DISEÑAN UNA PLANTA PARA APROVECHAR AL 100% LA BIOMASA FORESTAL

La Universidad de Salamanca está realizando un proyecto para diseñar una planta que permita el aprovechamiento integral de la biomasa de origen forestal. La idea es que los residuos puedan transformarse, por una parte, en energía térmica o eléctrica, y por otra, en cenizas que se aprovechen como fertilizantes para la agricultura y como material de construcción para proporcionar mejores cualidades a los hormigones. De esta forma, se eliminarían todos los residuos forestales sin tener que mandar nada a vertederos.

La iniciativa se enmarca en el Programa de Prototipos Orientados al Mercado de la Universidad de Salamanca, dentro del Proyecto de Transferencia de Conocimiento (T-CUE) de la Junta de Castilla y León y está desarrollado por María Isabel Pérez Rodríguez, alumna de Ingeniería Química, apoyada por la investigadora María del Carmen Márquez.

“Queremos transformar la fracción orgánica en energía por un proceso de pirólisis, gasificación y combustión, mientras que de la parte inorgánica se pueden aprovechar las cenizas que se generan en el proceso de combustión para la fabricación de fertilizantes o de hormigones de construcción”, declara la profesora de la Facultad de Ciencias Químicas.

Hasta el momento, sólo en contados casos se está aprovechando la posibilidad de generar energía a partir de la biomasa, mientras que el aprovechamiento de la ceniza sólo tiene lugar en el campo experimental. En los laboratorios ya están comprobadas sus propiedades, pero el reto ahora es trasladarlas a productos reales y a escala industrial.

En la actualidad, las cenizas sólo son un residuo que acaba en vertederos. Sin embargo, la idea de María Isabel Pérez es usarla como aditivo en los cementos que se están utilizando actualmente, lo cual presentaría “una serie de ventajas añadidas en cuanto a propiedades de resistencia mecánica y mayor vida útil del material”.

Agricultura

 En el terreno de la agricultura, la ceniza “actúa como fertilizante natural en los suelos”. Además, al provenir de residuos forestales “se cierra el ciclo, porque vuelve a aportar al suelo parte de los minerales que se han extraído”, comentan las investigadoras.

Por todo ello, este proyecto no sólo es viable, sino que muy probablemente se convertirá en imprescindible dadas las políticas energéticas de la Unión Europea. Por una parte, exigirá producir determinados porcentajes de energía a través de energías renovables, lo cual hace casi necesario este tipo de soluciones que aprovechen un recurso como la biomasa al máximo. Por otra parte, las normas europeas iden reducir la cantidad de residuos biodegradables que van a vertedero y ésta es una alternativa interesante porque "partimos de unos residuos biodegradables y los vamos a transformar en productos útiles al 100% sin producir ningún residuo".

Materia prima

 La materia prima serían desechos inútiles, biomasa procedente de desbroces o cortafuegos. Por eso, sería necesario situar la planta en algún lugar en el que no se le esté dando uso a estos residuos y donde el transporte hacia la futura instalación resulte barato. De hecho, al final del proyecto se propondrá una ubicación final.

La planta tendrá unas cinco hectáreas, el tamaño adecuado para la capacidad de producción elegida. La parcela contaría con una zona de entrada y almacenamiento de la biomasa, donde se recibe, se pesa y se realizan las primeras operaciones, como el astillado. Sería necesario después un horno y turbinas y generadores de energía. Finalmente, el diseño prevé la separación de la ceniza mediante cámaras de precipitación electrostática.

Proceso de investigación 

Como en todos los proyectos, la idea de diseñar una instalación de tratamiento de la biomasa dio paso a un proceso de investigación. “Teníamos que documentarnos sobre lo que ya existe y saber si el proyecto tendría una posible aplicación”, comenta María Isabel Pérez. Realizar un estudio de mercado es fundamental para saber si hay clientes interesados tanto la energía como los aditivos para fertilizantes u hormigones.

Asimismo, es necesario otro estudio sobre el tamaño que debería tener la planta para tratar el volumen de residuos deseado. La ubicación es otro elemento esencial, porque debe estar en un lugar donde los residuos forestales sean abundantes y porque el volumen de estos influirá, precisamente, en el tamaño final de la planta.

Cuando estas cuestiones previas están definidas, hay que diseñar los equipos para realizar los distintos tratamientos y distribuirlos de forma eficiente en la parcela que se ha elegido.

Una evaluación económica que tenga en cuenta todos estos factores es imprencindible para ver si la construcción de la planta sería rentable.

FUENTE: José Pichel Andrés/DICYT

UTILIZAN EL CALOR INTERNO DE LA TIERRA PARA CLIMATIZAR UN ECO-INVERNADERO BASADO EN LA GEOTÉRMIA

El Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario, NEIKER-Tecnalia, ha inaugurado hoy en sus instalaciones de Derio un invernadero geotérmico que aprovecha el calor del subsuelo para conseguir la temperatura idónea en su interior. Este novedoso sistema consigue climatizar la instalación de una forma respetuosa con el medio ambiente, ya que no contamina y reduce en más de un 60% la necesidad de otros combustibles. El proyecto ha supuesto una inversión de 200.000 euros y ha sido inaugurado por el viceconsejero de Pesca e Industrias Alimentarias del Gobierno Vasco, Jon Azkue, y la directora general de NEIKER-Tecnalia, Amaia Luquin.

La energía geotérmica, en su sentido más amplio, es el calor interno de la corteza terrestre. Aprovechar este calor como fuente de energía es una de las opciones más sostenibles desde el punto de vista medioambiental y económico. Los investigadores de NEIKER-Tecnalia han desarrollado un sistema que consiste, básicamente, en la instalación de un entramado de tubos, de unos 40 metros de longitud, a metro y medio de profundidad. Desde el exterior se bombea aire hacia los tubos para que circule a lo largo de todo el recorrido. Dado que la temperatura de la tierra es de unos 15º C, el aire se calienta y se expande a esa temperatura en el interior del invernadero manteniendo una temperatura más uniforme y reduciendo los saltos térmicos que generan mayor consumo energético. En las épocas de calor el efecto es el contrario, ya que la temperatura exterior puede ser muy elevada y, al pasar el aire por los tubos subterráneos, se consigue que el aire se refrigere y sea expulsado a unos 15º C.

Se trata de un sistema no contaminante y económico que solamente requiere la inversión de la infraestructura. Su único gasto energético es el necesario para alimentar la bomba eléctrica de aire que propicia su circulación por los tubos enterrados. La climatización del invernadero inaugurado hoy se complementa con unos 80 m2 paneles fotovoltaicos de última generación y una caldera de biomasa. Dentro de la instalación se cultivan pimientos y tomates.

La temperatura óptima de un invernadero es de unos 25º C en verano, cuando el aire exterior se encuentra entre 30 y 35º C, y de unos 21º C en invierno, cuando el ambiente externo se halla por debajo de los 10º C.

La tierra almacena el calor de los rayos del sol y se mantiene a una temperatura prácticamente constante durante todas las estaciones del año, lo que hace que la sensación sea de calor en inverno y de frescor en verano. En la península ibérica, a una profundidad superior a cinco metros, la temperatura del suelo es de alrededor de 15 grados, independientemente de las condiciones meteorológicas. Entre los 15 y 20 metros, el calor de la tierra aumenta hasta los 17º C aproximadamente.

Uno de los mayores problemas de la producción agrícola intensiva es la producción de calor para el funcionamiento de los invernaderos. El alto coste de los combustibles fósiles ha hecho que, en los últimos años, la producción no sea rentable y se busquen otros sistemas de energías alternativas y respetuosas con el medio ambiente. Lograr nuevas formas de climatizar los invernaderos es una de las líneas de investigación del centro tecnológico NEIKER-Tecnalia, cuya finalidad última es transferir estas nuevas tecnologías a los agricultores.

LA CROTALARIA (Crotalaria juncea) ES PROMETEDORA COMO UNA FUENTE DE BIOCOMBUSTIBLE

Resultados de estudios por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) sugieren que los agricultores de la región del sudeste de EE UU podrían utilizar la planta leguminosa tropical llamada la crotalaria (Crotalaria juncea) en sus rotaciones de cultivos cosechando esta planta anual como una fuente de biocombustible.

Este estudio, realizado por científicos en Florence, Carolina del Sur, apoya la prioridad del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés) de descubrir nuevas fuentes de biocombustible. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del USDA.

Ingeniero agrícola Keri Cantrell, agrónomo Philip Bauer, e ingeniero ambiental Kyoung Ro trabajan en el Centro de Investigación de Suelo, Agua y Plantas de las Llanuras Costeras mantenido por el ARS en Florence. Ellos compararon el contenido de energía de la crotalaria con el caupí (Vigna unguiculata), el cual es otro cultivo de cobertura comúnmente usado en esa región durante el verano, en los años 2004 y 2006.

Los investigadores cultivaron ambos cultivos en parcelas experimentales cerca de Florence y los cosecharon en el mismo día tres veces durante ambos años del estudio. La última cosecha en ambos años se realizó inmediatamente después de la primera dura helada de la temporada. Los científicos midieron la potencial producción de energía de ambas materias primas por la combustión directa. Esta información proveyó el valor calorífico más alto (HHV por sus siglas en inglés), el cual es un indicador de la cantidad de energía producida durante la combustión.

En el 2004, cuando había bastante lluvia, los rendimientos de biomasa producida por la crotalaria fueron más de 4,5 toneladas por acre. Esta cantidad es igual de 82,4 gigajoules de energía por acre, muy cerca a la cantidad de energía provista por 620 galones de gasolina y semejante a los rendimientos de energía de otros cultivos de bioenergía, los cuales tienen rendimientos de 30 a 150 gigajoules por acre.

El HHV de la biomasa de la crotalaria fue más alto que el del césped Panicum virgatum, el césped bermuda, el pasto brasilero y la alfalfa. Aunque una reducción en la lluvia causó una disminución en los rendimientos de biomasa de la crotalaria en el 2006, el HHV de la crotalaria en ambos años del estudio fue del 4 a 5 por ciento más grande que el del caupí.

Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista "Biomass and Bioenergy" (Biomasa y Bioenergia).

Lea más sobre esta investigación en la revista "Agricultural Research" de enero del 2012.