Valorizacion de Residuos Forestales

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”AÑO DE LA INVERSIÓN PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA” UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE TEMA: CATEDRA: DENSIFICACION DE LA BIOMASA CATEDRATICO: ING. RUDECINDO CERRON TAPIA ALUMNOS: ANGOMA CUELLAR, Juan Daniel PAUCAR CHANCA, Henry PRIETO COZ, Jorge VALORIZACIÓN DE LA BIOMASA RESIDUAL POTENCIAL PROCEDENTE DE LOS APROVECHAMIENTOS FORESTALES

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VALORIZACION DE RESIDUOS FORESTALES

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”AÑO DE LA INVERSIÓN PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA”

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE

TEMA:

CATEDRA: DENSIFICACION DE LA BIOMASA

CATEDRATICO: ING. RUDECINDO CERRON TAPIA

ALUMNOS:

ANGOMA CUELLAR, Juan Daniel

PAUCAR CHANCA, Henry

PRIETO COZ, Jorge

VALORIZACIÓN DE LA BIOMASA RESIDUAL POTENCIAL

PROCEDENTE DE LOS APROVECHAMIENTOS

FORESTALES

I. INTRODUCCIÓN

El incremento de residuos generados por el hombre se está convirtiendo

en un grave problema para la sociedad. Gran parte de esta cantidad de

residuos son reciclados o destinados a su depósito en un vertedero

controlado. Pero existe una alternativa a estos dos procesos que cada

año aumenta su presencia e implantación. Se trata de la valorización con

recuperación energética de estos residuos.

Existen numerosas tecnologías para la valorización energética de los

residuos: incineración, gasificación, pirolisis, secado térmico, digestión

anaerobia, compostaje. Aunque el doble objetivo final es el mismo en

todos los casos: encontrar una forma más eficiente de gestionar los

residuos y obtener una nueva fuente de abastecimiento energético.

Uno de los retos de nuestros días es conseguir un desarrollo sostenible,

es decir, hacer compatible la calidad del medio ambiente con el

desarrollo económico. Entre las principales causas de deterioro del

medio ambiente figura la demanda de energía, ya que las emisiones

generadas en su producción provocan, en algunos casos, un fuerte

impacto ambiental.

El ahorro en el consumo y la eficiencia en la producción de energía es

una de las alternativas para conseguir la reducción de las emisiones.

Teniendo en cuenta las necesidades energéticas, se pretende

diversificar los recursos, incorporando al mercado nuevos combustibles

y tecnologías, más respetuosos con el medio ambiente.

II. MARCO TEORICO

2.1. Biomasa:

Se conoce como biomasa todo tipo de materia orgánica que tiene como

origen un proceso biológico inmediato. Esta definición de biomasa

comprende toda una serie de productos y materias primas renovables,

obtenidas a partir de la materia orgánica. En este sentido, se podrían

considerar incluidos los combustibles fósiles o sus productos orgánicos

derivados, aunque tuvieran su origen biológico en épocas remotas.

La biomasa se compone principalmente de hidratos de carbono, lípidos

y prótidos, los cuales se encuentran en una proporción variable, en

función de la naturaleza de la biomasa.

En general, la composición de los vegetales no es homogénea en todos

sus órganos. Así, por ejemplo, en las semillas de leguminosas abundan

las proteínas; en los frutos de especies oleaginosas, los lípidos; en la

raíz de la remolacha azucarera, los azúcares.

En cuanto a la biomasa de origen animal, sus compuestos se encuentran

en proporción diferente a la vegetal, apreciándose un aumento en el

contenido de proteínas y lípidos (grasas) en detrimento de los hidratos

de carbono (azúcares).

Para utilizar la biomasa con fines energéticos se debe mejorar su

proceso de obtención y transformación en combustibles rentables. La

energía de la materia orgánica de la biomasa se puede aprovechar de

forma directa, por combustión, o mediante procesos de conversión que

la transforman en otros productos, como alcoholes e hidrocarburos.

La biomasa, especialmente los residuos y subproductos de origen

forestal, ha sido una fuente de energía tradicional. Hoy en día, se

realizan además plantaciones de determinados cultivos y se utilizan

excedentes agrícolas y residuos ganaderos para su valorización

energética.

2.2. PARTICULARIDADES DE NUESTRA BIOMASA

La formación o transformación de la materia orgánica debe ser reciente,

por lo que se excluyen a los combustibles fósiles.

Se excluyen siempre todos los productos agrícolas que sirvan de

alimentación al género humano y a los animales.

La clasificación más adecuada para nosotros sería:

• Biomasa natural

• Biomasa residual

• Cultivos energéticos

2.3. CLASIFICACIÓN DE LA BIOMASA

2.3.1. La biomasa natural, de forma resumida, sería la que se

produce en la naturaleza sin intervención humana en bosques,

matorrales, etc. Esta biomasa natural debiera ser protegida y no poder

ser utilizada con fines energéticos, salvo excepciones muy concretas,

pues su empleo masivo puede provocar la destrucción de ecosistemas

naturales. El potencial energético mundial medio de esta biomasa

natural es del orden de las 70 Ktep.

2.3.2. Los cultivos energéticos, de forma resumida, serían la

biomasa que se produce con el único fin de ser aprovechada

energéticamente. Es una alternativa relativamente reciente. Los cultivos

energéticos se caracterizan por su alta productividad, pudiendo ser de

tipo herbáceo o leñoso.

2.3.3. La biomasa residual, está constituida por subproductos de

la actividad de distintos sectores, como el industrial, urbano y

agropecuario. La energía que contiene puede ser valorizada de dos

formas: por combustión directa de los residuos, o mediante su

transformación en otra sustancia.

Residuos sólidos urbanos

Se entiende por residuos sólidos urbanos los generados en las

poblaciones y sus zonas de influencia, englobando materiales y

productos originados en las siguientes actividades:

• Domiciliarias: residuos procedentes de viviendas.

• Comerciales y de servicios: residuos procedentes de actividades

comerciales e industriales asimilables a las domiciliarias.

• Sanitarios: derivados de actividades hospitalarias, clínicas, etc.

• Procedentes de la limpieza urbana, zonas verdes y recreativas.

• Construcción y demolición: procedentes de obras menores.

• Abandono de muebles, enseres y vehículos.

Es importante conocer la composición de los RSU para determinar los

sistemas de tratamiento. Entre los factores que influyen en su

composición están las características de la población, si se trata de

zonas rurales o urbanas, nivel de vida, clima y época del año.

En cuanto a los componentes de los RSU, se pueden distinguir:

• Inertes: metales, vidrio, restos de reparaciones domiciliarias, tierra,

escorias, cenizas.

• Fermentables: residuos orgánicos putrescibles.

• Combustibles: papel, cartón, plásticos, madera, gomas, cueros,

textiles, etc.

La gestión de los RSU trata de eliminarlos del entorno del lugar de origen

y de recuperar sus materias primas o la energía que contienen. Los

sistemas de tratamiento usuales son:

El principal problema causado por los residuos sólidos incorrectamente

gestionados es el riesgo para la salud, puesto que el deterioro del suelo,

puede provocar la contaminación de las aguas subterráneas y

superficiales.

Los siguientes gráficos muestran comparativamente la producción de

RSU en la Unión Europea.

Aguas residuales urbanas y lodos de depuradora

Se denominan “aguas residuales urbanas” (ARU), a los líquidos

procedentes de la actividad humana constituidos en su mayor parte por

agua. Éstas contienen materia inorgánica, como sales, arenas, etc. y

orgánica, y su fracción sólida presenta una apreciable cantidad de

biomasa residual. Dos de los parámetros característicos del agua

residual urbana son la Demanda Biológica de Oxígeno, DBO5, y los

Sólidos en Suspensión, SS.

El primero de ellos de idea de la cantidad de oxígeno necesaria para

degradar en 5 días la materia orgánica presente. Ese oxígeno disuelto

en el agua al consumirse tiene consecuencias importantes para la fauna

y flora acuática. Los SS representan la cantidad de materia orgá- nica

presente en el agua residual. Ambos valores junto con el caudal de

vertido permiten estimar la calidad de las aguas de una población

determinada. La concentración común de la DBO5 se encuentra de 250

a 300 mg/l y la de los SS en 300 mg/l. Como se trata de vertidos con bajo

contenido en materia orgánica, los procesos aplicables a estas aguas

tienen una finalidad depurativa y no de valorización.

Sin embargo, en la depuración de las aguas urbanas se obtienen unos

lodos con gran concentración de materia orgánica, que al someterlos a

digestión anaerobia generan metano, aprovechable para producir calor

y/o electricidad. La cantidad de lodo generada es del orden del 1% del

agua tratada.

Residuos de industrias agro alimentarias

Las aguas residuales procedentes de las industrias agroalimentarias

presentan elevados índices de materia orgánica biodegradable, por lo

que son aptas para ser tratadas mediante procesos biológicos. Aunque

no suelen contener compuestos tóxicos, pueden ocasionar graves

problemas medioambientales ya que, debido a su elevada DBO, agotan

fácilmente el oxígeno del medio acuático. Además, sus frecuentes

sólidos en suspensión enturbian las aguas y dificultan la fauna piscícola.

Las actividades que generan este tipo de residuos son

fundamentalmente: industrias procesadoras de pescado,

mayoritariamente la industria conservera de pescado, aunque también

hay que citar la elaboración de harinas de pescado (cabezas, espinas y

vísceras); cárnicas y mataderos (carne, sangre, vísceras, etc.);

industrias azucareras, procesadoras de vegetales (pulpas de remolacha,

alpechines, melazas, etc.); conserveras vegetales así como las

industrias lácteas.

Residuos de la industria de la madera

Estos residuos se originan en la industria de transformación de la madera

y papelera. Según su cantidad y localización, sirven como materia prima

para otras actividades o como combustibles.

Los principales sectores generadores de dichos residuos son:

Aserraderos, o industrias de primera transformación de la madera. Sus

principales residuos son serrines, recortes, astillas y cortezas.

Fabricación de productos elaborados de la madera. Los residuos más

comunes de este sector son: serrines, recortes, polvo de lijado, etc. Son

reutilizados como materias primas o como combustible en las propias

instalaciones.

Fabricación de productos de corcho. La fabricación de tapones es el

subsector que más residuos genera. Dichos residuos se reutilizan para

aglomerados, forros y aislantes. El principal desecho es polvo de corcho,

utilizado como combustible in situ.

Fabricación de pasta de papel. Los principales desechos de la industria

papelera son cortezas, serrines y lejías negras o aguas del proceso de

producción, que se valorizan en la propia fábrica como combustible.

Residuos forestales

Los residuos generados en los bosques se clasifican en:

• Residuos de tratamientos selvícolas, obtenidos en las operaciones de

mantenimiento y limpieza del bosque y del monte, así como de la

explotación de la industria maderera en los propios bosques. Estos

residuos se componen de leñas, ramas, matorrales, cortezas, serrines y

virutas. Normalmente se utilizan directamente para combustión.

• Residuos de corta de pies maderables, generados en la limpieza

forestal y constituyen cerca de la tercera parte del árbol. Sólo tienen

aplicación energética en la actualidad.

Entre las ventajas de eliminar estos residuos en los bosques pueden

citarse:

• Prevenir la propagación de plagas e incendios.

• Favorecer la regeneración natural o reforestación artificial.

• Favorecer el crecimiento del arbolado.

• Facilitar los movimientos en el monte.

• Favorecer el hábitat de la fauna silvestre.

• Mejorar el aspecto estético del monte.

• Aumentar la capacidad de acogida recreativa

Sin embargo, hay otros inconvenientes, como cambiar la biodiversidad,

variar el pH del suelo dificultando la asimilación de nutrientes y afectar a

la fauna.

Residuos ganaderos

Los residuos ganaderos pueden ser sólidos o líquidos. Los sólidos se

denominan estiércol y están formados por mezclas de deyecciones y

camas de ganado. Las ganaderías bovinas y ovinas son las principales

generadoras de estiércol. Los líquidos incluyen deyecciones y aguas de

lavado y se denominan purín, siendo típicos en las explotaciones

porcinas y, en menor medida, en las de vacuno. A estos desechos se les

realiza una separación sólido - líquido mediante tamices para eliminar

arenas, pajas etc. Cuando el contenido en sólidos supera el 12%, los

residuos son de tipo pastoso, como en las explotaciones avícolas o

bovinas.

Tradicionalmente estos residuos se aplicaban en los suelos agrícolas.

Sin embargo, tras la aparición de los fertilizantes comerciales y la

separación entre la agricultura y la ganadería, el estiércol ha dejado en

gran medida de utilizarse. En los últimos años las explotaciones

ganaderas han sufrido una serie de transformaciones tecnológicas.

Estas industrias pecuarias alimentan al ganado con piensos

compuestos, por lo que no necesitan tierras de cultivo y no utilizan el

estiércol. Así, las explotaciones intensivas deben recoger las

deyecciones para depurarlas o valorizarlas.

La mala gestión de estos residuos puede suponer la transmisión de

enfermedades, como la peste porcina, la eutrofización y nitrificación de

las aguas. Al ser residuos con alto contenido en humedad, no se pueden

utilizar técnicas comunes de combustión, debido a su bajo rendimiento.

Sin embargo, se les puede aplicar otros tratamientos.

Los procesos biológicos para la valorización de los residuos ganaderos

son la digestión anaerobia y el compostaje. Con la primera, los residuos

líquidos se transforman en biogás, mientras que los estiércoles se

pueden emplear para compost.

Residuos agrícolas

Los residuos agrícolas se dividen en:

Podas de cultivos leñosos, de carácter estacional. Se obtienen de

viñedos, olivos y árboles frutales. Las partes verdes de estos desechos

son aprovechables para alimentación animal, o se dejan secar y se

emplean como combustible doméstico. Sin embargo, la mayoría de los

residuos se dejan en el campo y se destruyen sin aprovechamiento,

quemándolos en el propio terreno. Su tratamiento y valorización son

similares a los de los forestales.

Residuos de cultivos herbáceos, también de carácter estacional.

Incluyen las partes no aprovechables, como las pajas de todo tipo de

cereales, además de los residuos de cultivos para la industria, como

algodón, tabaco, remolacha, etc. Su principal uso es la transformación

en combustible, en aquellos países donde esta regulada la quema de

rastrojos. Estos desechos se deben eliminar del campo para prevenir la

propagación de plagas y fuegos, pero hay restos que se queman in situ.

VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RESIDUOS

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LA BIOMASA

• Para valorar el potencial energético de la biomasa residual, nos

encontramos con varias dificultades y problemas añadidos.

• Respecto a los residuos, es difícil conocerlos y definirlos

físicamente en profundidad, lo que impide conocer sus propiedades

energéticas y demás parámetros de interés.

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS AGRÍCOLAS

• Consideramos de interés energético la paja de cereales (trigo,

cebada, avena y centeno), las plantas de cultivos industriales (maíz,

girasol), las podas de frutales (manzano, peral, almendro, olivo, viñedo).

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS

• La estimación del potencial de los residuos sólidos urbanos se hace

por comarcas y se cuadran en su conjunto.

• El potencial estimado es de 35 ktep.

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS FORESTALES

• La estimación del potencial de los residuos forestales es

complicada, debido a que varía según la especie el estado de las masas

(edad, densidad, tipología, tratamientos, etc.), así como la indefinición

en el método de actuación.

• El potencial se ha dividido en dos partes. La primera es la referida

a los residuos de monte y primera transformación de la madera. La

segunda a los residuos de la segunda transformación de la madera

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS GANADEROS

• La estimación del potencial de los residuos ganaderos se realiza

pensando en su aprovechamiento mediante digestión anaerobia.

• La ganadería no está exenta de dificultades futuras.

• Todo el potencial puede reutilizarse, por lo que se saca su

valoración del inventario, estimándose un valor de 180 ktep.

POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS RESIDUOS INDUSTRIALES

• Para la estimación del potencial de los residuos industriales se han

considerado inicialmente los debidos a:

Preparación y tratamiento de superficies

Disolventes y similares

Aceitosos

Minerales sólidos de tratamientos mecánicos y térmicos

Tratamientos de aguas y procesos de descontaminación

Inertes

Neumáticos

Otros

• La estimación del potencial de los residuos industriales se refieren

a los que de los anteriores tienen un interés energético.

• Se consideran los que contienen materia orgánica y no presentan

problemas añadidos.

POTENCIAL ENERGÉTICO MEDIO DE LA BIOMASA CONSIDERADA

APROVECHABLE (ktep)

• Residuos agrícolas 225

• Residuos forestales 50

• Residuos ganaderos 0

• Residuos Sólidos Urbanos 35

• Residuos industriales 55

• TOTAL RESIDUOS (Provisional) 365 ktep

INSTALACIONES ENERGÉTICAS BASADAS EN LA COMBUSTIÓN

• La biomasa se puede aprovechar desde el punto de vista

energético mediante instalaciones basadas en la combustión.

• Destacamos los siguientes:

Plantas de generación de vapor.

Plantas de generación de electricidad.

Plantas de cogeneración.

Otras.

INSTALACIONES ENERGÉTICAS BASADAS EN LAS

TRANSFORMACIONES BIOLÓGICAS

• La biomasa se puede aprovechar desde el punto de vista

energético mediante instalaciones basadas en las transformaciones

biológicas.

• Destacamos los siguientes :

Plantas con digestión aerobia.

Plantas con digestión anaerobia.

INSTALACIONES ENERGÉTICAS BASADAS EN LA GASIFICACIÓN

Y LA PIRÓLISIS

• La biomasa se puede aprovechar desde el punto de vista

energético mediante instalaciones basadas en la gasificación y la

pirolisis.

• Destacamos los siguientes :

Plantas basadas en la gasificación.

Plantas basadas en la pirolisis.

Otras.

INSTALACIONES ENERGÉTICAS BASADAS EN BIOALCOHOLES Y

BIOACEITES

• La biomasa se puede aprovechar desde el punto de vista

energético mediante el empleo de biocarburantes que sustituyan a las

gasolinas (bioalcoholes) y al gasóleo (bioaceites).

• Destacamos los siguientes :

Plantas de bioalcoholes.

Plantas de bioaceites.

Otras.

CONSIDERACIONES FINALES

Deben evaluarse todos los potenciales energéticos de los diferentes

apartados considerados, con las alternativas más aconsejables y

eficientes.

Es aconsejable una planificación integral, dando a la biomasa el papel

que se merece en la misma.

No hemos entrado en la consideración de la biomasa dentro del

Código Técnico de la Edificación (CTE) y las posibilidades que ofrece su

uso, especialmente en los sectores residenciales y servicios.

En todo momento, no debemos perder el rumbo de los principios y

objetivos rectores:

1. Prevención.

2. Preparado para la reutilización.

3. Reciclado.

4. Otras formas de valorización, por ejemplo, la valorización energética.

5. Eliminación de las fracciones no valorizables.

III. CONCLUSIONES

No podemos, ni debemos, considerar la valorización energética de la

biomasa como si fuera la alternativa final, la gran solución.

Independientemente de que forme parte de esa gran solución, hay

muchas posibilidades que deben considerarse.

Nuestras miras deben estar con la filosofía europea de la sostenibilidad,

con amplias miras, con criterios innovadores, incluso en la gestión.

La innovación es el futuro, y será “el toque de distinción”, lo que nos lleve

a la excelencia.

IV. BIBLIOGRAFIA

- Camps, M. y Marcos, F. 2002. Los Biocombustibles. Ed. Mundi-

Prensa: 348 pp.

- Balboa M., Alvarez, J., Rodriguez-Soalleiro, R., Merino A. 2003.

Aprovechamiento de la Biomasa Forestal producida por la Cadena

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ambientales. CIS-Madera 10: 27-37.

- Hernández Gonzálvez C. et al. Energía de la biomasa. Ed., Cinco

Días, IDAE Madrid 1996.

- Castro Gil M., Sánchez Naranjo C. Biocombustibles. Monografías

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