Producción Térmica

La producción térmica, es la que se produce por la combustión y sigue una escala de usos:

1. Calderas para viviendas unifamiliares (hasta 40kW) o estufas individuales. Tradicionalmente se han usado estufas y calderas, en los hogares, con rendimientos energéticos muy bajos. En los últimos años, sin embargo, van apareciendo criterios nuevos en cuanto a: eficiencia de los equipos, mejora de los efectos ambientales, características del combustible...
Para cubrir las necesidades de calefacción y ACS de viviendas unifamiliares o edificios de tamaño pequeño pueden utilizarse calderas de hasta 40 kW. Existen en el mercado calderas con variedad de potencias, por lo que pueden adaptarse a cualquier usuario. Estas calderas pueden ser utilizadas como sistema de calefacción normal, con radiadores, suelo radiante, sistemas de aire caliente, etc. Y para la producción de agua caliente.
Además de las calderas pueden instalarse las estufas de biomasa, normalmente de potencias entre 8 y 25 kW. Existen tanto aparatos de aire (las estufas de toda la vida, mejoradas y actualizadas a las necesidades de los usuarios de hoy), como de agua, que permiten su adaptación a un sistema de radiadores o de suelo radiante y a otros sistemas con producción de agua caliente sanitaria.
El coste de instalación de una estufa suele ser algo menor, ya que no suele precisar almacén de combustible, el cual se introduce manualmente en la tolva destinada a tal fin.
Las calderas de pequeño tamaño se alimentan principalmente de astillas o pellets. La alimentación en este caso puede ser tanto manual, introduciendo directamente el biocombustible en la tolva que integra la caldera en su parte superior, como automática, utilizando un sistema similar al de las calderas de mayor tamaño.
Además de tolvas o almacenamientos tipo silo, existen algunas novedades en el sector, con sistemas flexibles de instalación más sencilla y coste menor. Entre éstos, se encuentran los almacenamientos de polipropileno, que se alimentan por su parte superior y descargan por la inferior, mediante un sistema neumático, directamente al tolvín de alimentación de caldera.

2. En un segundo escalafón se sitúan las calderas diseñadas para un bloque o edificio de viviendas, equiparables en su funcionamiento a las habituales de gasóleo o gas natural, que proveen a las viviendas de calefacción y agua caliente. Debido a la necesidad de disponer de un lugar amplio y seco para el almacenamiento del biocombustible este tipo de instalaciones pueden tener problemas en edificios con salas de calderas pequeñas y poco espacio aprovechable. En cambio son una buena solución, tanto económica como medioambiental, para edificios de nueva construcción, sobre todo si se atienen a las nuevas ordenanzas y reglamentos elaborados o en proceso de elaboración, como las Ordenanzas de Energía Solar (que permiten utilizar biomasa en lugar de la citada energía renovable) o la revisión que se está realizando del Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE).
Otra aplicación importante de estas calderas es la conversión de las antiguas calefacciones de carbón o gasóleo a instalaciones de biomasa, existiendo muchos ejemplos en nuestro país. La buena disposición de los vecinos que encontrarán un ahorro económico en su consumo de calefacción y agua caliente, un acertado asesoramiento profesional y espacio suficiente para el almacenamiento forman la base para este tipo de cambios.
Para este tipo de instalaciones se suelen utilizar calderas de tamaño medio (50-500kW). Estos sistemas intermedios, al igual que las calderas de mayor tamaño también se pueden utilizar para dar calefacción a industrias (por ejemplo aserraderos) e instalaciones agrícolas tipo invernaderos.

Los nuevos combustibles de la biomasa densificados, principalmente los pellets, permiten aumentar las posibilidades de las calderas a cualquier aplicación.

Las instalaciones que incluyen calderas de biomasa de tamaño medio son muy sencillas en su gestión, aunque es preciso contar con una empresa especializada en su instalación, operación y mantenimiento. La tecnología empleada es normalmente la parrilla (fija o en cascada) o la alimentación inferior, que permite obtener rendimientos altos con un mantenimiento bajo.Estas calderas utilizan distintos combustibles:

• Subproductos madereros (astillas y trozos de madera).
• Biomasa densificada (pellets).
• Residuos agrícolas (huesos de aceituna, cáscaras de almendra, trozos de piña, etc.).

Uno de los aspectos a tener en cuenta para una instalación de este tipo es el almacenamiento de combustible. Al igual que en un sistema de gasóleo, es preciso disponer de un sistema de almacenamiento y alimentación del combustible situado en un lugar cercano a la caldera.El sistema de almacenamiento utilizado normalmente es tipo silo, si éste se encuentra en el interior de la edificación, aunque también pueden situarse en un habitáculo situado en el exterior, que hace la función de depósito.
Estos sistemas de calefacción precisan también de un suministro de biomasa que entregue el combustible de forma periódica. El almacenamiento debe tener espacio suficiente para almacenar, al menos, el combustible necesario para una o dos semanas.
Los beneficios de estos sistemas en la edificación son varios, entre ellos el menor precio de la energía entregada (de un 50 a un 100 %), la reducción de los ruidos, y la mejora del medioambiente local.
Su instalación es altamente recomendable en edificaciones con alto consumo de calefacción y ACS, como son los edificios de viviendas, hoteles, etc., donde su rentabilidad es alta.

3. Una red de calefacción centralizada, conocida en inglés como “District Heating”, supone el siguiente nivel dentro de las aplicaciones térmicas de la biomasa. Este tipo de instalaciones están muy extendidas en el Centro y Norte de Europa.
Las plantas tipo distric Heating (calefacción distribuida) presentan una potencia instalada superior a 500 KW, siendo los valores normales entre 600 y 2.500 kW. Estos sistemas se utilizan para dar calefacción y agua caliente sanitaria a varios edificios y viviendas unifamiliares, a un barrio e, incluso, a poblaciones completas. El mayor tamaño, tanto de las calderas como de los silos de almacenamiento del combustible, requiere de instalaciones exclusivas para estas centrales térmicas. Dadas las características de nuestro país, en España están iniciándose las primeras redes de climatización centralizada alimentadas con biomasa, las cuáles no sólo proveen de calefacción en invierno a los usuarios sino que permiten la distribución de frío para la climatización de las viviendas y otros edificios en verano.
Su origen histórico se debe al aprovechamiento del calor residual generado en industrias y plantas de generación de energía eléctrica (cogeneración) situadas en el entorno de poblaciones o en el interior de éstas, con necesidades de calefacción muy altas. Posteriormente, la estructura se ha adaptado a nuevos combustibles con un precio bajo, como es el caso de la biomasa, donde el calor generado se distribuye a un entorno cercano, disminuyendo las pérdidas.
La estructura de un sistema distric Heating con biomasa se divide en tres partes diferenciadas:

• Suministro de la biomasa. Normalmente se realiza por uno o varios proveedores independientes de la planta, que son responsables de entregar el combustible en las condiciones adecuadas. No obstante, normalmente tienen algún vínculo con ésta (por ejemplo participar en su accionariado), que permite asegurar el siministro del combustible por un período largo de tiempo, suficiente para amortizar la inversión. También en ocasiones, la biomasa proviene de montes municipales, participando además el Ayuntamiento en la planta de generación. De este modo, la administración pública local supervisa el correcto funcionamiento del sistema.
  El proveedor normalmente entrega la biomasa preparada para alimentar la caldera. Si la tecnología utilizada lo permite, se entrega en fardos o a granel, sin un tratamiento previo, abaratando así los costes del combustible.
  Por lo general, el sistema de control de la central de generación tiene un fucionamiento más estable si la biomasa alimentada tiene un tamaño menor (astillas, pellets, etc.). Esto facilita la mayor homogenización de la materia prima y una alimentación constante.
• Planta de generación de energía. Tiene como equipo principal la caldera y sus elementos auxiliares. Estas calderas son las de mayor tamaño considerando exclusivamente las calderas para generación de calor en edificios y viviendas. Normalmente la caldera es de parrilla (fija, móvil o en cascada) por ser una tecnología sencilla en su instalación, así como en operación y mantenimiento.
  Por lo general, la producción y distribución de calor la realiza una empresa especializada, que es, además la encargada de contabilizar la cantidad de biomasa entregada en el almacenamiento y la energía suministrada a los usuarios.
  En cuanto al personal dedicado a su gestión, excluyendo las labores de mantenimiento (una vez al año en temporada de verano), puede reducirse a una o dos personas, que realizan principalmente labores de supervisión o coordinación.
• Red de distribución y suministro de calefacción a los usuarios. El calor se distribuye mediante un sistema de conductos soterrados, que permiten conducir el agua caliente varios cientos de metros e, incluso, algunos kilómetros.
  El calor generado en la caldera circula por el circuito primario intercambiando calor con los circuitos secundarios situados en las edificaciones o viviendas de los usuarios, aportando calefacción y agua caliente sanitaria.
  Los intercambiadores (normalmente de placas) pueden estar ubicados en la propia planta, si los receptores están lo suficientemente cerca, o bien se sitúan en la acometida de los usuarios.
  El control de la energía consumida se realiza mediante un contador de energía situado en el intercambiador.
  Además, las temperaturas del agua en cada zona del edificio o vivienda se monitorizan para optimizar el uso de la energía, y el sistema de control regula el suministro de todos los usuarios, permitiendo tener la información en tiempo real. Esta supervisión permite detectar posibles fugas en la distribución o fallos en la instrumentación.

4. Por último, los consumos térmicos de determinadas industrias también son abastecidos por calderas de biomasa. Se viene aplicando biomasa a instalaciones como hornos cerámicos, secaderos y calderas. En este ámbito existe disponibilidad tecnológica suficiente para mejorar sensiblemente los rendimientos y diversificar los servicios.

En la actualidad podemos usar la biomasa sólida con mucha eficiencia. Los rendimientos de las calderas y estufas son bastante altos (alrededor del 90%) y con los sistemas de alimentación automáticos pueden disponer de la autonomía que se desee, dimensionando el silo de almacenaje de biomasa a los requerimientos solicitados.