Tecnologías empleadas en el proyecto

A lo largo del proyecto vamos a utilizar medios tradicionales tales como artículos, folletos, paneles informativos, posters, manuales, etc. También se realizará difusión en medios digitales mediante redes sociales (twitter, Facebook) los cuales son métodos baratos y efectivos de llegar a una audiencia.
Para comunicar los resultados del proyecto, se organizarán jornadas y se participarán en congresos y seminarios técnicos. Una de las actividades que se realizarán en alguna de las jornadas será la de organizar un matchmaking. Un matchmaking consiste de reuniones rápidas organizadas previamente o espontáneamente tras una pequeña exposición de las empresas participantes. Se trata de aprovechar la afluencia de público a una jornada para conocer a varias empresas y tener varias reuniones en el mismo día.

Por último, se organizará un World Café durante Expobiomasa 2017. La metodología del World Café fué desarrollada de forma accidental por los consultores Americanos Juanita Brown y David Isaacs en Enero de 1995. Permite discutir en profundidad temas específicos, con el fin de llegar a nuevos descubrimientos y oportunidades de innovación, a la vez que se logran consensos entre los participantes, facilitando la implementación de las decisiones tomadas. Se basa en el principio de que en pequeños grupos hay mayor intimidad y los problemas se afrontan sin rodeos. El método del World Café es un proceso simple. Sin embargo, para cada participante ofrece el máximo beneficio. La base de su filosofía es que cada individuo tiene el potencial de crear una gran idea y que, compartiendo con los demás en una atmosfera agradable, es la forma más poderosa de aprender.
Uno de los principales aspectos del World Café es la rotación por las mesas. Esto genera constructivos intercambios de ideas, lo cual amplia los conocimientos de los participantes y enriquece el resultado final.

Para organizarlo se recrea una atmósfera tipo café y se preparan mesas para 4 personas. Se facilitan tarjetas, marcadores y todo lo que favorezca la libre discusión y documentación de los temas analizados. Se realizan 3 rondas de conversación de 30 minutos, al final de los cuales se escriben las conclusiones en las tarjetas o folios. Para más información visitar www.theworldcafe.com u otras WEBs que explican cómo organizarlo.

CALDERAS:
En los ensayos de combustión correspondientes a la acción B2 se utilizan dos calderas situadas en el CEDER-CIEMAT, cuyas potencias son de 40 kWt y 500 kWt:
La caldera de 40 kWt es una caldera comercial especialmente diseñada para agro-combustibles y tiene un quemador de parrilla móvil que realiza movimientos en dos sentidos adelante-atrás y arriba-abajo, evitando así la aparición de puntos calientes. Su alimentación es lateral y está adaptada para utilizar pélets, astillas y material molido. Además, la caldera cuenta con un sistema autómatico de extracción de cenizas. Su intercambiador de calor es pirotubular y está formado por tubos verticales divididos en tres pasos de humos. La caldera cuenta con aire primario y secundario que se introducen en distintos puntos del hogar mediante el ventilador utilizado para la extracción de los humos por la chimenea. Además, existe una sonda lambda situada en la corriente de salida de gases, que controla el contenido en oxígeno en este punto. Por último, ha de indicarse que la caldera se encuentra clasificada como clase 3 según la norma UNE-EN 303-5:2013 y cuenta con un sistema de control automático que regula su funcionamiento.
La caldera de 500 kWt es una caldera comercial de parrilla móvil escalonada. Tiene tres ventiladores para introducir el aire, uno para el primario que entra a través de una serie de orificios situados en la parrilla y dos para el secundario, que entra a través de seis toberas localizadas en los laterales del hogar (tres en cada lado). Para la extracción de los humos de combustión cuenta con otro ventilador. Su intercambiador de calor es pirotubular y está formado por tubos horizontales divididos en tres pasos de humos. Para la eliminación de la fracción más gruesa de las partículas emitidas, la caldera cuenta con un ciclón.

En las siguientes figuras se pueden ver, respectivamente, la caldera de 400 kWt y de 500 kWt ubicadas en el CEDER-CIEMAT:

EQUIPOS PARA MEDIDA DE EMISIONES

La medida de las emisiones gaseosas durante los ensayos de combustión se lleva a cabo con un analizador FTIR (analizador de infrarrojo por transformada de Fourier) que, a su vez, tiene una célula de óxido de zirconio para la determinación de la concentración de O2. Además, en los ensayos realizados en la acción B2, también se utiliza un FID (detector de ionización de llama) para medir los compuestos orgánicos totales.

En la acción B2, se realiza una monitorización continua del contenido en partículas, para lo que se emplea un equipo que utiliza la técnica electrodinámica. Para el calibrado del equipo es preciso realizar muestreos isocinéticos de partículas para lo que se emplea un sistema automático de medida con el que se toman varias muestras durante cada uno de los ensayos llevados a cabo.

En la acción B3, para la medida de la concentración de partículas, se emplea el sistema automático de medida realizando muestreos pseudoisocinéticos.

En las siguientes imágenes se pueden ver, respectivamente, el analizador FTIR, el armario para medida de gases con FID, el equipo para monitorización continua de partículas y el sistema automático de medida de partículas para muestreo isocinético o pseudoisocinético.

PLANTA PILOTO DE TRITURACIÓN Y SEPARACIÓN

Consta de equipamiento para la reducción de tamaño de biomasa hasta 10 mm. Los equipos que forman esta instalación son un triturador de giro lento, un molino de cuchillas y una rotopicadora para pacas de material herbáceo. El triturador tiene una potencia en motor de 22 kW y el molino de cuchillas de 30 kW. La rotopicadora tiene un accionamiento de 15 kW. La instalación permite reducir el tamaño de cualquier material: ramas, pacas, tocones, palets y residuos de biomasa de diversa índole. Además se dispone de una línea de separación de impurezas minerales pesados y ligeros (piedras, arena, acículas, fibras de corteza, polvo etc.) y metálicas mediante separación magnética, previa a los molinos.

En 2014-15 se ha implementado una nueva instalación con una capacidad mayor. La nueva planta permite moler desde muy grandes dimensiones, tales como tocones, grandes fardos, troncos, etc, hasta las partículas finas (menos de 3 mm), con capacidades entre 1.000 y 2.000 kg / h. La planta estará compuesta por un pre trituradora 75 kW (rotación lenta, un solo eje), un molino  45 kW (tipo martillos oscilantes) y una criba de dos pisos. La planta permite estudiar y optimizar el proceso con miras a la reducción de la demanda energética de la clasificación y reducción de tamaño en una instalación de tamaño industrial.

PLANTA PILOTO DE SECADO DE TAMBOR ROTATIVO

La planta piloto de secado de la biomasa consiste en un secador rotativo horizontal con las siguientes características: 

• Tipo: abierto, corrientes paralelas sentido directo. 
• Fuente de calor: quemador de biocombustible líquido. 
• Capacidad nominal: 0,5 t / h de biomasa húmeda. 
• Medición y control: dispositivos de entrada y salida de la temperatura del gas, de aire, y de consumos y flujos de combustible y biomasa. Medición en continuo de la humedad de salida.

PLANTA PILOTO DE SECADO HÍBRIDO SOLAR

Se trata de un secadero con  un concepto híbrido basado en el calentamiento de la biomasa utilizando la radiación solar dentro de un recinto invernadero además de otras fuentes de calor de baja temperatura, tales como el agua caliente de calderas, sistemas de refrigeración de motores o de los intercambiadores de calor de gases de combustión.

El secadero está especialmente diseñado para el secado de forma automática o astillado de biomasa lignocelulósica astillada o molida hasta valores del 10-15% en base húmeda, que generalmente son requeridos por la industria de peletización. La innovación de este prototipo se encuentra en la integración de los diferentes sistemas de suministro de calor con un diseño que permite una producción mínima diaria y estacional estable en términos de humedad y una la maximización de la contribución de la energía solar frente a la utilización de combustible, lo que contribuye al ahorro económico y energético. El tamaño del túnel de secado es de 3.7 x 19 m y tiene diferentes elementos para mover la biomasa y para la transferencia de calor solar y el calor procedente de una caldera de biomasa. La capacidad alcanza 200 kg / h de biomasa seca (12% de contenido de humedad final) con un contenido de humedad inicial de 35%.

PLANTA PILOTO DE PELETIZACIÓN

Se trata de una instalación piloto para el mezclado y la granulación formada básicamente por un sistema de dosificación-mezcla-homogeinización seguido de un sistema de granulación-enfriado-cribado-ensacado. El rendimiento de la planta y sus características principales son las siguientes: 

Mezcla: 

• Tres silos, 4 metros cúbicos cada uno 
• Sistema de pesaje y formulación
• Mezcladora rotativa helicoidal 
• Sistema de control para la dosificación 
• Capacidad de 1000-3000 kg / h

Peletización: 

• Prensa de matriz plana Kahl de 500 mm de diámetro. 
• Ancho de rodillo: 45-75 mm. 
• Motor: 30 kW. 
• Capacidad: 300 500 kg / h

 

• Overband: donde se eliminan metales.
• Clasificador de aire: donde se eliminan las piedras.
• Disc Screen: donde se eliminan los sobretamaños.

• Báscula
• Sistemas de control
• Transportadores (transportadores de correa y cadena) 
• Sistema de eliminación de polvo

• Tanque agua bruta
• Tratamiento de filtrado de agua bruta, sistemas de ósmosis inversa y de  electrodesionización
• Sistema de aire comprimido
• Sistema antiincendios
• Tratamiento de aguas residuales
• Sistema de dosificación química para el ciclo de vapor y torres de refrigeración.
• Motor diesel
• Medidores de gas Natural y estaciones de regulación de la presión del motor
• Sistema eléctrico.

• Consumo de biomasa (%H 36%): 115.500 t/año.
• Capacidad neta de producción: 15.968 kWe.
• Eficiencia bruta: 30,00%.
• Eficiencia neta: 26,99%.
• Consumo energía primaria: 49.995 MWth LHV.
• Horas operativas: 6,500 h/año.

1) Selección de puntos de muestreo antes de la roza:

Se superpuso una malla de 50x50 m en cada una de las zonas utilizando un sistema de información geográfica. Sobre esta malla se determinaron los puntos susceptibles de ser muestreados para llevar a cabo las labores de evaluación de impacto ambiental. En todo momento se tuvo en cuenta que las zonas seleccionadas tuvieran la cobertura característica de cada zona, que no estuvieran en los bordes y que no presentaran cualquier anomalía reseñable. Posteriormente se dividió cada zona en 3 ó 4  subzonas (en función del número de puntos previstos) y mediante una selección al azar se estableció el punto de muestreo de cada subzona para su posterior localización en el campo.

2) Toma de puntos de referencia:

Una vez en el campo, y utilizando un GPS, se replantearon de manera permanente las parcelas (coordenadas reales), y se clavó una piqueta para facilitar su futura identificación. Tomando como base el punto de referencia establecido se trazó una línea base con rumbo conocido (y dependiente de la parcela) en la que se ubicaron posteriormente los transectos de vegetación y recogida de suelos.

3) Transectos de vegetación y recogida de suelos:

Se realizaron transectos perpendiculares de 25 m de longitud. En cada transecto se identificó la especie vegetal encontrada, su principio y final, así como la altura de la planta en cuestión. Se identificó si la planta estaba viva o muerta, además de presencia de suelo desnudo, presencia de rocas, etc. Con respecto a las plantas no leñosas se diferenció entre gramíneas anuales o perennes y  otras herbáceas, así como presencia de plantas no vasculares (helechos). Por otro lado, y en el estrato suelo, se utilizaron dos cuadros (uno de 50x50 cm y otro de 25x25 cm) para llevar a cabo el muestreo de hojarasca. En este sentido se diferenció entre la capa hojarasca y restos reconocibles (L) y restos fragmentados y humificados (FH), anotando la altura de cada uno de los estratos. Posteriormente se procedió a llevar a cabo su recogida en bolsas de plástico separadas para su posterior traslado al laboratorio. En cada uno de los puntos, y una vez recogida la hojarasca, se introdujo un cilindro metálico de 5 cm de diámetro en el horizonte superficial (0-5 cm), en el sub-superficial (5-10 cm) y en profundidad (15-20 cm) para proceder a la recogida de muestras de suelos

4) Cálculo de índices de biodiversidad:

Se calcularon, para cada una de las localidades, índices de riqueza de especies (Índice de Margalef), diversidad (índice de Shannon) y dominancia (índice de Simpson), de modo que su comparación con los valores que se obtendrán en los dos años posteriores de seguimiento permitirá conocer si las actividades de desbroce han supuesto un aumento o no de biodiversidad en cada una de las localidades que se han estudiado.

5) Evaluación de riesgo de erosión en los transectos:

En cada una de las parcelas se estimó durante los muestreos correspondientes al año 1 (año 2015) una serie de parámetros (% suelo desnudo, existencia de rocas, cobertura de matorral, etc.) que permitirán, una vez sean de nuevo evaluados en los años posteriores (año 2016 y año 2017), identificar y cuantificar el riesgo de erosión originado como consecuencia de las actividades de desbroce llevadas a cabo en el proyecto. Con respecto a la cuantificación de los procesos erosivos en los transectos de vegetación, se llevó a cabo una evaluación visual en cada una de las parcelas, para lo cual se emplearon una serie de códigos asignados a cada proceso erosivo.

6) Fotointerpretación de las comunidades de matorral:

Se han utilizado ortofotos históricas y recientes del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea de España (PNOA), de modo que a través de un sistema de información geográfica se han podido identificar y cuantificar los cambios que han sufrido las comunidades de matorral estudiadas en lo últimos 10 años. Para ello, se han definido tres categorías de matorral que pueden ser diferenciados a nivel visual: matorral raso, matorral ralo y matorral denso, y se ha utilizado un sistema automatizado de análisis por cuadrículas ráster de 5 x 5 m, de modo que se han comparado cuadrícula a cuadrícula las características de los matorrales durante las dos fechas analizadas (2004 y 2014) y cuantificando cambios en las categorías definidas.

7) Análisis dendrocronológico de las especies de matorral:

Se han estimado las edades medias de las comunidades de matorral mediante un conteo de los anillos de crecimiento. Además, se han obtenido las cronologías para cada una de las especies principales, se han datado con exactitud y se han establecido relaciones clima-crecimiento utilizando datos climáticos de estaciones meteorológicas cercanas. Se ha utilizado el LINTAB como herramienta para la medición de los anillos y diferentes programas estadísticos para proceder a la sincronización de las muestras.

8) Evaluación del riesgo de incendio:

Se pretende caracterizar y cuantificar los cambios en la combustibilidad de las comunidades de matorrales que se han visto sometidos a rozas mecánicas. Para ello se tomaron datos en el campo (en las zonas control) que permitieron llevar a cabo la “construcción” de modelos de combustibles representativos de las cuatro áreas de estudio contempladas. Con los datos recogidos en campo se elaboraron modelos de combustibles personalizados y se realizaron simulaciones del comportamiento del fuego utilizando un software específicamente diseñado para ello.

9) Cálculo de la biomasa de matorral:

Se ha calculado la disponibilidad de biomasa en las especies principales de matorral en cada uno de los transectos de vegetación. Para ello, se han utilizado unas ecuaciones de biomasa para formaciones de matorral (Pasalodos et al. 2015), en las que se han introducido las variables “altura” y “fracción de cabida cubierta, fcc” obtenidas con precisión durante la ejecución de los transectos. Además, se han impuesto una serie de restricciones legales (áreas protegidas), fisiográficas (pendiente) y ambientales (erosión y dominio público hidráulico) las cuales fueron introducidas a través de un GIS para estimar la disponibilidad real de biomasa a lo largo de un gradiente geográfico.

INSTALACIONES DE BIOMASA DE LAS NAVAS DEL MARQUÉS

Las instalaciones de la red de calefacción distribuida (district heating) de Las Navas del Marqués, cuentan con una red de tuberías de 760 m (ida y retorno), para el abastecimiento de calor y ACS en los edificios públicos del Consistorio Municipal, un Centro de Usos Múltiples (edificio que alberga la unidad veterinaria, asociaciones vecinales, etc.), una sala de exposiciones, y la piscina climatizada municipal.
Para ello cuenta con una caldera de la casa DANSTOKER, modelo LH1000, con una potencia térmica de 1Mw (860.000 Kcal/h), pirotubular de parrilla fija, preparada para la combustión de virutas, serrín y derivados de madera, hasta un 25% de humedad.

En la siguiente imagen, puede verse la sala de calderas:

Posee las siguientes características:

• Quemador automático Mod. HBA-1000 especial para triturados de madera.
• Depurador de humos con sistema multiciclónico.
• Ventilador de tiro con transmisor de depresión y variador de frecuencia.
• Sistema de evacuación de humos homologado.
• Sistema neumático de limpieza automática de pirotubos.
• Sistema de control de combustión mediante sonda lambda.
• Sistema automatizado de extracción de cenizas y limpieza de horno.

La caldera se complementa con un sistema de alimentación mediante sinfines desde el silo, integrado en la sala de calderas, de piso móvil con descargador hidráulico. Todo el sistema está automatizado mediante panel de control eléctrico con sistema de regulación modulante y sistema Scada.

En la siguiente imagen, puede verse un esquema en planta de la sala de calderas:

• Potencia mínima: 200 CV
• Sistema de rodadura: Neumáticos preferiblemente forestales o macizados
• Otras características: Tripuntal trasero
• Parrilla frontal con defensa
• Protección de ventanilla trasera
• Carcasa protectora bajo el tractor

• Denominación: Biobaler WB55
• Peso total: 6.900 kg
• Altura base (A):0,620 m
• Anchura (B): 2,5 m
• Altura (H): 2,5 m
• Longitud (L): 5,4 m

• Marca: FAE
• Toma de fuerza:   Mecánica, desdoblada a 1.000 rpm desde 540 rpm
• Transmisión al rotor: Mediante correas
• Anchura de trabajo: 2,20 m
• Velocidad del rotor: 1.200 rpm
• Herramientas de corte: 48 martillos/cuchillas fijas intercambiables

• Marca: ANDERSON
• Transmisión a los rodillos del compartimento de embalado.
• Diámetro interno del compartimento de embalado: 1,25 m.
• Longitud interna del compartimento de embalado: 1,20 m.
• Volumen interno del compartimento de embalado: 1,175 m3.
• Otros: Visor posterior.

• Cubiertas de matorral denso con altura media superior a 1,5 metros o formaciones mixtas de matorral denso bajo arbolado muy abierto.
• Con pendientes inferiores al 15% que permitan su mecanizado.
• Con escasa pedregosidad flotante y sin afloramientos rocosos que podrían afectar al normal funcionamiento de la desbrozadora.
• Cercano a vías que permitan el acceso a una plataforma de transporte del material cosechado.