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Integración de las renovables en edificación. BIOMASA.

Se entiende como “biomasa” aquel combustible de origen biológico, procedente del aprovechamiento de residuos agrícolas, forestales, de podas o actividades agrarias y forestales. Pero, ¿cómo se puede aprovechar esta energía renovable en la edificación?

Para su aprovechamiento en la producción de energía térmica o eléctrica, debe considerarse la biomasa como toda materia orgánica que tenga una composición lignocelulósica (celulosa, hemicelulosa y lignina).


Su naturaleza y origen puede ser diversa, en la figura siguiente se exponen las fuentes más importantes:

 

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En cuanto a su utilización para producir energía eléctrica, cabe destacar que se usa como combustible principalmente en centrales simples, de congeneración o en plantas de ciclo combinado. Por otra parte, es igualmente utilizado como combustible en la generación de energía térmica en hornos y calderas tanto industriales, como domésticas.

Este material suele comercializarse en forma de “pellet”, un producto ya industrializado donde se facilita esta biomasa en forma de gránulo compactado.

 

Biomasa3

 

Cabe destacar que el almacenamiento de esta elaboración es sumamente cuidadoso con la humedad, ya que es uno de los factores determinantes que, en caso de ser excesivo, podría llegar a anular su combustión.


De manera general, los silos de almacenamiento deberán presentar las siguientes características:

  • Es fundamental conseguir el aislamiento de la humedad del suelo y del exterior.
  • Conseguir una excelente resistencia a la corrosión.
  • Facilitar el llenado (manual, por camión cisterna, mediante tolvas) de acuerdo al acceso.
  • Facilitar el control de la capacidad de llenado (por ejemplo mediante visores ópticos).
  • Clasificación de Reacción al Fuego A1 según UNE EN 13501-1 (Euroclases), en lo posible la más alta clasificación en reacción al fuego.
  • Lograr el ahorro de espacio ya que este suele ser un condicionante muy importante en cuanto a la viabilidad del sistema.

 

En cuanto a su aprovechamiento energético en edificación, se evalúan a continuación sus dos posibles aplicaciones, la generación de electricidad y calor y la combustión térmica.

El aprovechamiento del calor está condicionado a la temperatura. En particular para su uso en edificios ésta se ha de comparar con la requerida en los sistemas de climatización y agua caliente sanitaria.

Para producir electricidad la alternativa más difundida es la de la turbina de vapor. Otra de las alternativas que está apareciendo fuertemente es el Ciclo Orgánico Rankine (ORC del inglés Organic Rankine Cycle) o el motor Stirling. Con la tecnología ORC se pueden tener rendimientos por encima del 25%. Para la implantación de este tipo de proyectos en la edificación se presenta el inconveniente de la elevada barrera económica. No obstante, se están realizando desarrollos tecnológicos e industriales que, sumados al aumento de precio de la energía eléctrica y el impulso gubernamental que se otorga a estas soluciones, podrían cambiar el panorama en un futuro no muy lejano.

 

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Por otro lado, la combustión directa se realiza en calderas de vapor o agua caliente, hornos y secaderos. El rendimiento térmico de los equipos, sobre todo en las calderas, es elevado, del orden del 85%. Plantea los problemas de ensuciamiento, obstrucción de los equipos, aglomeración y encrustamiento de las parrillas cuando la biomasa que alimenta las calderas tiene un contenido de cenizas muy elevado o cuando se alcanza la temperatura del punto de fusión de las cenizas en el hogar.

 

USO EN LA EDIFICACIÓN


Antes de evaluar su potencial uso en edificaciones, se procede a enumerar los principales condicionantes a los que se enfrenta su inclusión en este tipo de estructuras.

En primer lugar, el principal condicionante del uso de esta fuente renovable de energía es el espacio a disponer para situar el silo de almacenamiento. Dependiendo del consumo y del tipo de biomasa (pellet, astilla, hueso de aceituna…) se ha de disponer de un espacio suficiente para garantizar el almacenamiento de combustible.

 

En un proyecto, este espacio está condicionado por el poder calorífico y la densidad aparente de la biomasa, así como por el mayor o menor consumo de la misma.

Por ejemplo para un bloque de 20 viviendas de unos 100 m2 cada una con un consumo de 130 kWh/m2/año si se pretenden 8 recargas del silo al año se tienen:

• Consumo: 240.000 kWh/año.

• Carga: 30.000kWh/carga.

 

Con hueso de aceituna, con una densidad aparente de 550 kg/m3 y un Poder Calorífico de 4,5 kWh/kg y un rendimiento estacional de la caldera de un 85%:

• 30.000 kWh / 0,85 / 4,5 (kWh/kg) / 550 (kg/m3 )= 14,4 m3 de hueso.

Estos 14,4 m3 de biomasa pueden llegar a requerir hasta el doble de ese espacio debido a condicionantes geométrico y técnico de diseño.

Otro gran condicionante para instalar esta fuente de energía en los hogares es su transporte y aprovisionamiento. Este puede ser un condicionante relevante cuando se tienen consumos muy grandes. Las salas de calderas de grandes potencias que atienden a edificios con consumos importantes requieren de cargas frecuentes de biomasa. Esto puede suponer un problema si es que no se dispone de un buen acceso para camiones de alto tonelaje (por ejemplo en un centro urbano).

 

Biomasa5

 

Por último, y quizás por ello más importante, se destaca su principal uso en edificación: la producción de calor.

Si bien la solución más común en la edificación es la de producir agua caliente en grandes salas de calderas, existen otras alternativas viables.

Dentro de las posibilidades concretas de la biomasa como combustible, destaca también la producción directa de aire caliente. Para este efecto, se disponen climatizadores con una sección dotada de un quemador de biomasa que caliente el aire a su paso. Puede ser de gran utilidad puesto que simplifica la instalación en el caso de que se disponga de un solo climatizador, por ejemplo en un gran almacén o la zona común de un centro comercial, donde los condicionantes de espacio no son especialmente importantes.
Como se ha descrito, la integración de la biomasa en edificación presenta algunos inconvenientes que, una vez superados hacen de esta fuente renovable una seria alternativa de los combustibles fósiles, teniendo un gran rendimiento en calderas domésticas.

 

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