Estudio de las características de la astilla forestal y...

Estudio de las características de la astilla forestal y buenas prácticas para su aplicación

energética Estudio E002

Proyecto INTRADER (2008 – 2010) Cofinanciado por el Fondo Social Europeo y el Centr e

Tecnològic Forestal de Catalunya Programa Emplea Verde - Fundación Biodiversidad

Estudio de las características de la astilla forestal y buenas prácticas para su aplicación

energética Estudio E002

Proyecto INTRADER (2008 – 2010) Cofinanciado por el Fondo Social Europeo y el Centr e

Tecnològic Forestal de Catalunya Programa Emplea Verde - Fundación Biodiversidad

Redactan:

Ignacio López Vicens

Mireia Codina i Palou

Área de Aprovechamientos Madereros y Biomasa Centre Tecnològic Forestal de Catalunya

DL: L-573-2010

Estudio de las características de la astilla forestal y buenas prácticas para su aplicación energética

Área de Aprovechamientos Madereros y Biomasa. Centre Tecnològic Forestal de Catalunya

I

Contenidos I. Prólogo .................................................................................................................................................1 II. Agradecimientos .................................................................................................................................1 1. Introducción.........................................................................................................................................2

1.1 Objetivos ..................................................................................................................................3 2. Metodología.........................................................................................................................................4

2.1 Astilla utilizada .........................................................................................................................4 2.2 Protección ................................................................................................................................5 2.3 Humedad y pérdida de materia seca.......................................................................................6 2.4 Monitorización de la temperatura interna..............................................................................8 2.5 Análisis de la granulometría ....................................................................................................8 2.6 Densidad aparente...................................................................................................................9 2.7 Recogida de muestras..............................................................................................................9

3. Resultados..........................................................................................................................................10 3.1 Rendimiento del astillado en pista ........................................................................................10 3.2 Análisis de humedades ..........................................................................................................11

Pila bajo textil.................................................................................................................................12 Pila bajo cubierta ...........................................................................................................................15

3.3 Evolución de las temperaturas ..............................................................................................19 3.4 Pérdidas de materia seca.......................................................................................................21 3.5 Distribución granulométrica ..................................................................................................23 3.6 Densidad aparente.................................................................................................................27 3.7 Conclusiones ..........................................................................................................................29

4. Referencias.........................................................................................................................................30 Anexo I. Tipos de textil.....................................................................................................................33 Anexo II. Colocación de textiles de protección.................................................................................34

1. Evitar tramos horizontales y partes cóncavas ...........................................................................34 2. Evitar pliegues............................................................................................................................34 3. Colocación transversal ...............................................................................................................35

Anexo III. Astillado vs. Triturado ........................................................................................................36 Anexo IV. Astillado en verde vs. astillado en seco .............................................................................38 Anexo V. Limpieza en el manipulado de astillas ...............................................................................39 Anexo VI. La humedad y la madera....................................................................................................41 Anexo VII. Estimación de la humedad.............................................................................................42

1. Método de referencia ................................................................................................................42 Base de cálculo...............................................................................................................................42

2. Elaboración de tablas Densidad aparente – Humedad .............................................................43 3. Utilización de humímetros para astilla individual .....................................................................44 4. Utilización de humímetros para muestras de astillas................................................................44

Anexo VIII. Degradación de la madera.............................................................................................46 Anexo IX. Precios comparativos entre astilla forestal y otros combustibles fósiles..........................49 Anexo X. Aspectos a tener en cuenta en las contrataciones de suministro de astilla de madera

para uso energético ...............................................................................................................................51 1. Combustible ...............................................................................................................................51 2. Cliente ........................................................................................................................................51 3. Suministrador.............................................................................................................................52 4. Temporización............................................................................................................................52



II

5. Precios........................................................................................................................................52 6. Entrega.......................................................................................................................................53 7. Incumplimientos ........................................................................................................................53

Anexo XI. Contenido elemental típico de la madera (FprEN 14961-1:2009).....................................54 Anexo XII. Suministro de astilla para uso energético .....................................................................56

1. Gravedad – silo soterrado..........................................................................................................56 2. Gravedad – rampa .....................................................................................................................57 3. Pala cargadora ...........................................................................................................................58 4. Sistemas neumáticos .................................................................................................................59 5. Sistemas mecánicos ...................................................................................................................60

5.1. Cinta transportadora..........................................................................................................60 5.2. Camión de distribución de pienso .....................................................................................61 5.3. Remolque con sinfín de grandes dimensiones ..................................................................62

Anexo XIII. Distribución del tamaño de partículas...........................................................................63 Anexo XIV. Planes de muestreo .......................................................................................................65



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I. Prólogo

En este documento se exponen los resultados del estudio realizado en dos pilas de astillas con diferente cobertura en 2009, hasta enero de 2010. Las pilas se han montado bajo cubierta y bajo textil, y los parámetros que se han estudiado han sido la evolución térmica de las pilas como indicador de la actividad biológica y el riesgo de autoignición, la evolución de la humedad mediante dos muestreos y la pérdida de materia seca. También se han recogido datos de densidad aparente de astilla y del rendimiento del astillado previo en pista.

Asimismo, se han añadido anexos que buscan ofrecer una mínima referencia para el desarrollo de la actividad bioenergética con astilla de madera de monte, así como de buenas prácticas.

II. Agradecimientos

Este estudio y documento se han cofinanciado por el Fondo Social Europeo y el CTFC, en el marco del programa Empleaverde de la Fundación Biodiversidad. Dos socios más han colaborado en las diferentes acciones: el Col�legi d’Aparelladors i Arquitectes Tècnics de Lleida y el Consorci Forestal de Catalunya.

Se ha contado además con la colaboración de emprendedores del municipio de Argençola: Mª Carme Marmi, Josep Mª Pujó, Ramon Cortés, Joan Pujó, Magí Bertran, Joan Solà, Toni Castillo, Teresa Forn y Joan Teruel. También se ha contado con la colaboración del técnico de la Oficina Comarcal de la Anoia del Departament de Medi Ambient i Habitatge de la Generalitat de Catalunya, Ángel Rey. Parte de estos emprendedores, pertenecientes todos ellos al entorno rural, han formado la agrupación de autónomos Iniciatives Forestals d’Argençola.



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1. Introducción

La biomasa en general, y la biomasa forestal primaria en particular, se perfila como un recurso energético renovable que deberá ser de uso habitual y sostenido en el futuro, debido al incremento de CO2 atmosférico ocasionado por el uso secular de combustibles fósiles, que genera el calentamiento global, así como para la futura escasez de estos combustibles no renovables. Igualmente, el aprovechamiento de este recurso jugará un papel importante en el comercio de emisiones de carbono.

Este futuro mercado de biomasa deberá basarse en un conocimiento exhaustivo del producto a comercializar, y por tanto deberán determinarse las características como fuente de energía de esta biomasa forestal abundante en la región de Competitividad, con el objetivo de facilitar el asentamiento del mercado de biomasa forestal con finalidades energéticas.

Este nuevo nicho de mercado permitirá (y de hecho ya está siendo así) consolidar e incrementar la actividad socioeconómica en áreas rurales y forestales, creando ocupación en el medio rural, mejorando el estado de los bosques y sus productos. Todo esto debido a una gestión más activa, a la vez que ambientalmente sostenible.

Asimismo, la creación de este mercado permitirá la fijación de población en el ámbito rural y su desarrollo. Un mercado de biomasa forestal con productos procedentes del bosque puede contribuir a las tareas de prevención de incendios promoviendo la extracción del exceso de material combustible en los bosques y evitar el progresivo abandono de estas masas.

Se considera biomasa forestal primaria con posible destinación energética el material procedente de trabajos selvícolas de mejora, desbroce de matorral, apertura de franjas cortafuego, perímetros de protección prioritaria, aprovechamientos comerciales y monte bajo.

Se caracteriza principalmente por la heterogeneidad del material y dispersión sobre el terreno, y la elevada humedad del material en verde. Es a causa de esta elevada humedad que se requiere un secado previo del material antes de poderlo utilizar como combustible.

El objetivo del almacenaje y secado del material es obtener un combustible de la más alta calidad posible, es decir, un bajo contenido de humedad, un alto poder calorífico, y un bajo contenido en cenizas.

Durante el almacenaje, las propiedades de las astillas pueden variar debido a procesos físicos, químicos y microbiológicos. Desde el punto de vista del secado, las pérdidas de material y los cambios del contenido de humedad tienen un gran impacto.

La pérdida de material puede tener lugar de dos formas:

1. Pérdida de material que cae debido a la manipulación física (por ejemplo, acículas y ramillas).

2. Descomposición de las pérdidas debido a los microorganismos y a procesos químicos de oxidación.

La descomposición debida a los microorganismos y a procesos químicos de oxidación provoca un incremento de calor, dióxido de carbono y agua.



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1.1 Objetivos

Los objetivos de este trabajo son estudiar las características que definen la astilla forestal para aplicaciones energéticas (humedad, granulometría, composición, etc.), comprender la dinámica físico-química que tiene lugar en el interior de las pilas de astillas, determinar la pérdida de material durante el secado, e identificar qué sistema de almacenamiento conduce a la obtención de un producto de mejor calidad.

El objetivo es evaluar los efectos del tipo de cobertura de una pila de astillas sobre la pérdida de materia y la evolución de la temperatura en su interior, así como su contenido de humedad.

Este estudio ha de permitir profundizar en aspectos clave de la calidad de la astilla forestal para instalaciones de diversa envergadura, que están sujetas a diferentes requerimientos de calidad del material de entrada.



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2. Metodología

Se han establecido dos pilas de astilla diferenciadas por el tipo de almacenaje. Una se cubrió con un textil protector y la otra se montó debajo de un cobertizo. El material almacenado fue una mezcla homogénea de astilla forestal, sobre suelo desnudo.

2.1 Astilla utilizada

La mezcla de astilla ha sido de pino laricio (Pinus nigra) y de pino carrasco (Pinus halepensis) de árbol entero tanto verde como seco, además de ramas y tocones secos; procedente de tres localizaciones distintas (Tabla 1 y Figura 1).

Tabla 1: Procedencia del material utilizado en la formación de las pilas

Localización Especie Material Tipo astillado

1.- Plans de Ferran Pinus nigra Árbol entero verde Semifijo

2.- Carbasí Pinus halepensis Árbol entero seco Móvil en pista

3.- Báscula Argençola Pinus halepensis Árbol entero seco, ramas y tocones Semifijo

Figura 1. Localización de los puntos referidos en la Tabla 1 (municipio de Argençola)



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El astillado se realizó por la empresa Productes Forestals de la Catalunya Central SCCL, que cuenta con una astilladora Jenz HEM 581Z accionada por un tractor de 300 CV. La astilla se fue vertiendo directamente en remolques de 15 y 26 metros cúbicos de capacidad. Se tomaron tiempos de trabajo a nivel de ciclo para estimar el rendimiento del trabajo en pista.

2.2 Protección

Pila cubierta con textil protector: el material escogido ha sido el textil Lest’o (ver anexo I), que tiene la propiedad de permitir la evaporación de la humedad de la pila pero impide de manera muy eficiente que la lluvia o la nieve mojen directamente la astilla. Es un tejido de polipropileno, imputrescible y estable a los rayos UV, con una vida útil aproximada de 5 años. Sus ventajas son que no requiere mucha inversión inicial y que permite flexibilidad para escoger el lugar de almacenaje transportándolo al lugar elegido. Su principal inconveniente es que si se forman pliegues se acumula y escurre el agua dentro de la pila y deja de ser efectivo (ver anexo II).

Fotografía 1. Pila cubierta con textil

Pila bajo cubierta: se aprovechó un cobertizo ya existente en la zona, sin pavimentar, de 20 m de largo y 4 m de alto, con tejadillo de una sola vertiente y una pared lateral de 2,5 m de altura. Los inconvenientes de utilizar un cobertizo son que requiere una mayor inversión inicial (excepto en casos de alquiler, o utilizando un almacén ya existente) que los textiles y que es fijo.



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Fotografía 2. Pila bajo cobertizo

En los dos casos las pilas están en contacto directo con el suelo desnudo (sin pavimento), con lo que hay que tener presente que se pierde aproximadamente un palmo de astilla de la parte inferior de la pila para evitar la mezcla con piedras y arena. Existe además un cierto riesgo de rehidratación de la pila por la parte inferior.

Las medidas de las dos pilas instaladas se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2: Características de las pilas experimentales

Cobertizo Textil

Alto 2,5 m 2,5 m

Ancho 6 m 5,8 m

Largo 20 m 15,5 m

2.3 Humedad y pérdida de materia seca

Para el análisis de la pérdida de materia seca y del contenido de humedad interna de las astillas se han pesado y colocado 14 bolsas de tela mosquitera de fibra de vidrio en cada pila, de 3 litros de capacidad, llenas de astilla.



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Fotografía 3. Bolsa para el control de la pérdida de materia seca

Las 14 bolsas fueron colocando en dos secciones (7 bolsas por sección) transversales al eje mayor de la pila tal como muestran las figuras 2 y 3, a medida que las pilas se formaron.

Figura 2. Esquema de la vista lateral de la pila teórica, con las dos secciones para las bolsas transpirables (Unidades en dm)

Figura 3. Esquema de la sección de la pila para la colocación de las bolsas transpirables (Unidades en dm)

A mitad de experimento (agosto 2009) se desmontaron parcialmente las dos pilas para extraer las bolsas de una sección.

Para el cálculo de la pérdida de materia seca, se calcula el peso seco al inicio del contenido de cada bolsa en base a la humedad inicial. En cada desmontaje, las muestras de las bolsas se secan,



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obteniendo también el peso seco en cada desmontaje. El cálculo se realiza refiriendo el peso seco obtenido en cada desmontaje para cada bolsa, con el peso seco calculado para el momento de formación de las pilas.

Se ha consultado los datos de la estación meteorológica más próxima (La Panadella) para observar el progreso de las condiciones meteorológicas locales durante la totalidad del período del experimento y estimar su influencia en el proceso.

2.4 Monitorización de la temperatura interna

Se ha realizado el seguimiento de la temperatura interna de la pila mediante la colocación de sensores térmicos PT100 en su interior (3 en cada pila) conectados a dataloggers HOBO Onset H4. Los sensores se han colocado a tres niveles diferentes, coincidiendo con la colocación de las bolsas 1, 3 y 7 de la sección de desmontaje final (ver figura 3).

Para garantizar la ausencia de humedades en los dataloggers, éstos se han colocado en el interior de cajas eléctricas y se han protegido con plástico. Los dataloggers se han programado para guardar datos cada dos horas.

Fotografía 4. Datalogger de la pila cubierta con textil

Mediante el seguimiento de la temperatura interna se puede evaluar la intensidad de los procesos biológicos y químicos en el interior de las pilas así como un posible riesgo de autoignición.

2.5 Análisis de la granulometría

Las analíticas de distribución del tamaño de partículas se han realizado con un vibrotamiz Filtra Vibración para tamices de 300 mm de diámetro con las siguientes luces: base, 3,15 mm (malla), 8 mm (agujeros cuadrados), 16 mm (agujeros cuadrados), 45 mm (agujeros cuadrados), 63 mm (agujeros cuadrados). Además, las partículas de longitudes mayores de 10 cm se han separado manualmente.

Las analíticas se han realizado extrayendo muestras de las procedentes de las bolsas de malla, formando dos muestras combinadas para cada pila y desmontaje. Una de estas muestras combinadas se



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ha hecho con la mezcla de bolsas superficiales (bolsas 1, 2 y 4) y la segunda con las bolsas colocadas en zonas más profundas (bolsas 3, 5, 6 y 7), según la figura 3.

Esta analítica no se ha podido realizar de acuerdo con la especificación técnica UNE-CEN/TS 15149-1 que requiere tamizado con movimiento oscilatorio horizontal, tamices de superficie mínima de 1.200 cm2 (400 mm de diámetro), y tamices de agujeros redondos.

2.6 Densidad aparente

La densidad aparente se ha estimado siguiendo las indicaciones de la especificación técnica UNE-CEN/TS 15103, con un cubo de 50 litros de capacidad y una balanza de gancho GRAM CR-200 de 0,1 kg de resolución.

2.7 Recogida de muestras

Durante la formación de las pilas, se formó una muestra representativa de cada pila para el cálculo de la densidad aparente, la distribución del tamaño de partículas (granulometría) y el contenido de humedad inicial.

A mitad de experimento, a los 3 meses (agosto 2009), se desmontaron parcialmente las pilas para extraer las 7 bolsas por sección y se recogieron muestras de densidad aparente y humedad de las pilas.

Al final del experimento, a los 8 meses (enero 2010), se desmontaron totalmente las pilas y se hicieron las mismas analíticas que a mitad de experimento.

Tabla 3: Analíticas realizadas

Zona muestreo Analíticas Inicio Mitad Final

Densidad X X X

Granulometría X X X Pila

Humedad X X X

Humedad X X Bolsas

Materia seca X X

Los planes de muestreo se pueden consultar en el anexo XIV.



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3. Resultados

3.1 Rendimiento del astillado en pista

Mientras que en otras experiencias con la misma astilladora, trabajando en patio y con el material apilado, se han llegado a medir rendimientos de hasta 100 metros cúbicos aparentes (en adelante, map) por hora de trabajo productivo (PW, según IUFRO), este astillado en pista produjo solamente 16 map por hora de trabajo productivo.

Fotografía 5. Fase del astillado en pista

El desembosque se realizó con escasa mecanización (tractor con cabrestante) para después tronzar los árboles en la misma pista. Las pilas de madera no pudieron realizarse de más de 2 metros de altura, en el mejor de los casos, lo que hizo que el material se encontrara demasiado disperso y mezclado a lo largo de la pista (fotografía 6) alargando de esta manera la fase de astillado.

Fotografía 6. Pista con el material acordonado y apilado al borde



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3.2 Análisis de humedades

El contenido de humedad inicial del material fue del 42% (en base húmeda1, en adelante bh). Durante los tres primeros meses de almacenaje, la humedad disminuyó en el interior hasta el 30%bh aproximadamente en las dos pilas. Con las muestras tomadas para densidad aparente y humedad en el desmontaje, las humedades tienen valores de entre el 33 y 35%. Las medias de las bolsas dan valores todavía más bajos, debido sobre todo a la influencia de las muestras superficiales 2 y 4, que se encuentran muy secas (todas por debajo del 20%bh).

Es durante los últimos meses de almacenaje, en invierno, donde se aprecian las mayores diferencias. Así, bajo textil, la humedad final es del 23,5%bh y bajo cubierta del 31,7%. Las medias calculadas con las bolsas son ligeramente superiores, 26,3%bh bajo textil y 33,5% bajo cubierta.

Tabla 4: Humedad (bh) de los lotes estudiados

Muestreo Lote % humedad (bh)

Plans de Ferran 46,5

Carbasí 46,2

Báscula Argençola 29,6

Textil 42,4

Inicial

Cubierta 42,3

Media bolsas 24,8 Textil

Muestra pila 33,9

Media bolsas 27,5 Desmontaje parcial

Cubierta Muestra pila 35,1

Media bolsas 26,3 Textil

Muestra pila 23,5

Media bolsas 33,5 Desmontaje final

Cubierta Muestra pila 31,7

En las siguientes figuras se muestran las secciones de las pilas en el momento del desmontaje parcial y el desmontaje final. Para cada pila se muestra en primer lugar su sección donde se señalan la humedad inicial, del desmontaje parcial y del desmontaje final. A continuación, las figuras corresponden a extrapolaciones de la humedad a todo el perfil de la pila mediante algoritmo IDW (inverse distance weight) realizado con ArcMap SIG de ESRI, en los dos momentos de desmontaje (parcial y final).

1 Ver anexo VII, página 42.



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Pila bajo textil

Figura 4. Pila bajo textil: perfil intermedio junto con los valores de humedad de los siete puntos de muestreo en el momento inicial (valor de la parte superior – mayo 2009), del desmontaje parcial (valor del centro – Agosto 2009) y del

desmontaje final (valor de la parte inferior – enero 2010). Valores expresados en base húmeda



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Figura 5. Pila bajo textil: perfil IDW en el desmontaje parcial (agosto 2009) con los valores de los distintos muestreos

Se observa un mayor secado en los laterales de la pila, con la parte central muy homogénea. En tres meses se han alcanzado humedades próximas al 30%bh.



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Figura 6. Pila bajo textil: perfil IDW en el desmontaje final (enero 2010) con los valores de los distintos muestreos

Excepto la zona de cumbrera, todas las humedades son inferiores al 30%hbh. Se puede apreciar una pequeña rehidratación en la parte derecha de la pila, debido a la mayor exposición de esta zona a las nevadas que han tenido lugar en invierno.



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Pila bajo cubierta

Figura 7. Pila bajo cubierta: perfil intermedio junto con los valores de humedad de los siete puntos de muestreo en el momento inicial (valor de la parte superior – mayo 2009), del desmontaje parcial (valor del centro – Agosto 2009) y

del desmontaje final (valor de la parte inferior – enero 2010). Valores expresados en base húmeda



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Figura 8. Pila bajo cubierta: perfil IDW en el desmontaje parcial (agosto 2009) con los valores de los distintos muestreos

Como pasaba en la pila bajo textil a los 3 meses de almacenaje, los laterales son los que presentan un mayor secado. Pero a diferencia de aquella, la pila bajo cubierta tiene un efecto chimenea menor, conservando la parte central y la cumbrera más humedad. Excepto la parte superior, la pila tiene humedades próximas al 30%bh.



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Figura 9. Pila bajo cubierta: perfil IDW en el desmontaje final (enero 2010) con los valores de los distintos muestreos

Se puede observar que en la parte superior de la pila ha habido una rehidratación, debido a la acumulación de nieve durante el invierno. Excepto esta parte superior, el resto de la pila presenta humedades próximas o inferiores al 30% en base húmeda.

Tabla 5: Porcentaje de sección de las pilas según humedad de corte del 30%bh

Bajo cubierta Bajo textil

Rango de humedad Agosto 2009 Enero 2010 Agosto 2009 Enero 2010

Humedad <30%bh 70% 46% 94% 93%

Humedad >30%bh 30% 54% 6% 7%

La observación de las figuras y la Tabla 5 da a entender que la diferencia entre ambas pilas se ha debido principalmente a la capacidad de aireación más que a la cubierta en sí. La comparación entre los lados derechos de ambas pilas es un buen indicador, pues presentan valores semejantes de humedad en el desmontaje final.

La pila bajo el cobertizo puede haber visto reducida su capacidad para perder humedad por la influencia de la pared sin entradas de aire. En Francia se calcula que con almacenes cubiertos y bien aireados, se puede pasar de un 50% de humedad bh a un 25% en unos tres o cuatro meses. Por otro



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lado, la forma cóncava que ha adquirido la parte izquierda desde la coronación hasta la pared ha supuesto un punto de entrada importante de humedad por el deshielo de la nieve.



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3.3 Evolución de las temperaturas

A continuación se presentan los gráficos de los perfiles de la temperatura interna de las pilas, representada como la media de 12 horas para evitar las interferencias producidas por las diferencias de temperatura diarias y poder observar mejor la evolución a lo largo del tiempo de almacenaje.

Pila bajo textil (media 12 horas)

-10 ºC

0 ºC

10 ºC

20 ºC

30 ºC

40 ºC

50 ºC

60 ºC

70 ºC

17-0

5-09

31-0

5-09

14-0

6-09

28-0

6-09

12-0

7-09

26-0

7-09

09-0

8-09

23-0

8-09

06-0

9-09

20-0

9-09

04-1

0-09

18-1

0-09

01-1

1-09

15-1

1-09

29-1

1-09

13-1

2-09

27-1

2-09

10-0

1-10

24-0

1-10

Fecha

-20 mm

0 mm

20 mm

40 mm

60 mm

80 mm

100 mm

120 mm

140 mmSensor profundo

Sensor medio

Sensor superficial

T ambiente

Precipitación

Pila bajo cubierta (media 12 horas)

-10 ºC

0 ºC

10 ºC

20 ºC

30 ºC

40 ºC

50 ºC

60 ºC

70 ºC

17-0

5-09

31-0

5-09

14-0

6-09

28-0

6-09

12-0

7-09

26-0

7-09

09-0

8-09

23-0

8-09

06-0

9-09

20-0

9-09

04-1

0-09

18-1

0-09

01-1

1-09

15-1

1-09

29-1

1-09

13-1

2-09

27-1

2-09

10-0

1-10

24-0

1-10

Fecha

-20 mm

0 mm

20 mm

40 mm

60 mm

80 mm

100 mm

120 mm

140 mmSensor profundo

Sensor medio

Sensor superficial

T ambiente

Precipitación

Figura 10. Evolución de la temperatura interna de las pilas a lo largo del tiempo de almacenaje, y precipitación y temperatura ambiente de la zona de estudio



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Durante la primera semana hay un aumento rápido de las temperaturas, superando los 60ºC la pila bajo textil y los 50ºC la que se encuentra bajo cobertizo. Con estas temperaturas el riesgo de autoignición es inexistente, siendo en todo caso más peligrosa la influencia externa (cerillas, cigarros, etc.). De todas formas conviene comentar que el riesgo de autoignición se puede ver incrementado si el contenido en corteza es alto y si en superficie hay acumulación de finos que impiden el intercambio de calor con el exterior. La medida de la pila también es determinante, aunque en experimentos llevados a cabo por el equipo redactor de este estudio se ha comprobado que alturas de pila de hasta 5 metros tampoco corren riesgo de autoignición.

Después del rápido aumento inicial, las temperaturas van disminuyendo progresivamente:

- Pila bajo textil: próxima a los 60ºC durante el primer mes, empezando a disminuir rápidamente la temperatura a partir del segundo mes y estar muy próxima a los 35ºC durante el tercer y cuarto mes. La temperatura final es alrededor de los 15ºC.

- Pila bajo cubierta: próxima a los 55ºC durante el primer mes, disminuyendo a partir del segundo mes y estar próxima a los 40ºC durante el tercer y cuarto mes. La temperatura final es próxima a los 10ºC a la mayoría de la pila, excepto a la parte más profunda que es próxima a los 20ºC.

En teoría, el nivel más bajo (próximo al suelo) es más frío que el nivel intermedio y, éste, más frío que el nivel más alto (próximo a la superficie de la pila).

- Pila bajo textil: la temperatura interna de la pila es muy regular, siendo el nivel profundo el más frío sobretodo en los meses de verano, y siendo similares los tres niveles en los meses de invierno.

- Pila bajo cubierta: durante los primeros 5 meses de almacenaje, la temperatura interna de la pila presenta unos valores similares en todos lo niveles, pero no cumple la norma de ser el nivel profundo el más frío. A partir del quinto mes, hay una mayor diferencia entre los distintos niveles: el nivel superficial va disminuyendo lentamente la temperatura, mientras que el nivel intermedio está muy condicionado por los cambios de la temperatura ambiente, pero con un cierto desfase. Sería esperable que fuera el sensor superficial el más sensible a las variaciones ambientales, cosa que no ocurre posiblemente debido a la necesidad de reponer el sensor tras haberse roto por la acción de roedores, o por la abundante humedad de la zona de la pila que pueda haber suavizado los cambios atmosféricos. Destaca el nivel profundo, que presenta unos valores mucho más cálidos que los otros dos, pudiendo significar un descenso de la actividad biológica en las partes superiores.

La similitud del perfil de temperaturas para episodios de precipitación en septiembre y octubre indica que el textil tiene un efecto similar a la cubierta, indicando su efectividad para escurrir el agua fuera de la pila.

Las temperaturas finales indican una baja pero existente actividad biológica, juntamente con una cierta inercia respecto a la temperatura ambiente, excepto en la parte profunda de la pila bajo cubierta donde todavía se dan temperaturas de entre 20 y 30ºC.

Se puede concluir que la principal diferencia se ha debido al efecto producido por la pared sobre la que se apoya la pila bajo cubierta, que ha impedido la aireación y ha propiciado la acumulación de agua y nieve. El efecto ha sido importante en la parte superficial próxima a la pared y en profundidad.



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3.4 Pérdidas de materia seca

La pérdida de materia seca se ha determinado mediante el método directo de la pérdida de peso que supone la determinación del peso seco en estufa de las bolsas de malla de muestreo antes del almacenaje, a los 3 meses y a los 8 meses.

Las bolsas de malla permiten el paso del material muy fino. Se supone que todo el material que sale de la bolsa a través de los poros es igual al que entra.

Tabla 6: Variación del peso seco durante el almacenaje (Unidades en % sobre peso seco inicial) (entre paréntesis el resultado de extraer los valores atípicos positivos y los extremos)

Mitad Final

Textil -1,4 (-1,4) -2,7 (-3,3)

Cubierta 1,4 (-2,5) -4,7 (-4,9)

Como se puede observar tanto en la Tabla 6 como en las figuras 11 y 12, se han dado casos de incrementos de materia seca. Ello puede ser indicador de la inadecuación del método elegido, que deberá ser corregido en próximos experimentos.

Esta irregularidad no permite, por lo tanto, extraer conclusiones sobre la pérdida de masa seca por zonas de la pila. No obstante, prescindiendo de estos valores atípicos (Tabla 6), se pueden extraer conclusiones para cada pila en general. Así, las pérdidas de materia seca son modestas, próximas al 0,5-1% mensual (valor esperable), posiblemente debido a la escasa actividad fúngica que ha tenido lugar en el interior de las pilas. Todos los valores parecen indicar mayores pérdidas en la pila bajo cubierta, lo cual se puede explicar teniendo en cuenta la mayor actividad biológica que se deduce a raíz de los perfiles de humedad (apartado 3.2) y de las evoluciones de la temperatura (apartado 3.3).

Tal y como se explica en el anexo VIII, los valores típicos de la pérdida de materia seca se sitúan en torno al 10-30% anual aunque bajo algún tipo de cubierta son de esperar menores pérdidas que al aire libre.



22

Figura 11. Pila bajo textil: variación en % del peso seco de las muestras. El primer valor corresponde al valor en agosto de 2009 y el segundo a enero de 2010



23

Figura 12. Pila bajo cubierta: variación en % del peso seco de las muestras. El primer valor corresponde al valor en agosto de 2009 y el segundo a enero de 2010

A pesar de las pérdidas de materia seca, en términos de energía ha habido un incremento en casi todos los casos, gracias a la pérdida de humedad. Bajo textil, el contenido energético sería un 4,4% superior en agosto que en mayo de 2009, y un 2,1% superior en enero de 2010 que en mayo de 2009. Bajo cubierta, en agosto el contenido energético sería un 2,6% mayor que en mayo, mientras que en enero de 2010 sería un 1,7% inferior que en mayo de 2009 (en este caso se debe al incremento de humedad).

3.5 Distribución granulométrica

La mayoría de las muestras se ajustan a la clase de calidad de astilla P45B (de restos de corta, según el proyecto de norma UNE-EN 14961-12 y apta para usos industriales). Los rangos de pesos y medidas con que se caracteriza dicha clase son los siguientes:

- Elementos finos (menor de 3,15mm): máximo un 25%

- Elementos medianos (entre 3,15 y 45mm): mínimo un 75%

- Elementos gruesos (mayor de 63mm): máximo un 6%

- Elementos largos: máximo 350mm

2 no publicada en marzo 2010



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Tabla 7: Distribución granulométrica de las pilas a lo largo del almacenaje (en porcentaje en peso de la muestra seca)

Pila bajo textil Pila bajo cubierta

Parte interna

Parte superficial

Parte interna

Parte superficial

Elementos

I M F I M F I M F I M F

Finos < 3,15 mm 12 14 19 12 15 18 16 11 10 16 13 10

Medianos 3,15 - 45 mm 75 82 79 75 83 76 82 86 86 82 84 86 Gruesos y largos

> 63 mm 14 4 2 14 2 7 2 3 3 2 3 3

I: Inicio del experimento (mayo 2009); M: Mitad del experimento (agosto 2009); F: Final del experimento (enero 2010)

En la Tabla 7 se puede observar que el material bajo textil al inicio del experimento presenta un elevado porcentaje de elementos gruesos, principalmente debido a la presencia de largos. En el desmonte final de la pila bajo textil también se encontraron más largos de los esperados en la parte húmeda. Debido a esto, estas muestras sólo se pueden clasificar como P63-F12 (triturado) para la muestra inicial bajo textil, y P100-restos de corta (astilla) o P45-F20 (triturado) para la muestra final superficial bajo textil.

No se observan grandes diferencias de granulometría entre las partes profundas y superficiales. Ello puede deberse a que las muestras superficiales no se han estado sometidas a la acción del viento de la misma manera que si no hubieran estado en bolsas de malla.

Cualitativamente sí se ha observado, en el momento de manipular las muestras, mayor presencia de polvo en las muestras de menor humedad, lo que puede indicar que podrían existir diferencias en cuanto al grado de humedad. Este aspecto no se ha estudiado en este trabajo, aunque es esperable un descenso en los finos en las zonas húmedas, por descomposición.

En la figura 13 se aprecia la distinta evolución que presentan las dos pilas:

- Bajo textil: hay una disminución en el porcentaje de los elementos gruesos a lo largo del tiempo de almacenaje, aumentando el porcentaje de elementos finos.

- Bajo cubierta: los elementos medianos incrementan ligeramente su porcentaje en peso, disminuyendo el porcentaje de finos.



25

0%

20%

40%

60%

80%

100%

I M F I M F

Parte profunda Parte superficial

Pila bajo textil

Gruesos > 63 mm

Medianos 3,15 - 45 mm

Finos < 3,15 mm

0%

20%

40%

60%

80%

100%

I M F I M F

Parte profunda Parte superficial

Pila bajo cubierta

Gruesos > 63 mm

Medianos 3,15 - 45 mm

Finos < 3,15 mm

Figura 13. Distribución granulométrica de las pilas a lo largo del almacenaje (en porcentaje en peso)

El descenso en el porcentaje de gruesos puede deberse a la rotura y fraccionamiento a causa de los procesos de descomposición y pudrición que tienen lugar en el interior de la pila, así como a su manipulación. Aún así, no sería esperable una variación tan elevada como la mostrada en la pila bajo textil, por lo que podría deberse a errores de muestreo.

Los incrementos en la fracción fina podrían deberse a una acción pudridora en fracciones mayores que podría dar lugar a la rotura de las astillas. Asimismo, un decremento en los finos podría deberse a la acción descomponedora de mohos sobre las partículas finas.

En cualquier caso, el porcentaje de finos es elevado desde el mismo principio. La acción descomponedora puede tanto incrementar como disminuir los finos, a la vista de estos resultados. Esta incertidumbre obliga a la producción de la astilla desde el inicio sin finos.



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Aunque el astillado en este estudio se ha realizado en verde, llama la atención el elevado porcentaje de finos (ver anexo IV). Esto puede deberse tanto a la técnica de astillado, como al estado de las cuchillas o al porcentaje de corteza y acículas.

En caso de optar por el cribado de la astilla para la eliminación de finos, se recomienda realizarlo antes del almacenaje. La presencia de finos en el almacenaje se ha demostrado que dificulta la disipación de calor y puede llevar a un incremento del riesgo de autoignición. Asimismo, los finos tienen una superficie específica mayor que los elementos medianos o gruesos, y son el nicho más fácil para hongos.



27

3.6 Densidad aparente

La densidad aparente depende fundamentalmente de la especie considerada (densidad básica de la madera), la granulometría (tipo de astilla y tamizado) y la humedad.

Tabla 8: Densidad aparente (t/map) y humedad (bh) de los lotes estudiados

Muestreo Lote Densidad

Aparente (t/map) % humedad

(bh)

Plans de Ferran 0,356 46,5

Carbasí 0,324 46,2

Báscula Argençola 0,270 29,6

Textil 0,334 42,4

Inicial

Cubierta 0,314 42,3

Textil 0,268 33,9 Desmontaje parcial Cubierta 0,284 35,1

Textil 0,222 23,5 Desmontaje final Cubierta 0,270 31,7

Consecuentemente a la pérdida de humedad de las astillas, disminuye la densidad aparente (Tabla 8). Si se realiza una gráfica donde el eje de abscisas se corresponda con la humedad y en coordenadas la densidad aparente, se puede observar este hecho con una cierta linealidad en la relación entre las dos variables (figura 14). Esta relación podría utilizarse para evitar los cálculos humedad con métodos costosos, simplemente mediante el cálculo de la densidad aparente.

Relación humedad(bh)/densidad aparente de las

muestras tomadas

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

20253035404550

% humedad (bh)

Den

sida

d ap

aren

te (

t/m

ap)

Figura 14. Relación entre la densidad aparente de las muestras totales tomadas por pila y su humedad (%bh)



28

No obstante, dicha relación no es lineal en el rango completo de humedades, tal y como muestran las curvas teóricas de la figura 18 (anexo VII). Ello no impide la construcción de tablas donde se relacione la densidad aparente con la humedad siempre que se elabore una tabla para cada:

- proceso de producción de la astilla

- especie o grupo de especies

- material de partida (ramas, árbol entero, etc)



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3.7 Conclusiones

La formación de las pilas ha sido con material de tres procedencias muy distintas entre sí, y la mezcla no ha sido lo bastante homogénea, causando que el material utilizado para el estudio tenga distintas clasificaciones (según la norma EN 14961-1, no publicada):

- astilla P45B-restos de corta para la mayoría de las muestras

- triturado P63-F12 para la muestra inicial bajo textil

- astilla P100-restos de corta, o triturado P45-F20 para la muestra final superficial bajo textil

Para poder ser apta para calderas domésticas (categorías de astilla P16A, P16B y P45A) sería necesario tamizar el producto, ya que hay demasiados elementos finos y elementos largos.

La humedad inicial del material fue del 42% (en base húmeda), consiguiendo a los 3 meses de almacenaje una humedad próxima, o inferior, al 30%bh, óptima para el uso en calderas. Estos 3 meses han coincidido con los meses de verano, que es cuando el índice de secado es mayor debido al elevado déficit de presión de vapor.

Se ha detectado una rehidratación (importante en la pila bajo cubierta) durante los meses de invierno a causa de las nevadas que se produjeron en diciembre y enero. Durante el almacenaje se han formado costras de grosor variable. Éstas se formaban de material afectado por mohos y seco, y pueden haber dificultado el paso de la precipitación al interior de las pilas. Con la fusión de la nieve caída, las astillas se han rehidratado, a pesar de la presencia de esta costra en algunos lugares de la pila cubierta.

Debido a esta rehidratación de la pila, la cantidad de astilla con una humedad bajo el 30% ha pasado de un 70% (agosto) a un 46% (enero) del volumen almacenado. En cambio, en la pila bajo textil el 93% (enero) de la astilla almacenada presenta una humedad inferior al 30%bh.

La pila bajo cubierta se ha visto influenciada por la pared, evitando la aireación del lateral de la pila y propiciando con ello menores pérdidas de humedad y mayor actividad descomponedora.

La temperatura máxima que se ha alcanzado en el interior de las pilas ha sido de 60ºC bajo textil y 55ºC bajo cubierta. Por tanto, no ha existido riesgo de autoignición en ningún momento durante el experimento. Éste aparece en pilas cuya capacidad para disipar el calor generado en su interior es defectiva, acumulándose éste en su interior. Sólo a partir de 200-250ºC tendría lugar un proceso de pirólisis, que unido a una presencia de oxígeno podría provocar combustión.

En la determinación de la pérdida de materia seca, se han obtenido valores que indican una posible inadecuación del método utilizado para su estimación. Prescindiendo de estos valores atípicos, las pérdidas son próximas al 0,5 – 1% mensual (valor esperable), posiblemente debido a la escasa actividad fúngica que ha tenido lugar en el interior de las pilas.

Se puede concluir que el almacenaje con textil es tan efectivo como bajo cubierta, cuanto refiere a evitar la rehidratación de las pilas. En este caso, la mayor aireación de la pila bajo textil ha proporcionado astilla más seca y menos degradada.



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http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/energy/data/database (precios gas natural - periodicidad semestral)

http://portal.gasnatural.com/ (precios gas natural – precios actuales)

http://www.swwf.info (puntos contrato de suministro de biocombustibles)

Normas

UNE-CEN/TS 14778-1 EX - Parte 1: Métodos de muestreo.

UNE-CEN/TS 14778-2 EX - Parte 2: Métodos para el muestreo de material en partículas transportado en camiones.

UNE-CEN/TS 14779 EX - Métodos para la preparación de planes y certificados de muestreo

UNE-CEN/TS 14780 EX - Métodos para la preparación de muestras.

UNE-CEN/TS 15103 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la densidad aparente de pila.



32

UNE-CEN/TS 14774-1 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación del contenido de humedad. Método de secado en estufa. Parte 1: Humedad total. Método de referencia.

UNE-CEN/TS 14774-2 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación del contenido de humedad. Método de secado en estufa. Parte 2: Humedad total. Método simplificado.

UNE-CEN/TS 14774-3 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación del contenido de humedad. Método de secado en estufa. Parte 3: Humedad en la muestra general para análisis.

UNE-CEN/TS 15149-1 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la distribución de tamaño de partícula. Parte 1: Método del tamiz oscilante con apertura de malla igual o superior a 3,15mm

UNE-CEN/TS 15149-2 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la distribución de tamaño de partícula. Parte 2: Método del tamiz vibrante con apertura de malla igual o inferior a 3,15 mm

UNE-CEN/TS 15149-3 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la distribución de tamaño de partícula. Parte 3: Método del tamiz rotatorio

UNE-CEN/TS 15104 EX - Biocombustibles sólidos. Determinación del contenido total de carbono, hidrógeno y nitrógeno. Métodos instrumentales

UNE-CEN/TS 15105 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de cloruro, sodio y potasio solubles en agua

UNE-CEN/TS 15148 EX - Biocombustibles sólidos. Método para la determinación del contenido en materias volátiles

UNE-CEN/TS 14775 EX – Biocombustibles sólidos. Método para la derterminación del contenido en cenizas

UNE-CEN/TS 14961 EX – Biocombustibles sólidos. Especificaciones y clases de combustibles.

UNE 164001 EX y ERRATUM – Biocombustibles sólidos. Método para la determinación del poder calorífico

UNE-CEN/TS 15210-1 EX – Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la durabilidad mecánica de pélets y briquetas. Parte 1: Pélets

UNE-CEN/TS 15210-2 EX – Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la durabilidad mecánica de pélets y briquetas. Parte 2: Briquetas



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Anexo I. Tipos de textil

En el mercado existen por lo menos dos marcas de textiles diseñados para ser colocados en pilas de astilla de cara a su conservación. Las características que se detallan son las que proveen los fabricantes en los folletos comerciales.

TopTex Lest’o

Origen: Áustria

Empresa fabricante: TenCate/Polyfelt

Nombre comercial: TopTex

Composición: filamentos de polipropileno

Peso: 200 g/cm2

Resistencia: 12,5 kN/m

Rollos 50x4 m ó 50x5 m

Comercializador: ATICA Maquinaria SL

Origen: Francia

Empresa fabricante: Novintiss

Nombre comercial: Lest’o

Composición: filamentos de polipropileno

Peso: 200 g/cm2

Resistencia: 15 kN/m

Rollos de 6x50 m ó 6x25 m

Stock: Productes Forestals de la Catalunya Central SCCL

Fotografía 7. Detalle de los dos textiles. Izquierda: TopTex. Derecha: Lest’o.



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Anexo II. Colocación de textiles de protección

Los textiles pierden efectividad si no se colocan correctamente. Asimismo, un tipo de colocación u otra puede favorecer la extracción de astilla de la pila para suministro así como conservar durante más tiempo los textiles.

1. Evitar tramos horizontales y partes cóncavas

La capacidad de evacuación del agua de lluvia es máxima cuando el textil tiene una inclinación y puede desaguar hacia el suelo. En otros casos, el agua goteará directamente a la pila.

Fotografía 8. Textil colocado con tramos horizontales y cóncavos

2. Evitar pliegues

En zonas plegadas la capacidad de escurrir el agua es nula, por lo que en esas zonas el agua de lluvia penetrará en la pila.



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Fotografía 9. Pliegues en un textil colocado longitudinalmente

3. Colocación transversal

Aunque depende de la forma de la pila y del planteamiento logístico, suele ser aconsejable cortar los rollos de textil para colocarlos de manera transversal al eje mayor de la pila. De esta manera:

- al ir extrayendo astilla de un extremo de la pila, se puede retirar el trozo de textil completamente y guardarlo, si procede

- se evitan solapamientos complicados en el sentido longitudinal de la pila, que pueden ser un lugar donde el agua penetre en ésta

No obstante, los solapamientos en los extremos de la pila pueden ser complicados y, además, se debe asegurar que el textil no se desplace.

Fotografía 10. Colocación transversal de textiles



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Anexo III. Astillado vs. Triturado

Las calderas domésticas y medianas son más restrictivas en términos de calidad física del combustible que calderas de potencias mayores. Ello es debido a que quemadores y sistemas de alimentación son de tamaño más reducido y, por lo tanto, requieren un cierto grado de homogeneidad del combustible. De esta manera, las calderas domésticas y medianas suelen estar preparadas para el consumo de astilla pequeña más que para triturado.

Astilla (wood chips): biomasa leñosa en forma de piezas con una forma definida producida por un tratamiento mecánico con herramientas afiladas como cuchillas (CEN/TS 14588)

Triturado (hog fuel): biomasa leñosa en forma de piezas de forma y tamaño variables producida por trituración con herramientas romas como rodillos, martillos y cadenas (CEN/TS 14588)

Fotografía 11. Muestras de astilla (izquierda) y de astilla clasificada como triturado

Las pretrituradoras son máquinas de mecanismo robusto y resistente que no actúan por corte, sino por rotura por presión con superficie roma. Se utilizan para triturar hasta tamaños no muy finos, materiales duros o que puedan tener clavos, etc. Se suelen utilizar para el tratamiento de materiales con muchas impurezas, como tocones.

Las trituradoras son máquinas diseñadas para reducir el tamaño de materiales no muy duros que son atacados por impacto de piezas metálicas, a menudo móviles (martillos o dientes articulados o no), montadas en la periferia de un cilindro giratorio que funciona a gran velocidad con el fin de aprovechar la fuerza centrífuga para dar más efectividad al impacto del martillo sobre el material a triturar.



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Fotografía 12. Trituradora en planta de compostaje

Las astilladoras están diseñadas para el ataque a materiales blandos, generalmente árboles, madera o productos de madera sin contener elementos duros, que reducen la madera sólida a partículas mediante un mecanismo de corte con cuchillas. Las cuchillas se montan sobre un elemento rotatorio con alta velocidad de giro.

Figura 15. Tipo de astillado según la herramienta de corte. Fuente: Velázquez Martí, 2006



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Anexo IV. Astillado en verde vs. astillado en seco

Dado que la formación de pilas con el material ya seco conduce a una menor degradación, a la hora de astillar el material se suelen considerar dos alternativas: la del astillado en seco y el astillado en verde. Las características de cada una se muestra en la Tabla 9.

Tabla 9: Características del astillado en verde o en seco. Fuente: adaptado de Laurier et al., 1998

Material a astillar Características de la producción

Características de las astillas

Madera verde (recién cortada)

- Facilidad de astillado - Desgaste leve de cuchillas - Astillado sin polvo - Posible presencia de hojas

- Pérdida de material durante el almacenaje (10-12% en unos meses) - Desarrollo de pudriciones que pueden causar irritaciones y alergias - Tasa de partículas en suspensión que se incrementa con el tiempo - Aptas para ser quemadas después de un periodo corto de almacenaje - Presencia de ramillas y elementos largos - Presencia de hojas que incrementa el contenido de cenizas

Madera seca (después de varios meses de cortada)

- Astillado que requiere más energía (madera más dura) - Más desgaste de cuchillas - Astillado con más polvo - Hojas escasas o ausentes

- Poca o nada de pérdida de material, por la ausencia total o parcial de pudriciones - Tasa de partículas en suspensión constante - Pueden ser conservadas más tiempo sin degradación



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Anexo V. Limpieza en el manipulado de astillas

Manipular la astilla sin el suficiente cuidado puede dar lugar a contaminaciones con piedras, arena, plásticos, etc., que pueden dar lugar a efectos indeseables en la cámara de combustión. Dichos efectos son más marcados cuanto menor es el quemador y/o la cámara de combustión. La principal consecuencia es el incremento del contenido en cenizas y Si. También puede hacer bajar la temperatura de fusión de las cenizas, especialmente si están también presentes Na o K

Fotografía 13. Izquierda: quemador con escorias y piedras. Derecha: quemador donde se quema astilla limpia

Para evitar estas contaminaciones, lo más común es tomar una de estas dos medidas:

- Dejar un palmo de astillas de baja calidad extendido sobre la superficie donde se prevea montar pilas o manipular astilla. La única desventaja es la pérdida de material, que se ve compensada por la ausencia de problemas en quemadores y tener que responder de posibles daños en la caldera.

Fotografía 14. Vertido de astillas de calidad sobre una capa de astillas de ramaje para evitar contaminaciones posteriores con arena o piedras

- Disponer de un suelo asfaltado u hormigonado, suficientemente permeable para permitir a las pilas desalojar agua de lluvia o con una inclinación mínima del suelo, también con el fin de desalojar el agua de la lluvia.



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Fotografía 15. Construcción de almacén de astilla pavimentado en el Pallars Sobirà (Lleida). Autor: Arnau

Pijuan (AODL Consell Comarcal del Pallars Sobirà)

Fotografía 16. Patio hormigonado de la planta de tratamiento de biomasa de Valcabadillo (Palencia)



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Anexo VI. La humedad y la madera

El agua es el vehículo de transporte que utilizan las plantas para su alimentación. La actividad transportadora está centrada, fundamentalmente, en la albura, de manera que las células que la constituyen están saturadas de agua con el fin de permitir que existan columnas ininterrumpidas de agua desde las raíces hasta las hojas.

De esta manera, la madera verde contiene agua de tres formas: líquida llenando total o parcialmente los lúmenes celulares, vapor de agua llenando los espacios vacíos de los lúmenes celulares, y en forma higroscópica ligada al interior de la pared celular (figura 16).

A medida que la madera verde pierde humedad, en primer lugar se evapora el agua libre, la que llena los lúmenes celulares. Cuando toda esta agua se ha perdido, la madera se encuentra en su punto de saturación de la fibra (PSF), pues todo el agua restante está ligada a la pared celular. El PSF aceptado como valor medio por todas las maderas es del 30%bs (23,1%bh).

Desde el PSF, la madera sólo puede incrementar su contenido en agua si se aporta por lluvia o inmersión. Por el contrario, por debajo del PSF, la absorción y cesión de agua se realiza por intercambio gaseoso con la atmósfera. Estos procesos se llaman adsorción y desorción, y dan lugar a variaciones dimensionales en la madera.

Figura 16. Estructura de la pared celular. Fuente: Álvarez et al., 1992

Cuando la madera seca o verde es expuesta a las condiciones atmosféricas, ésta gana o pierde humedad hasta llegar a un punto de equilibrio con la atmósfera. El contenido de humedad de equilibrio se llama humedad de equilibrio higroscópico (HEH) y es siempre inferior o igual en el PSF.

Este valor de HEH es, aproximadamente, proporcional a la humedad relativa del medio. Para unas condiciones ambientales dadas puede variar, en cierta medida, en función de:

- la especie

- componentes de la pared celular y los extractivos presentes

- presencia de anomalías en la madera

- temperatura del medio

- (histéresis y fatiga higroscópica)



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Anexo VII. Estimación de la humedad

Se pueden proponer cuatro métodos para estimar la humedad de una muestra de astilla, a efectos prácticos en el comercio de biocombustibles.

1. Método de referencia

El método de referencia aceptado tanto por el sector de la madera de industria como por el sector de la bioenergía es del secado en estufa en 105±2 ºC hasta pesada constante (para muestras de astilla de 3-5 litros suelen bastar 17 horas). Para más información, se recomienda adquirir las especificaciones técnicas UNE-CEN/TS 14774 de AENOR.

Base de cálculo

El sector forestal ha utilizado tradicionalmente el valor de la humedad calculado sobre base seca (hbs):

=

final neto pesofinal neto peso -fresco neto peso

100�s)Humedad%(b

Mientras que en el sector de la bioenergía, la base sobre la que se calcula la humedad suele ser la de la muestra entera, o en base húmeda (hbh):

=

fresco neto pesofinal neto peso - fresco neto peso

100�h)Humedad%(b

Los pesos netos son aquellos a los que se ha restado el peso de las bolsas y/o bandejas.

Para ilustrar la diferencia entre estas dos medidas se ha elaborado la figura 17. Asimismo, se proporciona una tabla de equivalencias (Tabla 10).

Figura 17. Diferencia de la base de cálculo de la humedad en base seca y en base húmeda. Fuente: Elaboración propia

Base húmeda (contenido de agua - wassergehalt – moisture content wet basis – humidité sur masse brute)

Base seca (humedad – feuchtigkeit – moisture content dry basis – humidité sur base sèche)

Base seca

Base húmeda

X�100



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Tabla 10: Equivalencias entre los dos conceptos de humedad

Equivalencias entre valores de humedad en base seca y base húmeda

%HBH %HBS 0 0,0 5 5,3 10 11,1 15 17,6 20 25,0 25 33,3 30 42,9 35 53,8 40 66,7 45 81,8 50 100,0 55 122,2 60 150,0 65 185,7

%HBS %HBH 0 0,0 5 4,8 10 9,1 15 13,0 20 16,7 25 20,0 30 23,1 40 28,6 50 33,3 60 37,5 70 41,2 80 44,4 90 47,4 100 50,0

2. Elaboración de tablas Densidad aparente – Humedad

Aunque la relación entre densidad aparente y humedad no es lineal, tal y como muestran las curvas teóricas de la figura 18, se pueden construir tablas donde se relacione la densidad aparente con la humedad. Se deberá realizar una tabla para cada:

- proceso de producción de la astilla

- especie o grupo de especies

- material de partida (ramas, árbol entero, etc)

Relación teórica entre humedad y densidad aparente por

grupo de especies y granulometría

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

510152025303540455055

Den

sida

d ap

aren

te (

t/m

ap)

% humedad (bh)

Pinus G30 0,57 g/cm3 Pinus G50 0,57 g/cm3

Quercus G30 0,77 g/cm3 Quercus G50 0,77 g/cm3

Figura 18. Aproximación a la relación teórica entre humedad y densidad aparente. Curvas realizadas para cuatro grados de apilamiento determinados y para densidades básicas de la madera de 0,57 y 0,77 g/cm3.



44

Para la elaboración de las tablas es necesario determinar a humedad mediante el método de referencia. Será igualmente necesario calcular, mediante métodos estadísticos, el error que proporciona la estimación con éste método.

Tabla 11: Valores teóricos de la densidad aparente (kg/map) para conífera de 0,57 g/cm3 de densidad básica y frondosa de 0,77 g/cm3 de densidad bàsica.

humedad %bh

Conífera G30 Conífera G50 Frondosa G30 Frondosa G50

10 235 195 325 270

15 240 200 330 275

20 245 205 335 280

25 255 215 350 290

30 275 230 375 310

35 295 245 405 335

40 320 270 435 365

45 350 290 475 395

50 385 320 525 435

3. Utilización de humímetros para astilla individual

Son humímetros con dos puntas para clavar en la madera, que evalúan la humedad en función de la conductividad de la madera y de la especie considerada. Se trata de humímetros bien conocidos en la industria de la madera. En la actualidad existen humímetros de bolsillo que permiten determinar la humedad de astillas individuales.

Fotografía 17. Humímetro apto para la medida de la humedad de astillas individuales (Bes-Bollmann)

4. Utilización de humímetros para muestras de astillas

Existen diferentes tecnologías que se están desarrollando sobre todo para estimación de la humedad en los sistemas de alimentación de las plantas de generación de energía eléctrica. Estas tecnologías se basan en:

- Absorción de rayos X



45

- Espectroscopia de radiación del infrarrojo cercano

- Resonancia magnética nuclear

- Polaridad dieléctrica del biocombustible

- Microondas

Algunas de estas tecnologías también se usan para las estimaciones a niveles no industriales, como sucede con el humímetro de Schaller GmbH, basado en la polaridad dieléctrica de las astillas (fotografía 18). La inversión para este tipo de aparatos es bastante mayor que en el caso del humímetro apto para astillas individuales.

Fotografía 18. Humímetro Schaller basado en las propiedades dieléctricas de las astillas



46

Anexo VIII. Degradación de la madera

La madera astillada y apilada sufre tanto procesos de degradación biológicos, ocasionados por bacterias, levaduras y hongos (transformando la celulosa en metanol), como químicos de oxidación de ácidos grasos y de hidrólisis ácida, entre otros. En las zonas húmedas se puede alcanzar hasta un 10% de ácido acético. El ataque de microorganismos también conduce a importantes cambios en las pilas, como el aumento de la temperatura, el efecto chimenea, alteración de la composición del aire interior, pérdidas de materia seca (celulosa y lignina) y de extractivos y descenso del pH.

En pilas de madera astillada actúan principalmente cuatro tipos de hongos:

Mohos (Aspergillus, Penicillum, etc.)

Descomponen sustancias que se encuentran en la superficie de las partículas, no degradando los componentes de la pared celular. Las pérdidas que ocasionen son insignificantes, pero pueden ocasionar problemas a las personas por afecciones respiratorias.

Mohos de pudrición (ascomicetos y deuteromicetos)

Descomponen la pared celular de las células vegetales degradando principalmente la celulosa.

Hongos de pudrición parda (basidiomicetos)

Responsables de la degradación de celulosa de la pared celular, por lo que queda la lignina sin descomponer.

Hongos de pudrición blanca o fibrosa (basidiomicetos)

Estos hongos son responsables de la degradación de lignina.

El tipo de hongos presentes varía en función del tipo de material, de la medida de la partícula y de la pila

-20 -10 0 10 20 30 40 50temperatura ºC

Condiciones térmicas para el desarrollo de hongos en la madera

Descenso

desarrollo

Desarrollo

óptimo

Descenso

desarrolloCrecimiento "0"

Figura 19. Condiciones térmicas para el desarrollo de hongos en la madera. Fuente: Kaltschmitt et al. (2009)

Los hongos de pudrición encuentran sus condiciones térmicas óptimas entre 25 y 35ºC, siendo su actividad muy reducida a partir de los 50ºC. En cuanto a humedad, por debajo del 16% de humedad (bh, 20% humedad bs) la actividad fúngica es mínima. Además por debajo del nivel de humedad que



47

corresponde al punto de saturación de las fibras (ver anexo VI) el agua presente en la madera se encuentra en forma no disponible para los hongos. Por el contrario en condiciones de exceso de humedad, la falta de aire también hace que se reduzca su actividad.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Crecimiento normal

Óptimo crecimiento

Crecimiento mínimo

Crecimiento mínimo

% humedad bh

Condiciones higrométricas para el desarrollo de hongos en la madera

Figura 20. Condiciones higrométricas para el desarrollo de bacterias y hongos en la madera. Font: Kaltschmitt et al. (2009)

La actividad fúngica es en parte responsable del aumento de la temperatura hasta unos 60ºC, ya que el aumento inicial se suele deber a que las células del parénquima que aún están vivas (madera verde) siguen respirando y, por lo tanto, produciendo calor. Sobre los 40ºC, esta respiración pierde importancia, pero el aumento de temperatura continúa como consecuencia de hongos (<60ºC) y bacterias (<70ºC).

La velocidad con que aumenta la temperatura depende además de:

- Humedad inicial

- Estructura del material (superficie específica y distribución del tamaño de partículas)

- Densidad del material

- Cantidad del lote

- Lugar y tipo de almacenaje

- Especie (composición)

- Contaminación

- Temperatura ambiente

- Concentración de oxígeno en el lugar de almacenaje (concentraciones menores aumentan la temperatura mínima en que pueda tener lugar la autoignición)

- Presencia inicial de bacterias y hongos

Por lo que respecta a las bacterias, su papel en la descomposición de la madera no está totalmente claro. Lo que parece seguro es que su apetencia por la lignina es limitada. Además, en comparación con los hongos, su actividad es claramente más lenta y las pérdidas ocasionadas por su actividad son más bien escasas y limitadas.



48

En casos en que la humedad de las pilas esté por debajo del 20% bh, se puede proceder a su tapado con plástico. Con este grado de humedad la actividad es muy reducida (figura 20) y con el tapado con plástico se garantiza que la pila no se rehidrata.

Existen dos alternativas comunes para evitar la proliferación de hongos y bacterias en pilas de astilla, orientadas reducir la humedad inicial de las pilas:

- Astillado en seco (ver anexo IV): habitualmente dejando el material entero un año al aire. La humedad se puede situar en torno al 20%. Este astillado proporciona, no obstante, una astilla más heterogénea, con más finos y más elementos gruesos o largos.

- Secado artificial de la astilla: con secadero de banda o de trommel, permite reducir la humedad inicial hasta el 10-20% bh, con lo que no existiría actividad biológica, excepto en casos de rehidratación. Ello permite, además, reducir el almacenaje de astillas.

La elección de una opción de astillado y almacenaje u otra dependerá de las perspectivas de negocio de la empresa gestora, así como de la disponibilidad de espacio.

Por lo que respecta a la pérdida de materia seca en pilas de astilla, en general se puede decir que ésta es mayor:

- cuanto más tiempo dure el almacenaje

- cuanto más húmeda esté la madera en el momento del almacenaje (recién cortada y astillada) (el almacenaje en seco respecto al húmedo puede reducir las pérdidas del 20-23% al 2% en un tiempo de 7-9 meses)

- cuanto mayor sea la proporción de hojas y acículas

- cuanto mayor sea la proporción de finos (almacenar un triturado grueso puede reducir la pérdida a la décima parte debido a la facilitación de la convección natural)

En general las pérdidas suelen ser de un 10-30% al año y, en zonas de la pila de elevada actividad descomponedora, de hasta el 40%. Bajo algún tipo de cubierta las pérdidas se reducen.



49

Anexo IX. Precios comparativos entre astilla forestal y otros combustibles

fósiles

En términos puramente energéticos, la competencia más fuerte de la astilla es la hecha por los combustibles fósiles, ya que por su naturaleza (líquidos o gaseosos) son de distribución relativamente más fácil y dejan muy pocos, o ninguno, residuos de combustión.

El hecho de estar sometidos a fuertes especulaciones, tanto con respecto al precio como a la producción, así como el hecho de ser producidos mayoritariamente en países con una cierta inestabilidad política, origina una gran incertidumbre tanto en su disponibilidad como en el precio.

En concreto, los combustibles fósiles que más duramente compiten con la astilla son el gasóleo de calefacción, el gas natural, el propano (gas ciudad), y el butano.

En la figura 21 se muestran los precios por unidad energética de diferentes combustibles, actualizados en marzo de 2010 (valores medios de diversas fuentes; según las fuentes, algunos valores corresponden al primer semestre de 2009).

Precio de venta del MWh de diferentes fuentes de energía térmica

35,68 €/MWh

49,36 €/MWh

66,12 €/MWh

27,94 €/MWh

58,96 €/MWh

67,66 €/MWh68,70 €/MWh

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

€/M

Wh

Gasoil calefacción Astilla de madera de GFS Gas natural - doméstico

Gas Natural - industrial Pellet de madera Clase A Gas propano canalizado

Gas propano envasado

Figura 21. Precio de venta del MWh de diferentes fuentes de energía térmica, impuestos incluidos. Fuente: elaboración propia con datos de precios de consultas a productores, Cepsa, Eurostat, Gas Natural y Comisión Europea.

Tanto la astilla proveniente de gestión forestal sostenible (GFS) como la industrial son suficientemente competitivas con el resto de combustibles fósiles como para presentar amortizaciones de equipos en tiempos bastante cortos.

La diferencia en el precio entre la astilla de GFS y los otros combustibles fósiles, permite ofrecer ofertas atractivas a actuales o potenciales usuarios de gasoil de calefacción y gases licuados del petróleo. Para poder ofrecer competencia al gas natural, el dimensionado de la caldera o sistema energético debe ser tal, que permita un consumo continuado del combustible a lo largo de todo el año.



50

Respecto a las tendencias del gas natural y los productos derivados del petróleo, hay que mencionar que las dichas tendencias no son parejas. El barril de Brent parece tener una cierta estabilidad en torno a los 70-80 USD, mientras que, a pesar de que el coste de aprovisionamiento de gas natural parece tener una ligera tendencia alcista, los precios industriales y domésticos están yendo a la baja (debido probablemente a la caída de la demanda).



51

Anexo X. Aspectos a tener en cuenta en las contrataciones de suministro de

astilla de madera para uso energético

1. Combustible

- Cantidad esperada a suministrar por temporada (toneladas a una humedad referida, kWh, map)

- Sostenibilidad, licencias, trazabilidad

- Tipos de madera y porcentajes admitidos

- Humedad de la astilla. Normalmente del 30-35% (bh)

- Conservación. Tiempo que ha estado almacenada

- Impurezas admisibles/inadmisibles

- Medida – granulometría

- Porcentaje máximo de cenizas

2. Cliente

- Garantía de accesibilidad (ver fotografías 19 y 20)

Fotografía 19. Ejemplo de ventana de acceso al silo de astillas (en blanco). Este aspecto se debe tener en cuenta

en la fase de proyecto de instalación

Fotografía 20. Ejemplo de accesibilidad muy dificultada (ventana del silo en blanco) Autor: David Pérez –

Productes Forestals de la Catalunya Central.



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- Mantenimiento3

- Información suficiente al suministrador sobre los aspectos a tener en cuenta

3. Suministrador

- Proporcionar combustible de la calidad deseada

- Dar referencias si el cliente lo pide

- Cumplir plazos acordados

4. Temporización

- Especificar cómo actuar en caso de necesidad de suministrar en fin de semana o festivos

- Respuesta en caso de emergencias

- Duración del contrato

- Renovación del contrato

5. Precios

- Posible base de cálculo en €/MWh (ver anexo VII). Rango habitual 20 – 30 €/MWh

- Acordados por ambas partes

- Posibles inclusiones:

o Retirada de cenizas

o Transporte de la astilla

o Mantenimiento de las instalaciones

o Etc.

- Incrementos / indexaciones:

o IPC

o Indicadores ligados a los costes de producción

o Indicadores ligados a precios energéticos

3 La figura de las empresas de servicios energéticos (ESE) permite al cliente prescindir del mantenimiento por su cuenta, pues éste será realizado por la propia ESE. Las ESE realizan la inversión y lo único que se factura al cliente es la energía consumida.



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Ejemplo de indexación a costes de producción y precios energéticos

P2=P1�[a�V1+b�V2+c�V3]�[A�Ve1+B�Ve2]

donde

P1: precio año anterior

P2: precio año actual

V1: variación interanual en tanto por 1 del precio del gasoil

V2: variación interanual en tanto por 1 del salario de operarios

V3: variación interanual en tanto por 1 del coste de maquinaria

Ve1: variación interanual en tanto por 1 del coste de un tipo de energía 1

Ve2: variación interanual en tanto por 1 del coste de un tipo de energía 2

a + b + c = 1 ; A + B = 1

6. Entrega

- Garantía de accesibilidad por parte del cliente

- Garantía de respetar condiciones de seguridad y salud por parte del suministrador

- Seguros por posibles desperfectos durante la entrega

- Información presente en el albarán de entrega

o Estimación de la humedad o humedad medida en la entrega

o Origen (trazabilidad)

o Clase granulométrica

o Etc.

7. Incumplimientos

- Causas de rescisión de contrato

- Penalizaciones a cliente o suministrador, valoraciones de daños y perjuicios

- Litigios: juzgado de sometimiento del contrato



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Anexo XI. Contenido elemental típico de la madera (FprEN 14961-1:2009)

Materiales leñosos vírgenes sin corteza, hojas, ni acículas o con cantidades

insignificantes

Materiales leñosos vírgenes, restos de corta

Coníferas Caducifolias Coníferas Caducifolias Parámetro Unidad

Valor típico

Rango de variación

Valor típico

Rango de variación

Valor típico

Rango de variación

Valor típico

Rango de variación

Cenizas % sobre peso seco

0,3 0,1 a 1,0 0,3 0,2 a 1,0 3 <1 a 10 5 2 a 10

PCS qV,gr,d kWh/kg seco 5,69 5,56 a 5,78 5,58 5,39 a 5,67 5,69 5,42 a 5,97 5,47 5,42 a 5,56

PCI qp,net,d kWh/kg seco 5,31 5,14 a 5,5 5,25 5,11 a 5,33 5,33 5,14 a 5,69 5,19 5,08 a 5,14

Carbono, C % sobre peso seco

51 47 a 54 49 48 a 52 51 48 a 52 51 50 a 51

Hidrógeno, H % sobre peso seco

6,3 5,6 a 7,0 6,2 5,9 a 6,5 6 5,7 a 6,2 6 5,8 a 6,1

Oxígeno, O % sobre peso seco

42 40 a 44 44 41 a 45 40 38 a 44 40 40 a 43

Nitrógeno, N % sobre peso seco

0,1 <0,1 a 0,5 0,1 <0,1 a 0,5 0,5 0,3 a 0,8 0,5 0,3 a 0,8

Azufre, S % sobre peso seco

<0,02 <0,01 a 0,02

0,02 <0,01 a 0,05 <0,02 <0,02 a 0,06

0,04 0,01 a 0,08

Cloro, Cl % sobre peso seco

0,01 <0,01 a 0,03

0,01 <0,01 a 0,03 0,01 <0,01 a 0,04

0,01 <0,01 a 0,02

Flúor, F % sobre peso seco

<0,0005 <0,0005 <0,0005 <0,0005 0,001 0,002 0,0 a 0,001

Aluminio, Al mg/kg seco 100 30 a 400 20 <10 a 50 250 1 a 3000

Calcio, Ca mg/kg seco 900 500 a 1.000 1.200 800 a 20.000

5.000 2.000 a 8.000

4.000 3.000 a 5.000

Hierro, Fe mg/kg seco 25 10 a 100 25 10 a 100 1.500 500 a 2000 150 10 a 1.500

Potasio, K mg/kg seco 400 200 a 500 800 500 a 1.500 2.000 1.000 a 4.000

1.500 1.000 a 4.000

Magnesio, Mg mg/kg seco 150 100 a 200 200 100 a 400 800 400 a 2.000 250 100 a 400

Manganeso, Mn mg/kg seco 100 40 a 200 83 130 80 a 170 120 10 a 800

Sodio, Na mg/kg seco 20 10 a 50 50 10 a 200 200 75 a 300 100 20 a 200

Fósforo, P mg/kg seco 60 50 a 100 100 50 a 200 500 300 30 a 1.000

Silicio, Si mg/kg seco 150 100 a 200 150 100 a 200 3.000 200 a 10.000

150 75 a 250

Titanio, Ti mg/kg seco <20 <20 <20 <20 7 1 a 40

Arsénico, As mg/kg seco <0,1 <0,1 a 1,0 <0,1 <0,1 a 1 0,6 0,2 a 1 1 0 a 2

Cadmio, Cd mg/kg seco 0,1 <0,05 a 0,5 0,1 <0,05 a 0,5 0,2 0,1 a 0,8 0,5 0 a 3

Cromo, Cr mg/kg seco 1 0,2 a 10 1 0,2 a 10 1 0,7 a 1,2 8 1 a 40

Cobre, Cu mg/kg seco 2 0,5 a 10 2 0,5 a 10 10 10 a 200 10 1 a 100

Mercurio, Hg mg/kg seco 0,02 <0,02 a 0,05

0,02 <0,02 a 0,05 0,03 0,02 0 a 2

Níquel, Ni mg/kg seco 0,5 <0,1 a 10 0,5 <0,1 a 10 1,6 0,4 a 3 10 1 a 80

Plomo, Pb mg/kg seco 2 <0,5 a 10 2 <0,5 a 10 1,3 0,4 a 4 1,5 0,5 a 5

Vanadio, V mg/kg seco <2 <2 <2 <2 0,6 0,1 a 1 0,5 0,1 a 3

Zinc, Zn mg/kg seco 10 5 a 50 10 5 a 100 20 8 a 30 50 2 a 100

Estos valores proceden de la combinación de resultados de trabajos de investigación suecos, finlandeses, daneses, belgas, holandeses y alemanes. Para los datos de restos de corta, existen además datos españoles. Valores expuestos para describir los datos que se esperan en Europa en general.

Por otro lado, típicamente la madera está compuesta por un 40-48% de celulosa, 18-27% de hemicelulosa, 21-30% de lignina, 0,5-3% de resinas/grasas y un 1-1,5% de cenizas. La lignina tiene un poder calorífico mayor que la celulosa, debido a su composición química (64% de carbono la lignina



55

frente a un 42% de carbono la celulosa). Por ello las pudriciones pardas, donde la materia que descomponen los hongos es la celulosa, originan una astilla con mayor poder calorífico por unidad de peso, aunque con mayor contenido de cenizas.



56

Anexo XII. Suministro de astilla para uso energético

1. Gravedad – silo soterrado

Fotografía 21. Suministro por gravedad a silo soterrado en el CTFC.

Figura 22. Ejemplos de la empresa ETA Heiztechnik GMBH, el de la derecha mostrando un tornillo sinfín horizontal desde la zona de vertido hasta el silo



57

2. Gravedad – rampa

Según la situación, puede llegar a compensar la construcción de una rampa para la descarga por gravedad, tal y como se muestra en la figura 23. De manera alternativa, se puede elegir la ubicación del silo de manera que se pueda descargar por gravedad, aunque éste se encuentre a cierta distancia (10 m) de la caldera.

Figura 23. Ejemplo de descarga en rampa elaborado para módulo compacto silo-caldera



58

3. Pala cargadora

Su uso se hace necesario para silos a nivel de planta baja que no permiten la descarga de camiones y para silos con apertura elevada. Tiene el inconveniente que a nivel territorial, las palas cargadoras de gran capacidad no son comunes, por lo que los tiempos de movimiento de astillas pueden ser excesivamente largos, dependiendo del tamaño de los lotes.

Figura 24. Ejemplo de uso de pala cargadora, de la empresa de fabricación de calderas ETA Heiztechnik GmbH.



59

4. Sistemas neumáticos

En los casos en que la accesibilidad a la ventana de descarga esté muy dificultada, como se muestra en la fotografía 20 (página 51) puede ser necesario recurrir a sistemas que propulsen la astilla a gran velocidad, de manera neumática. La inversión se sitúa a partir de los 12.000 €.

Fotografía 22. Sistema neumático Mus-Max (distribución en Catalunya por Màquines Forestals Ventura)

Fotografía 23. Contenedor adaptado por Romanet SARL (Francia, adaptación en España por Hermanos Barcenilla)



60

Fotografía 24. Contenedor adaptado por Ing. Haas (Austria)

5. Sistemas mecánicos

5.1. Cinta transportadora

Para casos de acceso relativamente fácil, como el mostrado en la fotografía 19 (página 51) se puede contar con la ayuda de cintas para la distribución a niveles superiores. Según los modelos, la inversión puede llegar a los 5.000 euros.

Fotografía 25. Cinta elevadora Figura 25. Ejemplo de descarga con cinta elaborado

para módulo compacto silo-caldera



61

5.2. Camión de distribución de pienso

Se han realizado pruebas que muestran que, para poder utilizar este tipo de camiones o remolques, el material debe ser homogéneo y no debe tener partículas finas húmedas que bloqueen los sinfines horizontales. Un material de granulometría homogénea y seco sí se podría suministrar con este tipo de camiones aunque sería necesario comprobarlo con anterioridad. La gran ventaje de este sistema es que los camiones de pienso están presentes en cualquier comarca agraria. De todas formas, el rendimiento puede no justificar su uso, así como la incertidumbre sobre sus buenos resultados.

Figura 26. Trailer de distribución de pienso (Carrocerías Vic).

Fotografía 26. Detalle del punto de unión de los sinfines de transporte por el fondo de la cuba con el sinfín de ascenso de un camión de pienso, con astilla.



62

5.3. Remolque con sinfín de grandes dimensiones

Se trata de remolques empujadores Fliegl a los que se les acopla en la parte trasera un sistema que cuenta con un tornillo sinfín de gran diámetro. El rendimiento de la descarga es elevado pero requiere de una inversión de entre 20 y 30.000 euros.

Fotografía 27. Contenedor Fliegl con acoplamiento de tornillo sinfín para la distribución de granulado grueso



63

Anexo XIII. Distribución del tamaño de partículas

Se trata de la proporción entre los distintos tamaños que hay en un combustible sólido. Según la norma austriaca ÖNORM M 7133 las clases de granulometría se definen según lo expuesto en la tabla 12.

Tabla 12: Clases de astillas por granulometría según ÖNORM M 7133

Rangos permitidos de granulometría (Tamizado) Valores extremos permitidos Clase astilla

máx. 20% 60-100% máx. 20% máx. 4% Sección máxima Longitud

G30 >16 mm 16-2,8mm 2,8-1 mm <1 mm 3 cm2 8,5 cm

G50 >31,5 mm 31,5-5,6 mm 5,6-1 mm <1 mm 5 cm2 12 cm

G100 > 63 mm 63-11,2 mm 11,2-1 mm <1 mm 10 cm2 25 cm

En la Unión Europea en general se está trabajando desde hace algunos años en la normalización de los biocombustibles sólidos. Una de las características a normalizar es la distribución del tamaño de partículas. La propuesta que está en manos de los comités difiere de la actualmente publicada, por lo que hasta que no se publique de manera definitiva, los valores expuestos en la tabla 13 han de considerarse orientativos.

Tabla 13: Clases propuestas y parte principal en el borrador de norma EN 14961-1

Clase astilla Parte principal, mín. 75% en peso

P16A 3,15 – 16 mm

P16B 3,15 – 16 mm

P45A 8 – 45 mm

P45B 8 – 45 mm

P45B (restos de corta)

3,15 – 45 mm

P63 8 – 63 mm

P63 (restos de corta)

3,15 – 63 mm

P100 16 – 100 mm

P100 (restos de corta)

3,15 – 100 mm

Según el citado proyecto de norma EN 14961-1, las clases P16A, P16B, P45A se consideran aptas para usos no industriales. Las clases P45B, P63 i P100 se consideran aptas para usos industriales.

Ya que como se ha dicho que en la actualidad dicha norma no se encuentra publicada, de momento sólo es necesario tener en cuenta las especificaciones de la norma austríaca u otras especificaciones de los fabricantes de calderas, quemadores y sistemas de alimentación.

Para el análisis en laboratorio de la distribución del tamaño de astillas, se aconseja seguir la especificación técnica UNE-CEN/TS 15149-1, publicada por AENOR.

Aunque la disponibilidad de ramaje pueda ser muy elevada a nivel terrotorial, ya sea procedente de cortas en monte y podas en los ámbitos forestal, agrícola o urbano, la granulometría de este material triturado o astillado es muy heterogénea, produciéndose desde casi polvo (acículas y corteza) hasta



64

elementos extra-largos (ramillas y ramas). Cuanto mayor sea la proporción de madera, mayor será la homogeneidad de la astilla.

Tabla 14: Posible efecto del origen en la calidad de las astillas producidas

Madera gruesa

Madera de trituración y

puntales Árbol entero Restos y ramas

Granulometría Muy homogénea en

producción, excepto grandes

diámetros

Homogénea en producción Homogeneidad probable Heterogénea en

producción

Humedad Tiempo largo para secar

(entero)

Tiempo moderado para secar

(entero)

Tiempo moderado para secar

(entero)

Tiempo breve para secar

(entero)

Impurezas Arena en corteza por

arrastre. Impropios añadidos

en manipulación astilla

Arena en corteza por

arrastre. Impropios añadidos

en manipulación astilla

Arena en corteza por arrastre.

Impropios añadidos en

manipulación astilla

Impropios añadidos en el

proceso de astillado y

manipulación astilla

PCI PCI madera y corteza PCI madera y corteza PCI madera, corteza y

hojas/acículas (mayor)

PCI madera, corteza y

acículas (mayor)

Composición Principalmente madera Principalmente madera Principalmente madera.

Madera en cantidad

moderada. Presencia de

hojas/acículas

Cenizas Escasas Escasas Escasas Moderadas

Comportamiento

cenizas en

condiciones

normales

No funden, según impurezas No funden, según impurezas No funden, según impurezas Pueden sinterizar, según

impurezas



65

Anexo XIV. Planes de muestreo

Nº referencia del plan de muestreo: Empleaverde_Inicio

Nº muestras 5 Código muestras n/FB/210509

Data 21/05/09 Hora 07:30-18:45

Nombre muestreadores IL-MC Material astillado 1) Pinus halepensis seco con

acículas y tocones; 2) Ph con acículas; 3) Pinus nigra

Volumen lote 50 t (25 t/pila) Astilladora

Lugar de astillado 1) Báscula Argençola; 2) Carbasí;

3) Plans de Ferran

Lugar almacenaje 1) Con textil protector; 2)

Cobertizo

Tipo de lote: Camión Pila Silo Cinta Transp. Caída

Propiedad Volumen

necesario

Nº min. incrementos 11 incrementos

Densidad aparente 50 litros Volumen muestra combinada 11 litros

Humedad 3 litros Volumen min. del incremento 1 litro

Distribución granulométrica 3 litros Volumen de la muestra de

laboratorio

5 x 3 litros

Volumen total necesario para

ensayos

15 litros Densidad aparente kg/litro

Método de preparación de la muestra de laboratorio a partir de la muestra combinada

Se prepararán 5 muestras de laboratorio (una de cada pila y una para cada tipo de material astillado) que

servirán tanto para la determinación de humedad como para la distribución granulométrica



66

Nº referencia del plan de muestreo: Empleaverde_Mitad


Data 19/08/09 Hora 07:30-19:15

Nombre muestreadotes IL-MC Material astillado 1) Pinus halepensis seco con




3) Plans de Ferran


Cobertizo


Propiedad Volumen

necesario





laboratorio

2 x 3 litros


ensayos







67

Nº referencia del plan de muestreo: Empleaverde_Final


Data 22/01/10 Hora 08:00-19:00

Nombre muestreadotes IL-MC Material astillado 1) Pinus halepensis seco con




3) Plans de Ferran


Cobertizo


Propiedad Volumen

necesario





laboratorio

2 x 3 litros


ensayos





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