Calderas de biomasa - Miliarium
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http://www.atecos.es/<br />
CALDERAS DE BIOMASA<br />
Con el apoyo <strong>de</strong>:<br />
DESCRIPCIÓN<br />
Las cal<strong>de</strong>ras <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong> pue<strong>de</strong>n dotar a los edificios <strong>de</strong> calefacción, o <strong>de</strong> calefacción<br />
y agua caliente sanitaria (ACS), y su fiabilidad es equiparable a los sistemas<br />
tradicionales <strong>de</strong> gas o gasóleo.<br />
En la actualidad existe una gran variedad <strong>de</strong> biocombustibles sólidos susceptibles <strong>de</strong><br />
ser utilizados en sistemas <strong>de</strong> climatización <strong>de</strong> edificios. Entre estos se encuentran:<br />
• Pélets.<br />
• Astillas, provenientes <strong>de</strong> las industrias <strong>de</strong> la primera y segunda transformación<br />
<strong>de</strong> la ma<strong>de</strong>ra o <strong>de</strong> tratamientos silvícolas y forestales (podas, clareos, cultivos<br />
energéticos leñosos, etc.).<br />
• Residuos agroindustriales, como los huesos <strong>de</strong> aceituna, cáscaras <strong>de</strong> frutos<br />
secos, almendra, piña, etc.<br />
• Leña, que pue<strong>de</strong> producirla el propio usuario u obtenerse en el mercado<br />
PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS<br />
Tipos <strong>de</strong> cal<strong>de</strong>ras<br />
Las cal<strong>de</strong>ras <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong> (Figura 1) pue<strong>de</strong>n clasificarse por el tipo <strong>de</strong> combustible o la<br />
clase <strong>de</strong> tecnología que utilizan.<br />
Según los tipos <strong>de</strong> combustible, se encuentran las siguientes cal<strong>de</strong>ras:<br />
• <strong>Cal<strong>de</strong>ras</strong> específicas <strong>de</strong> pélets.<br />
Estas cal<strong>de</strong>ras son pequeñas (hasta 40 kW) y altamente eficientes. Destacan<br />
por su compacidad <strong>de</strong>bido a la estabilidad <strong>de</strong>l combustible suministrado. Son<br />
cal<strong>de</strong>ras con un bajo coste, pequeño tamaño y elevado rendimiento.<br />
• <strong>Cal<strong>de</strong>ras</strong> <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong><br />
Su potencia varía <strong>de</strong>s<strong>de</strong> 25 kW a cientos <strong>de</strong> kW. No admiten varios<br />
combustibles simultáneamente, aunque se pue<strong>de</strong> cambiar el combustible si se<br />
programa con suficiente antelación el vaciado <strong>de</strong>l silo, la nueva recarga y la<br />
reprogramación <strong>de</strong> la cal<strong>de</strong>ra. Precisan <strong>de</strong> modificaciones en tornillo <strong>de</strong><br />
alimentación y parrilla.<br />
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Figura 1. Ejemplo <strong>de</strong> cal<strong>de</strong>ra <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong> (IDAE et al., 2002a)<br />
• <strong>Cal<strong>de</strong>ras</strong> mixtas o multicombustible<br />
Admiten varios tipos distintos <strong>de</strong> combustible, cambiando <strong>de</strong> unos a otros <strong>de</strong><br />
manera rápida y eficiente, como por ejemplo pélets y astillas. Suelen<br />
fabricarse para potencias medias (200 kW) o gran<strong>de</strong>s.<br />
Según la tecnología empleada, las cal<strong>de</strong>ras se divi<strong>de</strong>n en cuatro grupos:<br />
• <strong>Cal<strong>de</strong>ras</strong> convencionales adaptadas para <strong>biomasa</strong><br />
Son cal<strong>de</strong>ras <strong>de</strong> carbón o gasóleo adaptadas para po<strong>de</strong>r ser utilizadas con<br />
<strong>biomasa</strong>.<br />
Aunque resultan baratas, su eficiencia es reducida, situándose en torno al 75-<br />
85%. Suelen ser semi-automáticas ya que, al no estar diseñadas<br />
específicamente para <strong>biomasa</strong> no disponen <strong>de</strong> sistemas específicos <strong>de</strong><br />
mantenimiento y limpieza.<br />
• <strong>Cal<strong>de</strong>ras</strong> estándar <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong><br />
Diseñadas específicamente para un biocombustible <strong>de</strong>terminado (pélets,<br />
astillas, leña,...), alcanzan rendimientos <strong>de</strong> hasta un 92%. Generalmente se<br />
trata <strong>de</strong> cal<strong>de</strong>ras automáticas ya que disponen <strong>de</strong> sistemas automáticos <strong>de</strong><br />
alimentación <strong>de</strong>l combustible, <strong>de</strong> limpieza <strong>de</strong>l intercambiador <strong>de</strong> calor y <strong>de</strong><br />
extracción <strong>de</strong> las cenizas.<br />
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• <strong>Cal<strong>de</strong>ras</strong> mixtas<br />
Las cal<strong>de</strong>ras mixtas permiten el uso alternativo <strong>de</strong> dos combustibles,<br />
permitiendo el cambio <strong>de</strong> uno a otro según sean las condiciones económicas o<br />
<strong>de</strong> suministro <strong>de</strong> cada combustible. Necesitan un almacenamiento y un<br />
sistema <strong>de</strong> alimentación <strong>de</strong> la cal<strong>de</strong>ra para cada combustible, resultando un<br />
coste <strong>de</strong> inversión mayor que en otras tecnologías. Su rendimiento es alto,<br />
cercano al 92%, y son cal<strong>de</strong>ras totalmente automáticas.<br />
• <strong>Cal<strong>de</strong>ras</strong> <strong>de</strong> pélets a con<strong>de</strong>nsación<br />
Pequeñas, automáticas y para uso exclusivo <strong>de</strong> pélets, estas cal<strong>de</strong>ras<br />
recuperan el calor latente <strong>de</strong> con<strong>de</strong>nsación contenido en el combustible<br />
bajando progresivamente la temperatura <strong>de</strong> los gases hasta que se con<strong>de</strong>nsa<br />
el vapor <strong>de</strong> agua en el intercambiador.<br />
Mediante esta tecnología, el ahorro <strong>de</strong> pélets es <strong>de</strong>l 15% respecto a una<br />
combustión estándar, logrando así las mayores eficiencias <strong>de</strong>l mercado, con<br />
un rendimiento <strong>de</strong> hasta el 103% respecto al po<strong>de</strong>r calorífico inferior (PCI).<br />
Las cal<strong>de</strong>ras <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong> son, generalmente, <strong>de</strong> tipo atmosférico. Aunque el RITE<br />
establece la prohibición <strong>de</strong> instalar cal<strong>de</strong>ras <strong>de</strong> tipo atmosférico a partir <strong>de</strong>l uno <strong>de</strong><br />
enero <strong>de</strong> 2010, la corrección <strong>de</strong> errores <strong>de</strong>l Real Decreto 1027/2007, <strong>de</strong> 20 <strong>de</strong> julio,<br />
modifica dicha prohibición vinculándola exclusivamente a cal<strong>de</strong>ras individuales a gas<br />
<strong>de</strong> menos <strong>de</strong> 70 kW <strong>de</strong> tipo atmosférico, quedando excluidas las cal<strong>de</strong>ras <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong>.<br />
Factores <strong>de</strong>terminantes para la elección <strong>de</strong> una cal<strong>de</strong>ra:<br />
• Tipo y calidad <strong>de</strong> combustible con el que se la va a alimentar la cal<strong>de</strong>ra.<br />
• Elección <strong>de</strong> sistemas <strong>de</strong> alto rendimiento (> 90%) y bajas emisiones.<br />
• Elevado nivel <strong>de</strong> automatización, reduciendo al mínimo los trabajos <strong>de</strong><br />
mantenimiento. Las cal<strong>de</strong>ras con niveles <strong>de</strong> automatización mayores suelen<br />
ser más eficientes, pero tienen mayores costes <strong>de</strong> inversión.<br />
• Sistemas modulantes que permiten una variación continua <strong>de</strong> la potencia para<br />
a<strong>de</strong>cuarla a la <strong>de</strong>manda existente en cada momento. También <strong>de</strong>be valorarse<br />
la inclusión <strong>de</strong> sistemas <strong>de</strong> telecontrol <strong>de</strong> los parámetros <strong>de</strong> la cal<strong>de</strong>ra por el<br />
mantenedor.<br />
• Disponibilidad <strong>de</strong> un distribuidor y <strong>de</strong> una empresa instaladora autorizada.<br />
• El coste <strong>de</strong>l sistema y las ayudas públicas existentes.<br />
VENTAJAS E INCONVENIENTES<br />
Los sistemas <strong>de</strong> climatización alimentados con <strong>biomasa</strong> son respetuosos con el<br />
medioambiente, no generan olores como el gasóleo, ni se pue<strong>de</strong>n producir escapes<br />
peligrosos como el gas. Su operación y mantenimiento son muy sencillos, ya que<br />
incorporan sistemas <strong>de</strong> control electrónico para el manejo <strong>de</strong> la instalación. La<br />
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limpieza <strong>de</strong>l equipo es totalmente automática, la única operación a realizar por el<br />
usuario es la retirada <strong>de</strong> las cenizas.<br />
Dependiendo <strong>de</strong> la calidad <strong>de</strong>l combustible y <strong>de</strong> la cal<strong>de</strong>ra, las cenizas pue<strong>de</strong>n<br />
suponer hasta el 1% <strong>de</strong> la <strong>biomasa</strong> consumida, lo cual hace <strong>de</strong> la retirada <strong>de</strong> las<br />
cenizas una tarea poco frecuente.<br />
Estas cal<strong>de</strong>ras oponen gran resistencia al <strong>de</strong>sgaste, tienen una larga vida útil y son<br />
prácticamente silenciosas <strong>de</strong>bido a que no necesitan un quemador que insufle aire a<br />
presión para pulverizar el combustible, como las cal<strong>de</strong>ras <strong>de</strong> gasóleo. A<strong>de</strong>más,<br />
presentan un alto rendimiento energético, entre el 85-92%.<br />
Como inconvenientes relativos a los sistemas <strong>de</strong> climatización y producción <strong>de</strong> agua<br />
caliente sanitaria basados en <strong>biomasa</strong>, se podría argumentar la necesidad <strong>de</strong> espacio<br />
para el combustible, como en el caso <strong>de</strong>l gasóleo y el carbón, y una disponibilidad <strong>de</strong><br />
suministro <strong>de</strong> combustible equivalente al gas embotellado o al gasóleo, puesto que<br />
aún no existe una red <strong>de</strong> distribuidores <strong>de</strong>masiado extensa.<br />
Des<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista normativo, los biocombustibles sólidos para climatización<br />
tienen un tratamiento y un reconocimiento propio en el reglamento <strong>de</strong> instalaciones<br />
(RITE), publicado en agosto <strong>de</strong> 2007.<br />
EJEMPLOS DE APLICACIÓN<br />
Climatización.<br />
La climatización engloba tanto la producción <strong>de</strong> calor como <strong>de</strong> frío. La producción <strong>de</strong><br />
calor a través <strong>de</strong> la <strong>biomasa</strong> se realiza a través <strong>de</strong> cal<strong>de</strong>ras automáticas y<br />
semiautomáticas, como se ha <strong>de</strong>scrito con anterioridad, mientras que para la<br />
producción <strong>de</strong> frío, a<strong>de</strong>más, es necesario incorporar ciclos <strong>de</strong> absorción (Figura2).<br />
La producción <strong>de</strong> frío mediante un ciclo <strong>de</strong> absorción necesita una fuente <strong>de</strong> energía<br />
térmica. En el caso <strong>de</strong> sistemas alimentados con <strong>biomasa</strong> esta fuente es el agua<br />
caliente que genera la cal<strong>de</strong>ra <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong>, sustituyendo la labor que realizarían los<br />
generadores alimentados con gasóleo, gas, electricidad o energía solar térmica en<br />
otros sistemas.<br />
Figura 2. Climatización por medio <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong> (IDAE, 2009)<br />
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Combinación <strong>biomasa</strong> y energía solar.<br />
La combinación <strong>de</strong> una cal<strong>de</strong>ra <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong> con un sistema <strong>de</strong> energía solar térmica<br />
(Figura 3) es una opción particularmente atractiva que pue<strong>de</strong> suministrar todas las<br />
necesida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> calefacción y agua caliente sanitaria <strong>de</strong> una instalación.<br />
Debido a que la energía solar no es constante, es siempre necesario disponer <strong>de</strong> un<br />
sistema auxiliar <strong>de</strong> apoyo. La sustitución <strong>de</strong> las cal<strong>de</strong>ras convencionales por cal<strong>de</strong>ras<br />
<strong>de</strong> <strong>biomasa</strong> como sistema <strong>de</strong> apoyo permite reducir la emisión <strong>de</strong> gases<br />
contaminantes.<br />
En España estas aplicaciones mixtas <strong>de</strong>ben cumplir los siguientes requisitos:<br />
• Consumir prioritariamente la energía solar evitando las pérdidas por<br />
acumulación.<br />
• Asegurar la correcta complementariedad entre la energía solar y la energía<br />
auxiliar (<strong>biomasa</strong>).<br />
• Es recomendable no utilizar un mismo acumulador para la energía solar con la<br />
energía auxiliar (<strong>biomasa</strong>).<br />
• Nunca <strong>de</strong>be mezclarse el agua caliente sanitaria con el agua para calefacción.<br />
Figura 3. Sistema mixto <strong>biomasa</strong>-solar para calefacción (IDAE, 2009)<br />
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REFERENCIAS TÉCNICAS<br />
Dirección General <strong>de</strong> Industria, Energía y Minas <strong>de</strong> la Comunidad <strong>de</strong> Madrid- ESCAN.<br />
(2006). Sistemas Automáticos <strong>de</strong> Calefacción con Biomasa en Edificios y Viviendas.<br />
Dirección General <strong>de</strong> Industria, Energía y Minas <strong>de</strong> la Comunidad <strong>de</strong> Madrid. 56 pp.<br />
Gosálvez, P. (2010). Impulso a la Biomasa Térmica en Edificios. Programa BIOMCASA,<br />
IDAE. VIII Jornadas Abulenses <strong>de</strong> EERR. 44 pp.<br />
HC INGENIERÍA. (2010). Salas <strong>de</strong> cal<strong>de</strong>ra y silos para un funcionamiento óptimo <strong>de</strong> las<br />
cal<strong>de</strong>ras <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong>. Energética XXI. 39-41.<br />
IDAE (2009). Guía técnica <strong>de</strong> instalaciones <strong>de</strong> <strong>biomasa</strong> térmica en edificios. IDAE<br />
Energías Renovables Biomasa. 84 pp.<br />
IDAE –ESCAN (2008). Biomasa: Climatización. IDAE. 33 pp.<br />
IDAE. (2007). Energía <strong>de</strong> la <strong>biomasa</strong>. IDAE Manuales <strong>de</strong> energías renovables. 134 pp.<br />
IDAE- BESEL, S.A. (2007a). Biomasa: edificios. IDAE Energías Renovables Energía <strong>de</strong> la<br />
<strong>biomasa</strong>. 41 pp.<br />
IDAE- EVA- Energy and Environment Consulting. (2002) Biomasa. Calefacción<br />
sostenible para edificios públicos. IDAE Energía <strong>de</strong> la <strong>biomasa</strong>. 12 pp.<br />
IDAE- EVA- SVEBIO- dK-TEKNIK ENERGI & MILJØ. (2002a). Calefacción en gran<strong>de</strong>s<br />
edificios con <strong>biomasa</strong>. Aspectos técnicos básicos. IDAE Energías Renovables Energía<br />
<strong>de</strong> la <strong>biomasa</strong>. 60 pp.<br />
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