Una de las principales cooperativas agrarias de España, Agropal, ha decidido explorar las posibilidades estratégicas que supone la valorización energética de la paja en dos instalaciones: un secadero de forrajes y una fábrica de quesos.

Según Alejandro Velasco, responsable de área en Agropal, el objetivo es probar en los próximos años el comportamiento en caldera de la paja – un producto a menudo excedentario y complejo de gestionar- y analizar su rentabilidad para extender su uso a otras instalaciones de secado o vapor de la cooperativa, e incluso realizar instalaciones para terceros.

El Grupo Alimentario Agropal, con sede en Palencia, es una cooperativa de primer grado con 38 centros en Castilla y León y Cantabria dedicados a la producción y comercialización de distintos productos agrarios. La integran unos 8.000 socios y genera 450 empleos directos. También realiza venta directa a cliente final en sus tiendas. Gracias a ello han podido aumentar la producción de queso.

Vapor para la fábrica de quesos Cerrato

Agropal adquirió en 2007 la fábrica de quesos Cerrato, situada en Baltanás, Palencia, colindante con un almacén de cereal de la cooperativa.

Hoy en día, la fábrica produce 6.000 t/año de queso, 3 veces más que antes de la adquisición. Esta importante producción los coloca entre las 10 principales queseras españolas de pasta prensada.

En enero de 2016 empezó a funcionar la caldera de vapor alimentada con pellets de paja. Ésta es producida por la propia cooperativa en una planta situada en su deshidratadora de forrajes de Villoldo, en Palencia.

Sustituir gas por paja

La fábrica contaba con un sistema de generación de energía térmica con GNL –gas natural licuado-. Los propietarios anteriores alquilaban la instalación a una empresa cuyo objetivo final era poner en marcha una cogeneración y vender el calor sobrante a la industria.

El RD 1/2012 dio al traste con el proyecto y la fábrica se encontró con una instalación sobredimensionada para las necesidades térmicas y un coste excesivo por el alquiler.
Una de las primeras decisiones tomadas al adquirir la fábrica fue la de comprar también la instalación de gas natural licuado, que ha estado proporcionando el 100% de la energía térmica hasta 2016, cuando comenzó a operar la caldera de biomasa.

En la actualidad, la caldera consume 700 t/año de pellets para suministrar hasta un 60% de la energía térmica necesaria.  El objetivo, afirma Alejandro Velasco, es llegar al 75-80%.

Necesidades energéticas

La fábrica requiere energía en distintas formas y momentos. Estas necesidades energéticas son cubiertas por la caldera de pellets de paja con apoyo de las antiguas calderas de gas natural y por electricidad.

  • El agua caliente, necesaria para limpiar salas, contenedores, palets y camiones, y el vapor de proceso para la pasteurización de la leche, cuajado y concentración del suero son proporcionados por la caldera de pellets.
  • Por otro lado, la fase final de la conversión del suero en polvo de suero precisa aire caliente, que es aportado por las calderas de gas.
  • La refrigeración de las cubas de almacenamiento de la leche se realiza con electricidad y supone el mayor gasto de energía de la planta.
  • Los procesos de pasteurización y cuajado suponen el mayor consumo térmico de la industria. Se llevan a cabo durante el día, por lo que la caldera se detiene por las noches cuando solo se obtiene polvo de suero y no hay necesidades de vapor. Ahora bien, mientras el pasterizador y las cubas están funcionando es posible aprovechar parte del calor del vapor generado en la caldera para concentrar suero.

Sobre la caldera de Baltanás

Se trata de un horno de parrilla móvil viajera metálica u “horno frío”, diseñado y construido por Sugimat, junto con una caldera aqua-pirotubular para suministrar 4 t/h de vapor a 9 bar.

La energía requerida se consigue variando la velocidad de la parrilla viajera, el espesor de la capa de pellets y las entradas de aire en distintos puntos. También es fundamental manejar las inercias para lograr una buena regulación y programación de la caldera.

“Regular la velocidad de avance de la cinta y los volúmenes de entrada de aire ha supuesto un aprendizaje de varios meses”, asegura Alejandro Velasco.

Por las características de la paja –alto poder calorífico, baja humedad (8%), abundante formación de escoria y de cenizas de baja temperatura de fusión tras la combustión, y alto contenido en elementos corrosivos como el potasio y el cloro- se ha buscado en el interior del horno una alternancia de temperaturas para llegar a un equilibrio entre la fusión de las cenizas y la formación de escoria.

Para mantener 750 ºC en el interior del horno se efectúa una dilución con aire frío en la combustión.

La caldera está dimensionada para un aumento de producción y, de momento, las paradas y arranques ocurren a diario. El sistema automático de encendido facilita la gestión de los picos y valles en las demandas de consumo. La caldera cuenta con sistema automático de extracción de cenizas, filtro multiciclónico y sistema antirretorno de llama. También se ha instalado un economizador para aprovechar el calor residual de los condensados.

Las cenizas permanecen sobre la parrilla hasta el final del recorrido, donde son volcadas al cenicero exterior. Aún no generan un volumen de ceniza suficiente para comercializarlo como fertilizante. De momento lo aprovechan de forma local para enriquecer los suelos de algunas explotaciones agrarias.

El ahorro no es todo

Alejandro Velasco insiste en el concepto estratégico de utilizar paja para producir energía en sus instalaciones más allá del ahorro. Éste se logra y es importante, pero puede variar mucho según la cosecha y los precios de los combustibles fósiles alternativos.

“Es una aventura a medio plazo, por lo que la rentabilidad no se mide únicamente en ahorros económicos anuales”.

La inversión supuso 500.000 euros y, según el fabricante, el periodo de amortización sería de 6 años.

El ahorro frente al gas natural es difícil de cuantificar. Puede oscilar entre el 20 y el 70% en función del precio de la paja. Éste a su vez depende de la disponibilidad, influida por la climatología de cada año.

En la comparativa con el gas natural, cuya instalación se mantiene como reserva, Alejandro Velasco asegura que el coste de producción de energía con paja nunca ha superado el menor coste logrado con el gas natural.

A pesar de las fluctuaciones en el precio de la paja – entre 20 y 60 € por tonelada picada y puesta en fábrica-, sitúa el coste medio de la energía en 20-25 €/MWh, mientras que la horquilla de precios con gas natural oscila entre los 23 y 38 €/MWh.

¿Por qué valorizar la paja para energía en forma de pellet?

En origen, la idea de valorizar energéticamente la paja atiende a una estrategia para eliminar un residuo problemático en el campo cuando hay excedente, ya que ocasiona costes de gestión y recogida.

La imposibilidad actual de quemar la paja en campo por motivos ambientales y el coste derivado de su gestión alternativa –bien triturándola en campo para facilitar su incorporación al suelo o recogiéndola y extrayéndola- fueron algunas de las causas que animaron a iniciar las pruebas de valorización energética.
El uso tradicional del fuego para eliminar rastrojos deriva de la dificultad de la paja para transformarse en materia orgánica disponible por la falta de humedad y la baja temperatura en el suelo.

En cuanto al porqué de utilizar pellet en lugar de usar directamente pacas de paja molidas, Alejandro Velasco explica que la dosificación más homogénea del pellet permite regular mejor la combustión. Además del menor espacio requerido para almacenar el combustible y para instalar el sistema de alimentación.

Aunque Agropal no tiene capacidad para valorizar las 300.000 t/año de paja que genera, como media, la actividad de los socios, estos tienen derecho a la recogida de un porcentaje.
Solo una pequeña parte de las casi 100.000 t/año que recogen en un año normal se destina a la planta granuladora. La mayoría se dedica a alimentación animal – paja para aporte de fibra en los piensos o paquetes de paja picada de alta densidad para alimentación y camas de animal-.

Secar forraje y fabricar pellets

La caldera que genera el aire caliente a 300 ºC para la deshidratadora de forrajes y la planta de pellets en Villoldo, Palencia, también ha sido diseñada por Sugimat y es de parrilla móvil viajera.

La paja es un material difícil de peletizar por su falta de aglomerante natural, al contrario de lo que ocurre con la madera. Alejandro Velasco explica que se han probado matrices de varios diámetros, eligiendo finalmente la de 6 mm para contrarrestar esa tendencia a expandirse de la materia prima.

Las tres granuladoras CPM de 180 CV, instaladas por Molinos Afau, pueden comprimir alternativamente forraje (alfalfa deshidratada, hoja y tallo)- con rendimientos entre 14 y 18 t/h- o paja para energía – con rendimiento bastante inferior, de alrededor de 10 t/h-.

Ambas instalaciones se encuentran dentro de los proyectos CLIMA, el sistema de compra de la reducción de emisiones de CO2 por el Ministerio de la Transición Ecológica-.

Publicado en BIE 41 · Otoño 2018

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