Producción de pellets: Un biocombustible más verde

  

1. ¿Qué es el pellet?

Según la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA) el 87% de la población urbana de la Unión Europea (UE) está expuesta a niveles de contaminación del aire que superan los límites establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Las conclusiones del último informe (2019) no podían ser más categóricas: para la AEMA, "la contaminación atmosférica es el mayor riesgo medioambiental individual para la salud de los ciudadanos europeos. Reduce la esperanza de vida y contribuye a la aparición de enfermedades graves como afecciones cardiacas, problemas respiratorios y cáncer".

Las emisiones de la calefacción agravan la contaminación urbana. (EFE)

A todos nos preocupa el impacto que tienen nuestras actividades diarias en la contaminación y queremos saber cómo aportar nuestro granito de arena para combatir la emergencia climática. Una opción sostenible y eficiente es optar por una estufa de pellets para la calefacción pero, ¿qué son los pellets?

Los pellets son residuos procedentes de limpiezas forestales e industrias madereras que son triturados y convertidos a virutas. Luego, tras ser sometidos a un proceso de secado para disminuir el nivel de humedad, son prensados en forma de pequeños cilindros.

El pellet, como biocombustible, es limpio, de fácil manejo, ocupa poco espacio y permite la autoalimentación en estufas y calderas, permitiendo un funcionamiento de forma autónoma durante horas. Además, emite menos partículas a la atmósfera que una estufa de leña, lo que supone un avance en la lucha contra la contaminación.

2. Ventajas del uso de estufas de pellet frente a otras alternativas

a. Menos contaminante

Algunos siguen teniendo reparos, pensando que a pesar de que la biomasa sea una energía renovable, las estufas son contaminantes, Es cierto que la combustión contamina… pero no es menos cierto que las estufas de pellets son cada vez más eficientes, más seguras y más limpias.

Ocu.org comparó en el laboratorio las emisiones de una estufa de pellets de última generación, una estufa de leña y una chimenea de casete. La prueba se realizó en condiciones reales de uso, considerando todo el ciclo de combustión. Estos son los resultados:

En la tabla anterior se puede apreciar que las estufas modernas de pellets contaminan en conjunto bastante menos, ya que emiten menos partículas de polvo y monóxido de carbono. 

Además, si tenemos en cuenta que en ciertos países sustituyen a la tradicional chimenea (sin casette, ni cámara de combustión), el salto en seguridad, en contaminación y en eficiencia energética es mucho mayor a lo reflejado en la tabla. En realidad el pellet de madera es un combustible adecuado sobre todo para países forestales, ya que se deriva de la biomasa forestal y no aporta gases de efecto invernadero y el CO2 emitido es el mismo que el árbol absorbió y que ya estaba en el ciclo natural de la atmósfera. 

b. Más seguro

En cuestiones de seguridad, cabe destacar que las estufas de pellets son como una chimenea de leña cerrada. Los pellets, a diferencia del gasoil y el gas, son difíciles de inflamar y no explotan, por lo que son más seguros. 

Estufa de pellets (BroPro)

c. Más eficaz

Las estufas de pellets tienen rendimientos que oscilan entre el 85% y el 95% con respecto al PCI (poder calorífico), mientras las estufas de leña, gracias a las últimas mejoras como la ventilación o el aislamiento mejorado, alcanzan niveles de eficiencia cercanos al 75% también sobre el PCI. Esto se traduce en que una cantidad más reducida de combustible de pellets nos dará el mismo calor útil que más kilogramos de leña.

d. Igual precio que estufa de leña

En referencia al precio del combustible, los pellets tienen un precio superior a la leña por kilogramo. Aunque para hacer balance del gasto final hace falta tener en cuenta la eficiencia energética, ya que el precio final de kWh de calor es el más importante. En este sentido ambos precios se equilibran.

3. Proceso de producción de pellet

a. Proceso industrial de producción de pellet

1. Triturado y Secado 

El proceso de producción de pellets comienza con la trituración en virutas de la madera no comercial o aprovechable industrialmente, para luego proceder a su secado, lo que permite reducir la humedad de la biomasa de alrededor del 50% a valores cercanos al 15% (el producto final debe tener un contenido de humedad inferior al 10%). Con esto se evita el sobrepeso en el procesamiento y se reduce la elasticidad del material. Considerando el proceso global, el secado es una de las etapas de mayor consumo energético.

Trozos de madera y pellets (caloryfrio.com)

2. Enfriado y tamizado

Luego se procede al pelletizado de las virutas, utilizando máquinas rotatorias que presionan éstas contra un tamiz con orificios circulares, y cortando los “fideos” resultantes a la longitud deseada. Finalmente, se realiza el enfriado y tamizado, en el cual se filtran las virutas y partículas sueltas que se hayan colado y se las introduce nuevamente en el proceso.

En la producción convencional de pellets se utiliza la biomasa sin ningún pre-tratamiento. Si bien el pelletizado de la biomasa mejora su densidad, es posible mejorar aún más la densidad del combustible y su poder calorífico. En este sentido, se han desarrollado tratamientos, principalmente con vapor, que permiten obtener productos de mayor rendimiento.

b. Proceso casero

El proceso para fabricar pellets a nivel particular requiere un equipo doméstico con precios a partir de los 4.000 $ e incluye una astilladora, trituradora y pelletizadora.

El proceso consta de cuatro fases: 

● El refinado de los troncos de la madera más gruesa para poder introducirlos en la trituradora.

● La trituración de dichos troncos, ramas y madera verde.

● El secado de las virutas.

● La producción de pellets. 

i. Afinado de la madera

Es necesario hacer más finos los trozos de madera utilizando herramientas mecánicas como hachas o hidráulicas específicas para tal fin, para poder introducirlas en la trituradora (dado que las domésticas no suelen admitir ramas de más de 5-6 cm de diámetro)

ii. Trituración

Para la obtención de un buen pellet, lo ideal es utilizar un triturado hecho con restos de poda y de cualquier tipo de madera. Un pellet producido a partir de virutas de madera virgen tendrá un mayor rendimiento calorífico que uno compuesto por serrín, además de ser más resistente. Los trozos de ramas y madera se deben triturar con una biotrituradora que los reduzca a virutas de 2-3 cm. Es necesario realizar otra trituración que produzca trozos de 8mm ya que este es el tamaño correcto para poder pasarlos por la peletizadora. 

iii. Secado

El secado se puede realizar entre la primera y la segunda trituración y basta con dejar la virutas al aire libre durante un día soleado, no se necesitan herramientas. 

iv. Compresión 

Para la fase final de la fabricación de pellets, se necesita una peletizadora, una máquina que, mediante un proceso mecánico, comprima las virutas de madera. Lo ideal, repetimos, es introducir restos de poda y madera limpia, no serrín. 

Serrín y pellets (argentinaforestal.com)

Existen dos grandes tipos de madera, con o sin resina. Las maderas más comunes como las de haya, abedul, álamo y roble se pueden mezclar con coníferas como pino, abeto, cedro, etc. que son maderas resinosas, en un porcentaje de un 40% para asegurar una compactación perfecta, ya que la resina actúa como aglutinante, y que salgan de la peletizadora granos de pellets de al menos 2 cm. 

Tanto si la madera es resinosa como si no, es recomendable la utilización de un aglutinante, que puede ser natural como el maíz o residuos de aceite o un aglutinante específico para la producción de pellets que se añade en porcentajes de 0,5% y 2%, según el tipo de madera utilizada. 

Sacos de pellets (argentinaforestal.com)

4. Tipos de pellets y calidades 

Como ya sabemos, no todos los pellets son iguales, ya que se utilizan diferentes tipos de madera, restos de poda, serrín, etc. para su fabricación. Estos son los distintos tipos de pellets clasificados según calidad.

Poder calorífico del pellet (AgriEuro.es)

1. Clase A1. Madera de origen forestal y residuos de madera sin tratar químicamente con bajos contenidos en cenizas, nitrógeno y cloro.
2. Clase A2. Pellets con más cenizas, nitrógeno y cloro que el anterior.
3. Clase B. Permite utilizar madera que proviene del reciclaje.

5. El mercado de pellets y calderas 

Gráfico y mapa de producción de pellet en la UE (avebiom.org)

La UE produjo 18,1 millones de toneladas de pellets en 2020, lo que la convierte en el principal productor del mundo. La producción crece de forma estable y entre 2019 y 2020 aumentó el 5%. Alemania se mantiene como mayor productor de la Unión Europea y la República Checa registró un notable aumento del 21,5% en 2020.

En cuanto al consumo, aumentó un 7% en el mundo con respecto a 2019, alcanzando los 19,3 millones de toneladas. La UE-27 sigue siendo el mayor consumidor mundial de pellets, con el sector residencial italiano a la cabeza con un consumo total de 3,4 millones de toneladas anuales.

Virutas de madera y ramas pelletizadas (argentinaforestal.com)

Si tenéis curiosidad por saber cómo evolucionará el mercado del pellet a nivel mundial, podéis consultar esta proyección de mercado hasta el 2027. 

6. Proyectos sociales relacionados con el pellet

Social Solver siempre tiene en mente el carácter social de la ingeniería y por ello incluimos en este artículo varios proyectos con fines sociales en países emergentes. El pellet ofrece una oportunidad de valorizar los residuos y otros elementos y, al mismo tiempo, es una actividad sostenible y menos contaminante que otras alternativas. Hemos seleccionado un par de ejemplos que ilustran su valor.

CONGO 

Bavon Mubake y Sylvestere Bin Kyuma organizan carbón para cocinar ecológico en Bukavu. REUTERS/Crispin Kyalangalilwa

En los bosques del este de la República Democrática del Congo, ha surgido una iniciativa social que emplea a ancianos en la recolección de desechos de cartón, tallos y hojas de maíz para posteriormente empapar la mezcla, secarla, molerla hasta obtener un polvo al que se añade aserrín carbonizado. Después, se prensa todo hasta obtener los pellets que se utilizan como combustible para cocinar, ya que se pueden quemar de forma segura. 

Con un acceso limitado a la electricidad, la mayoría de las personas en Bukavu cocinan con «makala», o carbón vegetal, trozos de madera de combustión lenta talados del parque nacional cercano, hogar del gorila oriental de las tierras bajas en peligro de extinción.

CHILE 

En Valdivia, Chile, la carrera de Nutrición de Universidad Santo Tomás, ha impulsado el proyecto denominado “Elaboración de pellet a partir de residuos orgánicos provenientes del programa de alimentación escolar (PAE)”. 

La Directora del Proyecto, Massiel Salazar Garrido, expresa que esta iniciativa anima a utilizar materias primas no convencionales para la elaboración de pellet. Estas corresponden a residuos orgánicos que se eliminan principalmente en domicilios y vertederos sin un uso alternativo. Así es como este proyecto experimental piloto contribuye a medio y largo plazo a diversificar la matriz energética a través de una alternativa de biocombustibles sólidos (pellet) y a mitigar la contaminación atmosférica por el uso masivo de leña.