diarias de alimentación de los equipos.

Caldera de agua.TOSCOARAGONESA S.L.

5. APLICACIONES EN INSTALACIONES AGROGANADERAS E INVERNADEROS.

Las instalaciones a las que se refiere este apartado son principalmente, granjas, naves industriales, invernaderos, criaderos, etc. En las que las necesidades térmicas y eléctricas son de vital importancia para el desarrollo de la actividad.

Entre las aplicaciones de la biomasa en el sector agroganadero podemos distinguir entre aquellas que utilizan biomasa sólida como combustible (madera, cáscaras, orujos), y aquellas que utilizan el biogás procedente de la digestión anaerobia de efluentes ganaderos.

5.1. Biomasa sólida:

El uso de este tipo de biomasa para calefacción de granjas, naves e invernaderos es frecuente, siempre que se tenga asegurado el suministro regular de combustible, a unos precios asequibles para el empresario. Habrá que contar en la mayoría de los casos con un lugar de almacenamiento adecuado para el combustible.

En el mercado existen los equipos necesarios (quemadores, calderas) con potencias que abarcan desde las 40.000 kcal/h hasta equipos de alta potencia (950.000 kcal/h) para producir un caudal suficiente de aire caliente que se ajuste a las necesidades de cada caso.

Los combustibles que pueden emplearse son:

• Restos de madera.

• Orujillo y hueso de aceituna.

• Pacas de paja.

• Cáscaras de almendras y avellanas.

• Piñas

La elección de un tipo u otro de combustible, dependerá de la disponibilidad asegurada durante la época de demanda de calor, así como de su precio en la instalación.

Caldera de aire caliente Modelo GS 230. TOSCOARAGONESA S.L.

Por ejemplo, si consideramos la climatización de una instalación de 3.000 m3, sería conveniente una caldera de aire caliente con una potencia de 230.000-300.000 kcal/h , y que tiene un consumo de 40 kg de orujillo a la hora (modelo GS 230 de la marca TOSCOARAGONESA). Estas calderas son, en general, automatizadas, por lo que el manejo de las mismas es bastante sencillo.

El precio del orujillo oscila según las campañas, pero es normal que se situe en torno a las 6-7 Pta/kg, el precio de la caldera utilizada y los tubos necesarios para la conducción del aire (hasta 70 m de longitud) es de 1.560.000 Pta sin incluir transporte e instalación.

5.2. Biogás:

Los problemas del medioambiente se están convirtiendo en una parte cada vez más importante de la perspectiva agroganadera, el aumento del coste de la energía ha conducido, al mismo tiempo, a la necesidad de un método más eficaz de tratamiento.

La digestión anaerobia es una tecnología que resuelve los problemas ecológicos de los vertidos de granjas de animales, no solo sin consumo energético, sino con la posibilidad de obtención de energía, al mismo tiempo que se lleva a cabo la depuración de dichos vertidos.

Este proceso se puede realizar a la temperatura ambiente, utilizando balsas de profundidades superiores a los 3 metros, o bien empleando reactores de alta eficiencia, a temperaturas de 35-50ºC, en los que se recupera el biogás producido en el proceso para su utilización como combustible o transformación en energía eléctrica.

Los procesos de la digestión anaerobia están bien establecidos como un tratamiento técnico de residuos y, en la actualidad, son generalmente aceptados para la producción de energía a partir de los residuos de la granja. Hay muchas ventajas asociadas con este proceso:

• Producción de biogás.

• Reducción de la polución.

• Reducción de agentes patógenos.

• Reducción de los malos olores.

• Reducción de sólidos.

• Estabilización de los residuos.

• El uso del efluente líquido como fertilizante.

• El uso del efluente sólido como acondicionador del suelo.

En muchos casos no es siempre posible lograr un valor económico en todos los beneficios de la digestión. El valor del biogás como una fuente de energía es la recompensa financiera más tangible, y a menudo ha sido usado como la única justificación económica, auenque el valor de los otros beneficios procedentes de este proceso pueden exceder el valor del biogás y, sin embargo, han sido frecuentemente ignorados. En situaciones marginales pueden ser los beneficios de la reducción de la polución o la producción de fertilizantes, lo que pesa más para la instalación.

Esquema de digestor

Las tecnologías empleadas son bien conocidas y sus ventajas e inconvenientes y no es posible referirse aquí a todas ellas, pero los pasos generales de toda depuración anaerobia consisten básicamente en :

• Homogeneización.

• Tamizado

• Digestón anaerobia.

• Separación sólido-líquido.

• Almacenaje del biogás.

Foto de digestor

El biogás encuentra muchas aplicaciones, pero solo se llevan a la práctica unas pocas:

• Calefacción de viviendas, quemador atmosférico, quemador de ventilador.

• Secado de grano o heno(agua caliente, aire caliente)

• Aparatos de cocina (hornos, frigoríficos, etc.)

• Bomba de calor de gas (absorción- compresión)

• Alumbrado

• Motores (fijos, generación de electricidad, tractores)

6. APLICACIONES EN INDUSTRIAS

Las aplicaciones de la biomasa en la industria en el ámbito rural, tiene su mayor exponente en las industrias extractoras de orujo, y la utilización de orujillo como combustible en el proceso de secado del orujo antes de su extracción.

7. CONCLUSIONES

La principal ventaja de la biomasa frente a otras alternativas energéticas es su carácter de fuente energética renovable. El aprovechamiento de la biomasa como fuente energética puede considerarse especialmente beneficioso, ya que por sus características no requiere actividades extractivas responsables de impactos ambientales graves y de dificil recuperación posterior, no plantea problemas en su transporte, ni existe la posibilidad de graves accidentes en su manipulación, almacenamiento y aprovechamiento.

Además, en el caso de sus aplicaciones en el ámbito rural presenta ventajas adicionales, y es que las principales actividades generadoras de biomasa se producen en las zonas rurales, en el caso de los residuos agrícolas, forestales y ganaderos, la operación generadora de los mismos y su eliminación posterior son imperativos de la propia actividad, como cualquier otra labor. Así, el precio y la disponibilidad que alcanza un combustible biomásico autóctono puede llegar a ser atractivo para el usuario.

Todo ello, unido a la existencia de tecnologías en el mercado capaces de sacar el máximo provecho energético de la biomasa disponible, hacen que sea una opción a tener muy en cuenta en las zonas rurales.

En la siguiente tabla se realizará un resumen de las aplicaciones más comunes de la biomasa en zonas rurales:

SECTOR	APLICACIÓN	BIOMASA UTILIZADA
DOMESTICO	Calefacción	Leña, pellets, briquetas, cáscaras de almendra y avellana
			A.C.S.
	TURISTICO		Calefacción	Leña, pellets, briquetas, cáscaras de almendra y avellana, orujo y orujillo.
			A.C.S.
	AGROGANADERO	Calefacción	Leña, pellets, briquetas, cáscaras de almendra y avellana, orujo y orujillo, biogás.
		Electricidad	Biogas
INDUSTRIAL	Secado de orujo	Orujillo