LA DENDROENERGÍA: CONSIDERACIONES GENERALES

Transcripción

1 Revista Forestal Baracoa Número Especial LA DENDROENERGÍA: CONSIDERACIONES GENERALES María Antonia Guyat Dupuy, Alicia Mercadet Portillo y Rolando Padrón Pérez dial, es decir, unos doscientos millo- nes de personas utilizan esa fuente de energia. La dendroenergia (energía forestal) es el estudio de todos los tipos de energía derivadas de los biocombustibles primarios y secundarios, ya sean sólidos, líquidos y gaseosos que provienen de los bosques, plantaciones forestales, arbolados urbanosyárboles en general. La dendroenergia representa la energía producida después de la combustión de los dendrocombustibles, tales como la leña, el carbón, pallets, briquetas, etc.,con su correspondiente poder calorífico neto. Desde la prehistoria, cuando el hombre descubrió el fuego y lo utilizó para cocinar sus alimentos, los combustibles derivados de la biomasa han sido parte de su vida cotidiana Aun. en nuestros días el empleo de leña y carbón vegetal continúa siendo una práctica común, tanto en los países en desarrollo como en los industrializados. La biomasa (leña, carbón vegetal, residuos agrícolas, estiércol, etc.) es muy utilizada como fuente de energía. Según estimaciones aproximadas, un tercio de la población mun- La madera, además de ser un recurso renovable, es ambientalmente aceptable, ya que al ser usada como combustible no aumenta la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera al nivei de los combustibles fósiles, por lo que la producción de energia a partir de la biomasa forestal es llamada dendroenergia limpia. Naturalmente que los cambustibles a partir de madera no podrán sustituir a los combustibles fósiles en cuanto a su poder; sin embargo, los combustibles obtenidos a partir de los residuos del bosque y de las industrias de productos forestales representan un aporte muy importante como complemento de los combustibles fósiles. A escala mundial, los combustibles derivados de la madera representan alrededor del 7% del consumo total de energia primaria, siendo los mayores consumidores los paises en desarrollo (76%),en los que vive al- 129

2 María Antonia Guyat Dupuy et al. -rededor del 77% de la población mundial. La escasez de información sobre el combustible de madera hace dificil evaluar la fiabilidad de estas cifras, e impide comprender adecuadamente la contribución de la dendroenergía en relación con la energía procedente de otras fuentes en el balance nacional. A lolargo de la historia el hombre centró su atención en los aspectos del uso de la energía y desarrolló el concepto servicio energético, que es la vía mediante la cual la energía es un catalizador del desarrollo socioeconómico, y se le Incorpora vaior agregado al sustituir el trabajo del hombre y los animales en la realización de tareas engorrosas que demandan tiempo o esfuerzos'excesivos. El suministro de portadores energéticos continúa insertando a los investigaciones a fin de obtener la energía que se necesita para el respaldo de su bienestar y prosperidad, al menos después de satisfacer sus necesidades más perentorias (alimentación y vivienda). Los sistemas para el empleo de bioenergia comprenden muchas fases, desde la producción, preparación y transporte de la materia prima, hasta su transformación en combustible, su distribución a consumidores hasta su utilización para la producción de energía. Para conocer bien esos sistemas complejos es necesario disponer de una adecuada informacióna todos los niveles, de datos precisos y detallados convenientemente desglosados 130 para planificar la producción y la utilización sostenible de la biomasa en el hogar, y para usos comerciales e industriales. Es necesario además que existan definiciones, unidades y factores de conversión que permitan la comparación y el intercambio de información. Los combustibles de madera, aligual que los fósiles, pueden ser utilizados para obtener otros tipos de combustibles (sólidos, líquidos y gaseosos) y para generar también diferentes tipos de energías (electricidad, calor y potencia) necesarios en los sectores industriales, comerciales y familiares La política del sector forestal y energético debe experimentar un cambio radical en Cuba en aras de garantizar un clima positivo para las inversiones en dendroenergía. La utilización del combustible de madera en los sectores eléctricos e industriales indicará que las instancias decisoras y los responsables de la planificación de los organismos relacionados con la energía, el medio ambiente y las actividades forestales, han comenzado a reconocer el potencial de este valioso recurso; sin embargo, para. que esto se logre se necesitan inversiones, particularmente en las zonas rurales en las que la leña y el carbón vegetal son todavía la fuente principal de energía, y pueden convertirse en motor de desarrollo económico y de la mejora de los medios de sustento y la calidad de vida de la población en general. Durante los últimos diez años ha existido una mayor comprensión de la importancia de los sistemas de

3 La dendroenergía:consideraciones... dendroenergía, lo que ha permitido al sector de la energía reconocer que las fuentes de suministro son muy diversas. Teniendo en cuenta el reordenamiento de la política energética del país, es necesarioque se disponga de la capacidad institucional necesaria para resolver los problemas del sector con recursos humanos debidamente capacitados, tecnologías apropiadas y la infraestructura de operación necesaria para emprender las soluciones requeridas que posibiliten la implementación de los sistemas dendroenergéticos optimizados debidamente organizados, a fin de permitir el aprovechamiento racional, eficiente y sostenible de los recursos bioenergéticos disponiblesen elpaís y dar una respuesta a las demandas de leña y carbón, no solo para los usos tradicionales, sino también como alternativas de combustibles para determinados sectores industriales. DESARROLLO En la década del noventa, con los elevados precios del petróleo, la población ruralrealizó una fuerte presión sobre los recursos arbóreos, ya que la oferta de combustible tradicional derivado del petróleo (keroseno) no satisfacía la demanda, y existían en algunas zonas problemas de deforestación y agotamiento de la vegetación existente. Dada la importancia y las serias repercusiones que trae consigo principalmente la degradación del ambiente, es necesario crear nuevas alternativas para satisfacer esa demanda de leña, entre las cuales seencuentran las plantaciones energéticas de rápido crecimiento. Para dar cumplimiento a estas necesidades se ha trabajado con la finalidad de cuantificar y determinar las variables más importantes de las plantaciones energéticas. Con este fin se estudiaron plantaciones de Casuarina equisetifolia Forst., Eucalyptus pellita F. Muell., Eucalyptus saligna Sm., Albizzia lebbecky otrasespecies. Para ellas se consideraron los parámetros producción de leña verde y seca, determinación del peso específico y poder calórico de la madera. La cuantificación de la biomasa de lasdiferentes especies permite valorar con qué potencial energético se cuenta, como se aprecia en la Tabla 1. Esta información da elementos para la toma de ediciones a nivel local, regional o nacional. La conversión de la leña a carbón vegetal que es una práctica que ha perdurado y perdurará mientras existan las necesidades de la población, debe ser regulada potenciando el empleo de algunas especies menos conocidas, pero con excelentes propiedades energéticas. Con estas regulaciones se lograría detener la sobrexplotación que actualmente existe de las especies de uso tradicional, que por conocimientos empiricos la población rural prefiere. De continuar esta práctica actual, se corre el riesgo de que a largo plazo se presenten importantes consecuencias ecológicas. El carbón vegetal se obtiene tradicionalmente con especies que dan lugara un producto denso y de combustión lenta. Estas especies por lo 131

4 Mana Antonia Guyat et al general son de crecimiento lento y can carbones menos densos. Este por lo tanto muy vulnerables a la ex- puede tener diferentes propiedades plotación intensiva. Es, pues, nece- fisicas, pero no diferencias desde el estimular la diversificación y punto de vista energético, corno se el uso de otras especies que produz- aprecia en la Tabla 2. TABLA 1 Cuantificación y potencial energético de la biomasa de especies de rápido crecimiento " - Especies Edad E. del Río) E. Pinar del Río) C. equisetifolia (Alameda, Matanza) C. (Trinidad, 1,5 x 1,0 2 x 2 x 1,5 18 9, 5,. 72 1,9 E. (Tairona,Pinar del Río) L. leucocephala Clara) 2 x 1,0 1, TABLA 2 Análisis químico inmediato del carbón vegetal de Eucalyptuspellita en comparación

5 La consideraciones.. El objetivo de producir más carbón vegetal utilizando menos madera -en los hornos de ladrillos metálicos- permite ir desarrollando un número de soluciones técnicas y mas racionales en el proceso de carbonización, de manera que aumenten los rendimientos sin desatender las normas ambientales y energéticas. La mayoría de las técnicas tradicionales o mejoradas de producción de carbón vegetal brindan mejores rendimientos si son bien aplicados; sin embargo, requieren de muchas exigencias técnicas (Tabla 3). El aprovechamiento de los residuos agroindustriales que se generan en grandes volúmenes y que en la práctica se queman para eliminarlos, pueden ser otra fuente de energía sostenible en la producción de astillas y de carbón con empleo de hornos metálicos, requiriéndose para esto una inversión relativamente pequeña (Tabh4). TABLA 3 Rendimientos medios de carbón en diferentes hornos de producción Hornos tradicionales Hornos metálicos Hornos colmena 7,4 11,0 10, ,O TABLA 4 Análisis químico inmediato del carbón vegetal a partir de residuos, Humedad Cenizas Materia Carbono Especies Métodos (%). volátil. fijo (%) Mezcla Pinus Tradicional 4,28 0, ,33 Mezcla Pinus Metálico 6,00 1,06 18,9 79,97 La selección de las tecnologías para la carbonización debe basarse siempre en el análisis del contexto socioeconómico; nuncadebe aplicarse una fórmula fija, aunque haya tenido éxito en otro contexto. En el Institutode Investigaciones Forestales se realizaron estudios eco- nómico-comparativos de las tecnologías para la obtención de carbón en horno colmena y metálico, se compararon usando materia prima seca y verde, en las que se encontraron rendimientos en el horno colmena de 2,6 y 1,6 saco/m 3 seca y verde y en el metálico 1,8 y 1,4 saco/m 3 seca y

6 María Guyat Dupuy et al. verde respectivamente. Además de evaluar los rendimientos obtenidos, facilitó el cálculo del costo de un saco de carbón con la aplicación de las tecnologías. La adopción de sistemas dendroenergéticos optimizados en áreas demostrativas dentro del proyecto «La dendroenergía, una alternativa para el desarrollo energético sostenible en Cuba)),permitió la cooperación técnica entre la FA0 y Cuba. Para el cumplimiento de los objetivos del proyecto se contó con tres grandes campos de actividades. El primero logró visualizar cual era la contribución actual de los combustibies forestaies al balance energético nacional, y cuál podría ser su contribución futura en la producción de energía y la eventual sustitución de los combustibles fósiles importados. El segundo capacitó un número considerable de talentos humanos de diferentes ministerios y organismos técnicos que conforman un grupo básico a partir del cual el país puede establecer y ejecutar una política parael desarrollo de la bioenergía como fuente limpia. El tercero brindó la asistencia necesaria para materializar una serie de proyectos específicos. Se tomaron tres áreas geográficasespecíficas (municipiode Cumanayagua. -en la provincia de Cienfuegos-, Guantánamoy Santiagode Cuba),donde losresultados fueron: Se introdujo una nueva metodología para el análisis y evaluación de losflujosy consumos de los combustibles forestales. o o Se capacitó a más de ciento veinte personas entre funcionarios, profesionales, técnicos y obreros. Se determinó la saturación y consumo de combustibles de madera en los sectores residenciales, alimenticio estatal y pequeño industrial. Se determinó el consumo de leña y carbón vegetal de las áreas geográficas específicas y se realizó el estimado nacional. Se estableció que las cocinas utilizadas por lo general eran ineficientes; además tenían un impacto negativo sobre los usuarios debido a los gases y altas temperaturas a los cuales s e exponían. Se identificaron las redes de abastecimiento de combustibles forestales y sus flujos fisicos y económicos. Estudios de casos para la utilización de combustibles forestales en actividades industriales. Empleo de carbón vegetal en sustitución de recarburantes (coque) importados en hornos eléctricos para la producción de hierro gris y noduiar. estudio fue contratado por los Ministerios de la Industria Sideromecánica y Eléctrica, Grupo Unecarnoto y la Empresa de Fundiciones Automotriz de La Lisa. Empleo de carbón vegetal en sustitución de recarburantes importados en la producción de aceros al carbón en hornos de inducción, que realizó la Empresa Cubana de Bronce. Estudio alternativo de las materias primas (carbón vegetal)obtenido a partir de especies maderables para

7 La dendroenergia:consideraciones... la producción de carbón activado. Este trabajo fue contratado por el Centro de Investigaciones para la Industria Minero-Metalúrgica (CIPIMM). Producción de bioelectricidad en la industria azucarera con uso complementario de biomasa forestal. Perspectiva de la producción El uso de biocombustibles derivados de la madera seguirá siendo una fuente actual y futura de energía. Esta es tal vez una de las razones por la que es necesario el perfeccionamiento de esta actividad a partir fundamentalmente de los siguientes asvectos: Potenciar los sistemas de plantaciones energéticas con especies multipropósito, de crecimiento rápido y alto poder calórico, autóctonaso introducidas. Implementar nuevas tecnologías de producción de carbón vegetal que permitan disminuir las emisiones de CO, y obtener un carbón más uniforme conmayorcontenido de carbono fijo. Emplear nuevosinstrumentostecnológicos para la conversión del combustible de madera en energía, como por ejemplo la combustión, mayor utilización de calor, electricidad y utilización de los residuos para producir biocombustibles;permitirán que la dendroenergía sea más rentable y fácil de utilizar para las necesidades locales. Mantener una producciónsostenible para el empleo del carbón mediante la gestión y la planificación adecuada de las fuentes de suministros. Desarrollar una infraestructura adecuada para la producción y comerciode los dendrocombustibles. Realizar experiencias a escala piloto de generación de electricidad con astillas de madera para identificar posibles problemas relacionados con la logística de abastecimiento y la operación de astillado y caldera. CONCLUSIONES El consumo, producción y comercio de los combustibles de la madera sigue siendo un medio de subsistencia importante. La industria y el comercio de biocombustiblesde madera es una fuente de importantes ingresos y empleo. Dada la importancia de la bioenergía para la economía local y nacional, es necesario aumentar la productividad y eficiencia de la producción de combustible. Perfeccionar las políticas en relación con la tala, transporte de leña y gestión del recurso forestal y arbóreo para la producción de bioenergía Definir un prototipode cocina más eficiente que las actuales con el propósito de economizar el uso de la leña y disminuir así su efecto nocivo sobre los usuarios, y evaluar alternativas en sistemas de abastecimiento comercial de leña y carbón vegetal para el sector doméstico. Apoyar los estudios de casos identificados para la generación de electricidad a partir de la biomasa cañera y forestal, que garantice la profundización de los estudios técnico-económicos en los centrales.

8 Mana et al. Continuar las inversiones para plantasindustriales de tecnologías avanzadas de producción de carbón vegetal, teniendo en cuenta el gran mercado industrial interno y externo identificado. FAO: Reunión Regional sobre Biomasa para la Producción de Energía y Alimentos. Informes de paises, FAO, La Habana : dendroenergética Programa dedendroenergía, Roma, : Energy no. 6, : vol. 53, ANTONIA: recurso forestal como fuente de energía», La Habana, J. C.: metodología para el cálculo de costos de producción de vegetal», Primera Reunión Nacional sobre Dendroenergía, Chapingo,