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Biomasa: Maquinaria agrícola y forestal

Elementos de mecanización que intervienen en los procesos de producción y recolección de la biomasa

15-10-2007 por IDAE Interesante guía en la que se relacionan los distintos elementos de mecanización que intervienen en los procesos de producción y recolección de la biomasa, bien en el ámbito de las explotaciones agrícolas como en el forestal. Un acercamiento a la maquinaria para biomasa leñosa y herbácea, así como diseños específicos, donde se incluyen la empacadora de Trabisa y la astilladora SAT3.

Objeto

La producción y obtención de biomasa como material procedente bien de cultivos, bien de la explotación del monte con otros fines, son actividades que se deben mecanizar todo lo posible con el objetivo de reducir costes y optimizar la productividad, además de limitar trabajos manuales penosos.

Para la siembra, plantación, recolección y otras labores culturales, existe maquinaria en el mercado. No obstante, casi toda ha sido diseñada con miras distintas de la obtención de biomasa con fines energéticos y es por ello que, en general, no hay muchas máquinas diseñadas ex profeso para este fin. En el caso de cultivos herbáceos, algunas máquinas existentes se pueden adaptar a fin de aumentar la parte vegetativa que se cosecha o recoge en el campo. En lo que se refiere a materiales leñosos, y más concretamente a compactación y astillado en campo, en España se han desarrollado máquinas especialmente diseñadas para tales funciones.

En este documento se presentan las funcionalidades y características de las máquinas empleadas en la actualidad, enfatizando en aquellas de nuevo diseño para el manejo de la biomasa con fin energético.

En cuanto a biomasas leñosas, la maquinaria que permite recoger y densificar el material antes de su transporte al lugar de utilización o segunda transformación, reduce en gran medida los costes de manejo y transporte, al tiempo que mejora posteriores rendimientos industriales y económicos. En lo relativo a herbáceas, el aspecto más importante es la reducción de las pérdidas de la parte vegetativa que se producen en los procesos de siega, hilerado y empacado.

Maquinaria convencional

La biomasa, por su propia naturaleza, requiere de una serie de pretratamientos o transformaciones para ser objeto de un aprovechamiento energético eficiente. Las características intrínsecas y extrínsecas que aparecen tanto en la biomasa agrícola como en la forestal son:

  • Gran tamaño de las piezas (granulometría).
  • Heterogeneidad y poca uniformidad.
  • Elevado contenido en humedad.
  • Reducida densidad.
  • Gran dispersión de los residuos.
  • Dificultad de transporte y manipulación.
  • Presencia de residuos no aprovechables como arena, piedras, metales, etc.

Cada tipo de residuo presenta los anteriores inconvenientes en mayor o menor medida. En residuos agrícolas (ramas, hojas, paja), y en los forestales (ramas y hojas verdes), pueden originar algunos problemas en equipos de tratamiento y manejo, tales como el taponamiento en los equipos de astillado, trituración, transporte y manipulación, abovedamientos en silos y tolvas de almacenamiento, fermentación de la biomasa amontonada perdiendo parte de su poder calorífico, e incremento de la humedad. Estas características son las que dificultan o incluso impiden, a veces, su
aprovechamiento como combustibles. Al margen de su poder calorífico, es conveniente que los combustibles biomásicos tengan las siguientes propiedades:

  • Homogeneidad y uniformidad.
  • Aumento de su densidad natural mediante compactación.
  • Humedad relativa baja.
  • Limpieza. Deben estar exentos de contaminantes.
  • Facilidad de manejo y almacenaje.
  • Economía de transporte.

Para conseguir el acondicionamiento de la biomasa y las características necesarias para mejorar la valorización de la misma como combustible, es necesario realizar una serie de modificaciones. Generalmente, estos tratamientos se efectúan antes de la fase de transporte, para reducir el coste del mismo.

Las etapas fundamentales en el pretratamiento son:

  • Reducción de la granulometría: consiste en la homogenización y reducción del tamaño de la biomasa, dando la posibilidad de un transporte y almacenaje más sencillo y económico, e incluso la alimentación automática a diferentes equipos. En este proceso se utilizan sistemas de astillado, triturado, molienda, cribado, tamizado y disgregación.
  • Reducción de la humedad: fundamental para reducir costes de transporte, se consigue mediante secado. El secado es la fase más costosa de las transformaciones previas. Existen dos formas de secado distintas: secado natural y secado forzado. El secado natural es ideal para zonas con clima mediterráneo o continental y cuando la humedad de la materia prima sea elevada (>30%). Por el contrario, el secado forzado es mucho más costoso y sólo es necesario para algunos usos finales como la producción de pelets.

En cuanto al secado natural se pueden distinguir dos casos:

1. Secado de residuos previo al astillado inicial.

2. Secado natural de los materiales que han sido previamente astillados.

  • Densificación o compactación de la biomasa: consiste en reducir el volumen de la biomasa, consiguiendo minimizar el coste de transporte y almacenaje. Al mismo tiempo se evita la degradación por fermentación. En este proceso existen varias alternativas como son el pelletizado y briquetado, pero el único que nos interesa en este capítulo es el empaquetado o empacado.
  • Eliminación de componentes no deseados: consiste en eliminar residuos extraños, como metales, plásticos, piedras. Se aplican técnicas de cribado, separación por gravedad, imanes, triaje manual, etc.

En función del tipo de biomasa, el estado en que es recogida y las características finales que ha de tener, se realizan una serie de tratamientos, estando relacionados directamente con la aplicación final del combustible y su precio.
Se puede distinguir entre dos tipos de maquinaria: la utilizada con la biomasa leñosa y la utilizada con biomasa herbácea.

Para seguir leyendo descárgate el archivo en el enlace de arriba.

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