Caracterización energética de las principales especies forestales de Galicia. Modelización del poder calorífico de la biomasa en función de su análisis elemental y composición mineral

Abstract

En el desarrollo de esta Tesis Doctoral se estudiaron las principales especies forestales gallegas y los matorrales para determinar sus características desde un punto de vista energético. Estas especies son Eucaliptus globulus, Pinus pinaster, Pinus radiata, Quercus robur, Acacia sp., Betula celtibérica, Populus sp, Acer pseudoplatanus, Alnus glutinosa, Castanea sativa, Fagus sylvatica, Fraxinus angustifolia, Pinus silvestris, Prunus avium, Salix viminalis, Eucaliptus nitens, Arbutus unedo, Cytisus striatus, Erica árborea, Hakea serícea y Pterospartum tridentatum. Se analizaron los siguientes parámetros: el poder calorífico, el análisis inmediato (% de Carbono fijo, % volátiles y % de cenizas) y el análisis elemental (% de Carbono, % de Hidrógeno, % de Nitrógeno y % de Azufre). Se encontró una relación lineal entre el poder calorífico y el contenido de carbono para las especies estudiadas. Combinando los datos de las especies gallegas con seis bases de datos de composición de biomasa, se obtuvieron y validaron varios modelos para la predicción del poder calorífico en función de su análisis elemental y contenido mineral, con las mejores precisiones incluyendo el contenido de mineral, pero mostrando una buena capacidad predictiva de los modelos más sencillos en función del análisis elemental. Los residuos de cosecha las principales especies forestales del Noroeste de España fueron caracterizados como biocombustible en base a su poder calorífico y contenido de cenizas. Se encontraron diferencias significativas en el poder calorífico superior anhidro (PCS) de las especies estudiadas. En base a su contenido en cenizas, los restos forestales de las especies de estudio serían aptos para la fabricación y comercialización de astillas y pélets de las distintas categorías A1, A2 y B. Obteniendo 8 especies tipo A1 para astillas y 4 para pélets, 6 especies tipo A2 para astillas y 9 para pélets y el resto de especies sería para el tipo B excluyendo la fracción de corteza del Eucaliptus globulus que no se fabricaría ni se comercializaría.

No desenvolvemento desta Tese Doutoral estudáronse as principais especies forestais galegas e as matogueiras para determinar as súas características desde un punto de vista enerxético. Estas especies son Eucaliptus globulus, Pinus pinaster, Pinus radiata, Quercus robur, Acacia sp., Betula celtibérica, Populus sp, Acer pseudoplatanus, Alnus glutinosa, Castanea sativa, Fagus sylvatica, Fraxinus angustifolia, Pinus silvestris, Prunus avium, Salix viminalis, Eucaliptus nitens, Arbutus unedo, Cytisus striatus, Erica árborea, Hakea serícea e Pterospartum tridentatum. Analizáronse os seguintes parámetros: o poder calorífico, a análise inmediata (% de Carbono fixo, % volátiles e % de cinzas) e a análise elemental (% de Carbono, % de Hidróxeno, % de Nitróxeno e % de Xofre). Atopouse unha relación lineal entre o poder calorífico e o contido de carbono para as especies estudadas. Combinando os datos das especies galegas con seis bases de datos de composición de biomasa, obtivéronse e validaron varios modelos para a predición do poder calorífico en función da súa análise elemental e contido mineral, coas mellores precisións incluíndo o contido de mineral, pero mostrando unha boa capacidade preditiva dos modelos máis sinxelos en función da análise elemental. Os residuos de colleita as principais especies forestais do Noroeste de España foron caracterizados como biocombustible en base á súa poder calorífico e contido de cinzas. Atopáronse diferenzas significativas no poder calorífico superior anhidro ( PCS) das especies estudadas. En base ao seu contido en cinzas, os restos forestais das especies de estudo serían aptos para a fabricación e comercialización de achas e pélets das distintas categorías A1, A2 e B. Obtendo 8 especies tipo A1 para achas e 4 para pélets, 6 especies tipo A2 para achas e 9 para pélets e o resto de especies sería para o tipo B excluíndo a fracción de cortiza do Eucaliptus globulus que non se fabricaría nin se comercializaría.

In the development of this Doctoral Thesis, the main Galician forest species and scrub were studied to determine their characteristics from an energy point of view. These species are Eucaliptus globulus, Pinus pinaster, Pinus radiata, Quercus robur, Acacia sp., Betula celtibérica, Populus sp, Acer pseudoplatanus, Alnus glutinosa, Castanea sativa, Fagus sylvatica, Fraxinus angustifolia, Pinus silvestris, Prunus avium, Salix viminalis, Eucaliptus nitens, Arbutus unedo, Cytisus striatus, Erica erborea, Hakea serícea and Pterospart. The following parameters were analysed: calorific power, immediate analysis (% fixed carbon, % volatile and % ash) and elemental analysis (% Carbon, % Hydrogen, % Nitrogen and % Sulfur). A linear relationship was found between calorific power and carbon content for the species studied. Combining data from Galician species with six biomass composition databases, several models were obtained and validated for the prediction of calorific power based on their elemental analysis and mineral content, with the best accuracies including the mineral content, but showing a good predictive capacity of the simplest models based on elemental analysis. Harvest waste from the main forest species of northwestern Spain was characterized as biofuel based on its calorific power and ash content. Significant differences were found in the superior anhydrous calorific power (PCS) of the species studied. Based on their ash content, the forest remains of the study species would be suitable for the manufacture and marketing of chips and petlets of the different categories A1, A2 and B. Obtaining 8 type A1 species for splinters and 4 for peptides, 6 type A2 species for splinters and 9 for peptides and the other species would be for type B excluding the bark fraction of Eucaliptus globulus that would not be manufactured or marketed.