· obtiene como resultado de la fermentación anaerobia (en ausencia de oxigeno) anteriormente...
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El aprovechamiento de la biomasa forestal se considera renovable si la tasa de extracción es igual a la tasa de su regeneración natural, y además, la cantidad extraída no debe afectar a la estructura y composición de los suelos.
LA BIOMASA FORESTAL:
La cantidad de biomasa disponible es muy variable según el tipo de bosque y la forma de explotación. Los costes de su recolección son muy elevados hasta el punto de no hacer viable su aprovechamiento en algunas ocasiones. Se estiman valores entre 0,03 y 0,06 €/kg, siendo el umbral de viabilidad para generación eléctrica 0,02 €/kg aproximadamente. Esto se debe a su localización dispersa en el territorio en una densidad baja (1-2 t/ha) y a las dificultades operativas de la maquinaria dentro de los montes. Sin embargo, cuestiones ambientales, prevención de incendios forestales, autosuficiencia energética y la generación de empleo pueden ser suficientes para lograr el apoyo público necesario para impulsar el uso de la biomasa como fuente de energía renovable.
A continuación, en las figuras 1, 2 y 3, se pueden apreciar los mapas que representan la distribución geográfica de las especies forestales y el potencial energético de los restos de las mismas en Extremadura.
Figura 1. Distribución geográfica de especies forestales en Extremadura. Fuente: elaboración propia
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Figura 2. Distribución espacial de las cantidades anuales de biomasa forestal. Fuente: elaboración propia
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Figura 3. Potencial Energético de la biomasa forestal. Fuente: elaboración propia
Una de las principales barreras existentes para la utilización energética de la biomasa es la imposibilidad de suministrar una cantidad constante que asegure la producción en las instalaciones de calor o electricidad. La viabilidad de cualquier proyecto dependerá en gran medida, tanto de la disponibilidad del recurso biomásico como de su gestión.
LOS RESIDUOS AGRÍCOLAS DE PODA:
La estimación y localización de las cantidades de biomasa que puede generar la actividad agrícola permitirá llevar a cabo un aprovechamiento planificado de éstas, en las que se tenga en cuanta tanto aspectos económicos como de conservación del medio ambiente.
En las siguientes figuras se muestran los mapas de distribución comarcal correspondientes a los diferentes residuos dispersos considerados:
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Figura 1. Mapa de distribución comarcal de los ramones de olivo
Figura 2. Mapa de distribución comarcal de los sarmientos de la vid
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Se definen como cultivos energéticos aquellas especies vegetales de crecimiento rápido que se plantan con el
objetivo de su recolección para obtención de energía o como materia prima para la obtención de otras sustancias
combustibles.
LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS:
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*ton.m.s. = Tonelada de materia seca, con menos de un 30% de humedad
A continuación se enumeran los aprovechamientos de los cultivos energéticos:
• Cultivos oleaginosos para biodiésel.
• Cultivos alcoholígenos para bioetanol
• Cultivos leñosos, para biomasa sólida.
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LOS RESIDUOS GANADEROS:
Podíamos decir que la correcta gestión y utilización de los productos residuales de cualquier actividad ganadera tiene como fin convertirlos en subproductos de gran utilidad que a su vez no presenten problema ambiental alguno. Lo que se ha venido haciendo hasta ahora es únicamente estercolar el suelo, incontroladamente originando deterioros en las aguas y obteniendo bajos resultados fertilizantes. Pero el correcto manejo de los residuos desde el momento mismo en que se producen debe encaminarse a evitar alteraciones o contaminaciones.
El primer tratamiento que los residuos deben recibir es la eliminación de los elementos gruesos mediante rejillas o tamices para enviarlos después a la fosa de recepción donde será batido con el fin de que adquiera una composición física y químicamente definida, evitando a su vez el depósito en el fondo de la fosa.
El siguiente paso es la separación mecánica, fundamentalmente con tamices o sistemas de presión, el residuo se separa en dos compuestos: uno sólido y otro líquido. Posteriormente, la parte sólida se someterá a una estabilización durante su fase de almacenamiento, mientras que la parte líquida será enviada a otra fosa para eliminar los lodos mediante sedimentación. Los lodos procedentes de esta sedimentación se llevan a fermentar junto con la parte sólida y el resto líquido se almacena en un depósito hasta el momento adecuado de su reciclado.
Una vez realizados las operaciones estas operaciones previas, los residuos se someten a los tratamientos que los convierten en productos útiles para otros procesos. Así, los sistemas de tratamiento puede agruparse en biológicos aerobios, biológicos anaeróbicos y físicos, principalmente.
Los tratamientos biológicos aerobios, consisten en desarrollar en presencia de oxigeno un cultivo de bacterias que utilizará la materia orgánica del residuo para desarrollarse. Una parte de la materia orgánica es eliminada bajo forma de gas (dióxido de carbono), mientras que otra es “contaminada” por bacterias.
Figura 1.Proceso de fermentación anaerobia en biodigestor.
Los tratamientos biológicos anaerobios siguen procesos idénticos a los anteriores, pero sin la presencia de oxigeno y puede potenciarse incorporando a los purines bacterias específicas, enzimas y levaduras, con lo que alcanzan mejores rendimientos. Este tratamiento es que se produce en los biodigestores para producir el biogás del que hablaremos en el punto siguiente.
Los tratamientos físicos, a diferencia de los anteriores, suponen elevados costes en instalaciones y mantenimiento, lo cual no se ve rentabilizado por la escasa revalorización de los productos. Los más importantes de este tipo son la deshidratación y la incineración.
La producción de biogás.
El biogás es un gas combustible compuesto principalmente de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), que se obtiene como resultado de la fermentación anaerobia (en ausencia de oxigeno) anteriormente descrita. El alto porcentaje en metano que contiene el biogás (entre el 50-70%) lo hace susceptible de un aprovechamiento energético mediante su combustión en motores, en turbinas o en calderas, bien sólo o mezclado con otro combustible. Así, 1 m3 de biogás equivale a la energía de 0.65 m3 de gas natural y puede llegar a producir 2.1 kWh de energía eléctrica renovable.
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Por otro lado, el proceso controlado de digestión anaerobia es uno de los más idóneos para la reducción de emisiones de efecto invernadero, el aprovechamiento energético de los residuos orgánicos y el mantenimiento y mejora del valor fertilizante de los productos tratados.
La digestión anaerobia puede aplicarse, entre otros, a residuos ganaderos, agrícolas, así como a los residuos de las industrias de transformación de dichos productos. Entre los residuos se pueden citar purines, estiércol, residuos agrícolas o excedentes de cosechas, etc. Estos residuos se pueden tratar de forma independiente o conjunta, mediante lo que se da en llamar co-digestión. La digestión anaerobia también es un proceso adecuado para el tratamiento de aguas residuales de alta carga
Figura 2. Esquema de generación energética con Biogás. Fuente: Probiogás
LOS RESIDUOS AGROINDUSTRIALES
En general estos residuos están condicionados a la actividad industrial que los genera. Este tipo de actividad, es
en muchos casos, estacional, lo que obliga a una logística de recogida más complicada para el abastecimiento de
plantas de generación eléctrica.
Enero Febr Marzo Abril Mayo Junio Julio Agos Sept Octub Noviem Diciem
Cáscara arroz Orujos uva
Residuo tomate Orujo aceituna
Alperujo
Tabla 1.- Estacionalidad de los residuos agroindustriales.
El residuo concentrado con mayor importancia cualitativa es el orujo de uva, con cantidades medias anuales
que superan las 120.000 t/año mh, representando un 37% del total regional. Le sigue el alperujo con cantidades
medias superiores a 100.000 t/año mh y los residuos del tomate con más de 60.000 t/año mh, en cantidades
mucho menores el orujo de aceituna y la cascarilla de arroz. La gráfica siguiente muestra la información anterior.
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Fuente: elaboración propia. Proyecto Biotermi.
Gráfico 1.- Análisis de la producción media anual de residuos concentrados.
Entre los combustibles más utilizados en aplicaciones eléctricas se encuentran los residuos de la industria
del aceite de oliva, como el orujillo y el alperujo, existiendo plantas de gran tamaño en el Sur de España que se
alimentan de estos combustibles. Otras industrias agroalimentarias (como por ejemplo las alcoholeras) también
tienen su cuota de importancia al producir energía eléctrica con sus propios residuos (cascarilla de arroz, granilla
de uva,…).
PROCESO ENERGIA OBTENIDA
MATERIA PRIMA
Electricidad Térmica Orujo húmedo Orujo seco Orujillo Hueso
Combustión directa X X X Ciclo de vapor X X X X X X Gasificación X X X X X
Metanización X X X
Tabla 1.- Resumen de las posibilidades de aprovechamiento energético de los subproductos de la industria del aceite de oliva.
37%
8%33%
20%
2%
ORUJO UVA ORUJO ACEITUNA
ALPERUJO RESIDUOS DE TOMATE
CASCARILLA DE ARROZ
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