Chile obtiene el 23% de su energía primaria de la biomasa, sobre todo de la leña, combustible ampliamente utilizado en calefacción doméstica y relacionado con la contaminación atmosférica. En los últimos años, nuevas tecnologías y biocombustibles más limpios y eficientes, como el pellet, se abren paso a buen ritmo.

Chile_Laura_azocarLaura Azócar, investigadora de la Universidad de La Frontera, ofrece una visión sobre el contexto y estado actual de los mercados y tecnologías relacionados con la producción de pellet en Chile.

 

Un país forestal

El uso de leña como fuente de energía primaria es una característica particular de este país. Esto se relaciona con las tradiciones y cultura chilena, además de la abundancia de biomasa forestal, alto costo de combustibles fósiles, e inviernos fríos y lluviosos en la zona centro-sur.

Para contextualizar esta afirmación, hay que mencionar que Chile tiene actualmente 17,5 millones de hectáreas de bosque: 82% de bosque natural, 17% de plantaciones (pinos y eucaliptus) y 1% de producción mixta.

Esto ha significado que a pesar del rápido crecimiento que ha experimentado el país, con un ingreso per cápita actual de US$21.000/año y esperanza de vida de 80 años, sigue siendo un país poco desarrollado en cuanto a sistemas de calefacción domiciliaria.

De hecho, del total de la energía consumida para calefacción un 81% proviene de la leña, lo que significa que alrededor de 1,7 millones de hogares en Chile utilizan actualmente este combustible, alcanzándose un consumo anual total de 11.770.675 m3 (sin trozar).

Chile matriz energetica 2017_miniHoy en día, el consumo total de energía primaria en Chile alcanza las 319.452 TCal. De este total, 32% proviene de petróleo, 25% de carbón, 23% de biomasa (principalmente leña), 13% de gas natural y 6% de hidroelectricidad. El biogás y las energías solar y eólica suman aún menos de un 1%. De acuerdo a lo anterior, la energía proveniente de fuentes fósiles en Chile bordea el 70%, la mayoría del cual es importado.

Alternativas más eficientes a la leña

El elevado consumo de leña es relacionado con la contaminación atmosférica en Chile. Anualmente, el 56% de la población, es decir, cerca de 10 millones de personas son expuestas a concentraciones sobre 20 mg/m3 de Material Particulado menor a 2,5 µm (MP2.5).

La fuente de alrededor del 50% de este MP2.5 es la combustión de leña. Esto se debe a su alto contenido de humedad, una baja eficiencia de las estufas y la mala aislación de las viviendas. Además, a pesar de que la combustión de leña es asumida como CO2 neutral, la baja eficiencia de las estufas ha implicado emisiones de CO2 equivalentes al emitido por estufas de keroseno y gas licuado.

En los últimos años, el incremento en los niveles de educación en Chile se ha traducido en una sociedad más empoderada que ha comenzado a manifestar exigencias relacionadas con la preservación del patrimonio natural y cuidado del medio ambiente.

Junto a lo anterior, un exponencial desarrollo de la investigación y la generación de capital humano avanzado han permitido enfrentar estos desafíos a través de la búsqueda de nuevas tecnologías y nuevos combustibles que permitan enfrentar la necesidad existente para calefacción domiciliaria. Una de estas alternativas ha sido la producción de pellet.

El boom del pellet en Chile

El interés en el uso de pellet en Chile se generó alrededor del año 2009, durante el cual comenzó la importación de estufas desde Europa, las cuales presentaban un costo elevado.

Para masificar su uso, el año 2012 el, Ministerio del Medio Ambiente generó un Programa de reemplazo de estufas en el sector Residencial e Industrial. Gracias a este Programa, el reemplazo de estufas superó ese año las 4.000 unidades, número que actualmente ha sido a lo menos triplicado con la incorporación de algunos fabricantes locales.

La mitad de estas estufas se encuentran en el sector residencial, un 28% en instituciones públicas y alrededor de un 22% en el sector industrial.

Los pellets en Chile son producidos principalmente a partir de pino radiata en 32 plantas distribuidas en la zona Central y el Sur del país.

En relación a la producción de pellet, luego de problemas de desabastecimiento en 2013 donde solo se alcanzó una producción de alrededor de 29.000 ton/año, ésta ha presentado un aumento exponencial. Es así como en 2016 la producción alcanzó las 88.000 ton /año y se proyecta alcanzar al menos las 190.000 ton/año en 2020.

No sólo pellet forestal

A pesar de la abundancia de biomasa forestal, esta nueva mirada “sustentable” de la sociedad chilena ha generado interés por parte de empresarios e investigadores en buscar materias primas alternativas para la generación de este biocombustible.

Existen numerosos Centros de Investigación y Universidades nacionales que han desarrollado investigación en esta área. La Unidad de Desarrollo Tecnológico, UDT de Concepción, y el Centro de Estudios de Alimentos Procesados, CEAP de Talca, son algunos ejemplos.

En la Universidad de La Frontera, el Centro de Manejo de Residuos y Bioenergía, que pertenece al Núcleo Científico BIOREN y está asociado al Departamento de Ingeniería Química, ha desarrollado un screening para la identificación de biomasas locales con potencial energético. Los resultados de estudio han permitido identificar la cascarilla de avellana como la biomasa con mejores características para ser combustionada.

Además, los rastrojos de trigo han destacado por su alta disponibilidad y por el impacto ambiental que genera la habitual práctica de quema de rastrojos. Hay que mencionar que en Chile los cultivos de trigo alcanzan las 286.000 ha, generándose alrededor de 1.800.000 toneladas de rastrojos anualmente.

Cascarilla de avellana  

Para el caso de la cascarilla de avellana, a pesar de que esta biomasa podría ser combustionada directamente, la investigación se ha focalizado en su uso para la producción de pellet.

La razón radica en enfrentar el desafío de generar biocombustibles sólidos que se adapten a la realidad local, en donde las políticas públicas han propiciado el recambio de estufas a leña por estufas a pellet, para enfrentar los problemas de contaminación atmosférica.

Los resultados han sido auspiciosos, encontrándose de manera preliminar que estos pellets cumplirían con los parámetros establecidos para pellet de origen leñoso de acuerdo a la Norma ISO 17225-1 (2014).

Paja de trigo

Para el caso de la paja de trigo, se han llevado a cabo ensayos de torrefacción con la finalidad de mejorar algunas características de esta biomasa tales como tamaño irregular, baja densidad, bajo poder calorífico, entre otros.

La torrefacción, que es un proceso térmico realizado a temperaturas moderadas bajo un ambiente inerte, fue optimizada específicamente para este residuo. Los resultados mostraron un incremento significativo de la energía retenida y el poder calorífico a condiciones moderadas de operación bajo los 150°C.

El pellet (black pellet) producido a escala piloto con esta biomasa torrefactada fue caracterizado de acuerdo a la normativa europea ISO 17225-1 (2014). Los resultados fueron auspiciosos, alcanzándose un incremento de la densidad aparente de 469 kg/m3 a 568 kg/m3 gracias al pretratamiento de torrefacción.

Los desafíos pendientes apuntan a buscar tecnologías para disminuir el contenido de microelementos en los pellets de rastrojos con la finalidad de alcanzar un producto que pueda entrar en el mercado nacional ayudando a combatir los problemas ambientales que afectan al país.

 

 

Dr. Laura Azócar Ulloa

Universidad de la Frontera, Temuco-Chile.

www.ufro.cl

www.bioren.cl

Agradecimientos
Arnaldo Solis, Sebastián Rocha, Ninoska Hermosilla, Antonia Gay, Stephanie Henríquez, Constanza Sepúlveda. Fondo de Desarrollo Científico y Tecnológico de Chile, FONDECYT de Iniciación 11140823.

 

Hacer Comentario

Su dirección de correo electrónico no será publicada.