InstitutoInstituto de de InvestigaciInvestigacióónn de la de la ProducciProduccióónnVegetalVegetal ((CropCrop ResearchResearch Institute) Institute)

DivisiDivisióónn de de AgrAgroeoeccologologííaa

IngIngIngIngIngIngIngIng. . . . . . . . SergejSergejSergejSergejSergejSergejSergejSergej UsUsUsUsUsUsUsUsťťťťťťťťakakakakakakakak, CSc., CSc., CSc., CSc., CSc., CSc., CSc., CSc.: : : : : : : : GestiGestiGestiGestióóóónnnn y y y y usousousouso de de de de bioresiduosbioresiduosbioresiduosbioresiduos y biomasa y biomasa y biomasa y biomasa agrariaagrariaagrariaagraria para para para para

la la la la producciproducciproducciproduccióóóónnnn de de de de combustiblescombustiblescombustiblescombustibles y y y y fertilizantesfertilizantesfertilizantesfertilizantesestandardizadosestandardizadosestandardizadosestandardizados

IntroducciIntroduccióónn

�� UnaUna herramientaherramienta bbáásicasica para para elel desarrollodesarrollo agropecuarioagropecuario y la y la villavilla campesinacampesina en los en los estadosestados de la de la UniUnióónn EuropeaEuropea (en (en adelanteadelante UE) y de la UE) y de la RepRepúúblicablica ChecaCheca (en (en adelanteadelante RChRCh) es la ) es la orientaciorientacióónn preferencialpreferencial haciahacia susu sostenibilidadsostenibilidad..

�� DebidoDebido a la a la sobreproduccisobreproduccióónn de de alimentosalimentos en la en la mayormayorííaa de los de los estadosestados de la UE y de la UE y tambitambiéénn en la en la RChRCh, la , la agriculturaagricultura se se orientaorientaa a unauna producciproduccióónn no no alimentariaalimentaria, y se , y se convierteconvierte en en unauna de las de las clavesclaves mmááss importantesimportantes para para elel desarrollodesarrollo sosteniblesostenible en en esteestesectorsector..

�� La La sostenibilidadsostenibilidad deldel desarrollodesarrollo de de unauna agriculturaagricultura orientadaorientada alalsectorsector no no alimentarioalimentario, se , se fundafunda en en elel usouso de la biomasa de la biomasa agropecuariaagropecuaria y de los y de los bioresiduosbioresiduos comocomo unauna fuentefuente renovablerenovablede de materiasmaterias primas y de primas y de energenergííaa..

El El espectroespectro de de actividadesactividades realizadasrealizadas porpor nuestronuestro institutoinstituto

es es bastantebastante extensoextenso::

desdedesde la la selecciseleccióónn y y mejoramejora de de genotiposgenotipos vegetalesvegetales

adecuadosadecuados para para unun usouso mmúúltipleltiple o o unun usouso no no

alimentarioalimentario, ,

a a travtravééss de la de la elaboracielaboracióónn y y certificacicertificacióónn de de tecnologtecnologííasas

para para susu y y cosechacosecha,,

hastahasta elel desarrollodesarrollo y y certificacicertificacióónn de de complejascomplejas

tecnologtecnologííasas de de procesamientoprocesamiento y y usouso mmúúltipleltiple de de

biomasa biomasa agrariaagraria y de y de residuosresiduos biodegradablesbiodegradables comocomo

fuentefuente renovablerenovable de de materiasmaterias primas y primas y energenergííaa..

�� En los En los resultadosresultados de de nuestranuestra investigaciinvestigacióónn aplicadaaplicada, , hayhaygrangran interinterééss porpor parte de parte de ttéécnicoscnicos de la de la RChRCh y y deldelextranjeroextranjero. .

�� PorPor parte de los parte de los agricultoresagricultores privadosprivados y de la y de la pequepequeňňaa y y medianamediana empresaempresa es es acostumbradoacostumbrado unun mayormayor interinterééss porporsemillassemillas de de culturasculturas no no tradicionalestradicionales y y cultivoscultivos de de usousommúúltipleltiple, , tecnologtecnologííasas de de cultivocultivo y y procesamientoprocesamiento, y de , y de tecnologtecnologííasas simplessimples de de procesamientoprocesamiento a a bajobajo costocosto de de biomasa y biomasa y bioresiduosbioresiduos a a biocombustiblebiocombustible y y fertilizantefertilizante,,

�� De parte de las De parte de las grandesgrandes empresasempresas industrialesindustriales hayhayasimismoasimismo, , aparteaparte deldel interinterééss anterioranterior, , interinterééss en en tecnologtecnologííasas complejascomplejas mmúúltiplesltiples, , inclusoincluso la la verificaciverificacióónn e e implementaciimplementacióónn en la en la prpráácticactica de de nuevosnuevos mméétodostodostecnoltecnolóógicosgicos, , antetodoantetodo en en elel áárearea de la de la producciproduccióónn de de combustiblescombustibles biogbiogéénicosnicos..

En En relacirelacióónn alal procesamientoprocesamiento de biomasa, es de biomasa, es esperadoesperadoen en elel futurofuturo unun aumentoaumento en en elel interinterééss porpor los los sistemassistemastecnoltecnolóógicosgicos complejoscomplejos mmúúltiplesltiples o la o la llamadallamadaBiorefinerBiorefinerííaa, , queque posibilita posibilita alal mismomismo tiempotiempo la la producciproduccióónn de de variasvarias especiesespecies de de productosproductos en en conjuntoconjunto concon unun mayormayor valorvalor agregadoagregado,, lolo cualcual permitepermitede de maneramanera importanteimportante aumentaraumentar la la rentabilidadrentabilidad de de susuproducciproduccióónn..

SegSegúúnn elel mayormayor valorvalor agregadoagregado, es , es posibleposible clasificarclasificar los los artartíículosculos ttíípicospicos producidosproducidos a a partirpartir de la biomasa en de la biomasa en la la siguientesiguiente secuenciasecuencia decrecientedecreciente en en relacirelacióónn alalprecioprecio de de ventaventa: : productosproductos farmacolfarmacolóógicosgicos ––biopesticidasbiopesticidas –– productosproductos ququíímicosmicos biogbiogéénicosnicosinclusoincluso agroquagroquíímicosmicos -- papelpapel y y fibrasfibras –– materialesmateriales de de construcciconstruccióónn –– combustiblescombustibles biogbiogéénicosnicos –– electricidadelectricidady y calorcalor –– fertilizantefertilizante orgorgáánicosnicos..

Sin Sin estimarestimar la la extensaextensa escalaescala de de productosproductos biombiomáásicossicospotencialespotenciales, las , las mayoresmayores posibilidadesposibilidades de de implementaciimplementacióónn desdedesde elel puntopunto de vista de vista deldel volvolúúmenmen y y de la de la cantidadcantidad de de materiasmaterias primas primas consumidasconsumidas, la , la tienetiene elel usouso energenergééticotico de la biomasade la biomasa, , estoesto es la es la producciproduccióónn y y elel usouso de de diferentesdiferentes tipostipos de de combustiblescombustibles biogbiogéénicosnicos ((ssóólidoslidos, , gaseososgaseosos y y llííquidosquidos).).

En En segundosegundo lugarlugar, , relacionadorelacionado alal volvolúúmenmen de de producciproduccióónn, se , se encuentranencuentran los los fertilizantesfertilizantes orgorgáánicosnicos. .

La La producciproduccióónn de de combustiblescombustibles biogbiogéénicosnicos, , conconexcepciexcepcióónn deldel biogasbiogas, es , es preferencialmentepreferencialmente orientadaorientadaalal usouso de de biomasa biomasa residualresidual o o concon objetivoobjetivo de de cultivocultivo, , en en dondedonde la la producciproduccióónn y y usouso de de fertilizantesfertilizantesorgorgáánicosnicos es en es en mayormayor parte parte unidaunida a la a la eliminacieliminacióónn de de residuosresiduos comocomo unauna forma de forma de susu preferidopreferido usousomaterialmaterial..

Actualmente la biomasa es la fuente renovable de

energía más importante en la RCh y en los estados

colindantes de la UE, con una participación cercana al

80 % en las fuentes energéticas primarias de energía

Patra fines Patra fines energenergééticosticos usamosusamos antetodoantetodo la la llamadallamada biomasa biomasa

ssóólidalida, , generalementegeneralemente de de origenorigen vegetalvegetal ((fitomasafitomasa))

ExistenExisten 2 2 gruposgrupos bbáásicossicos de biomasa de biomasa ssóólidalida usadausada para para

fines fines energenergééticosticos: :

1) 1) residualresidual (se (se tratatrata deldel usouso de de residuosresiduos agrariosagrarios, ,

alimentariosalimentarios y y forestalesforestales, , ademademááss de la de la producciproduccióónn

industrialindustrial, de la , de la gestigestióónn comunalcomunal, de la , de la mantencimantencióónn y y

cuidadocuidado deldel paisajepaisaje, , etcetc.); .);

2) 2) producidaproducida ((cultivadacultivada concon unauna finalidadfinalidad determinadadeterminada, , comocomo

unun resultadoresultado de la de la actividadactividad productivaproductiva) )

Todos los cultivos producidos con una finalidad

determinada para la ganancia de energía o para la

producción de biocombustibles son los llamamos

cultivos energéticos

En nuestra institución en el período 1990-2010 fueron

estudiadas decenas de diferentes especies y cientos

de diferentes genotipos o variedades de cultivo

técnico, energético y múltiple, inclusive alrededor de

30 clones de árboles de rápido crecimiento.

Una mayor atención fue dedicada a las culturas

perennes de alta productividad con capacidad de

fertilizar la tierra, que fueron comprobadas en

recultivar terrenos antropogénicos (extracción minera,

sumidero de ceniza etc.).

Fotografías de los experimentos de recultivo

en las extracciones mineras

En el último tiempo, hay una elevada atención

dedicada a la investigación y verificación de cultivos

para la producción de biogás. Por ejemplo, fueron

estudiados por nosotros alrededor de 70 genotipos

de sorgo (Sorghum) y de moha (Setaria italica L. Beauv.) como posibles cultivos alternativos adecuados para la producción de biomasa energética para la fabricación de biocombustible y antetodo de biogás.

OtrosOtrosOtrosOtros cultivoscultivoscultivoscultivos mmmmúúúúltiplesltiplesltiplesltiples estudiadosestudiadosestudiadosestudiados y y y y probadosprobadosprobadosprobados adecuadosadecuadosadecuadosadecuados para la para la para la para la producciproducciproducciproduccióóóónnnn energenergenergenergééééticaticaticatica de biomasa de biomasa de biomasa de biomasa sonsonsonson ((((verververver la la la la listalistalistalista y las y las y las y las siguientessiguientessiguientessiguientesfotograffotograffotograffotografííííasasasas):):):):• ReynoutriaReynoutriaReynoutriaReynoutria checachecachecacheca –––– GiantGiantGiantGiant knotweedknotweedknotweedknotweed CzecianCzecianCzecianCzecian---- ReynoutriaReynoutriaReynoutriaReynoutria × bohemicabohemicabohemicabohemicaChrtekChrtekChrtekChrtek etetetet ChrtkovChrtkovChrtkovChrtkováááá• ReynoutriaReynoutriaReynoutriaReynoutria sachalinensissachalinensissachalinensissachalinensis ---- GiantGiantGiantGiant knotweedknotweedknotweedknotweed –––– ReynoutriaReynoutriaReynoutriaReynoutriasachalinensissachalinensissachalinensissachalinensis (F. Schmidt) (F. Schmidt) (F. Schmidt) (F. Schmidt) NakaiNakaiNakaiNakai• SchavnatSchavnatSchavnatSchavnat ((((orororor RumexRumexRumexRumex UteuUteuUteuUteusaaaa) ) ) ) –––– hhhhííííbridobridobridobrido de de de de RumexRumexRumexRumex tianshanicustianshanicustianshanicustianshanicusA.Los. X A.Los. X A.Los. X A.Los. X RumexRumexRumexRumex patientiapatientiapatientiapatientia L.L.L.L.• LaserLaserLaserLaser ---- CupCupCupCup PlantPlantPlantPlant ---- SilphiumSilphiumSilphiumSilphium perfoliatumperfoliatumperfoliatumperfoliatum L.L.L.L.• MalvaMalvaMalvaMalva realrealrealreal ---- HollyHollyHollyHolly HockHockHockHock ---- AlceaAlceaAlceaAlcea rosearosearosearosea L.L.L.L.• CaprariaCaprariaCaprariaCapraria ---- ProfesorProfesorProfesorProfesor----weedweedweedweed ---- GalegaGalegaGalegaGalega orientalisorientalisorientalisorientalis LambLambLambLamb....• SidaSidaSidaSida ---- VirginiaVirginiaVirginiaVirginia FanpetalsFanpetalsFanpetalsFanpetals –––– SidaSidaSidaSida hermaphroditahermaphroditahermaphroditahermaphrodita (L.) (L.) (L.) (L.) RusbyRusbyRusbyRusby• FalarisFalarisFalarisFalaris ---- reedreedreedreed canarycanarycanarycanary----grassgrassgrassgrass ---- PhalarisPhalarisPhalarisPhalaris arundinaceaarundinaceaarundinaceaarundinacea L. L. L. L. y y y y algunosalgunosalgunosalgunos otrosotrosotrosotros cultivarescultivarescultivarescultivares

ReynoutriaReynoutria checacheca –– GiantGiant knotweedknotweed CzechianCzechian ––

ReynoutriaReynoutria ×× bohemicabohemica ChrtekChrtek etet ChrtkovChrtkováá

ReynoutriaReynoutria sachalinensissachalinensis -- Giant knotweedGiant knotweed ––

ReynotriaReynotria sachalinensissachalinensis (F. Schmidt) (F. Schmidt) NakaiNakai

SchavnatSchavnat = = hhííbridobrido RumexRumex tianshanicustianshanicus A.Los. A.Los. XXRRumexumex patientiapatientia L.L.

Laser Laser -- CupCup PlantPlant --

SilphiumSilphium perfoliatumperfoliatum L.L.

MalvaMalvaMalvaMalvaMalvaMalvaMalvaMalva realrealrealrealrealrealrealreal -------- HollyHollyHollyHollyHollyHollyHollyHolly HockHockHockHockHockHockHockHock -------- AlceaAlceaAlceaAlceaAlceaAlceaAlceaAlcea rosearosearosearosearosearosearosearosea L.L.L.L.L.L.L.L.

CaprariaCapraria ––

ProfesorProfesor--weedweed -- GalegaGalega orientalisorientalis LambLamb..

FalarisFalaris -- reedreed canarycanary--grassgrass ––PhalarisPhalaris arundinaceaarundinacea L. L.

FalarisFalaris -- reedreed canarycanary--grassgrass ––

PhalarisPhalaris arundinaceaarundinacea L. L.

SidaSida -- VirginiaVirginia FanpetalsFanpetals --

SidaSida hermaphroditahermaphrodita (L.) (L.) RusbyRusby

HHííbridobrido topinambur x topinambur x girasolgirasol -- Hybrid Hybrid Jerusalem Jerusalem ArtichokeArtichoke x x Sunflower Sunflower -- Helianthus Helianthus tuberosustuberosus x x Helianthus Helianthus annuusannuus

Nuestro instituto en colaboración con empresas de

semillas es capaz de asegurar la entrega de semillas

certificadas y de las correspondientes tecnologías de

cultivo y de procesamiento probadas (P.S. – las tecnologías son adecuadas antetodo para condicionesde clima templado).

Ejemplos de otras metodologías certificadas para el trabajo en terreno

Estamos asimismo preparados para trabajar con las

instituciones chilenas en la certificación de nuestros

cultivos y tecnologías en las condiciones edafo-climáticas

de Chile.

Ejemplos de otras metodologías certificadas para el trabajo en terreno

Además, somos capaces de preparar y dar a costo propio

traducciones al espaňol e inglés de nuestras metodologías

certificadas y nuestros métodos tecnológicos comprobados

(P.S. – es necesaria una solicitud dirigida a nuestra institución –Ministerio de Agricultura de la RCh).

Ventajas del uso de la biomasa

Como fuente de energía renovable:

+ enlace a la tradicional producción

agropecuaria

+ aumento de la independencia económica

de la región

+ gran cantidad de tecnologías relativamente

accesibles

+ más efectivo tratamiento de residuos

+ mantención del paisaje, retención del agua

en la naturaleza

Desventajas en el uso de la biomasa como

fuente de energía renovable

– logística relativamente exigente (recolección,

transporte, arreglo, almacenamiento,

procesamiento) unida a un bajo peso

volumétrico y por ende con una baja densidad

energética en la biomasa

Por esto el objetivo principal de la producción de

combustibles biogénicos estandardizados

es la densificación de la energía contenida en ellos

Peso volumétrico de los combustibles de paja y cereales

Estado delcombustible

Peso volumét-rico (kg/m3)

Peso por unidad(kg/ks)

Manipulación

Paja cortada 40 - 60 0,0 Mecánicamente

Paquetes de paja a baja presión estándar

60 - 80 5 manual y mecánicamente

Paquetes de paja a alta presión estándar

80 - 120 10 manual y mecánicamente

Paquetes cilíndricosgigantes

60 - 90 350 Sólo mecánicamente

Paquetes cuadradosgigantes

80 – 160 400 Sólo mecánicamente

Briquetas 350 - 600 0,5 - 1 manual y mecánicamente

Pelets, gránulos 300 - 550 0,01 Manual y mecánicamente

Nota: Pelets y gránulo ……hasta un diámetro de 20 mm

Briquetas ……diámetro 40 – 90 mm

Masa volumétrica de combustibles de madera (según VÚZT)

Estado delcombustible

Peso volumétricoespecífico de polvo (kg/m3)

Peso por unidad(kg/ks)

Manipulación

Virutas 40 - 60 0,01 Manual y mecánicamente

Serrín, polvo 120 – 180 0 Mecánicamente

Astillas 1) 180 – 260 0,02 – 0,1 Mecánicamente

Trozos 30-50 cm 250 – 500 1 – 3 Manualmente

Leňosa 100 cm 2) 300 – 550 10 – 20 Manual y mecánicamente

Leňos 100 cm 3) 420 – 630 15 – 30 Manual y mecánicamente

Briquetas 400 – 650 1 – 2 Manual y mecánicamente

Pelets, gránulos 350 – 600 0,02 Mecánicamente

Nota: 1) según la humedad; 2) madera blanda; 3) madera dura

I. Biocombustible sólido estandardizado:• combustible de madera;

• astillas de madera;

• paquetes de plantas no leňosas (paja, plantas confinalidad de cultivo, etc.)

• pelets y briquetas de biomasa vegetal y bioresiduos

El mayor interés está en equipos para la producción

de biocombustibles de la última categoría. El método

tecnológico es del todo simple y conforma 3 pasos

básicos:

• secado;

• molido;

• peletizado o briquetado

En la RCh existe del todo una amplia gama de productores de

equipos para la producción de pelets y briquetas (líneas

tecnológicas que comprenden secado, molido y peletización o

briquetado) y para su combustión (diferentes calderas,

chimeneas, estufas de chimenea, etc.) con diferente potencia y

precio. En general los productos checos se destacan por una

alta calidad a precios razonables

Como ejemplo, la potencia del equipo

de peletización Green Energy se

mueve desde 75 hasta 550 kg/h de

producción y el precio del equipo

desde 45 hasta 330 mil Cor. checas.

El costo por la molida del material en

energía eléctrica para una cantidad de

1 tonelada es aprox. de 120,- Cor.

Chec., para la peletización es

necesario aprox. 130,- Cor. Chec por

tonelada.

En total es de aprox. 250,- Cor. Chec.

por 1 tonelada. El precio de venta de

los pelets es de aprox. 3000-3500,-

Cor. Chec.(1 USD = 18,4 CZK; 100 CLP = 3,7 CZK)

Otro ejemplo de productos checos:

Línea peletizadora Pro Pelety 700 – producción de pelets a partir

de paquetes de paja/henoPotencia de la línea:

• 700 kg/h – paja de trigo con humedad de hasta un 14%

• 600 kg/h - heno

• 500 kg/h – paja de colza

• 300 kg/h – serrín de madera

Potencia nominal: 67 kW, potencia máxima: 72 kW

Espacio mínimo de construcción: 60 m2 (según la disposición)

Peso total: 6 toneladas

4. Tornillo transportador

5. Prensa de briquetado

6. Guadaňadora de cuchillo

6.1. Transporte vibrador

6.2. Transporte de banda

7. Mando eléctrico principal

7.1. Mando eléctrico de la caldera

7.2. Distribuidor eléctrico del material

1.Tornillo alimentador

1.1. Transportador oscilante

1.2. Transportador de banda

2. Separador oscilante

3. secadora

3.1. Tolva de la secadora

3.2. Tornillo elevador

3.3. Tubo

3.4. Caldera

3.5. Tolva para combustible

3.6. Ventilador

3.7. Ciclón

3.8. Transportador de combustible

Briketovací linky BRISUR

II. Biocombustible líquido estandardizado(más adecuado que masa de propulsión biogénica).

Actualmente en la Rep. Checa y la UE alcanzaron una

amplia implementación dos categorías básicas:

1. Biodiesel (llamado EMCA – ester metílico de colza

aceitera)

2. Bioetanol – alcohol deshidratado

Manera de solución – la reglamentación central del

mezclado obligatorio de una cantidad mínima de

biocomponente en los combustiblesTranscurso de la solución en la Rep. Checa:• desde el 1.9.2007 - 2 % de vol. de EMCA en el diesel; • desde el 1.1.2008 - 2 % de vol. de bioetanol en la bencina;• desde el 1.1.2009 - 3,5 % de vol. de bioetanol y 4,5 % de vol. de EMCA.

• desde el 1.1.2010 - 4,5 % de vol. de bioetanol y 6,3 % de volúmende EMCA.

En al Rep. Checa la producción de combustibles líquidos biogénicos

está resuelta antetodo por medio de las grandes empresas productivas.

En la oferta de las empresas de maquinaria checa sin embargo, hay

diseňos de grandes y pequeňas destilerías, líneas de prensado de aceite

y productoras de biodiesel.

III. Biocombustible gaseosoActualmente en la Rep. Checa y UE alcanzó sólo una amplia

expansión la implementación de las llamadas unidades de

biogás a partir de la descomposición anaeróbica de

residuos orgánicos o de plantas cultivadas con finalidad

determinada que contengan metan.

En un estado de investigación y comprobación se encuentran

diferentes tecnologías de producción de biogás sintético en

base a la pirólisis de gasificación de la biomasa

lignocelulósica, producción biológica de hidrógeno etc.

Hay cuatro tipos básicos de equipos para la producción de

biogás:

1) Desgasificado de los vertederos de residuos

2) Plantas procesadoras anaeróbicas de aguas residuales

3) Plantas de biogás indrustriales y comunales

4) Plantas agropecuarias de biogás

1. Residuos biológicamente descomponibles

2. Lodos de procesadoras de agua

3. Escrementos de animales económicos

4. Fitomasa residual y cultivada con finalidad

determinada

Materias primas básicas para fermentación

anaeróbica a producción de biogás:

ProducciProduccióónn potencialpotencial de de biogbiogááss de de diferentesdiferentes substratossubstratos

SubstratoLitros de biogás /

kg de m. s.Estiércol líquido 250Paja de cereal 250Estiércol de establo 300Pasto 410Silaje de Maíz 410Vinazas de la fermentaciónalcoholígena

420Estiércol líquido de cerdo 420Hojas de la remolacha 450Estiércol líquido de pollo 470Lodo de procesadora de agua (no estabilizado)

540Bioresiduo 700Corte de pasto estrecho 710Residuos de la industria de la grasa 1200Grasa de lapol 1330

Schattneretal.

Ejemplo:Una granja de 100 cabezas de vacas lecheras;1 vaca = 60 kg/día de excrementos

con materia seca al 10 % = 1,7 m3 de Biogás/día;100 vacas – 170 m3/día o 7,1 m3/h;

así como 1 m3 de biogás es de aprox. 2 kWhe a 3 kWhc

Se difiere en total 14, 2 kWhe a 21,3 kWhc

Al aňo es esto 124 MWe a 187 MWc

A un precio de la electricidad de aprox. 2,50 Cor. Chec./kWe

es esto aprox. 310 mil Cor. Chec. por la electricidad

A un precio del calor de aprox. 0,65 Cor. Chec./kWc

es esto aprox. 122 mil Cor. Chec. por calor

Item Valor

Producción de biogás de 1 ton de bioresiduo 100 Nm3

Contenido energético de biogás (65 % de metan) 6 kWh/ Nm3

Contenido térmico del biogás ganado 600 kWh/c

Después de procesar el biogás en la unidad de

cogeneración:(bioresiduo)

Electricidad (33 %) 198 kWh/ton

Calor (58 %) 348 kWh/ton

Pérdidas (9 %) 54 kWh/ton

Consumo de calor para el funcionamiento de la central

de biogás48 kWh/ton

Consumo de electricidad para el funcionamiento de la

central de biogás48 kWh/ton

Ganancia de electricidad 150 kWh/ton

Ganancia de calor 300 kWh/ton

Venta de energía eléctrica 375 Kč/ton

Venta de calor 194 Kč/ton

Total venta de energía eléctrica 569 Kč/ton

Ejemplos de plantas de biogás

Esquema de una planta de biogás seca (con alto contenido de materia

seca en la materia prima)

(productor. Fortex, Rep. Ch., tecnología Bioferm, DE)

UbicaciUbicaciUbicaciUbicacióóóónnnn SumperkSumperkSumperkSumperk , , , , RepRepRepRep. . . . ChChChCh....NNNNúúúúmeromeromeromero de de de de fermentoresfermentoresfermentoresfermentores 6666VolVolVolVolúúúúmenmenmenmen de de de de unununun fermentorfermentorfermentorfermentor 5,7 5,7 5,7 5,7 × 35 35 35 35 × 4,7 (938 m4,7 (938 m4,7 (938 m4,7 (938 m3333))))PotenciaPotenciaPotenciaPotencia elelelelééééctricactricactricactrica instaladainstaladainstaladainstalada 526 526 526 526 kWkWkWkWPotenciaPotenciaPotenciaPotencia ttttéééérmicarmicarmicarmica instaladainstaladainstaladainstalada 548 548 548 548 kWkWkWkWConsumoConsumoConsumoConsumo anualanualanualanual de biomasade biomasade biomasade biomasa 13.280 13.280 13.280 13.280 tonProducciProducciProducciProduccióóóónnnn anualanualanualanual de de de de energenergenergenergííííaaaaelelelelééééctricactricactricactrica 3.700 3.700 3.700 3.700 MWhMWhMWhMWh

ProducciProducciProducciProduccióóóónnnn anualanualanualanual de de de de calorcalorcalorcalor 14.600 GJ14.600 GJ14.600 GJ14.600 GJPerPerPerPerííííodoodoodoodo de de de de mantencimantencimantencimantencióóóónnnn en en en en elelelelfermentorfermentorfermentorfermentor 28 28 28 28 días

Temperatura Temperatura Temperatura Temperatura deldeldeldel procesoprocesoprocesoproceso 38 38 38 38 °CCCCUsoUsoUsoUso de de de de energenergenergenergííííaaaa elelelelééééctricactricactricactrica EntregaEntregaEntregaEntrega a la a la a la a la redredredred ppppúúúúblicablicablicablica

UsoUsoUsoUso deldeldeldel calorcalorcalorcalor 20% 20% 20% 20% alalalal consumoconsumoconsumoconsumo propiopropiopropiopropio,,,,80% a la80% a la80% a la80% a la ciudadciudadciudadciudad de de de de SumperkSumperkSumperkSumperk

IV. Procesamiento de bioresiduos y biomasa con la

finalidad de producir fertilizantes orgánicos, substratos

de recultivo y de cultivo.

Los equipos para el procesamiento biológico de la biomasa y de bioresiduos según la tecnología utilizadase dividen en:

a) Centrales de compostaje y otros equipos de tratamiento aeróbico en el procesamiento de los bioresiduos,

b) Plantas de biogás y otros equipos de tratamientoanaeróbico en el procesamiento de los bioresiduos.

Los requisitos técnicos y tecnológicos para diferentestipos de equipos utilizados son dados por la

legislación correspondiente

La La estandardizaciestandardizacióónn de los de los productosproductos a a partirpartir de los de los bioresiduosbioresiduos y de la biomasa y de la biomasa agropecuariaagropecuaria ((fertilizantesfertilizantesorgorgáánicosnicos, , substratossubstratos de de cultivocultivo y y recultivorecultivo)) es dada es dada porpor los los requisitosrequisitos tecnoltecnolóógicosgicos en en calidadcalidad, , contenidocontenidode de nutrientesnutrientes, , sustanciassustancias orgorgáánicasnicas, , asimismoasimismo comocomolos los contenidoscontenidos mmááximosximos aceptablesaceptables de de sustanciassustanciaspeligrosaspeligrosas y y microorganismosmicroorganismos..

NuestraNuestra instituciinstitucióónn realizarealiza unauna planificaciplanificacióónn complejacompleja, , controlcontrol de la de la construcciconstruccióónn y la y la siguientesiguiente supervisisupervisióónnmetodolmetodolóógicagica y legislativa en y legislativa en elel funcionamientofuncionamiento de la de la centralcentral de de compostajecompostaje de de acuerdoacuerdo alal tipotipocorrespondientecorrespondiente

El El objetivoobjetivo de la de la producciproduccióónn y y usouso de de fertilizantesfertilizantesorgorgáánicosnicos, , substratossubstratos de de cultivocultivo y y recultivorecultivo a a

partirpartir de de bioresiduosbioresiduos y biomasa y biomasa agropecuariaagropecuaria es:es:

1)1) UsoUso materialmaterial de de residuosresiduos y y disminucidisminucióónn deldelpeligropeligro de de contaminacicontaminacióónn deldel sistemasistemaagroecolagroecolóógicogico concon sustanciassustancias y y organismosorganismosperjudicialesperjudiciales; ;

2)2) LimitaciLimitacióónn de de emisionesemisiones de de gasesgases concon efectoefectoinvernaderoinvernadero;;

3)3) AumentoAumento de la de la estabilidadestabilidad ecolecolóógicagica y de la y de la productividadproductividad deldel sistemasistema agroecolagroecolóógicogico, ,

4)4) MejoraMejora deldel balance de balance de nutrientesnutrientes y de y de sustanciassustanciasorgorgáánicasnicas, , asasíí comocomo elel aseguramientoaseguramiento de de ununsecuestramientosecuestramiento eficienteeficiente ((asentamientoasentamiento) ) deldelcarbonocarbono en la en la tierratierra..

Los Los equiposequipos para para compostajecompostaje debendeben asegurarasegurar los los siguientesiguiente mméétodostodos de de procesamientoprocesamiento de de

bioresiduosbioresiduos: :

1) 1) MolidoMolido;;

2) 2) VolteadoVolteado concon la la finalidadfinalidad de de aireamientoaireamiento y y homogenizacihomogenizacióónn;;

3) 3) ArregloArreglo y y separaciseparacióónn de los de los productosproductos resultantesresultantes((generalmentegeneralmente cribadocribado))

Las Las ááreasreas de de producciproduccióónn debendeben estarestar aseguradasaseguradas para la para la protecciproteccióónn deldel aguaagua existenteexistente, , limitandolimitando la la polucipolucióónndeldel aguaagua frefreááticatica y y superficialsuperficial

Compostaje: Triturador usado antetodo para moler el residuo

forestal

Compostaje: Cargador de pala frontal, regularmente sirve

tambiém como excavadora

Compostaje: Excavadora de puente

Compostaje: Criba de rotación y oscilante para la

separación del producto final

Compostadores

para casas

Vermicompostaje – tecnología de bajo volúmen para la producción de abono de alta calidad

Central de compostaje tipo silo pequeňo 300 – 1000 ton/aňo

costos de inversión 750 – 3500 Cor. Chec. / ton,

Csotos de funcionamiento 180 – 360 Cor. Chec./ton de

producción

Ejemplo de diferentes tipos de centrales de compostaje

Central de compostaje tipo silo mediana 5000 -7000 ton/aňo,

costos de inversión 2700 – 3000 Cor. Chec./ton, costos de

funcionamiento 300 – 360 Cor. Chec./ton

Ejemplo de diferentes tipos de centrales de compostaje

Central de compostaje tipo silo grande 35 000 ton/aňo,

inversión de construcción 12 mill. De Cor. Chec., de

maquinaria 15 mill. De Cor. Chec., costos de inversión 770

Cor. Chec./ton,

costos de funcionamiento 270 Cor. Chec./ton.

Ejemplo de diferentes tipos de centrales de compostaje

Central de compostaje tipo conteiner,

costos de inversión 19 000 Cor. Chec./ton,

Costos de funcionamiento 1 600 Cor. Chec./ton

Ejemplo de diferentes tipos de centrales de compostaje

Central de compostaje tipo tunel cerrado con maduración en una nave,

costos de inversión 20 000 Cor. Chec./ton,

costos de funcionamiento 1 700 Cor. Chec./ton

Ejemplo de diferentes tipos de centrales de compostaje

Línea móvil para la atención de centrales de compostaje, costo de

inversión 15 – 20 mill. De Cor. Chec.

(triturador, excavadora, criba de rotación, cargador)

V. Nueva tecnología multietapa de procesamiento de biomasa

y bioresiduos en base a hidrólisis térmica.

� Actualmente en la Rep. Checa está en etapa de

desarrollo y de certificación de una planta piloto

� En colaboración con una empresa energética extranjera

es preparado un gran proyecto para la implementación y

certificación de la tecnología en la práctica

� Posibilita el procesamiento de una amplia escala de

sustratos (por ej. paja, serrín, papel residual, vinazas de

destilería, plas de cultivo con finalidad determinada, etc.)

� Asegura la rentabilidad económica a la producción

actual de más especies de productos (antetodo de

bioetanol y furfural, posibles subproductos pueden ser la

lignina, el biogás y el biobutanol)

� Existe una serie de patentes y de modelos útiles

Aspecto general de la línea piloto de

hidrólisis según las nuevas tecnologías

Tomas más específicas de algunos elementos de construcción

Muchas gracias por su atención!!!

Contacto:

Ing. Sergej USIng. Sergej USIng. Sergej USIng. Sergej USŤAK, CSc. AK, CSc. AK, CSc. AK, CSc.

Instituto de Investigación de la Producción Vegetal

Crop Research Institute, Prague

Černovická 4987, Chomutov, 430 01, Czech Republic

tel. + 420 474 629 726

e-mail: ustak@eto.vurv.cz