Pawlonia e miscanto, dúas especies con potencial para a fabricación de pellets

Chile é unha potencia na produción de madeira, con 4 millóns de hectáreas plantadas, principalmente a piñeiro e eucalipto. Nos últimos anos está a ensaiar novas posibilidades para o aproveitamento enerxético da biomasa co obxectivo de deixar de empregar derivados do petróleo no 2050

Publicidade
Héctor Pegoretti presentou as conclusións dos estudos levados a cabo en Chile na Escola Politécnica Superior de Lugo

Héctor Pegoretti presentou as conclusións dos estudos na Escola Politécnica Superior de Lugo

Chile é practicamente un país forestal. Despois do cobre, a madeira é a súa principal produción. No país hai plantadas 4 millóns de hectáreas, o 75% delas son piñeiro radiata, o 17% eucalipto e o 8% restante outras especies como acacia, salgueiro ou bidueiro.

Até o momento, o cultivo forestal centrábase na produción de madeira, tanto para serrar como para pasta de papel, pero desde hai dous anos Chile está a apostar tamén polo aproveitamento enerxético, desenvolvendo unha importante industria de fabricación de pellets. “Temos xa 30 empresas fabricando pellets, cando fai 2 ou 3 anos eran só 10”, explica o investigador Héctor Pegoretti De Souza, da Facultade de Ciencias Forestais da Universidade de Concepción.

Chile pretende substituir por completo no 2050 os derivados do petróleo por biomasa para a produción de enerxía

Na actualidade, en Chile máis da metade da enerxía consumida está producida por derivados do petróleo e só o 13% por biomasa ou biogás, unha situación que pretende reverter o Goberno chileno en base á produción forestal. “Somos un país que ten un enorme potencial neste campo e estase traballando para que no 2050 a produción enerxética sexa exclusivamente mediante biomasa”, indica Héctor.

Pero a día de hoxe Chile practicamente non consume pellets (a instalación de caldeiras para este combustible está aínda comezando neste país), polo que o destino da produción é basicamente a exportación a países como España ou Italia.

O principal consumo de pellets dáse neste momento en Europa e América do Norte. Suecia, Dinamarca, Bélxica ou Reino Unido usan os pellets para a produción de enerxía eléctrica en centrais de cofiring, en substitución do carbón, unha solución semellante á que se propón para evitar o peche da central térmica das Pontes, mentres que en Alemania, Italia, Austria, España, EEUU e Canadá os pellets son empregados fundamentalmente para calefacción, tanto doméstica como en edificios públicos.

Europa é o maior produtor e consumidor mundial de pellets, con máis de 16 millóns de toneladas anuais fabricadas

A produción mundial de pellets sitúase neste momento nos 26 millóns de toneladas anuais. Europa é o maior produtor mundial, co 63% da produción total, pero estanse a producir pellets xa nos cinco continentes. Trala UE, o segundo maior produtor é EEUU, co 21% da produción mundial, e Canadá, co 8%. España situaríase tamén nesa cifra, seguido de Alemania, co 7%, e Suecia, co 5%.

Países como Brasil ou Chile, que supoñen o 1% e o 0,5% da produción mundial respectivamente, están nos últimos anos desenvolvendo este sector e incrementando de xeito exponencial a súa produción. O mercado de pellets está a aumentar moito en todo o mundo, o que fai que a biomasa comece tamén a ter demanda. “Fai anos en Brasil desbotábanse os residuos forestais na fabricación de pellets, hoxe as empresas peléxanse por eles”, conta Héctor.

Novas plantacións con finalidade enerxética

O miscanthus é unha herbácea con rendimentos por hectárea que triplican os do millo

O miscanto é orixinario de Asia Central

Pero a maiores do uso de refugallos procedentes da actividade madeireira, a demanda de pellets está a comezar a impulsar a plantación de especies destinadas exclusivamente ao aproveitamento enerxético, nalgúns casos especies foráneas de crecimento rápido. Este investigador da Universidade de Concepción presentou na Escola Politécnica de Lugo os resultados do proxecto Introdución e evaluación do cultivo de miscanthus e paulownia como fonte de biomasa lignocelulósica para a xeración de enerxía renovable na zona centro sur de Chile. Ningunha destas dúas especies eran plantadas en Chile, onde sen embargo levan desde o 2010 facendo ensaios para comprobar a súa adaptación e buscar unha maior gama de materiais dispoñibles na fabricación de pellets.

O miscanthus é unha herbácea que consome relativamente pouca auga e nutrintes e logra rendementos que triplican ós do millo de grao

O miscanto é unha herbácea orixinaria de Asia Central da que existen 14 variedades. É interesante polo seu metabolismo C4, que fai que se adapte ben a diferentes temperaturas, consuma pouca auga e precise de poucos requerimentos nutricionais, polo que pode cultivarse en chans pobres. Xeralmente ponse mediante semente, aínda que a súa plantación tamén se pode facer mediante rizoma ou esquexe. É perenne e de longa duración, uns 20 anos, e medra até unha altura duns 3 metros cun sistema de colleita anual. Estímase que cunha precipitación entre 500 y 600 mm obtéñense produccións de 20 a 30 tm/ha de materia seca por corta. Ademais de para a fabricación de pellets, tamén se usa moito para a produción de Etanol, dado que ten unha produtividade moi elevada neste eido, maior mesmo que a da cana de azucre. O seu rendemento é de 30MG/ha, tres veces máis que o millo de grao, por exemplo.

A paulownia está considerada a árbore do futuro porque absorbe 10 veces máis dióxido de carbono ca outras especies e é capaz de rexenerarse tralo paso do lume

A paulownia é de orixe chinesa e existen 17 especies diferentes dela. Está considerada como a pranta do futuro, porque absorbe grande cantidade de dióxido de carbono (até 10 veces máis que outras árbores) e emite moito oxíxeno. Tamén está considerada como a especie que máis rápido medra do mundo. Chega aos 20 metros de altura en turnos de 4 a 5 anos e en 8 anos alcalza unha altura equivalente a un carballo de 40 anos. Ten unha produtividade de entre 35 e 45 tm/ha/ano, o dobre que o eucalipto globulus. Precisa dunha precipitación mínima de 500 mm e sofre en terreos secos no verán. Ademais do seu rápido crecemento, tamén é rápido o rebrote da cepa despois da corta. As súas follas son ricas en nitróxeno, polo que constitúen un bo abono que aporta nutrintes ao chan e as súas flores teñen utilidade apícola. Finalmente, tamén é capaz de resistir as agresións extremas, por exemplo, rexenérase tras un incendio polo que é capaz de resistir o paso do lume.

A paulownia procede de China

A paulownia procede de China

En China plántase desde fai máis de 3.000 anos con uso madeirable, desde onde pasou a Europa e de aí saíu logo a América. En Brasil, México ou Colombia hai xa plantacións de paulownia. Tamén hai plantacións en Italia, na zona mediterránea de España e mesmo en Galicia, onde particulares e comunidades de montes apostaron pola súa plantación na última década. Pola contra, non existen aínda experiencias de miscanthus en Galicia, pero si en países como Reino Unido ou Alemania vinculadas sobre todo á produción de biocombustibles.

Resistentes a distintas altitudes e tipos de chan

Para os ensaios realizados en Chile fixéronse tres plantacións de miscanthus x giganteus e de paulownia x elongata x fornutei en tres localizacións diferentes no centro-sur do país. Instaláronse na VII e VIII rexión en fincas a carón do Pacífico, na cordilleira e na conca do río Andalien para analizar o seu diferente comportamento. Nos tres casos tratábase de chans pobres e plantáronse entre 20.000 e 40.000 brotes por hectárea.

O ciclo de crecimento das dúas especies para o seu uso como biomasa foi de tan só catro anos nos estudos realizados en Chile

As dúas especies plantáronse no 2010 e cortáronse no 2014. Logo fíxéronse pellets con cada unha delas (na paulownia empregouse o fuste, as canas e a casca, mentres que no miscanthus usouse a pranta enteira) e analizouse o seu comportamento. O resultado para a paulownia foi 34,4% de lignina, 80,3% de compostos volátiles, 1,3% de cinzas, 1% de nitróxeno e 0,25% de azufre. No caso do miscanthus, 32,4% de lignina, 79,75% de volátiles, 4,1% de cinzas, 0,45% de nitróxeno e 0,25% de azufre.

Tanto o nitróxeno como o azufre son parámetros indesexados nos pellets pola contaminación de gases de efecto invernadoiro que emiten na combustión. Pola contra, canto máis lignina maior é o seu poder calorífico e canta maior porcentaxe de compostos volátiles mellor arden. “Para celulosa queremos pouca lignina pero para pellets o que queremos é o contrario, canta maior porcentaxe de lignina mellor porque maior poder calorífico logramos”, explica Héctor. A ignición prodúcese entre os 200 e os 500 grados centígrados, temperatura á que se produce a degradación da lignina.

“Para celulosa búscanse especies con pouca lignina, ao contrario que para pellets, onde canta máis porcentaxe de lignina maior poder calorífico se logra”

As herbáceas, como é por exemplo o caso do miscanto, teñen normalmente menos lignina e maior cantidade de cinza, o que tamén reduce o poder calorífico na combustión e incrementa os residuos trala queima. “A porcentaxe de cinza do miscanthus é alta pero cando o pellet procede dun cultivo agrícola acéptase até un 10% de cinza”, detalla.

O único dos parámetros analizados aos pellets de paulownia e miscanthus que non entraron dentro dos estándares de calidade fixados na normativa internaciononal foi a porcentaxe de azufre, algo que este investigador chileno achaca ao feito de que “en plantacións próximas á costa o mar é o elemento que máis azufre aporta ás árbores, moito máis que o tipo de chan”. No caso dos ensaios realizados en Chile, tratábase de chans volcánicos próximos á costa, situados a unha distancia do litoral de entre 20 e 70 quilómetros, aínda que Héctor considera que calquera das dúas especies resistirían ser plantadas máis cara ao interior.

As principais conclusións do estudo son, segundo explica o seu autor, que “en xeral, as dúas especies pódense plantar nos diferentes chans pero tanto a paulownia como o miscanthus mostraron mellores resultados en condicións climáticas mediterráneas”.

Complemento ao piñeiro e ao eucalipto

Nun segundo estudo, o equipo de investigadores da Universidade de Concepción incluiu eucaliptus nitens e pinus radiata no traballo para evaluar o potencial enerxético dos clons de miscanto e paulownia e a análise das propiedades dos seus pellets en comparación coas do eucalipto nitens e do pino radiata.

O proxecto, denominado Opcións para a xeración de enerxía sostible: produción de pellets de catro especies con potencial enerxético para a xeración de enerxía térmica concluiu que tanto a paulownia como o miscanto posúen potencial enerxético para ser empregadas como complemento a especies como o piñeiro ou o eucalipto.

“Tanto o miscanthus como a paulownia teñen alto potencial enerxético para ampliar a gama de materiais e sair da monotonía do piñeiro e o eucalipto na fabricación de pellets”

O eucalipto e a paulownia foron as especies que maior poder calorífico demostraron nas analíticas, malia que o piñeiro ten maior porcentaxe de lignina. Outro parámetro clave á hora de fabricar pellets é a densidade da materia prima. “Todo material lignoceluloso pódese compactar, pero o custo enerxético de facelo é moi diferente en función da súa densidade”, explica Héctor.

Por exemplo, di, “o miscanthus necesita moita menos enerxía que o eucaliptus nitens para a súa transformación en pellets porque a relación de custo de enerxía é moito máis elevado en materias primas con alta densidade, o que fai que se en vez de nitens empregásemos glóbulus o proceso sería aínda máis difícil e custoso”.

A isto habería que engadir os custos de transporte. Chile ten só 150 quilómetros de ancho, pero é un país moi longo, algo que encarece os custos á hora da fabricación dos pellets pola maior distancia ás fábricas. Por iso, explica Héctor, algunhas empresas contan xa con plantas móbiles que son transportadas nun camión até o punto onde se atopa a biomasa. É dicir, no canto de transportar a materia prima até a factoría, lévase a planta de produción até o monte. Todo o sistema (depósito de materia prima, paletizadora, tanque de enfriado) está deseñado dentro dun contedor.

O que non varía é o necesario secado e moído previo. “A biomasa ten que estar nun momento óptimo para levala á compactación, porque senón pérdese moito material no proceso de fabricación, por iso a humidade e a granulometría deben ser as axeitadas”, di.

Desbotar o mito de que a cor indica a calidade do pellet

Pelets fabricados coas distintas especies analizadas en Chile. No caso do piñeiro radiata empregouse tamén a casca, o que escureceu a cor do pelet resultante

Pellets fabricados coas distintas especies analizadas en Chile. No caso do piñeiro radiata empregouse tamén a casca, o que escureceu o produto resultante, que senón sería dunha cor moito máis clara, semellante á do miscanto

Aínda que conta con importantes plantacións de eucalipto, Chile emprega a día de hoxe exclusivamente piñeiro para a fabricación de pellets, en concreto, residuo procedente de piñeiro radiata, que é o que máis se planta no país. Como o consumo interno é aínda practicamente inexistente, exportan case toda a produción a países como España ou Italia fundamentalmente, e ese é o motivo da escolla da materia prima.

“O pellet que se fai con piñeiro sen casca é moito máis claro que o que se obtén do eucalipto e por esa razón é mellor aceptado polo mercado”, explica Héctor, que asegura sen embargo que “a cor non ten nada que ver coa calidade, a durabilidade ou o rendemento do pellet, ese é un falso mito que hai que desbotar”, asegura.

“Hai que acabar co tabú existente de que un pellet branco compórtase mellor enerxeticamente ca un pellet negro porque non ten nada que ver coa calidade nin coa durabilidade”

O 75% da calidade do pellet determínao a parte química, é dicir, a composición e características dos materiais empregados, mentres que o 15% restante ten que ver coa parte anatómica, pero non coa cor. A paulownia dá como resultado un pellet escuro, incluso máis que o procedente do eucalipto, mentres que no caso do miscanto o pellet é claro, dunha cor similar ao logrado con madeira de piñeiro sen casca.

Na produción forestal, o 73% da árbore corresponderíase co tronco, que é o que ten o maior valor comercial e o 27% restante serían ponlas e follas, que poderían ter un uso enerxético. A casca representa, dependendo das especies, arredor do 7% do tronco.

O problema do cloro

As normas internacionais fixan unha serie de parámetros de calidade que deben cumprir os pellets para a súa comercialización, establecendo ademais uns límites máximos para determinados compostos contaminantes, como o nitróxeno, o azufre ou o cloro. “O principal problema dos pellets é o cloro e as normas europeas son moi estrictas con iso”, indica Héctor.

O límite na UE para o cloro está posto en 0,02%. O eucalipto, por exemplo, duplica esa porcentaxe o que condiciona tamén a súa utilización na fabricación de pellets para uso doméstico. “As normas internacionais para uso doméstico son máis restritivas e esixentes que para uso industrial, onde son máis flexibles”, aclara.

En Brasil están mesturando residuros agrícolas do café na fabricación de pellets para baixar os niveis de cloro do eucalipto

Unha das solucións nas que se está a traballar para reducir os niveis de cloro do eucalipto para poder empregalo na fabricación de pellets é sometelo a un proceso previo de torrefactado. “Ao torrefactalo pódese eliminar até un 90% a porcentaxe de cloro, aínda que nese proceso tamén perdemos compostos volátiles”, aclara.

Outra solución é mesturar o eucalipto con outros materiais que teñen menores niveis de cloro. En Brasil, por exemplo, estano mesturando con residuos agrícolas procedentes da produción de café para deste xeito baixar o nivel de cloro do eucalipto. “Mesturan un 60% de eucalipto cun 40% de café e estalles dando moi bos resultados”, explica Héctor.

image_print

Deixa unha resposta

O teu enderezo electrónico non se publicará Os campos obrigatorios están marcados con *

Solicitamos o seu permiso para obter datos estadísticos da súa navegación nesta esta web, en cumprimiento do Real Decreto-ley 13/2012. Si continúa navegando consideramos que acepta o uso das cookies. OK | Máis información