tesis granifo residuos madera(1)

8/8/2019 Tesis Granifo Residuos Madera(1)

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FACULTAD DE ECOLOGA Y RECURSOS NATURALESESCUELA DE INGENIERA AMBIENTAL

RECUPERACIN DE LOS RESIDUOSDE LA MADERA PARA USOENERGTICO EN LAREGIN

METROPOLITANA

RODOLFO ANDRS GRANIFO VSQUEZ

Proyecto de Ttulo para optar al Ttulo Profesionalde Ingeniero Ambiental

Profesor Gua:CRISTIAN ARANEDA OYANEDER

Santiago, 2009


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NDICE DE CONTENIDOS

1. INTRODUCCIN ................................................................................................ 6

2. OBJETIVOS ......................................................................................................... 7

2.1 Objetivo General .............................................................................................. 72.2 Objetivos Especficos....................................................................................... 7

3. REVISIN BIBLIOGRFICA ............................................................................ 8

3.1 Energa y crecimiento econmico .................................................................... 8

3.1.1 Consumo energtico a nivel mundial ........................................................ 8

3.1.2 Principales energas utilizadas en el mundo............................................ 11

3.1.3 Matriz energtica chilena ........................................................................ 12

3.1.4 Sector elctrico chileno ........................................................................... 13

3.1.5 Participacin de fuentes ERNC en el sector elctrico............................. 153.1.6 Operacin en funcin de los costos......................................................... 16

3.2 Impactos ambientales asociados al uso de combustibles fsiles.................... 17

3.2.1 Cambio climtico .................................................................................... 17

3.2.2 Efectos observados en el clima ............................................................... 18

3.2.3 Causas del cambio climtico................................................................... 19

3.2.4 Respuesta internacional al cambio climtico. ......................................... 20

3.3 Energas renovables no convencionales (ERNC)........................................... 22

3.3.1 Actualidad y futuro a nivel mundial de las ERNC.................................. 233.3.2 Fomento a las ERNC en Chile ................................................................ 24

3.4 Biomasa.......................................................................................................... 24

3.4.1 Caractersticas y beneficios de la biomasa.............................................. 25

3.4.2 Consumo mundial de la biomasa ............................................................ 26

3.5 Generacin de residuos de la madera en la Regin Metropolitana................ 26

3.5.1 Industria de la madera en Chile............................................................... 26

3.5.2 Residuos de la industria secundaria de la madera................................... 27

3.6

Demanda de los residuos de la madera como combustible en la ReginMetropolitana ................................................................................................. 31

3.6.1 Combustin industrial ............................................................................. 31

3.6.2 Sistemas de Combustin en la Regin Metropolitana ............................ 34

3.6.3 Normativas aplicables a fuentes fijas en la Regin Metropolitana ......... 35

3.7 Efectos ambientales de la utilizacin de residuos de la madera comocombustible .................................................................................................... 38


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3.7.1 Reduccin de Gases Efecto Invernadero................................................. 38

3.7.2 Reduccin de GEI por residuos de la madera en rellenos sanitarios ...... 39

3.7.3 Presencia de preservantes en los residuos de madera ............................. 40

3.8

Evaluacin econmica de un proyecto de recuperacin de residuos de lamadera ............................................................................................................ 44

3.8.1 Preparacin y evaluacin de proyectos ................................................... 44

4. METODOLOGA PROPUESTA ....................................................................... 48

4.1 Estimacin de la generacin de residuos de la madera en la ReginMetropolitana ................................................................................................. 48

4.1.1 Industria del mueble................................................................................ 48

4.1.2 Sector de la construccin ........................................................................ 48

4.1.3 Maderas elaboradas, centros de acopio y envases de madera ................. 49

4.2 Demanda de los residuos de madera como combustible en la ReginMetropolitana ................................................................................................. 52

4.2.1 Demanda actual de los residuos de madera como combustible .............. 52

4.2.2 Demanda potencial de los residuos de madera como combustible ......... 52

4.2.3 Demanda potencial de biomasa para calefaccin residencial ................. 52


4.3.1 Poder calorfico de los combustibles....................................................... 53

4.3.2 Factores de emisin................................................................................. 53

4.3.3 Disminucin de CO2 equivalente por sustitucin energtica.................. 54

4.3.4 Disminucin de CO2 equivalente proveniente de rellenos sanitarios ..... 55

4.4 Evaluacin econmica de un proyecto de recuperacin de residuos de lamadera ............................................................................................................ 56

4.4.1 Descripcin del proyecto......................................................................... 56

4.4.2 Proyecto alternativo ................................................................................ 65

4.4.3 Estimacin de Emisiones de GEI asociadas al proyecto......................... 67

4.4.4 Anlisis econmico ................................................................................. 68

4.4.5 Optimizacin de rutas de recoleccin ..................................................... 694.4.6 Emisiones asociadas al proyecto ............................................................. 69

5. RESULTADOS ESPERADOS........................................................................... 71

5.1 Generacin de residuos de la madera en la Regin Metropolitana................ 71

5.1.1 Industria del mueble................................................................................ 71

5.1.2 Sector de la construccin ........................................................................ 71


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5.1.3 Maderas elaboradas, centros de acopio y envases de madera ................. 72

5.2 Demanda de los residuos de madera como combustible en la ReginMetropolitana ................................................................................................. 73

5.2.1 Demanda actual de los residuos de madera como combustible .............. 73

5.2.2 Demanda potencial de los residuos de madera como combustible ......... 73

5.2.3 Demanda potencial de biomasa para calefaccin residencial ................. 74


5.3.1 Disminucin de CO2-eq por sustitucin energtica ................................ 74

5.3.2 Disminucin de CO2- eq proveniente de rellenos sanitarios................... 75

5.4 Evaluacin econmica de un proyecto de recuperacin de residuos de lamadera ............................................................................................................ 75

5.4.1 Proyecto de recuperacin de residuos de la madera en la ReginMetropolitana .......................................................................................... 75

5.4.2 Proyecto alternativo de recuperacin de residuos de madera ................. 77

5.4.3 Emisiones asociadas al proyecto ............................................................. 78

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.................................................. 80

7. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS................................................................ 83

8. ANEXOS ............................................................................................................ 89

Anexo N 1. Centrales del SIC, que utilizan biomasa como combustible............... 89

Fuente: CDEC-SIC, 2007. ....................................................................................... 89

Anexo N 2. ERNC en generacin elctrica a nivel mundial............................ 90

Anexo N 3. Tecnologas de combustin para biomasa .......................................... 91

Anexo N 4. Registro Fuentes Fijas Regin Metropolitana, Julio 2006.................. 92

Anexo N 5. Clasificacin de calefactores residenciales......................................... 93

Fuente: Anteproyecto Actualizacin PPDA. ........................................................... 93

Anexo N 6. Valores lmites de emisin para la incineracin y coincineracin...... 94

Anexo N 7. Cuestionario tipo................................................................................. 96

Anexo N 8. Listado de fuentes Fijas Regin Metropolitana, Marzo 2008............. 97

Anexo N 9. Flujo de fondos del proyecto de recuperacin en la ReginMetropolitana ................................................................................................. 99

Anexo N 10. Flujo de fondos del proyecto alternativo ........................................ 101


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NDICE DE TABLAS

Tabla 3.1. Costos de generacin por tipo de centrales.....................................................17Tabla 3.2. Caractersticas qumicas de la biomasa (base seca)........................................25Tabla 3.3. Produccin fsica nacional, industria del mueble............................................28Tabla 3.4. Superficie edificada Regin Metropolitana ....................................................29Tabla 3.5. Composicin de los residuos de la construccin ............................................30Tabla 3.6. Potenciales de gases efecto invernadero .........................................................39Tabla 3.7. Estructura bsica flujo de fondos....................................................................46Tabla 4.1. Poder calorfico de distintos combustibles......................................................53Tabla 4.2. Factores de emisin para GEI.........................................................................54Tabla 4.3. Materia prima necesaria..................................................................................58Tabla 4.4. Puntos generadores seleccionados ..................................................................60Tabla 4.5. Distancia en km, entre puntos generadores.....................................................60Tabla 4.6. Factores de emisin para GEI del transporte terrestre....................................67Tabla 5.1. Residuos de la madera en la industria del mueble ..........................................71Tabla 5.2. Residuos de la madera sector construccin, Regin Metropolitana ...............71Tabla 5.3. Nmero de empresas ISM, Regin Metropolitana..........................................72Tabla 5.4. Tamao de la muestra calculado para cada actividad.....................................72 Tabla 5.5. Demanda potencial de residuos de madera para calefaccin residencial........74 Tabla 5.6. Determinacin de CO2-eq producido por residuos de madera........................74Tabla 5.7. Optimizacin de ruta.......................................................................................76Tabla 5.8. Costos variables ..............................................................................................76Tabla 5.9. Depreciacin de activos ..................................................................................76Tabla 5.10. Clculo emisiones de CO2-eq asociadas al proyecto ....................................78

NDICE DE FIGURAS

Figura 3.1. Relacin PIB vs consumo elctrico en GWh mundial, ao 2005.............. 8Figura 3.2. Energa primaria vs PIB, en pases OECD y Chile ................................... 9Figura 3.3. Relacin PIB vs consumo elctrico en Chile........................................... 10Figura 3.4. Relacin PIB vs Consumo elctrico en pases OECD............................. 11Figura 3.5. Comparacin suministro elctrico en el mundo ..................................... 12Figura 3.6. Participacin por tipo de combustible, ao 2007..................................... 14Figura 3.7. Capacidad instalada por tipo de central, ao 2007 .................................. 15Figura 3.10. Evolucin anual de los GEI................................................................... 20Figura 3.11. Participacin de la biomasa a nivel mundial, ao 2006......................... 26

NDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustracin 1. Esquema proyecto de recuperacin de residuos de la madera.............57Ilustracin 2. Puntos generadores de residuos de la madera seleccionados............... 60


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2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo General

Evaluar la generacin de los residuos de madera por actividades de transformacin de la

misma (recortes, aserrn, virutas, pallets, restos de la construccin, entre otros) en laRegin Metropolitana, con el objeto de evaluar sus usos.

2.2 Objetivos Especficos

a. Dimensionar la generacin de los residuos de madera en la ReginMetropolitana, identificando los principales puntos de generacin en la industria,comercio, centros de acopio de residuos, sector de la construccin, entre otros.

b. Dimensionar la demanda actual y la demanda potencial de productos derivadosde los residuos de madera (aserrn, viruta, pellets, entre otros), como combustible

en procesos industriales y no industriales, en la Regin Metropolitana.

c. Determinar los efectos ambientales que podra generar la utilizacin de residuosde la madera, en sustitucin energtica, especialmente respecto de la disminucinde la emisin CO2 equivalente, por sustitucin de combustibles fsiles, y evitarsu degradacin en rellenos sanitarios.

d. Presentar la metodologa de una evaluacin econmica para un proyecto derecuperacin de residuos de la madera, con el objeto de verificar su pre-

factibilidad, para lo cual se utilizar como proyecto alternativo, el transporte demateriales similares desde otras regiones del pas.


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3. REVISIN BIBLIOGRFICA

3.1 Energa y crecimiento econmico

La energa es fundamental en la sociedad moderna, y su abastecimiento impacta

directamente en el desarrollo ambiental, social y econmico de los pases. El desarrolloy la calidad de nuestra vida y de nuestro trabajo son totalmente dependientes de unabastecimiento energtico abundante, continuo y econmicamente eficiente (RUDNICKVAN WYNGARD, 2006).

3.1.1 Consumo energtico a nivel mundial

El crecimiento econmico y el consumo energtico van intrnsecamente ligados en lasociedad moderna, el paradigma actual indica que a ms energa utilizada, mayorcrecimiento econmico. Este acoplamiento entre economa y energa se ilustra en laFigura 3.1, donde se relaciona el producto interno bruto (PIB), que corresponde al valor

total de los bienes y servicios producidos en el territorio de un pas en un perododeterminado, con la energa elctrica consumida per cpita. Los pases desarrolladoslideran con productos cercanos a los 30 mil dlares per cpita, y consumos sobre los6000 GWh per cpita. Los pases de mayor desarrollo de Amrica Latina, en cambio,estn en torno a 5 mil dlares y 2000 GWh. No es sorprendente entonces que mientraslos pases industrializados tienen crecimientos del consumo elctrico del orden de 1 a2% anual, Amrica Latina ha experimentado un crecimiento promedio sobre el 5% enlos ltimos diez aos (RUDNICK VAN WYNGARD, 2006).

Figura 3.1. Relacin PIB vs consumo elctrico en GWh mundial, ao2005 (IEA, 2008)

Uno de los indicadores globales ms frecuentemente utilizado para reflejar lastendencias del uso de la energa, es la Intensidad Energtica, que relaciona el consumode energa a una variable macroeconmica (ej.: GigaCal/PIB o TEP/PIB) (CNE-WEB,2008). De forma anloga, se puede relacionar el consumo elctrico con una variablemacroeconmica (ej.: GWh/PIB).


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Algunos expertos utilizan este mtodo para ver la tendencia sobre eficiencia energtica,pero un anlisis de este tipo tiene muchas limitaciones (OECD, 2008).

La Organizacin para la Cooperacin y Desarrollo Econmico (OECD, por sus siglas eningls), pone a disposicin una serie de indicadores que son una herramienta esencial

que proporciona una descripcin global de las tendencias econmicas, sociales yambientales de los pases miembros y del mundo.

Uno de los tantos indicadores que presenta la OECD, es el suministro de energa ycrecimiento econmico, el cual representa el suministro total de energa primaria, quecorresponde a los recursos naturales disponibles en forma directa o indirecta para su usoenergtico sin necesidad de someterlos a un proceso de transformacin, con el ProductoInterno Bruto (PIB).

En la Figura 3.2, se presenta la relacin entre suministro de energa primaria y elproducto interno bruto (PIB), medido a travs de los aos. Se aprecia claramente que amedida que avanzan los aos, la relacin entre energa primaria y PIB en los pases

miembros de la OECD ha ido disminuyendo paulatinamente, es decir, a medida quepasan los aos, el crecimiento econmico es mayor que el suministro de energaprimaria. En el caso de Chile, la relacin que existe entre suministro de energa primariay crecimiento econmico, se ha mantenido prcticamente constante a travs de los aos.

Los coeficientes se calculan dividiendo el TEP anual de cada pas por el PIB anualexpresado en dlares Norteamericanos constantes al ao 2000, convertidos utilizando lasparidades del poder adquisitivo (PPA) para ese ao. (OECD, 2008).

Figura 3.2. Energa primaria vs PIB, en pases OECD y Chile

(OECD, 2008)

En Chile, a diferencia de los pases desarrollados, no se ha dado un proceso dedesacoplamiento de las tasas de crecimiento del consumo de energa y de la actividadeconmica. As, en el perodo 1990-2003, el crecimiento del 5,8% promedio anual delPIB, tuvo como contraparte un crecimiento del 5,1% en el consumo total de energasecundaria, y dentro de sta, la electricidad tuvo un aumento de 8,2% (BNC, 2006).


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No es una tarea fcil monitorear la tendencia general en la eficiencia energtica de unpas a travs de este indicador, ya que existen numerosos factores que deben serconsiderados, tales como el cambio climtico, las externalidades de los bienesproducidos por industrias de gran consumo energtico, etc. Las diferentes circunstancias

nacionales como la densidad de poblacin, la superficie de los pases, las temperaturasmedias y la estructura econmica, afectarn la relacin entre consumo energtico y PIB(OECD, 2008).

Si bien en Chile, el crecimiento del consumo energtico global va detrs del crecimientoeconmico, el crecimiento energtico ha sido mayor en la ltima dcada,particularmente en el mbito elctrico. Independiente que a travs de un uso eficiente dela energa puede atenuarse el crecimiento de sta, el desafo de Chile es encontrarrecursos energticos suficientes para apoyar ese crecimiento (RUDNICK VANWYNGARD, 2006).

En la Figura 3.3, se presenta la relacin que existe en Chile entre el consumo de energaelctrica y el crecimiento econmico, representado por el Producto Interno Bruto (PIB).En este grfico, se puede apreciar que a medida que aumenta el PIB, es decir, que laeconoma chilena mejora, el consumo elctrico tambin aumenta, pero a una mayorproporcin que el PIB.

Figura 3.3. Relacin PIB vs consumo elctrico en Chile (CNE,2008; OECD, 2008)

En los pases miembros de la OECD, la situacin se invierte respecto a Chile. El

crecimiento econmico, representado por el PIB, crece a mayor escala que el consumoelctrico, hacindose evidente esta brecha a partir del ao 2000. En la Figura 3.4, sepresenta esta situacin. Lo anterior es concordante con lo expuesto en la Figura 3.2,respecto a los pases de la OECD y el suministro de energa primaria, donde se podaapreciar que la variacin porcentual de crecimiento econmico ao tras ao era superiora la variacin anual en el consumo de energa primaria.


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Figura 3.4. Relacin PIB vs Consumo elctrico en pases OECD(OECD, 2008)

En los pases miembros de la OECD, el desafo de lograr producir ms con un menorconsumo de energa, ha sido posible gracias a mltiples iniciativas de eficienciaenergtica a nivel gubernamental. Estas iniciativas de eficiencia energtica se iniciaron apartir de la crisis del petrleo de 1973, donde los distintos pases establecieron metas dedisminucin en el consumo de energa.

Es por esto, que se hace necesario contar con distintas fuentes energticas que seancapaces de abastecer la creciente demanda, asegurando el suministro a este vital recurso.Pero satisfacer este enorme aumento de la demanda, trae consecuencias importantessobre el medio ambiente con el aumento de la contaminacin a nivel local

(contaminacin atmosfrica), a nivel regional (precipitaciones cidas, o lluvia cida),o a nivel mundial (emisiones de gases de efecto invernadero) (MORENO et al., 1998).Esto subraya la importancia de introducir ms medidas de control y prevencin de lacontaminacin, introducir nuevas tecnologas, utilizar fuentes de energa sustentables,combustibles alternativos y trabajar en eficiencia energtica.

3.1.2 Principales energas utilizadas en el mundo

Durante el 2007, la energa trmica para la generacin de electricidad fue predominantea nivel mundial. Adems, en varios pases la energa nuclear es utilizada para generarelectricidad, es as como la matriz energtica de Francia produce con este tipo de energacerca del 80% de la generacin. Japn, Espaa, Canad y Estados Unidos tambinproducen electricidad con energa nuclear, pero en menor medida (entre un 12% y un25% del total). Brasil y Canad basan su generacin en la hidroelectricidad, mientrasque Estados Unidos, Australia, Espaa, China y Japn son altamente dependientes de lascentrales trmicas. En energas renovables no convencionales, el porcentaje degeneracin es bastante menor, salvo en Espaa, donde alrededor del 9% de laproduccin es mayoritariamente proveniente de centrales elicas. En la Figura 3.5, sepresenta la comparacin de matriz energtica de distintos pases.


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Para tener una referencia, Estados Unidos supera ms de 70 veces la produccin deChile, mientras que Japn 18 veces, Francia 10 y Australia 4 (INE, 2008).

Figura 3.5. Comparacin suministro elctrico en el mundo (INE, 2008)

3.1.3 Matriz energtica chilena

Chile es un pas con limitados recursos energticos propios (particularmente fsiles:petrleo, gas y carbn), hacindose muy dependiente de los insumos externos para sudesarrollo. Efectivamente, Chile importa hoy, aproximadamente las tres cuartas partesde la energa que consume.A esto se suma que su principal fuente de energa propia, lahidroelctrica, est sometida a la variabilidad que impone la naturaleza y fenmenosclimticos como la Nia (RUDNICK VAN WYNGARD, 2006).

La matriz energtica chilena se dividido en fuentes energticas primarias y secundarias.La energa primaria, como se mencion, corresponde a los recursos naturales disponiblesen forma directa (como la energa hidrulica, elica, biomasa y solar) o indirecta(despus de atravesar por un proceso minero, como por ejemplo el petrleo, el gasnatural, el carbn mineral, etc.) para su uso energtico sin necesidad de someterlos a unproceso de transformacin. Mientras que la energa secundaria, se refiere a los productosresultantes de las transformaciones o elaboracin de recursos energticos naturales(primarios). Este proceso de transformacin puede ser fsico, qumico o bioqumico,modificndose as sus caractersticas iniciales. Son fuentes energticas secundarias laelectricidad, toda la amplia gama de derivados del petrleo, el carbn mineral, y el gasmanufacturado (o gas de ciudad) (CNE-WEB, 2008).

Es as como durante el ao 2007, el consumo de energa primaria alcanz las 25.915kTEP, con un consumo de combustibles fsiles que alcanz las 18.974 kTEP,equivalente al 73%. El consumo de energa elctrica generada a partir de recursoshdricos, alcanz las 1.958 kTEP, equivalente al 7,6%, mientras que el consumo deenergas renovables no convencionales, representadas por la energa elica, lea, biogsy otras formas de biomasa alcanz 4.984 kTEP, equivalentes al 19,4% (BNE, 2008).


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En los ltimos aos y hasta las dificultades de abastecimiento de gas natural desdeArgentina, prevaleci la generacin de energa a partir de gas natural (GN), pero para losprximos aos, se prev una expansin de la capacidad de generacin principalmente atravs de centrales a carbn y plantas hidroelctricas, con algunas centrales de respaldo a

diesel y una participacin menor de plantas de gas natural licuado (GNL).De acuerdo con esto, el consumo de combustibles fsiles importados aumentar, lo cualmantendr la alta dependencia de fuentes energticas externas, aumentando los riesgospor la disponibilidad en el suministro y el precio. Por tanto, el desafo para Chile, eslograr una mayor diversificacin de su matriz, por medio de fuentes internas de energa,tales como lo son las Energas Renovables No Convencionales (ERNC).

3.1.4 Sector elctrico chileno

Participan de la industria elctrica nacional un total de 31 empresas generadoras, 5empresas transmisoras y 36 empresas distribuidoras, que en conjunto suministraron una

oferta agregada nacional que en el ao 2007 alcanz a 56.279 GWh, con una capacidadinstalada total de 12.848 MW. Esta oferta se localiza territorialmente en cuatro sistemaselctricos (SING, SIC, Aysn y Magallanes) (INE, 2007).

El Sistema Interconectado del Norte Grande (SING), que cubre el territoriocomprendido entre las ciudades de Arica y Antofagasta abarc un 28% de la capacidadinstalada del pas con una generacin bruta de 13.946 GWh durante el 2007.Aproximadamente, el 90% del consumo del SING est compuesto por grandes clientes,mineros e industriales, tipificados en la normativa legal como clientes no sometidos aregulacin de precios. El resto del consumo, est concentrado en las empresas dedistribucin que abastecen a los clientes sometidos a regulacin de precios. El SistemaInterconectado Central (SIC), que se extiende entre las localidades de Taltal y Chilo,

con un 71% de la capacidad instalada y una generacin bruta de 41.969 GWh durante el2007, es el principal sistema elctrico del pas, entregando suministro elctrico a ms del90% de la poblacin del pas. A diferencia del SING, el SIC abastece un consumodestinado mayoritariamente a clientes regulados (60% del total). El Sistema de Aysnque atiende el consumo de la Regin XI, posee un 0,4% de la capacidad instalada delpas, con una generacin durante el 2007 de 124 GWh, mientras que el Sistema deMagallanes, que abastece la Regin XII alcanz el 0,6% de la capacidad instalada,generando 240 GWh durante el 2007 (CNE, 2008).

En Chile la generacin de Energa Elctrica tiene dos fuentes principales: Hidroelctricay Termoelctrica. La ms moderna de stas es la generacin trmica de ciclo combinadoa gas natural, incorporada al sistema central a mediados del ao 1999. Sus centrales quefuncionan con un sistema de doble generacin, en el que utilizan como elemento motorlos gases calientes de la combustin del gas natural, al tiempo que la misma combustingenera el vapor que mueve las turbinas. En tanto, las centrales trmicas comunes sonalimentadas con diferentes combustibles tales como el carbn, gas natural, el petrleo, lalea y desechos forestales. En la Figura 3.6, se presentan los porcentajes de participacinpor tipo de fuente energtica. Las centrales hidroelctricas, por lo general, secaracterizan por ser ms econmicas, pero dada la geografa de Chile se deben ubicar enla zona sur del pas, lo cual traspasa los costos a la transmisin (INE, 2007).


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Figura 3.6. Participacin por tipo de combustible, ao 2007 (CNE, 2008)

Del total de la capacidad instalada a nivel nacional, el 60%, provienen de centralestermoelctricas, mientras que el 38%, provienen de centrales hidroelctricas. Tambin sedeben mencionar las centrales elicas, aunque su aporte an es mnimo, con unacapacidad instalada de 20,2 MW, poco a poco han ido aumentado su participacindentro del escenario energtico chileno. En la Figura 3.7, se presenta la capacidadinstalada de los cuatro sistemas elctricos por tipo de central.

En el Sistema Interconectado del Norte Grande (SING), prcticamente el 100% de sucapacidad instalada est compuesta por centrales termoelctricas que utilizan comocombustible: Gas Natural (59%), Carbn (33%), Diesel (4%), y Fuel Oil N 6 (4%).

En el Sistema Interconectado Central (SIC), el 69,6% de la capacidad instalada parageneracin elctrica a partir de recursos hdricos, se produce en centrales que utilizansistema de embalses, mientras que el 30,4% corresponde a centrales de pasada. En lascentrales termoelctricas presentes en este sistema, hasta fines del ao 2007 elcombustible de mayor consumo fue el gas natural para uso en centrales de ciclo-combinado y ciclo-abierto, con una participacin del 41,7% y 18,4% respectivamente. Elcarbn, alcanz una participacin del 19,8%, el diesel 12,3%, mientras que los residuosforestales tuvieron una participacin del 2,8%. El consumo restante se realiz a partir deotros combustibles fsiles derivados. Dentro de las centrales termoelctricas seconsideran tambin aquellas centrales que utilizan biomasa como combustible.

Sin duda, el Sistema Interconectado Central (SIC), es el sistema que ha tenido el mayor

crecimiento de su capacidad instalada a travs de los aos, impulsado fuertemente por lacreciente demanda que se est generando en el pas. Para el perodo comprendido entrelos aos 2002 y 2007, la capacidad instalada aument a una tasa promedio anual de un5,3%, mientras que la generacin bruta a igual perodo, aument a un tasa promedioanual de un 5,0%. Segn proyecciones de la Comisin Nacional de Energa, para el ao2016, la capacidad instalada en el SIC habr aumentado a 15.000 MW.


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En el Sistema de Magallanes, la totalidad de su capacidad instalada corresponde acentrales termoelctricas, de los cuales, el 86%, utilizan como combustible gas natural,mientras que el 14% restante, utiliza diesel.

El sistema de Aysn, existe un predominio de centrales termoelctricas, las cuales slo

utilizan diesel como combustible. Tambin, en este sistema se encuentra una centralelica, cuya capacidad instalada alcanza los 1,98 MW.

Figura 3.7. Capacidad instalada por tipo de central, ao 2007 (CNE, 2008)

3.1.5 Participacin de fuentes ERNC en el sector elctrico

Actualmente, los recursos energticos renovables no convencionales presentes en lamatriz elctrica son tres: biomasa, ya sea en forma de lea o residuos forestales; mini

hidrulica, a travs de centrales generadoras de electricidad con una potencia instaladamenor o igual a 20 MW y centrales elica.

Durante el ao 2007, la capacidad instalada a partir de fuentes ERNC, alcanz los 347MW, equivalente al 2,7% de la capacidad instalada a nivel nacional. Con unaparticipacin de la biomasa de un 55%, mini hidrulica con un 39,2% y elico con un5,8%.

A futuro, se espera un aumento de la capacidad instalada ERNC, para el ao 2015, lacapacidad instalada ERNC de los sistemas SIC y SING en su conjunto, superar los 600MW, mientras que para el ao 2020 la capacidad instalada ERNC estar por sobre los1400 MW. Se espera que para finales del ao 2024, el 10% de la generacin elctrica del

pas provenga de fuentes ERNC (CNE MATRIZ ENERGTICA, 2008).Con respecto a la utilizacin de la biomasa como combustible, en el SIC, existen 8centrales que utilizan este combustible, ya sea para su quema directa o paracogeneracin, que en conjunto llegan a una capacidad instalada equivalente a 8,8% de lacapacidad instaladas de centrales termoelctricas presentes en este sistema (CDEC-SIC,2007). En el Anexo N 1, se presentan las Centrales pertenecientes al SIC que utilizancomo combustible algn tipo de biomasa.


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3.1.6 Operacin en funcin de los costos

Un aspecto relevante dentro de la matriz energtica chilena, es la determinacin de qutipo de central debe generar electricidad. El encargado de determinarlo es el Centro deDespacho Econmico de Carga (CDEC), que en funcin de la demanda requerida, indica

cuales generadoras deben producir, dando prioridad a las de menor costo hasta abastecerla demanda. Las centrales generadoras, basadas en la forma que generan energa, poseenventajas y desventajas relevantes a la hora de producir (INE, 2008). En la Tabla 3.1, sepresentan los costos de inversin y operacin de las distintas centrales por tipo deenerga.

La hidroelectricidad posee un muy bajo costo de operacin por lo que constantemente esrequerida para despachar electricidad. El problema radica en la inestabilidad del recurso,es decir, depende de la estacin del ao, las reservas, sequias y otros factores. Adems lainversin de este tipo de centrales es alta.

Las centrales trmicas basadas en combustibles fsiles, como el petrleo, el gas natural

licuado y carbn, tienen la ventaja de tener certeza de la disponibilidad del recurso,porque puede ser comprado en el mercado, donde existe una gran cantidad deproductores. Sin embargo el costo de operar es mayor que el de la hidroelectricidad,debido a que depende del valor de los combustibles, pero no requieren una inversin talalta. El gas natural tiene un costo operacional menor, pero actualmente es un recursoinestable, ya que est sujeto a las constantes variaciones en la exportacin de los pasesvecinos (INE, 2008).

Las energas renovables no convencionales, como la elica, mareomotriz, geotrmicatienen bajos costos operacionales, ya que una vez instaladas, los costos sern slo porconceptos de mantencin. Para el caso de la biomasa, adems de los costos pormantencin, se deber agregar en la mayora de los casos, los costos por compra,

transporte y/o tratamiento de la biomasa, lo cual incrementar el costo final deoperacin.

Un factor que juega en contra de las energas no convencionales es el hecho que lainversin que debe realizarse para la construccin de una central, es ms alto, llegando aser casi el doble en comparacin con las centrales a carbn. Esta mayor inversin sedebe principalmente al nivel tecnolgico que debe aplicarse y al tamao requerido de lacentral para que sea viable econmicamente.

Sin duda la mayor dificultad que posee este tipo de energa, es la incertidumbre de sudisponibilidad. Por ejemplo, la energa elica depende de la velocidad del viento, el cuales muy variable y es imposible pronosticar con certeza su produccin en el mediano

plazo. Algo similar ocurre con una central a energa solar, ya que la cantidad deelectricidad que produzca depender de factores como el clima, el tiempo de exposiciny la tecnologa de captacin de los rayos solares. Para tener una visin ms clararespecto de la eficiencia en la produccin elctrica en este tipo de centrales, es que seutiliza el denominadofactor de planta, indicador cuyo resultado es el cuociente entre lacantidad de energa realmente producida en un perodo de tiempo establecido, con laproduccin nominal de la central. Mientras ms variaciones que afecten y disminuyan la


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produccin elctrica, menor ser el resultado del factor de planta, y por tanto, menoseficiente.

Para el caso de las centrales que utilizan biomasa, el factor de planta es bastante alto,esto debido a que una vez obtenido el combustible, la cantidad de energa a generar ser

conocida, variando tan slo por la humedad que pueda poseer momento de ser utilizada.

Tabla 3.1. Costos de generacin por tipo de centralesCentral tipo de energas Inversin unitaria

(US $ miles/MW)Costo de operacin

(US $/MWh)Costo medio total

(US $/MWh)HidroelctricasEmbalse (400 MW) 1.000 - 17,0Pasada (400 MW) 1.300 - 24,0

Termoelctricas a base de GasGas natural (370 MW) 630 33,1 46,3GNL (370 MW) 630 43,9 53,0Gas natural a diesel, 500 hrs (370 MW) 670 45,3 62,4

TermoelctricasCarbn (250 MW) 1.000 33,1 49,3Carbn/petcoke (250 MW) 1.250 22,6 42,8Carbn/petcoke l. fluidizado (250 MW) 1.600 28,9 54,8Diesel (120 MW) 450 192,0 212,0

No convencionales Factor de plantaGeotrmica 1.400 2.000 90% >30Elica 1.200 1.800 45Biomasa 1.300 1.700 80 a 85% >35Solar 4.550 7 a 15% 240 300Mini Hidro 1.300 1.800 50 a 75% >30

Fuente: INE, 2008.

3.2 Impactos ambientales asociados al uso de combustibles fsiles

El clima mundial ha evolucionado siempre de forma natural, pero pruebas convincentesobtenidas en todo el mundo revelan que se ha puesto en marcha un nuevo tipo de cambioclimtico, que podra tener repercusiones drsticas sobre las personas, las economas ylos ecosistemas. Los niveles de dixido de carbono y otros gases de efectoinvernadero (GEI) en la atmsfera, han aumentado vertiginosamente durante la eraindustrial, debido a actividades humanas como la deforestacin o el fuerte consumo decombustibles fsiles, estimulado por el crecimiento econmico y demogrfico.

3.2.1 Cambio climticoPara el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climtico (IPCC, por sus siglas eningls), el trmino cambio climtico denota un cambio en el estado del climaidentificable (por ejemplo, mediante anlisis estadsticos) a raz de un cambio en el valormedio y/o en la variabilidad de sus propiedades, y que persiste durante un perodoprolongado, generalmente cifrado en decenios o en perodos ms largos. Denota todocambio del clima a lo largo del tiempo, tanto si es debido a la variabilidad natural, comosi es consecuencia de la actividad humana. Este significado difiere del utilizado en la


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Convencin Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climtico (CMCC), quedescribe el cambio climtico como un cambio del clima atribuido directa oindirectamente a la actividad humana, que altera la composicin de la atmsfera mundialy que viene a sumarse a la variabilidad climtica natural observada en perodos de

tiempo comparables (BARKER et al., 2007).En la atmsfera existen una serie de gases que dejan pasar la radiacin solar (luz visible)a la superficie terrestre, atrapando la radiacin infrarroja (radiacin trmica), que esreemitida por sta. Si estos gases no existieran, la radiacin trmica escapara al espacio.Este encapsulamiento de la radiacin infrarroja es lo que se conoce como efectoinvernadero. Los gases que influencian el balance de radiacin entre la superficieterrestre y la atmsfera se conocen como radiativamente activos o gases de efectoinvernadero (GEI). El vapor de agua (H2O), el dixido de carbono (CO2), el xidonitroso (N2O), el metano (CH4) y el ozono (O3) son los gases de efecto invernaderoprimarios de la atmsfera terrestre. La atmsfera contiene, adems, cierto nmero degases de efecto invernadero enteramente antropgenicos, como los halocarbonos u otras

sustancias que contienen cloro y bromo. Adems del CO2, del N2O y del CH4, elProtocolo de Kyoto contempla los gases de efecto invernadero hexafluoruro de azufre(SF6), los hidrofluorocarbonos (HFC) y losperfluorocarbonos (PFC).

An en ausencia de interferencia humana, el efecto invernadero est constantemente enoperacin. Una serie de constituyentes naturales de la atmsfera son radiativamenteactivos. Los ms importantes son el vapor de agua (H2O), el dixido de carbono (CO2) ylas nubes, que contribuyen con aproximadamente un 90% al efecto invernadero natural,mientras que el resto se debe al ozono (O3), metano (CH4) y otros gases presentesnaturalmente en la atmsfera (COCHILCO, 2008).

3.2.2 Efectos observados en el climaEl calentamiento del sistema climtico es inequvoco, como se desprende ya delaumento observado del promedio mundial de temperatura del aire y del ocano, de lafusin generalizada de nieves y hielos, y del aumento del promedio mundial del nivel delmar.

De los doce ltimos aos (1995-2006), once figuran entre los doce ms clidos en losregistros instrumentales de la temperatura de la superficie mundial (desde 1850). Latendencia lineal a 100 aos (1906-2005), cifrada en 0,74C [entre 0,56C y 0,92C] essuperior a la tendencia correspondiente de 0,6C [entre 0,4C y 0,8C] (1901-2000). Esteaumento de temperatura est distribuido por todo el planeta y es ms acentuado en laslatitudes septentrionales superiores. Las regiones terrestres se han calentado ms aprisaque los ocanos. El aumento de nivel del mar concuerda con este calentamiento. Enpromedio, el nivel de los ocanos mundiales ha aumentado desde 1961 a un promedio de1,8 [entre 1,3 y 2,3] mm/ao, y desde 1993 a 3,1 [entre 2,4 y 3,8] mm/ao, en parte porefecto de la dilatacin trmica y del deshielo de los glaciares, de los casquetes de hielo yde los mantos de hielo polares. No es posible dilucidar hasta qu punto esa mayorrapidez evidenciada entre 1993 y 2003 refleja una variacin decenal, o bien un aumentode la tendencia a largo plazo. La disminucin observada de las extensiones de nieve y dehielo concuerda tambin con el calentamiento. Datos satelitales obtenidos desde 1978


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indican que el promedio anual de la extensin de los hielos marinos rticos hadisminuido en un 2,7 [entre 2,1 y 3,3] % por decenio, con disminuciones estivales aunms acentuadas, de 7,4 [entre 5,0 y 9,8] % por decenio. En promedio, los glaciares demontaa y la cubierta de nieve han disminuido en ambos hemisferios (BARKER et al.,

2007).Entre 1900 y 2005, la precipitacin aument notablemente en las partes orientales delnorte de Amrica del Sur y del Norte, Europa septentrional, Asia septentrional y central,aunque disminuy en el Mediterrneo, en el sur de frica y en ciertas partes del sur deAsia. En todo el mundo, la superficie afectada por las sequas ha aumentadoprobablemente desde la dcada de 1970. Los cambios experimentados por la nieve, elhielo y el terreno congelado han incrementado el nmero y extensin de los lagosglaciales, han acrecentado la inestabilidad del terreno en regiones montaosas y otrasregiones de permafrost, y han inducido cambios en ciertos ecosistemas rticos yantrticos (BARKER et al., 2007).

En los ecosistemas terrestres, la anticipacin de las primaveras y el desplazamiento hacialos polos y hacia mayores alturas del mbito geogrfico de la flora y de la fauna, estnvinculados al reciente calentamiento. En algunos sistemas marinos y de agua dulce, losdesplazamientos de mbito geogrfico y la alteracin de la abundancia de algas,plancton y peces estn asociados al aumento de la temperatura del agua y a loscorrespondientes cambios de la cubierta de hielo, de la salinidad, de los niveles deoxgeno y de la circulacin (BARKER et al., 2007).

3.2.3 Causas del cambio climtico

Los cambios experimentados por las concentraciones de los GEI y aerosoles en laatmsfera, por la cubierta terrestre y por la radiacin solar, alteran el balance de energa

del sistema climtico y son factores originantes del cambio climtico.Las actividades humanas generan emisiones de cuatro GEI de larga permanencia:dixido de carbono (CO2), metano (CH4), xido nitroso (N2O) y halocarbonos (grupo degases que contienen flor, cloro o bromo). Las concentraciones de GEI en la atmsferaaumentan cuando las emisiones son superiores en magnitud a los procesos de detraccin(BARKER et al., 2007).

La concentracin de CO2 en la atmsfera mundial aument, pasando de un valorpreindustrial de aproximadamente 280 ppm a 379 ppm en 2005. En los diez ltimosaos, la tasa de crecimiento anual de las concentraciones de CO2(promedio del perodo1995-2005: 1,9 ppm anuales) ha sido mayor que desde el comienzo de las mediciones

directas continuas de la atmsfera (promedio de 1960-2005: 1,4 ppm anuales), aunquesujeta a variabilidad interanual. La concentracin de CH4 en la atmsfera mundial haaumentado respecto de un valor preindustrial de aproximadamente 715 ppb, hasta 1732ppb a comienzos de los aos 90, alcanzando en 2005 las 1774 ppb. Las tasas decrecimiento han disminuido desde el comienzo de los aos 90, en concordancia con lasemisiones totales (suma de fuentes antropognicas y naturales), que fueron casiconstantes durante ese perodo. La concentracin mundial de N2O en la atmsferaaument respecto de los valores preindustriales, pasando de aproximadamente 270 ppb a


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319 ppb en 2005. La concentracin de numerosos halocarbonos (incluidos loshidrofluorocarbonos) ha aumentado respecto de unos niveles casi nulos en la erapreindustrial, debido principalmente a la actividad humana (BARKER et al., 2007).

Las emisiones de los GEI, aumentaron aproximadamente un 70% (de 28,7 a 49,0

GtCO2-eq) desde 1970 a 2004 (en un 24% desde 1990 a 2004), siendo el dixido decarbono (CO2) la fuente mayor con un crecimiento de aproximadamente 80% (Figura3.10). La mayor parte del crecimiento de las emisiones del CO2 proviene de lageneracin de energa y el transporte terrestre. Las emisiones de metano (CH4)aumentaron aproximadamente un 40% desde 1970, debido al aumento de un 85% de lacombustin y uso de combustibles fsiles. Sin embargo, la agricultura es la mayor fuentede emisiones de CH4. Las emisiones de xido nitroso (N2O) aumentaronaproximadamente un 50%, debido principalmente al aumento del uso de fertilizantes y elcrecimiento agrcola. Las emisiones industriales de N2O disminuyeron durante esteperodo.

Figura 3.8. Evolucin anual de los GEI (BARKER et al., 2007)

En el ao 2004, el suministro energtico represent aproximadamente el 26% de lasemisiones de GEI, la industria el 19%, los gases emitidos por el cambio en los usos delterritorio y la silvicultura el 17%, la agricultura el 14%, el transporte el 13%, los sectoresresidencial, comercial y de servicios el 8% y los residuos el 3% (BARKER et al., 2007).

3.2.4 Respuesta internacional al cambio climtico.

La Convencin Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climtico (UNFCCC, porsus siglas en ingls), es el marco principal para promover las respuestas internacionalesal cambio climtico. Esta Convencin rige desde Marzo de 1994 y ha alcanzadoratificacin casi universal: 189 de los 194 estados miembros de las UN, Diciembre de2006 (BARKER et al., 2007).


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La Convencin reconoce que el sistema climtico es un recurso compartido cuyaestabilidad puede verse afectada por actividades industriales y de otro tipo que emitendixido de carbono y otros gases que retienen el calor.

En 1997 los gobiernos acordaron el Protocolo de Kyoto de UNFCCC. Este Protocolo es

un compromiso legalmente vinculante de reduccin de emisiones para todos los pasesindustrializados que hayan firmado y ratificado la Convencin. Bajo este compromiso,Japn deba reducir un 6%, EE.UU. un 7% y la UE un 8%. Otros pases tenan elcompromiso de estabilizar sus emisiones como Nueva Zelanda, Rusia o Ucrania, o laposibilidad de incrementarlas como Noruega un 1% y Australia un 8%. Se estableci elcompromiso de lograr una reduccin del 5,2% para el ao 2010 sobre los niveles de1990. El Protocolo tambin incluy la posibilidad de establecer un comercio deemisiones entre pases (COCHILCO, 2008).

El Protocolo entr en vigor en Febrero de 2005, slo despus de que 55 naciones quesuman el 55% de las emisiones de gases de efecto invernadero lo ratificaron. Chileratific el Protocolo de Kyoto en el ao 2002, sin embargo, como el pas no est incluidodentro de la lista de pases industrializados, no tiene por el momento compromisos dereduccin de emisiones y slo debe cumplir con las obligaciones generales establecidasen ella, las que dicen relacin con la elaboracin peridica de inventarios, la formulacinde programas nacionales, y cooperacin en la transferencia de tecnologas, prcticas yprocesos que controlen, reduzcan o prevengan las emisiones (COCHILCO, 2008).

El Protocolo de Kyoto establece tres mecanismos bajos los cuales los pasesindustrializados ratificantes de la convencin, pueden alcanzar sus compromisos dereduccin de emisiones de GEI, en el perodo de tiempo establecido, estos son: ElComercio de Emisiones, La Implementacin Conjunta y Mecanismos de DesarrolloLimpio. Los dos primeros mecanismos aplican slo entre los pases de industrializados

ratificantes, y slo el tercer mecanismo permite realizar transacciones entre los pasesindustrializados y los pases no industrializados (CNE; GTZ, 2006).

De acuerdo con el artculo 12 del Protocolo de Kyoto, El propsito del mecanismo paraun desarrollo limpio (MDL), es ayudar a las partes no incluidas en el Anexo I, (pases noindustrializados ratificantes de la convencin), a lograr un desarrollo sostenible ycontribuir al objetivo ltimo de la convencin, as como ayudar a los pasesindustrializados a dar cumplimientos a sus compromisos cuantificados de limitacin yreduccin de las emisiones el cual establece el compromiso de reducir sus emisiones deGEI a un nivel inferior en no menos de 5% al de 1990 en el perodo de compromisocomprendido entre el ao 2008 y el 2012 (CNE; GTZ, 2006).

El Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL), se basa en proyectos, que tienen comoobjetivo reducir las emisiones de gases efecto invernadero en pases en desarrollo. Es ascomo UNFCCC ha diferenciado los proyectos en distintos grupos, donde destacanproyectos de gran escala tales como, Industrias (de fuentes renovables y no renovables),Forestacin y reforestacin, Produccin minera, y proyectos de pequea escala conenergas renovables.

Dentro de los proyectos con energas renovables de pequea escala, se encuentranaquellos que utilizan residuos de madera como combustible, esto porque su uso


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contribuye a disminuir emisiones GEI, en comparacin a la utilizacin de combustiblesfsiles como combustible.

3.3 Energas renovables no convencionales (ERNC)

La seguridad en el abastecimiento energtico en un pas netamente importador deenerga como es Chile, donde las tres cuartas partes de la energa consumida provienendel exterior, convierte la bsqueda de alternativas para la diversificacin de la matrizenergtica en una cuestin de vital importancia para asegurar un desarrollo sostenible ycontribuir a la mitigacin problemas producidos por el cambio climtico (PNUD, 2007).

Las Energas Renovables No Convencionales (ERNC), se perfilan como una alternativalimpia, segura y eficiente. Segn U.S. Environmental Protection Agency (USEPA,2007), el trmino de energas renovables se refiere en general a la electricidad queproviene de fuentes tales como la elica, solar, geotrmica, pequeas hidroelctrica y

diversas formas de biomasa. Estas fuentes se consideran renovables, ya que estncontinuamente reponindose en la tierra.

Si bien, los costos de utilizacin de las energas renovables en muchas aplicacionessigue siendo mayor, el aprovechamiento de estas energas, para la generacin deelectricidad, se est posicionando a nivel internacional como una opcin sustentable, yen el mediano y largo plazo tambin como una apuesta rentable (PNUD, 2007).

Segn MORENO et al., (1998), existen cuatro razones principales porque las energasrenovables estn en condiciones de lograr un gran avance en el mercado mundial:

Poblacin. Alrededor de 2.000 millones de personas en el mundo carecen deenerga elctrica en absoluto, mientras que 1.000 millones tienen acceso a ella

slo unas pocas horas al da. Segn algunas estimaciones, los pases endesarrollo en su conjunto gastarn ms de 700.000 millones de dlares ensuministro elctrico e infraestructura de transmisin durante los prximos diezaos. Esto revela el potencial del mercado de la energa; la cuestin es quproporcin de ese mercado puede llegar a conquistar las energas renovables.

Tecnologa. Los adelantos tecnolgicos estn acercando cada vez ms los costosde las energas renovables a los de los combustibles tradicionales. En algunoscasos ya son directamente competitivos. Adems, las tecnologas de la energaestn sufriendo un proceso de miniaturizacin y modularizacin, lo que significaque las instalaciones son cada vez ms pequeas y ms apropiadas para la

utilizacin local. Competencia. Los encargados de la formulacin de polticas, especialmente en

los pases en desarrollo, buscan cada vez ms flexibilidad para llevar laelectricidad a grandes poblaciones, tratando de encontrar medios alternativos alos grandes servicios pblicos centralizados y monopolsticos. Esto tal vez noentrae necesariamente un aumento de las energas renovables (el impactoambiental de la reestructuracin del mercado de la energa elctrica an no estclaro) pero ofrece desde luego una oportunidad.


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Medio ambiente. El argumento ambiental a favor de las energas renovablesadquiere ms fuerza teniendo en cuenta la creciente preocupacin por el cambioclimtico mundial y la aceptacin cada vez mayor de que no es posible seguirdependiendo de la quema de hidrocarburos como principal fuente de energa.

3.3.1 Actualidad y futuro a nivel mundial de las ERNC

En el mundo, durante el ao 2006, la capacidad instalada a partir de fuentes ERNC,alcanz los 182 GW, correspondiente al 4% de la capacidad instalada mundial (4.550GW).

De acuerdo a MARTINOT et al., (2007), la energa renovable en Europa estestrechamente ligada a los problemas del cambio climtico, a la seguridad en elsuministro, a la dependencia de importaciones, a mercados competitivos, sustentabilidady al futuro desarrollo de la energa. Directivas de la Unin Europea han establecidoobjetivos polticos agresivos para que el ao 2010, el 12% de la energa primaria, el 21%de la electricidad y el 5,75% de los combustibles para transporte provengan de deenergas renovables. Los pases que componen la Unin Europea, de forma individualtambin poseen objetivos para que parte de la electricidad producida, entre un 3,6% a78%, provenga de energas renovables, y as cumplir con los objetivos de la UninEuropea.

Algunos pases han optado por objetivos especficos, aadiendo energas renovables a sucapacidad instalada para futuros aos. Por ejemplo, Brasil en el ao 2006, increment sucapacidad instalada en 3300 MW gracias a las energas renovables, y por otro lado Indiaespera que el 10% de su capacidad instalada provenga de fuentes renovables hacia el2012. Otros pases tienen objetivos especficos para la energa final (electricidad y/o

calor). Ejemplos son Australia (9.500 GWh/ao en el 2010), Nueva Zelandia (8.300GWh/ao para el 2012), Noruega (7.000 GWh/ao en al ao 2010), Sud frica (1.000GWh/ao para el 2013) y Suiza (3.500 GWh/ao para el 2010). Al igual que Europa,China tiene un amplio conjunto de objetivos. El objetivo general es que el 16% de laenerga primaria provenga de energas renovables en el ao 2020 (hasta 7,5% en el ao2005). Adems, cuenta con objetivos para tecnologas individuales al ao 2020,incluyendo hidroelectricidad (30.000 MW), viento y biomasa (3000 MW cada uno),solar fotovoltaico (1.800 MW), biogs y gasificacin de biomasa (44 millones m3/ao),pellets de biomasa (50 millones de toneladas anuales), entre otros. Todos estos objetivosen tecnologas especficas reflejan un aumento entre tres a veinte veces de la capacidadinstalada de energas renovables en el 2005. En Estados Unidos, el Annual Energy

Outlook (EIA), proyecta un escenario referencial en el cual el consumo de energaprimaria aumentar en un 1,1% anual hacia el 2030. En ese mismo ao, la energarenovable compartir el 8% de la energa suministrada (238,1-261,9 MTEP), comparadocon el 6% del ao 2004 (MARTINOT et al., 2007).

Ya en el 2006, ms de 50 pases han logrado tener algn tipo de estrategia poltica parafomentar las energas renovables, con objetivos especficos para los aos 2010 y 2020.En el Anexo N 2, se presenta el resumen de los objetivos descritos anteriormente.


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3.3.2 Fomento a las ERNC en Chile

La poltica energtica de Chile tiene como objetivos el asegurar el suministro de energade tal manera que se disponga de forma oportuna y asequible, uso eficiente de la energaa travs de la minimizacin de costos junto con su uso racional, asegurar que las fuentes

de energa y el uso que se le d, sean sostenibles en el tiempo (en particular, en relacinal medio ambiente), y garantizar el acceso a la energa (CNE MATRIZENERGTICA, 2008).

Las ERNC, claramente contribuyen al cumplimiento de estos objetivos, es por esto queel Gobierno de Chile ha impulsado distintas lneas de accin para promover sudesarrollo, una de estas lneas es el perfeccionamiento del marco regulatorio elctrico(Ley General de Servicios Elctricos), cuyo objetivo final es lograr acelerar el desarrollodel mercado asociado a las ERNC.

Es as como, en una primera etapa, la Ley N 19.940, D.O. 03-03-2004, del Ministeriode Economa, Fomento y Reconstruccin, tambin conocida como la Ley Corta I,

estableci un trato preferencial para las ERNC con una capacidad instalada menor oigual a 20 MW, a travs de la exencin de pago total del peaje troncal para proyectosque tengan una capacidad instalada menor a 9 MW, y pago parcial del peaje trocal paraproyectos cuya capacidad instalada est entre los 9 MW y 20 MW.

A continuacin, la Ley N 20.018, D.O. 19-05-2005, el Ministerio de Economa,Fomento y Reconstruccin, conocida como la Ley Corta II, incorpor beneficiosadicionales, tales como, reservar un 5% de la licitacin de suministro de lasdistribuidoras de electricidad para generadores a travs de ERNC.

Finalmente, la Ley N 20.257, D.O. 01-04-2008, del Ministerio de Economa, Fomento yReconstruccin, crea condiciones para materializar proyectos ERNC y generar confianza

en el mercado elctrico. Esta ley establece que los comercializadores de electricidaddeben acreditar que un porcentaje de la energa vendida fue producida a travs deERNC. Para el perodo 2010 2014, la obligacin ser de un 5%, aumentndose en un0,5% anual, a partir del ao 2015. Este aumento progresivo se aplicar de tal manera quepara el ao 2015 la obligacin ser de un 5,5%, para el 2016, un 6% y as sucesivamentehasta alcanzar el ao 2024 el 10% previsto por esta ley.

Por lo tanto, la generacin de electricidad a partir de fuentes ERNC, se hace cada vezms necesaria, siendo la utilizacin de la biomasa como combustible, una buenaalternativa para cumplir con esta obligacin.

3.4 BiomasaLa biomasa, la forma ms antigua de energa renovable, ha sido usada por miles de aos.Sin embargo, su uso fue disminuyendo a medida que los combustibles fsiles fueronapareciendo. Luego, con los efectos medioambientales del cambio climtico, personasde todo el mundo estn redescubriendo sus ventajas.

De acuerdo con USEPA (2000), el trmino biomasa se refiere a la materia orgnicarenovable. Ejemplos de biomasa son rboles de crecimiento rpido y las plantas, la


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madera y residuos de madera, cultivos agrcolas y sus residuos, plantas acuticas y algas,desechos animales, residuos orgnicos municipales y desechos industriales. Entonces, laenerga de la biomasa corresponder a toda aquella energa que pueda obtenerse de ella,ya sea a travs de su quema directa o su procesamiento para conseguir otro tipo de

combustible, tal como el biogs o los biocombustibles lquidos.

3.4.1 Caractersticas y beneficios de la biomasa

Plantas y rboles remueven dixido de carbono (CO2) de la atmsfera, y lo almacenanmientras se desarrollan. La combustin de la biomasa en hogares, procesos industriales,actividades de generacin energtica o transporte, retornan el CO2 almacenado a laatmsfera. Nuevas generaciones de plantas o rboles atraparn este CO2 liberado,manteniendo de esta forma el balance en el ciclo del carbono natural. El resultado netode CO2 es cero, logrando un ciclo el cual puede ser repetido indefinidamente, siempre ycuando el uso de la nueva generacin de biomasa tenga el mismo destino (lo anterior escierto siempre y cuando la velocidad de uso del recurso es similar a la de regeneracin

del mismo). Por lo tanto, el manejo de este recurso de manera sustentable esfundamental para garantizar que el ciclo del carbono no se interrumpa. En contraste a labiomasa, el gas, el petrleo y el carbn no se consideran como fuentes carbono neutral,porque la liberacin de CO2 que se ha almacenado durante millones de aos, no puedeser fijado completamente de forma natural durante el perodo de vida de la biomasa,requiriendo mucho ms tiempo para lograrlo (WBCSD, 2006).

La biomasa contiene mucho menos carbono, azufre y nitrgeno; produce menos cenizasy contiene ms oxgeno que el carbn. En muchos casos no es necesario eliminar elazufre, lo cual tiende a utilizar tecnologas menos costosas. En la Tabla 3.2, se muestrala composicin qumica general de distintos tipo de biomasa, expresada en porcentaje

del peso, y el poder calorfico superior, el cual corresponde al calor producidoconsiderando el calor de condensacin del agua.

Tabla 3.2. Caractersticas qumicas de la biomasa (base seca)AnlisisFinal(peso%)

Carbono Hidrogeno Oxgeno Nitrgeno Azufre Cenizas

P.C.S.(Gcal/ton)

BiomasaForestalFalsaAcacia(Robiniapseudoacacia) 50,73 5,71 41,93 0,57 0,01 1,05 4,71lamo(Populussp.) 48,45 5,85 43,69 0,47 0,01 1,53 4,63Eucaliptus(Eucalyptusglobulus) 48,33 5,89 45,13 0,15 0,01 0,49 4,62ResiduosMadererosResiduosForestales 53,16 6,25 40 0,3 0,09 4,66

Residuosdelamadera 45,68 6,07 40,32 4,51 0,13 3,01

Pelletsdelamadera 49,6 6,58 37,35 4,19 0,12 4,25

Fuente: Adaptado de LARSON (1993); GRAMMELIS & KAKARAS (2005).


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De acuerdo con esto, producir energa a partir de la biomasa tiene beneficios potencialeslos cuales incluyen:

Las emisiones de Gases Efecto Invernadero (GEI), pueden reducirse desplazandoa los combustibles fsiles con el uso de residuos de la biomasa.

Aumento de la seguridad energtica, mediante la diversificacin de la energa yel uso de recursos locales.

Proporciona ingresos adicionales a los sectores involucrados en el rea forestal,agricultura y otros.

Reduccin de residuos, debido a su recuperacin.

3.4.2 Consumo mundial de la biomasa

Para el 2006, el aporte a nivel mundial de la biomasa dentro de las energas renovablesno convencionales alcanz al 24,2% de la capacidad instalada, equivalente a 44 GW. En

la Figura 3.11, se presenta la participacin de la biomasa y otras fuentes de energa noconvencionales a nivel mundial, durante ese ao. Si bien el uso de la biomasa con fuentede energa, an se encuentra por detrs de la energa Elica (59 GW) y Mini hidrulica(66 GW), sin duda su aporte para los prximos aos ser an mayor, debidoprincipalmente a la alta disponibilidad de estos recursos.

Figura 3.9. Participacin de la biomasa a nivel mundial, ao2006 (CNE, 2008).

3.5 Generacin de residuos de la madera en la Regin Metropolitana

Para comprender donde se generan residuos de la madera en Chile, y especficamente en

la Regin Metropolitana, es necesario antes conocer como se compone la industria de lamadera, y los principales actores que intervienen.

3.5.1 Industria de la madera en Chile

La industria de la madera se estructura con las actividades de transformacin primaria dela madera: trozado y aserro; y la secundaria: remanufactura y mueblera.


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3.5.1.1 Industria primaria de la madera

La industria primaria, procesa fundamentalmente trozos provenientes, en la mayora delas operaciones de corta y raleos realizados en plantaciones. Esta industria producemadera aserrada, pulpa mecnica y qumica (celulosa), tableros a base de madera, tales

como los tableros OSB, MDF, chapas y contrachapados y otros productos primarios.Durante el 2004, el consumo total de madera troza alcanz los 17.205.663 m 3 anuales demadera seca con corteza (scc/ao), teniendo la Regin Metropolitana una participacindel 0,003% equivalente a 530 m3scc. La produccin a nivel nacional durante ese mismoao alcanz los 11.663.014 m3 scc/ao, producindose en la Regin Metropolitana 223m3 scc/ao.

Finalmente, la cantidad de residuos de la madera generados por la industria primaria anivel nacional alcanz los 5.542.649 m3 scc/ao, equivalente a 3.253.724 ton/ao,mientras que en la Regin Metropolitana la cantidad de residuos de la madera lleg a668 m3 scc/ao, equivalente a 189 ton/ao (CNE, INFOR & GTZ, 2007).

3.5.1.2 Industria secundaria de la madera

La industria secundaria de la madera es aquella en donde la madera aserrada es sometidaa cualquier tipo de transformacin y valoracin que implique un mayor valor agregadoal producto final que se obtenga (CORREA, 2003).

Segn INFOR (1998), la industria secundaria de la madera se clasifica en tres grandesgrupos: Muebles, Centros de acopio o barracas, y Otras manufactureras. En ellaclasifican desde pequeos talleres con caractersticas artesanales, hasta empresasposeedoras de gran tecnologa y que pueden ser distribuidas en base al tipo de productosque fabrican. Otros sectores donde es utilizada la madera, para producir nuevosproductos o como material estructural, son el sector de la construccin y la fabricacinde envases de madera. En este ltimo grupo se encuentran los pallets, cajas de madera,bins entre otros, diseados para el envasado y transporte de productos o materiales.

3.5.2 Residuos de la industria secundaria de la madera

De acuerdo con CNE; INFOR; GTZ (2007), el flujo de produccin de residuos de lamadera desde que ingresa a un aserradero hasta que sale de un proceso deremanufacturacin es el siguiente: de 100 m3 de madera troza con corteza que entra, el48% es transformada en madera aserrada, mientras que el 52% corresponde al residuodel aserro. Luego, la madera aserrada son transformados en algn proceso deremanufacturacin, generando entre 30 m3 y 35,1 m3 de madera remanufacturada, y

entre 12,9 m3 y 18 m3 de residuos de elaboracin. El total de residuos de la maderaelaborada puede ser descompuesto en viruta (6,3 a 6,9 m3), aserrn (2,7 a 4,3 m3), otros(1,7 a 9 m3).

3.5.2.1 Industria del mueble

Se entiende por industria del mueble, a empresas que se dedica a la fabricacin, en susdiferentes etapas, de objetos que se pueden trasladar y que sirven de almacenamiento,reposo, ornamento, etc. Esta definicin es bastante amplia, por ello a continuacin se


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entrega un listado de productos que elaboran tpicamente estas empresas: muebles deEstilo, sillones, mesas, repisas, veladores camas, cunas, escritorio, muebles de cocina,etc.

De acuerdo a estimaciones de ProChile, el sector est compuesto por unas 2.600

unidades productivas, las que se concentran mayoritariamente en Santiago, con un 45%de la produccin nacional, y en las regiones V, VIII, IX y X.

Respecto de la produccin fsica de muebles durante el perodo 2000 - 2002, laAsociacin Gremial de Industrias de la Madera (ASIMAD), indic, que la produccinanual alcanz un promedio de 9.000m3 de producto final, repartidos en alrededor de 10empresas de produccin superior (4.000 m3), 50 de tamao mediano (3.000 m3), y cercade 500 empresas de menor tamao (2.000 m3).

Mensualmente, INE pone a disposicin del pblico en general, el ndice de produccinfsica de la industria manufacturera del mueble. Este ndice es un indicador cuyafinalidad es medir la variacin mensual, teniendo como ao base el 2002. De acuerdo

con esto, la produccin fsica durante el 2007, aument a nivel pas en un 26,1% desdeel ao base, alcanzando como promedio unos 11.349 m3 de producto final elaborado,disminuyendo durante el ao 2008, en un 4%, respecto del ao anterior (INEESTADSTICAS INDUSTRIA, 2008). En la Tabla 3.3, se presenta la produccin fsicaanual de la industria del mueble, para el perodo 2002 2008.

Tabla 3.3. Produccin fsica nacional, industria del mueble

Ao Produccin fsica nacional (m3)

2002 9.0002003 9.1802004 8.7752005 10.152

2006 10.7102007 11.3492008 10.989

Fuente: INE ESTADSTICAS INDUSTRIA, 2008.

De acuerdo con CORREA (2003), los residuos de la madera en la produccin demuebles se encuentran entre un 5% y un 40% en peso, mientras que segn CNE;INFOR; GTZ (2007), el porcentaje de residuos de madera remanufacturada es de un30% a un 35% en peso.

3.5.2.2 Sector de la construccin

Se entiende por Residuos de la Construccin (RESCON) a todos aquellos slidosgenerados en faenas tales como la construccin, reconstruccin, reparacin, alteracin,ampliacin y demolicin de edificios y obras de urbanizacin de cualquier naturaleza,sean urbanas o rurales (CONAMA, 2007).

No existe un registro objetivo para estimar los montos de generacin de residuos en estesector, por lo que se ha establecido un indicador que relaciona el volumen de residuosgenerados con la superficie total construida. Es as como de acuerdo a los ltimos


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antecedentes sobre esta relacin, se estima que las tasas actuales estn aproximadamenteen los 0,187 m3 por m2 construido (SEREMI-SALUD, 2008).

Para determinar la superficie total de m2 construidos, se utilizan los registros de losPermisos de Edificacin a travs del Formulario nico de Edificacin (FUE), el cual

debe ser contestado por el encargado de la construccin a cargo de pedir los permisos deedificacin. En este formulario se debe incluir el total de m2 que se construirn. ElInstituto Nacional de Estadsticas (INE), es el responsable de la captura de lainformacin para su posterior consolidacin y publicacin mensual.

De acuerdo con esto, durante el 2006, la superficie autorizada total edificada en laRegin Metropolitana, alcanz los 8.010.896 m2, mientras que para el ao 2007, lasuperficie autorizada edificada alcanz 7.698.639 m2. La informacin de la superficieedificada durante el 2008, se encuentra disponible hasta el mes de Noviembre,acumulando hasta esa fecha 5.956.827 m2 de superficie edificada (INE ESTADSTICASEDIFICACIN, 2008). En la Tabla 3.4, se presenta la superficie autorizada edificada enla Regin Metropolitana en el perodo 2002 2008.

Tabla 3.4. Superficie edificada Regin MetropolitanaSuperficie edificacin autorizada (m2)

Ao Vivienda Industria, comercio Servicio Edificacin Total2002 2.787.440 1.103.025 631.708 4.522.1732003 3.603.526 929.263 907.638 5.440.4272004 3.977.821 1.101.025 1.004.351 6.083.1972005 4.324.774 916.645 1.216.207 6.457.6262006 5.328.905 1.444.042 1.237.949 8.010.8962007 5.031.790 1.408.901 1.257.948 7.698.639(2)

2008 3.893.351(1) 1.090.138 973.338 5.956.827(2)(1): Hasta Noviembre de 2008. (2): Valores estimados.

Fuente: INE ESTADSTICAS EDIFICACIN, 2008.

Los datos que componen el valor de la superficie edificada en la Regin Metropolitana,estn constituidos por las edificaciones del sector vivienda, superficie total de laindustria, comercio y estructuras financieras, y superficie total de infraestructura deservicios. Durante el 2006, la superficie total del sector vivienda en la ReginMetropolitana alcanz los 5.328.905 m2, mientras que hasta Noviembre de 2008, lasuperficie total sector alcanzaba los 3.893.351 m2.

Los residuos de la construccin se componen de muchos elementos, en la Tabla 3.5, sepresenta una lista de residuos de la construccin elaborada por CONAMA.

La generacin de estos residuos de la actividad de la construccin, al igual que muchasactividades industriales desarrolladas en reas urbanas, es una fuente constante degeneracin de residuos. Se calcula que actualmente la generacin anual es del orden de 5millones de toneladas slo en la Regin Metropolitana (CONAMA, 2007).


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Tabla 3.5. Composicin de los residuos de la construccinMateriales Composicin % Materiales composicin %

ridos 79% Parquet 0,13%Cementos 11,2% Teja 0,13%Ladrillos 5,36% Cermica 0,10%Revest. plsticos 2,38% Clavos y tornillos 0,08%Maderas 0,45% Alambre 0,06%Yeso 0,39% Cermica muro 0,06%Fierro RED 0,32% Pizarreo 0,05%Caeras cobre 0,32% Baldosa 0,05%Masisa 0,18% Otros varios 0,2%

Fuente: CONAMA, 2007.

3.5.2.3 Maderas elaboradas y centros de acopio

Dentro del rubro de maderas elaboradas, se encuentran aquellas industrias o empresas

que comercializan productos de madera elaborada, tales como molduras, pisos, puertas,revestimientos, vigas, entre otros.

Actualmente, no se encuentra disponible informacin precisa sobre cul es la cantidadde residuos de la madera que genera este sector, por tanto, la obtencin de estainformacin requerir la realizacin de algn tipo de catastro o muestreo representativo,para poder estimar de forma adecuada la cantidad de residuos generados.

3.5.2.4 Envases de madera

Las configuraciones ms comunes de envases de madera son los siguientes:

Pallets de madera: Son configuraciones estructurales planas en madera utilizadas parasoportar altas cargas, de 200 a 1.500 kg aproximadamente. La mayora son fabricadoscon pino radiata. El peso aproximado de un pallet se encuentra entre los 23 kg y 30 kg.De acuerdo con CENEM (2008), los principales usuarios de pallets son: Exportadores engeneral (76%), Supermercados y afines (10%), Industria alimentaria (7%), Materiales deconstruccin (5%) y otros.

Bins: Gran cajn de madera para el envasado intermedio de graneles, con capacidadinterior aproximada hasta 1 m3, y para cargas mximas de 600 kg. Su peso bordea los150 kg.

Cajas de madera: Son envases para capacidades intermedias entre los 2,5 y 15 kg

aproximadamente. Las cajas de maderas son fabricadas con pino radiata y su pesopromedio vara entre los 4 kg y 8 kg.

Gracias a la facilidad de reparacin y acondicionamiento, los envases de madera puedenser utilizados varias veces antes de ser desechados, incluso existe un mercado de compray venta de pallets, lo que alarga la vida til de este tipo de productos.

Para el caso de la Regin Metropolitana, el consumo de pallets de madera durante el2007, alcanz entre el 50% y el 65% de la produccin fsica a nivel nacional. Estodebido a la alta concentracin de industrias y comercio establecido dentro de la Regin.


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Antecedentes sobre la cantidad de residuos de la madera producidos por este sector sonescasos, prcticamente no hay estudios tanto a nivel nacional, como tampoco para laRegin Metropolitana. La obtencin de estos datos no es tan simple como realizar unbalance de masa de entrada y salida de un proceso productivo, debido a que

frecuentemente los envases de madera, principalmente pallets, estn siendoreacondicionados. Existe un mercado establecido de compra y venta de estos productos,lo que dificulta la cuantificacin de los residuos.

3.6 Demanda de los residuos de la madera como combustible en la ReginMetropolitana

3.6.1 Combustin industrial

Las plantas que utilizan biomasa, deben quemarla en hornos o calderas, para obtener su

energa. El calor de este proceso, puede utilizarse para calentar el agua y generar vapor,el cual activar una turbina que podr crear electricidad.

La biomasa, ya sean residuos forestales o de la industria de la transformacin de lamadera, para poder ser utilizados, primero deben ser dimensionados para conseguir unproducto ms adecuado a las caractersticas requeridas por hornos o calderas. Estosproductos se clasifican en:

a) Lea: incluye a toda la madera obtenida de los bosques, o de otro origen con suformato original; es la madera en bruto. La lea constituye el combustible mstradicional, y se puede obtener a partir de cualquier especie leosa, tanto forestalcomo agrcola. Para realizar un correcto aprovechamiento energtico de la lea,hay que secarla correctamente (


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d) Briquetas: al igual que los pellets, las briquetas son cilindros de biomasacompactada, procedente de residuos de madera. El modo de empleo de lasbriquetas es similar al de la lea tradicional, pudindose utilizar en cualquierchimenea. La briqueta puede seccionarse fcilmente sin necesidad de

herramientas para poder ser utilizada en chimeneas de menor tamao o controlarla potencia de la combustin. Es menos manejable que los pellets, ya quepresenta un tamao mayor, situndose entre los 5 cm y 10 cm de dimetro, y 20cm y 50 cm de longitud. Su densidad y su poder calorfico es similar a lospellets.

3.6.1.1 Tecnologas de combustin

a) Hornos de combustin

Un horno es la tecnologa ms simple de combustin. En l, la biomasa es quemada enuna cmara de combustin, la cual convierte la biomasa en energa trmica, liberandogases calientes. Estos gases contienen alrededor del 85% del potencial energtico de la

biomasa. Las instalaciones industriales y comerciales utilizan hornos para la produccinde calor, ya sea directa o indirectamente a travs de un intercambiador de calor en formade aire caliente o de agua. Los principales tipos de calderas para la combustin debiomasa son los hornos con parilla estacionarios o de parrilla mvil, y hornos de lechofluidizado (OREGON, 2007).

En los hornos de parilla fija y parrilla mvil, un alimentador automtico distribuye elcombustible. El aire de combustin entra por debajo de la parrilla, y las cenizas sonremovidas, cayendo en un pozo de recogida para el caso de parrilla fija, y en una tolvapara el caso de los hornos con parrilla mvil.

Los hornos de lecho fluidizado queman la biomasa en una cama caliente de material

granular, como la arena. La inyeccin de aire en la cama, crea una turbulencia parecidaun lquido hirviendo, la cual distribuye y suspende el combustible. Este diseo aumentala transferencia de calor y permite operar a temperaturas por debajo de 972 C, lograndoas la reduccin de emisiones de xidos de nitrgeno (NOx). Este tipo de hornos puedemanejar un alto porcentaje de cenizas. En el Anexo N 3, se presenta un resumen de lostipos de calderas para biomasa y sus caractersticas.

b) Co-combustin

Una alternativa para generar energa en calderas trmicas a carbn es la co-combustin,la que consiste en sustituir entre un 2% y un 20% del combustible fsil por biomasa.Aunque este porcentaje sea pequeo, a gran escala, el resultado final ser la produccin

de energa elctrica con una gran cantidad de combustible renovable (CANALS;ROYO, 2005).

La co-combustin se ha probado en todo tipo de calderas, (combustible pulverizado tangenciales, frontales, ciclnicas lecho, fluido y parrilla) y con los ms diversos tiposde biomasa (residuos forestales, aserrn, cultivos energticos, residuos de empresasmadereras, residuos de demolicin, lodos de plantas de tratamiento de aguas servidas,etc.).


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Sin embargo, la implantacin de esta tecnologa lleva asociados ciertos problemastcnicos (debidos principalmente al tipo de combustible utilizado o a una incorrectaseleccin del punto de alimentacin), tales como: aumento por suciedad y por corrosin,prdida de rendimiento, cambio en la composicin de las cenizas, o empeoramiento del

funcionamiento de los sistemas de limpieza de gases (CANALS; ROYO, 2005).La co-combustin es aplicable a todos los tipos de calderas de potencia quetradicionalmente utilizan combustibles fsiles aunque, evidentemente, cada tipo requierede una tecnologa de adaptacin diferente. En el caso particular de las calderas decombustible pulverizado, y como su propio nombre indica, el combustible debeintroducirse finamente molido, consiguindose de esta forma elevados rendimientos contiempos de residencia bajos. Cuando una caldera que habitualmente utiliza de formaexclusiva carbn, se adapta a la co-combustin, el cambio de combustible no debeempeorar sustancialmente el rendimiento de la misma. Por ello, en este tipo de calderas,es necesario someter a la biomasa a una serie de pretratamientos, con el objetivo dealcanzar del tamao de partcula y el contenido de humedad requeridos.

Una de las tecnologas usualmente empleadas es la co-combustin directa, la cualconsiste en que los residuos de la madera y carbn se alimentan en la misma caldera.Existen distintas formas de alimentar el combustible, estando limitado, en cada una deestas formas, tanto el porcentaje de sustitucin como el rango en el que puede variar eltamao de partcula (CANALS; ROYO, 2005).

Dentro de este tipo de co-combustin, se puede distinguir entre la alimentacin de labiomasa mezclada con el carbn (los dos combustibles se mezclan previamente y seintroducen conjuntamente en la caldera), y aquellas en las que la biomasa se introduceen la caldera independientemente del carbn (los dos combustibles se alimentan deforma separada pero reaccionan conjuntamente en la caldera).

En el caso de que los combustibles se mezclen previamente, el porcentaje de sustitucinse encuentra limitado en torno al 2%, esto para evitar la aparicin de problemas en lossistemas de molinos de carbn.

Cuando la biomasa se introduce en la caldera independientemente del carbn, adems dela ventaja que supone para la operacin final de la planta el mantener cierta autonomaen el manejo de ambos combustibles, el porcentaje de sustitucin aumenta, pudiendovariar entre un 5% y un 20% en energa (CANALS; ROYO, 2005).

c) Gasificacin

La gasificacin termoqumica es un proceso que convierte la biomasa en un gas

combustible. Este gas contiene monxido de carbono (CO), hidrgeno (H2), dixido decarbono (CO2), vapor de agua, vapor de alquitrn y partculas de cenizas, los cualespueden ser removidos a travs de filtros y depuradores de gas. La gasificacin produceun bajo o mediano poder calorfico, dependiendo del proceso utilizado

El gas producido contiene entre un 70% y 80% de la energa originalmente presente enla biomasa como materia prima, el cual posteriormente podr ser quemado directamente,o utilizado en una caldera para producir vapor (OREGON, 2007).


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calefactores transmiten el calor por conveccin. El aire que circula entre la cmara decombustin y la caja metlica, absorbe el calor y lo transmite a la habitacin.

a) Ventas de calefactores

La produccin de calefactores a biomasa en la Regin Metropolitana y la zona centraldel pas, est concentrada en tres empresas: Amesti, Bosca y Calefactores Pucn, que enconjunto representan alrededor del 90% de la oferta. En Santiago adems, existen otrosproductores ms pequeos e importadores, cuyo aporte alcanza al 10%.

De acuerdo con un estudio realizado por la consultora Gamma S.A., sobre calefaccinresidencial a biomasa, el nivel estimado de ventas de estufas de combustin lentadurante el ao 2006 en la Regin Metropolitana, se encontr entre las 8.000 y 10.000unidades. Adems, el parque total en la Regin Metropolitana se encontrara entre unos40.000 y 60.000 calefactores.

Proyecciones para el ao 2010, establecen que el nmero de calefactores en usoaumentar entre 81.300 y 97.200 unidades, mientras que para el ao 2015, el total sehabr incrementado a un rango entre los 135.000 y 151.000 unidades (GAMMA LT4,2007).

b) Consumo de biomasa en calefactores residenciales

Segn GAMMA LT4 (2007), el nmero estimado de casas urbanas en la ReginMetropolitana hasta el ao 2006, fue de aproximadamente 1,3 millones, de las cuales, un3,5%, contaban con algn tipo de calefactor a biomasa, con un promedio de 1,02calefactores por vivienda, obteniendo un consumo promedio estimado de 1.036 kganuales por vivienda.

De acuerdo con esto, y considerando el total de calefactores existentes hasta el ao 2006,el consumo de biomasa se encontr entre las 41,4 y 62,2 toneladas anuales de madera enforma de lea o briquetas.

3.6.3 Normativas aplicables a fuentes fijas en la Regin Metropolitana

3.6.3.1 Decreto Supremo N 4, del 13 de Enero de 1992, D.O. 2 de Marzo de 1992,del Ministerio de Salud, establece Norma de Emisin de Material Particulado aFuentes Estacionarias Puntuales y Grupales.

Aplica a las fuentes estacionarias puntuales y grupales que se encuentren en la Regin

Metropolitana, exceptuando a las fuentes estacionarias puntuales que emitan ms de unatonelada diaria de material particulado, estas fuentes se regirn por las disposicionesespecficas que se adopten en cumplimiento del plan de descontaminacin respectivo.Las fuentes estacionarias grupales destinadas a la calefaccin, se regirn por unareglamentacin especial.


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Este decreto establece que, a partir del 31 de Diciembre de 1997, las fuentesestacionarias grupales existentes no podrn emitir concentraciones superiores a56 mg/m3 bajo condiciones estndar de funcionamiento.

3.6.3.2 Decreto Supremo N 58 de 2003, Ministerio Secretara General de laPresidencia de la Repblica: Plan de Prevencin y Descontaminacin de la ReginMetropolitana. Reformula y actualiza Plan de Prevencin y DescontaminacinAtmosfrica para la Regin Metropolitana (PPDA).

a) Sector industrial

Este Plan establece exigencias de reduccin de emisiones de CO, SO2, NOx y materialparticulado para el Sector industrial y comercial.

En resumen los aspectos establecidos en el Plan son:

El valor de 100 ppm como norma de emisin de CO. (Artculo 31 PPDA RM yResolucin MINSAL 2.063 de 2005).

El valor de 30 ng/Joule como norma de emisin de SO2. Se exceptan delcumplimiento de esta norma las fuentes estacionarias cuyo consumo energticode combustible sea igual o menor a 200.000 kJoule/h a plena carga y las fuentesestacionarias que utilicen gas de ciudad o biogs como combustible. (Artculo 35PPDA RM y Resolucin MINSAL 2.063 de 2005).

La meta de reduccin de NOx. Aquellas fuentes inscritas en el Registro Oficialdel Servicio de Salud del Ambiente de la RM con posterioridad a la publicacindel D.S. 58 de 1993, cuya emisin de NOx sea mayor o igual a 8 ton/ao,debern compensar sus emisiones en un 150%. (Artculo 43 PPDA RM yResolucin MINSAL 121.059 de 2005).

En situaciones de Pre-emergencia y Emergencia Ambiental las fuentes puntualeso grupales que no acrediten que sus concentraciones de material particulado soninferiores a 32 mg/m3N y 28 mg/m3N, debern paralizar en episodios dePreemergencia y Emergencia Ambiental, respectivamente.

b) Calefaccin residencial

A partir del 1 de Enero de 2006, los equipos nuevos de calefaccin residencial que seinstalen en la Regin M

tesis granifo residuos madera(1)

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