La biomasa forestal en los sistemas de calefacción

Se considera biomasa forestal primaria (BFP) con posible destino energético el material procedente de trabajos selvícolas de mejora, desbroce de matojos, apertura de franjas cortafuegos, perímetros de protección prioritaria, aprovechamientos comerciales y de monte bajo. Se caracterizan principalmente por la heterogeneidad del material, la dispersión sobre el terreno, y la elevada humedad del material verde (con la posibilidad de reducir el contenido mediante el almacenaje al aire libre).

La principal ventaja de la biomasa es su doble función de ahorro de emisiones de CO2. Por una parte, se utiliza como sustituto de los combustible fósiles, que se han convertido en la principal causa de la emisión a la atmósfera de CO2 y del efecto invernadero. Por otra, una potenciación de la bioenergía ayuda a la reforestación del planeta, aumentando así la cantidad de CO2 fijada.

La BPF tiene un contenido en azufre prácticamente nulo, generalmente inferior al 0,1 por ciento. Por este motivo, las emisiones de dióxido de azufre, que juntamente con los de óxidos de nitrógeno son las causantes de la lluvia ácida, son mínimas en los procesos de transformación energética de este material.

Además, este material leñoso tiene un balance favorable de aproximadamente 1 unidad de energía invertida para la obtención de 30, y un creciente grado de eficiencia en el aprovechamiento y la transformación de energía.

En términos de precio, ésta y otras biomasas leñosas son competitivas respecto los combustibles fósiles. De esta manera, la elevada inversión inicial de este tipo de instalaciones –su principal inconveniente- puede ser amortizada en varios años gracias al ahorro en compra de combustible.

El aprovechamiento de la BFP como bioenergía contribuye a la creación de puestos de trabajo en el medio rural, beneficiando el desarrollo económico de la zona, ya que se trata de energía de origen local.

Las propiedades más importantes a tener en cuenta a la hora de comprar el producto son la granulometría, humedad, especie o grupo de especies de procedencia, presencia o no de hojas y corteza, contaminación por impurezas o arena y tanto por ciento de cenizas. Por regla general, para mejorar el funcionamiento, la eficiencia y la economía de la caldera es deseable una medida consistente de la astilla, un bajo contenido de humedad y de hojarasca, y una baja producción de cenizas.

Existe una gran variedad de biocombustibles sólidos que pueden utilizarse en sistemas de climatización de edificios. Algunos ejemplos son las astillas, los pellets, los huesos de aceituna, cáscaras de frutos secos (almendras y piñones, entre otros) y restos de poda.

Asimismo existe en el mercado una amplia gama de calderas y sistemas de obtención energética de diversos países europeos, de elevada fiabilidad y rendimiento. En el caso del CTFC se trata de una caldera BioMatic BioControl 350, que trabaja con potencias de 79 a 350 kW, y cuyos detalles de funcionamiento se explican a continuación.

Para la caldera del CTFC se emplean astillas de BFP de medida G50, con un máximo del 35 por ciento de contenido en agua (W35), según la norma ÖNORM M7133 (Austria y Alemania).

Las partes fundamentales de un sistema de calefacción con biomasa son el silo de almacenaje de combustible, el sistema de alimentación, la caldera, el depósito de inercia o acumulador de calor, el sistema de intercambio de calor, el sistema de evacuación de cenizas, sistema de limpieza de humos y la instalación de calefacción y/o agua caliente sanitaria (ACS).

El silo de biomasa ha de garantizar cierta autonomía de la instalación. Se dimensiona en función del consumo de la caldera, para una frecuencia de suministro de una vez cada una o dos semanas aproximadamente en época de máximo consumo. Asimismo, es importante que la descarga del camión de suministro pueda realizarse por gravedad basculando, aunque también existen sistemas neumáticos.

El sistema de alimentación traslada la biomasa desde el silo hasta la caldera mediante tornillos sin-fin. El nivel de humedad del combustible es crucial para la capacidad de la caldera y las condiciones de funcionamiento de la instalación.

El control Lambda colocado en la salida de humos permite optimizar la combustión y detectar variaciones del combustible, regulando el aire secundario superior y la cantidad de material alimentado. De esta manera, no es necesario configurar de nuevo los parámetros de la combustión cada vez que se llena el silo.

Una característica interesante es la limpieza automática de la zona de intercambio de calor durante la operación. La superficie de los tubos de intercambio va cubriéndose poco a poco de partículas, generando una pérdida de eficiencia en la captación energética del intercambio. Para mantener la máxima eficiencia es necesaria la limpieza automática o manual de esta parte de la instalación.

El sistema de calefacción del CTFC, con biomasa forestal

El sistema de calefacción del nuevo edificio del Centre Tecnològic Forestal de Catalunya (CTFC) funciona con biomasa forestal de origen local. Esto proporciona una autonomía casi total respecto a los combustibles fósiles, un importante ahorro económico y eficiencia energética en calefacción.