Equipamiento de un sistema de calefacción por biomasa

Un sistema de climatización con biomasa consta de una serie de equipos o sistemas principales:

Almacén de combustible: 

• Almacenamiento prefabricado, en forma de contenedor o tolva exterior, silo flexible, depósito subterráneo o tolva integrada en la propia caldera. 

• Almacenamiento de obra, bien como sala de nueva construcción o adaptación de una ya existente.

Sistema de alimentación: 

• Sistema manual: Utilizado en calderas pequeñas con almacenamiento tipo tolva o integrado.
• Tornillo sinfín: Es un sistema mecánico que conduce el combustible a lo largo de su longitud hasta el depósito que alimenta directamente a la caldera. Puede ser rígido, en codo o flexible.

Tornillo sinfín

• Sistema neumático: Una bomba  succiona el combustible del silo y lo bombea hasta la caldera.

Bomba neumática

Caldera:

Las calderas de biomasa pueden clasificarse teniendo en cuenta dos criterios: según el combustible que empleen (pellets, biomasa o multicombustibles) o según la tecnología que utilicen (calderas convencionales adaptadas para biomasa, calderas estandard de biomasa o calderas mixtas).

Todas ellas han de contar con cámara de combustión, zona de intercambio, cenicero y caja de humos.

Chimenea:

Similar a la de un sistema convencional, aunque de un diámetro ligeramente mayor, debido a que el volumen de humo es mayor porque la humedad de la biomasa al arder se convierte en vapor de agua.

Sistema de distribución de calor:
Igual que un sistema convencional.

Sistema de regulación y control:
Igual que un sistema convencional en cuanto a la interfaz de usuario.

ENplus®: Un sello de calidad europeo

Las múltiples marcas de calidad del mercado y las experiencias de fabricantes de calderas y usuarios con diferentes tipos de pellets, han llevado a la industria europea del pellet a implantar un certificado de calidad único, sencillo y eficiente: el ENplus®.

La certificación ENplus® tiene el objetivo de normalizar los parámetros de calidad de los pellets en Europa, que tienen que ver, entre otros, con el origen, la composición, la humedad, el contenido en cenizas o la durabilidad.

El sistema de certificación de la calidad ENplus® se basa en la norma Europea EN 14961-2 la cual se refiere a los pellets de madera para uso no industrial. En ella se dividen a los pellets de madera en tres calidades: la clase A1 representa pellets de madera virgen y residuos madera sin tratar químicamente, con bajos contenidos en cenizas, nitrógeno y cloro. Los combustibles con un contenido ligeramente más alto en cenizas, nitrógeno y/o cloro estarán dentro de la clase A2. En la clase B se permite utilizar también madera reciclada y residuos industriales aunque en ambos orígenes no se aceptan maderas que hayan sido tratadas químicamente y de hecho hay valores máximos muy estrictos para los metales pesados.

El sistema ha sido desarrollado por la Asociación Alemana del Pellet (DEPV) y por la Asociación Austriaca de productores de Pellets (Pro Pellets Austria). Los derechos de la marca ENplus® los posee el European Pellet Council (EPC) y cede en cada país los derechos a cada Asociación nacional (Avebiom en el caso de España). El principal objetivo del EPC es la promoción del uso de los pellets en Europa y la introducción de medidas para asegurar la calidad y seguridad.

En España, Avebiom ya ha sido contactada por alrededor de 20 empresas que se han mostrado interesadas en el proceso de certificación, de las cuales, 15 son  productores que representan el 35% de la capacidad de producción española instalada (unas 290.000 toneladas). De hecho, España ya cuenta con las 2 primeras empresas certificadas con el sello europeo ENplus®: Pellets Asturias SL, con su fábrica de Tineo y Enerpellet, con sus fábricas situadas en Muxika y Sahugo.

A partir de ahora el consumidor final tiene garantizada la calidad del pellet y los fabricantes, la máxima eficiencia en sus calderas. El pellet de calidad A-1 en sacos, la forma más sofisticada y cara de los biocombustibles sólidos para uso térmico, resulta un 40% más barato que el gasóleo para calefacción, según el IDAE.

Expobioenergía 2011

 

Expobioenergía 2011 será la VI edición de esta feria internacional especializada en bioenergía. En ella se dan cita, profesionales de los siguientes sectores, entre otros:

• Aprovechamiento de biomasa forestal y agrícola
• Cultivos energéticos
• Calor doméstico
• Generación de energía eléctrica y térmica
• Biocarburantes
• Biogás
• Biocombustibles sólidos
• Servicios bioenergéticos

El éxito obtenido en las anteriores ediciones ha convertido a Expobioenergía en un punto de encuentro único en el sector de la bioenergía y en un referente a nivel internacional, consolidándose como una cita ineludible para los profesionales del sector.

En esta edición, la feria contará al menos con 453 empresas y marcas procedentes de 24 países. Los países más representados, después de España, son Italia, Alemania y Austria. Resulta llamativa la presencia de expositores directos de Honduras, Brasil, Estados Unidos, Eslovenia y Holanda. Entre las marcas nuevas representadas encontramos algunas procedentes de Albania y Polonia.

Expobioenergía tendrá lugar del 18 al 20 de octubre de 2011 en Valladolid. Organizada por AVEBIOM y Fundación Cesefor, patrocinada por la Junta de Castilla y León y Gestamp Biomass, y con la colaboración del IDAE, la feria ofrece atractivas oportunidades a profesionales y emprendedores en uno de los pocos sectores que actualmente crece de forma imparable.

Más información en www.expobioenergia.com

Características de los biocombustibles sólidos

La heterogeneidad es la característica fundamental de la biomasa, y es precisamente esta heterogeneidad la que obliga a considerar varios aspectos a la hora de valorar las distintas biomasas para su uso como combustible:

El poder calorífico está relacionado directamente con el contenido de humedad del combustible. Un elevado porcentaje de humedad reduce la eficiencia de la combustión debido a que una gran parte del calor liberado se usa para evaporar el agua. Por ello, es necesario conocer del biocombustible su verdadero poder calorífico, aquel que hace referencia a la energía realmente aprovechable una vez evaporada el agua producida en la combustión.

Aquellas biomasas con alta densidad favorecen la relación de energía por unidad de volumen, requiriéndose equipos de calefacción de menor tamaño y aumentando el tiempo entre reposiciones de combustible. Del mismo modo, las biomasas con baja densidad requieren un mayor espacio de almacenamiento y transporte y además pueden presentar problemas en la alimentación de la caldera, lo cual complica el proceso de combustión y eleva los gastos del proceso.

Para la mayoría de los procesos es imprescindible que la biomasa tenga un contenido de humedad inferior al 30%. Muchas veces, la materia prima para elaborar los biocombustibles sólidos llega a la planta de producción con un contenido de humedad muy superior, lo que obliga a realizar operaciones de secado antes de poder ser utilizado. El exceso de humedad en los biocombustibles sólidos conlleva:

• Gran cantidad de elementos volátiles, que ofrecen una pérdida en la eficiencia energética. 
• Un bajo poder calorífico, que pondría en entredicho las expectativas en relación a la sustitución de otros combustibles. 
• Cenizas en grandes cantidades que pueden ocasionar problemas de limpieza en los equipos. 
• Problemas en el funcionamiento de las calderas, afectando a su durabilidad. 
• Necesidad de un lugar de almacenamiento de combustible mayor.

A mayor porcentaje de cenizas, menores rendimientos energéticos y mayores problemas de mantenimiento y limpieza.

Actualmente, existe una norma europea "Biocombustibles sólidos: Especificaciones y clases de combustibles" que regula estos y otros aspectos. La existencia de una normativa sobre biocombustibles es básica para:

• Garantizar una calidad común en todo el país o región, sistemas de almacenamiento, transporte y combustión.
• Definir los indicadores de calidad y los valores límite.
• Conferir seguridad legal a los agentes implicados.
• Informar al consumidor de las distintas calidades del producto.

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Calor Vivo ya no es un proyecto...

...Calor Vivo ya existe. 

La idea que surgió hace unos meses se ha convertido en realidad. Un reportaje en televisión encendió la bombilla. Desde entonces nuestro pensamiento no ha dejado de girar en torno a una sola cosa: biomasa. Ganarse la vida en un negocio propio es el sueño de muchos, algunos lo intentan, unos pocos lo consiguen. No se trata de enriquecerse, sino de la satisfacción de trabajar en algo tuyo, en lo que pones toda tu ilusión, dedicación y esfuerzo. 

En Calor Vivo nos dedicamos a la proyección, instalación y mantenimiento de equipos de calefacción y agua caliente alimentados con biomasa.

Acaba de germinar una semilla,  poco a poco dará fruto.

Pellet

Los sistemas de calefacción por biomasa pueden alimentarse con una gran variedad de combustiblesbiomásicos. Los más utilizados son las astillas, pellets, cortezas, residuos agroindustriales como los huesos de aceituna, cáscaras de frutos secos (almendra, piñón…), poda de vid, poda de olivo, etc. Estos combustibles normalmente tienen la ventaja común de su bajo coste, pero sus características son variables, fundamentalmente en lo que se refiere al poder calorífico y la humedad.

En los últimos tiempos, la tendencia es hacia el uso de combustibles de granulometría mediana y pequeña, pero homogénea, lo que permite un manejo automático o semiautomático que elimine las incomodidades tradicionales del uso de la biomasa a nivel doméstico. 
El combustible por excelencia de este tipo es el pellet. 

Los pellet de biomasa son un biocombustible estandarizado a nivel internacional. Se conforman como pequeños cilindros, con diámetros normalmente comprendidos entre 6 y 12 mm y longitudes de 10 a 30 mm. Generalmente para su fabricación se utilizan materiales residuales de las industrias de transformación de la madera tales como virutas, serrines, polvo de lijado, etc. También es posible utilizar residuos de poda agrícola y de limpieza forestal. En este caso se requiere una serie de tratamientos previos de los residuos como el secado, astillado y/o molienda debido a que las operaciones de peletizado necesitan unas condiciones de humedad y granulometría especiales.
 
Proceso productivo de pellets:
La biomasa, para su adecuado peletizado, ha de presentarse lo más homogénea posible y con unas características de humedad (entre el 8 y el 10%) y granulometría (entre 6 y 8 mm) determinadas y constantes en el tiempo.

Proceso fabricación pellets

1. Suministro de materia prima a la planta. En todo caso, deberá ser una materia prima de buena calidad (de bajo contenido en sílice y otras materias minerales) y presentar homogeneidad en composición, humedad y granulometría. 
2. Secado forzado. El secado es una operación imprescindible por la elevada humedad de la materia prima.
3. Refinado del material. El material, una vez secado, se hace pasar por un molino refinador que iguala los tamaños de partícula a un máximo de 5 mm. 
4. Compactación. Se trata de hacer pasar el material a través de una matriz perforada, mediante la aplicación de una gran presión (por encima de 100bar) con unos rodillos. Este proceso recibe la denominación de peletizado y en él no se utilizan productos químicos, sino simplemente presión y vapor, aunque es posible encontrar también un porcentaje reducido de aditivos biológicos.
5. Enfriado. Una vez elaborados los pellets se deben enfriar suave y lentamente para evitar que se produzcan fisuras.
6. Almacenamiento y logística. Generalmente el almacenamiento se realiza en sacos de 15 ó 25 kg, en big-bags de 800 a 1000kg o en una tolva para la distribución a través de camiones cisterna. 

Existen unos estándares europeos utilizados por la gran mayoría de fabricantes de pellets y calderas de biomasa. Estos pellets están caracterizados por:

• Densidad media de 700 kg/m³. Esta elevada densidad proporciona una ventaja en el transporte y el almacenamiento.
• Bajo contenido en cenizas (cerca de 0.5%) y humedad (6-8%)
• Elevado poder calorífico en función de la materia prima con la que han sido fabricados, que alcanza valores de hasta 4.000-4.500 kcal/kg. Es interesante saber que dos kilogramos de pellets equivalen a un litro de gasóleo.   

Biomasa vs gasoil

Hay muchas razones para considerar la instalación de un sistema de calefacción alimentado con biomasa en viviendas unifamiliares, en calefacciones centralizadas de edificios o en redes de calefacción centralizadas (calefacción de distrito). Además de los evidentes beneficios medioambientales y socio-económicos, a nivel de usuario puede ser una solución económicamente atractiva, especialmente en un momento en que el precio de los combustibles fósiles no deja de aumentar.

Los conflictos internacionales y el aumento del consumo de petróleo por parte de economías emergentes como China e India han provocado en los últimos años una elevada inestabilidad y tendencia al alza en los precios del petróleo. En 2008 llegamos a máximos históricos de 146,69$, hoy el precio del barril es de 117,66$.

Evolución del precio del barril Brent en los últimos 2 años (Fuente: Expansión)

No se prevé una estabilización de los precios, si bien al contrario se especula con continuas subidas del petróleo y sus derivados. En concreto, el precio del gasóleo de calefacción ronda el euro por litro.

Fuente: Cores (Boletín nº 161 - Abril 2001)

La principal ventaja económica de la biomasa sobre el gas natural o el gasóleo, y mucho más respecto a los gases licuados del petróleo o la electricidad, radica en el menor coste del combustible y en una mayor estabilidad del precio de éste, al no depender de los precios del petróleo.
Existen en el mercado una gran variedad de combustibles, el más extendido por su gran poder calorífico y su comodidad de uso es el pellet pero también es el más caro porque es el más elaborado. Las astillas o las cáscaras de frutos secos son más económicos. Un kg de pellets cuesta aproximadamente 22 céntimos de euro y es necesaria la combustión de 2,2 kg de pellets para obtener un poder calorífico semejante al de un litro de gasoil.

Esto significa que obtener el mismo calor con pellets nos costaría 0,48 €, algo menos de la mitad de lo que nos cuesta con gasóleo, lo que quiere decir que sustituir una caldera de gasoil por una alimentada con pellets nos supondría un ahorro en combustible del 50%.

Estos datos son aproximados y variables en función del tipo de caldera, de combustible, tiempo de funcionamiento, subvención obtenida, etc.

En general, instalar un sistema de calefacción por biomasa supone un coste de inversión incial mayor que su equivalente de gas o gasóleo. Sin embargo, el Gobierno de España, a través del IDAE y de las Administraciones Autonómicas, intentan potenciar la sustitución y colocación de nuevas instalaciones de biomasa, ofreciendo subvenciones de hasta el 50% del total de los equipos que se instalen.
Esto, unido al precio estable del combustible, hace que la amortización de la diferencia de inversión en estos equipos se produzca a corto - medio plazo. Si además consideramos que la vida útil estimada de las calderas ronda los 20 años podemos entender que la instalación de calderas de biomasa es algo más que un ahorro, es una inversión a futuro.

Beneficios medioambientales y socio-económicos de la biomasa

La biomasa contribuye a la conservación del medioambiente, debido a que sus emisiones a la atmósfera son inferiores a las de otros combustibles por su bajo contenido en azufre, nitrógeno y cloro. La mayor ventaja es el balance neutro de CO2, al cerrar el ciclo de carbono que comenzaron las plantas en su crecimiento. Por tanto, se puede decir que las emisiones de la biomasa no son contaminantes, ya que su composición es básicamente parte del CO2 captado por la planta origen de la biomasa, y vapor de agua.

Adicionalmente, un porcentaje de la biomasa que se usa para producir energía procede de materiales residuales que es necesario eliminar. Es importante resaltar que el aprovechamiento energético supone “convertir un residuo en un recurso”, de esta forma se consigue gestionar residuos procedentes de podas y limpieza de bosques, rastrojos y podas agrícolas, disminuyendo el riesgo de incendios, enfermedades y plagas, y su propagación, y a su vez dando un valor a los residuos para que sean aprovechados y reutilizados.

La biomasa que se usa para su transformación en energía es un recurso disperso en el territorio, que puede tener gran incidencia social y económica en el mundo rural. Además del desarrollo de nuevas actividades, su utilización genera puestos de trabajo en el medio rural estables, bien remunerados y supone una nueva fuente de ingresos para las industrias locales. Esta oferta de empleo permite fijar la población en los núcleos rurales evitando con ello alguno de los problemas sociales derivados de la emigración hacia los grandes núcleos urbanos, como el abandono de las actividades del mundo rural, la aparición de zonas agrícolas marginales y el desempleo en las grandes ciudades. Por otra parte, da lugar a la aparición de nuevos tipos de negocio, nuevas empresas, nuevas infraestructuras y servicios en las zonas rurales.

Desde el punto de vista de los agricultores, aparecen nuevas prácticas agrícolas distintas a las tradicionales (alimentación, sector papelero, del mueble, etc.), generando un equilibrio en sus ingresos a través de un mercado más amplio para sus productos. Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado alimentario.

Fuente: IDAE

Biocombustibles

El desarrollo del mercado de la biomasa ha permitido que en la actualidad exista una gran variedad de biocumbustibles sólidos susceptibles de ser utilizados en sistemas de climatización de edificios. De entre todos ellos, los tipos de biomasa comerciales empleados comúnmente para sistemas de calefacción son:

• Pellets de biomasa: Se conforman como pequeños cilindros procedentes de la compactación de serrines y virutas molturadas y secas, provenientes de serrerías, de otras industrias, o se producen a partir de astillas y otras biomasas de diversos orígenes.

• Astillas: Las astillas de madera son trozos pequeños de entre 5 y 100 mm de longitud. En función de su procedencia y calidad, podemos distinguir astillas de clase 1 y de clase 2. Las primeras provienen de la industria de la primera y segunda transfomación de la madera o maderas forestales muy limpias, mientras que las segundas proceden de tratamientos silvícolas, agrícolas y forestales (podas clareos, entresacas, cultivos energéticos leñosos, etc).

Astillas

Virutas

• Residuos agroindustriales: Los residuos agroindustriales adecuados para su uso como combustible en calderas de biomasa son fundamentalmente los provenientes de las industrias de la producción de aceite de oliva y aceituna, de las alcoholeras y la uva, y de los frutos secos.

Cáscara de frutos secos

Huesos de aceituna

Orujo

• Combustibles tradicionales: leña y briquetas: Aunque su uso se da con menor frecuencia que el del resto de los biocombustibles sólidos presentados previamente, existen también calderas modernas diseñadas para su uso con leña o briquetas.

Leña

Briquetas

La leña proviene de trocear troncos que no van a ser utilizados para generar madera, y pueden producirse localmente por los propios usuarios.

Las briquetas son cilindros de biomasa desificada de tamaño superior al del pellet, provenientes normalmente de serrines y virutas de aserraderos. Suelen sustituir a la leña en las calderas.

Biomasa ¿la moda "bio"?

Desde que existen en el mercado productos "bio" y "eco" nos hemos familiarizado de tal modo con estos prefijos que inmediatamtente relacionamos cualquier cosa que los contenga con biológico, ecológico y saludable y, por tanto, bueno. Las estrategias de marketing han puesto de moda lo "bio" y lo "eco" y su verdadero sentido se ha perdido. La prueba la tenemos en que esos mismos productos ecológicos y biológicos también son de "usar y tirar" y continuamos generando toneladas de basura, seguimos utilizando diariamente productos altamente contaminantes y perjudiciales para la salud pero que nos hacen la vida más fácil y seguimos usando indiscriminadamente recursos energéticos que agotan el planeta y emiten gases de efecto invernadero. Todos estos abusos nos hacen replantearnos nuestro futuro y el de nuestro planeta. Afortunadamente, cada vez son más las iniciativas verdaderamente ecológicas y respetuosas con el medio ambiente sin tener que renunciar a las comodidades del mundo moderno.

Concretamente, en lo que se refiere al campo energético, además del deseo de preservar el medio ambiente, también la subida de precios de los combustibles convencionales y las necesidades de autosuficiencia energética  hacen patente la necesidad de recurrir al uso de energías renovables. De entre ellas, vamos a centrarnos en la que ha acompañado al hombre desde el descubrimiento del fuego, suministrándole energía para calentarse, para alimentarse y para iluminar sus pasos: la biomasa.

La Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), utiliza la definición de la Especificación Técnica Europea CEN/TS 14588 para catalogar la biomasa como " todo material de origen biológico excluyendo aquellos que han sido englobados en formaciones geológicas sufriendo un proceso de mineralización", entre estos últimos estarían el carbón, el petróleo y el gas. Por tanto, biomasa es el conjunto de materia orgánica, de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes de su transformación natural o artificial. Así, la biomasa puede agruparse en cuatro categorías:

• Residuos forestales: Se originan en los tratamientos y aprovechamientos de las masas vegetales tanto para la defensa y mejora de éstas como para la obtención de materias primas para el sector forestal (maderas, resinas)
• Residuos agrícolas: Su principal fuente de suministro lo constituyen las podas de olivos, viñedos y árboles frutales, así como los que se obtienen durante la cosecha de algunos cultivos como los de cereales (paja) o maíz (cañote)
• Residuos de industrias forestales y agrícolas: Las astillas, las cortezas o el serrín de las industrias de primera y segunda transformación de la madera y los huesos, cáscaras y otros residuos de la industria agroalimentaria (aceite de oliva, conservera, frutos secos...)
• Cultivos energéticos: Son cultivos de especies vegetales destinados específicamente a la producción de biomasa (cardo, sorgo y colza etíope)

La biomasa como energía renovable consiste en el uso de productos obtenidos a partir de materia orgánica para producir energía.

De esta definición se desprende una amplia gama de biocombustibles, cuyas aplicaciones energéticas son diversas. La energía producida con biomasa puede utilizarse para calefacción y producción de agua caliente en el sector doméstico (viviendas unifamiliares, comunidades de vecinos, barrios o municipios enteros), calor para procesos industriales y generación de electricidad.

La biomasa no es una moda, no es marketing, no es pasajera, hemos dependido de ella durante miles de años y aún hoy seguimos utilizándola para satisfacer nuestras necesidades básicas de calor, agua caliente y alimento. El hacer de nuestro planeta un lugar más agradable para vivir depende de multitud de factores y todos ellos están en nuestras manos. Apostar por las energías renovables sin emisiones de CO2 a la atmósfera es actuar hoy para asegurar el futuro de nuestros hijos y nietos. Apostar por la biomasa es un granito de arena para hacer un mundo mejor.

¿Qué es Calor Vivo?

En las últimas décadas no hay día en que no se hable del cambio climático y de sus consecuencias. Por eso, no nos resulta novedoso saber que las emisiones de CO2 a la atmósfera son las responsables del cambio climático y que estos gases de efecto invernadero se generan principalmente por la quema de recursos energéticos fósiles como el carbón, el gas natural o el petróleo. Sin embargo, estos combustibles se han convertido en imprescindibles en nuestra vida, ya que son la base para la producción de corriente eléctrica, de calor, así como para la fabricación de múltiples productos.

La responsabilidad respecto al medio ambiente, la escasez de los combustibles de origen fósil y el incremento del precio de la energía hacen que los países se replanteen su futuro energético y que se tienda cada vez más hacia la utilización de energías renovables, más respetuosas con el medio ambiente y cuyo precio es relativamente estable.

CALOR VIVO es aún un proyecto desde el que queremos contribuir a que la dependencia de los recursos energéticos fósiles llegue a su fin. Para ello, apostamos por generar calor a partir de un recurso energético vivo como es la biomasa, que respeta los ciclos naturales del ecosistema, que es abundante en nuestra región y cuyo precio es menor.

En este blog aparecerá información relacionada con la utilización de la biomasa para calentarnos, noticias, eventos, ferias... esto y alguna cosa más, porque CALOR VIVO es aún... un proyecto.