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RURAL BIOENERGY: Training Plan on Bioenergy for the agri-food sector

2017-1-ES01-KA202-038057

ACTIVIDAD DE FORMACION CONJUNTA PARA EL PERSONAL DE LAS ENTIDADES DEL

CONSORCIO (C1)

Del 17 al 28 de Octubre de 2019

INFORME Y CONTENIDOS CURSO

Esta publicación refleja solamente el punto de vista del autor y la Comisión Europea no es responsable del uso que de ella pueda hacerse.

RURAL BIOENERGY: Training Plan on Bioenergy for the agri-food sector 2017-1-ES01-KA202-038057

ACTIVIDAD DE FORMACION CONJUNTA PARA EL PERSONAL DE LAS ENTIDADES DEL CONSORCIO (C1)

PRESENTACIÓN

Este curso, dirigido al personal de las entidades que forman parte del consorcio, ha tratado de mejorar la preparación del personal de las 6 organizaciones de cara a su futura labor de formación y asesoramiento sobre el uso de la bioenergía en el medio rural, dado que el proyecto RURAL BIOENERGY pretende contribuir a la profesionalización y al fomento del aprovechamiento de la bioenergía, a la diversificación de la economía rural y a la expansión de actividades económicas rurales basadas en el uso eficiente de los recursos naturales y locales. Dado que todos los socios trabajan en el ámbito rural desde diferentes perspectivas, por lo que la actualización del conocimiento de su personal mejorará su trabajo como formadores o asesores y por lo tanto la implantación y el desarrollo de la bioenergía.

Esta actividad forma parte del plan de formación en Bioenergía que incluye diferentes productos y herramientas, para la formación de formadores y profesores de FP y para el aprendizaje permanente, la formación y la cualificación para todos, ofreciendo nuevas oportunidades de formación para las comunidades rurales que posibiliten el desarrollo de la economía local.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES • Formar al personal de las entidades de la asociación estratégica del proyecto para mejorar su

capacitación como posibles asesores y/o formadores sobre el uso de la bioenergía en el medio rural. • Compartir los conocimientos, ejemplos y experiencias sobre los distintos temas y países entre el

personal de las diferentes entidades. • Evaluar los productos intelectuales del proyecto, especialmente la Plataforma E-learning

OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Comprender la bioenergía como una forma de energía renovable. • Reflexionar sobre la importancia de la bioenergía en el medio rural, sus posibilidades, ventajas e

inconvenientes. • Actualizar los conocimientos técnicos sobre los diferentes tipos de usos de la bioenergía, las materias

primas, tecnologías y procesos asociados a los distintos tipos de biocombustibles. • Conocer el marco estratégico general de la bioenergía en Europa y en los países del consorcio. • Conocer las necesidades de formación sobre bioenergía que existen y las posibilidades que ofrecen

las metodologías pedagógicas innovadoras como el método “aprendizaje basado en proyectos”.

ORGANIZA Mancomunidad Alta Sanabria.

FECHAS Del 17 al 28 de Octubre de 2019

PROGRAMA DE CONTENIDOS

SESIONES TÉCNICAS 1. INTRODUCCIÓN A LA BIOENERGÍA

1.1. ¿QUÉ ES LA BIOENERGÍA? 1.2. ¿POR QUÉ ES UNA FORMA DE ENERGÍA RENOVABLE? VENTAJAS E INCONVENIENTES FRENTE A LAS FUENTES CONVENCIONALES 1.3. MATERIAS PRIMAS Y PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA. ECONOMÍA CIRCULAR

2. LA BIOENERGÍA COMO UNA NUEVA OPORTUNIDAD PARA EL DESARROLLO RURAL 2.1. INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE LA BIOENERGÍA EN LOS SECTORES FORESTAL, AGRÍCOLA Y AGROALIMENTARIO 2.2. APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS ANIMALES Y VEGETALES COMO FUENTES DE ENERGÍA EN EL MEDIO RURAL 2.3. CULTIVOS ENERGÉTICOS

2.3.1. INTRODUCCION Y CARACTERÍSTICAS DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS 2.3.2. CLASIFICACIÓN DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS 2.3.3. PRINCIPALES ESPECIES PARA CULTIVOS ENERGÉTICOS

3. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES. PRODUCCIÓN Y USO 3.1. BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS

3.1.1. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES SOLIDOS. 3.1.2. TECNOLOGÍAS PARA LA CONVERSIÓN ENERGÉTICA DE LA MADERA: CONVERSIÓN TÉRMICA Y ELÉCTRICA, COGENERACIÓN 3.1.3. INSTALACIONES DE BIOMASA.

3.2. BIOCOMBUSTIBLES GASEOSOS. EL BIOGÁS 3.2.1. BIOGAS COMO FORMA DE BIOENERGIA. 3.2.2. MATERIAS PRIMAS PARA BIOGAS 3.2.3. IMPACTOS AMBIENTALES 3.2.4. PRODUCCION DE BIOGAS. TECNOLOGÍAS. METANOGENESIS. DIGESTIÓN ANAERÓBICA 3.2.5. INSTALACIONES DE BIOGAS

3.3. BIOCOMBUSTIBLES LIQUIDOS: LOS BIOCARBURANTES 3.3.1. INTRODUCCIÓN. TIPOS DE BIOCARBURANTES 3.3.2. PRODUCCION DE BIODIESEL 3.3.3. PRODUCCION DE BIETANOL Y SUS DERIVADOS

4. LA BIOENERGÍA EN EUROPA 4.1. CONTEXTO POLÍTICO Y ESTRATÉGICO DE LA BIOENERGÍA EN EUROPA 4.2. EL SECTOR ENERGÉTICO DE LA MADERA EN EUROPA. 4.3. CULTIVOS ENERGÉTICOS EN EUROPA 4.4. DESARROLLO DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA

SESION PEDAGÓGICA 5. FP EN BIOENERGÍA. NUEVAS METODOLOGÍAS PEDAGÓGICAS

5.1. NECESIDAD DE FORMACION PROFESIONAL EN BIOENERGÍA 5.2. INTRODUCCION A NUEVAS METODOLOGÍAS FORMATIVAS 5.3. EL MÉTODO “APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS”

MODALIDAD Curso online desarrollado a través de plataforma electrónica de formación MOODLE desarrollada por el proyecto (RURALMOODLE: www.ruralmoodle.com). Al no existir financiación suficiente para la asistencia, dado que solo se contaba con presupuesto para viajes pero no para apoyo individual de los participantes, (lo que impedía el desarrollo de una actividad presencial) se ha optado por una modalidad de desarrollo de la formación online a través de la plataforma electrónica de formación MOODLE desarrollada por el proyecto (RURALMOODLE: www.ruralmoodle.com).

Esta modalidad ha permitido desarrollar la formación durante un período más largo y además ha posibilitado la evaluación del funcionamiento y operatividad de la propia plataforma de formación E-learning (producto intelectual IO4 del proyecto), así como los otros IO, como otro de los objetivos importantes de esta actividad C1.

PARTICIPANTES Han participado un total de 12 personas pertenecientes a las 6 entidades que forman la asociación estratégica del proyecto, con 2 participantes de cada una de ellas.

Se dispone de constancia de participación online, datos de los participantes y certificados expedidos por la entidad organizadora (Mancomunidad Alta Sanabria) aunque no se detallan en esta aplicación a continuación, puesto que ésta solo permite aportar los datos de los participantes a efectos de cálculo de gastos de desplazamiento (los cuales como se ha explicado no han sido necesarios finalmente para el desarrollo de la actividad).

EVALUACION El curso se ha evaluado a través de tests sobre los principales contenidos del programa y una encuesta final que han realizado todos los participantes. Se han expedido certificados de participación por parte de la entidad organizadora, a cada uno de los participantes tras haber superado el curso.

http://www.ruralmoodle.com/


2017-1-ES01-KA202-038057


CONSORCIO (C1)


INFORME FINAL Y CONTENIDOS

Esta publicación refleja solamente el punto de vista del autor y la Comisión Europea no es responsable del uso que de ella pueda hacerse.

RURAL BIOENERGY: Training Plan on Bioenergy for the agri-food sector 2017-1-ES01-KA202-038057

ACTIVIDAD DE FORMACION CONJUNTA PARA EL PERSONAL DE LAS ENTIDADES DEL CONSORCIO (C1)

PRESENTACIÓN

Este curso, dirigido al personal de las entidades que forman parte del consorcio, trata de mejorar su preparación de cara a su futura labor de formación y asesoramiento sobre el uso de la bioenergía en el medio rural, dado que el proyecto RURAL BIOENERGY pretende contribuir a la profesionalización y al fomento del aprovechamiento de la bioenergía, a la diversificación de la economía rural y a la expansión de actividades económicas rurales basadas en el uso eficiente de los recursos naturales y locales. Dado que todos los socios trabajan en el ámbito rural desde diferentes perspectivas, por lo que la actualización del conocimiento de su personal mejorará su trabajo como formadores o asesores y por lo tanto la implantación y el desarrollo de la bioenergía.

Esta actividad forma parte del plan de formación en Bioenergía que incluye diferentes productos y herramientas, para la formación de formadores y profesores de FP y para el aprendizaje permanente, la formación y la cualificación para todos, ofreciendo nuevas oportunidades de formación para las comunidades rurales que posibiliten el desarrollo de la economía local.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES • Formar al personal de las entidades de la asociación estratégica del proyecto para mejorar su

capacitación como posibles asesores y/o formadores sobre el uso de la bioenergía en el medio rural. • Compartir los conocimientos, ejemplos y experiencias sobre los distintos temas y países entre el

personal de las diferentes entidades. • Evaluar los productos intelectuales del proyecto, especialmente la Plataforma E-learning

OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Comprender la bioenergía como una forma de energía renovable. • Reflexionar sobre la importancia de la bioenergía en el medio rural, sus posibilidades, ventajas e

inconvenientes. • Actualizar los conocimientos técnicos sobre los diferentes tipos de usos de la bioenergía, las materias

primas, tecnologías y procesos asociados a los distintos tipos de biocombustibles. • Conocer el marco estratégico general de la bioenergía en Europa y en los países del consorcio. • Conocer las necesidades de formación sobre bioenergía que existen y las posibilidades que ofrecen

las metodologías pedagógicas innovadoras como el método “aprendizaje basado en proyectos”.

PROGRAMA DE CONTENIDOS

SESIONES TÉCNICAS 1. INTRODUCCIÓN A LA BIOENERGÍA

1.1. ¿QUÉ ES LA BIOENERGÍA? 1.2. ¿POR QUÉ ES UNA FORMA DE ENERGÍA RENOVABLE? VENTAJAS E INCONVENIENTES FRENTE A LAS FUENTES CONVENCIONALES 1.3. MATERIAS PRIMAS Y PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA. ECONOMÍA CIRCULAR

2. LA BIOENERGÍA COMO UNA NUEVA OPORTUNIDAD PARA EL DESARROLLO RURAL 2.1. INTRODUCCION AL APROVECHAMIENTO DE LA BIOENERGÍA EN LOS SECTORES FORESTAL, AGRÍCOLA Y AGROALIMENTARIO 2.2. APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS ANIMALES Y VEGETALES COMO FUENTES DE ENERGÍA EN EL MEDIO RURAL 2.3. CULTIVOS ENERGÉTICOS

2.3.1. INTRODUCCION Y CARACTERÍSTICAS DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS 2.3.2. CLASIFICACIÓN DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS 2.3.3. PRINCIPALES ESPECIES PARA CULTIVOS ENERGÉTICOS

3. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES. PRODUCCIÓN Y USO 3.1. BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS

3.1.1. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES SOLIDOS. 3.1.2. TECNOLOGÍAS PARA LA CONVERSIÓN ENERGÉTICA DE LA MADERA: CONVERSIÓN TÉRMICA Y ELÉCTRICA, COGENERACIÓN 3.1.3. INSTALACIONES DE BIOMASA.

3.2. BIOCOMBUSTIBLES GASEOSOS. EL BIOGÁS 3.2.1. BIOGAS COMO FORMA DE BIOENERGIA. 3.2.2. MATERIAS PRIMAS PARA BIOGAS 3.2.3. IMPACTOS AMBIENTALES 3.2.4. PRODUCCION DE BIOGAS. TECNOLOGÍAS. METANOGENESIS. DIGESTIÓN ANAERÓBICA 3.2.5. INSTALACIONES DE BIOGAS

3.3. BIOCOMBUSTIBLES LIQUIDOS: LOS BIOCARBURANTES 3.3.1. INTRODUCCIÓN. TIPOS DE BIOCARBURANTES 3.3.2. PRODUCCION DE BIODIESEL 3.3.3. PRODUCCION DE BIETANOL Y SUS DERIVADOS

4. LA BIOENERGÍA EN EUROPA 4.1. CONTEXTO POLÍTICO Y ESTRATÉGICO DE LA BIOENERGÍA EN EUROPA 4.2. EL SECTOR ENERGÉTICO DE LA MADERA EN EUROPA. 4.3. CULTIVOS ENERGÉTICOS EN EUROPA 4.4. DESARROLLO DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA

SESION PEDAGÓGICA 5. FP EN BIOENERGÍA. NUEVAS METODOLOGÍAS PEDAGÓGICAS

5.1. NECESIDAD DE FORMACION PROFESIONAL EN BIOENERGÍA 5.2. INTRODUCCION A NUEVAS METODOLOGÍAS FORMATIVAS 5.3. EL MÉTODO “APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS”

ORGANIZA Mancomunidad Alta Sanabria.

FECHAS Del 17 al 28 de Octubre de 2019

MODALIDAD Curso online desarrollado a través de plataforma electrónica de formación MOODLE desarrollada por el proyecto (RURALMOODLE: www.ruralmoodle.com). Esta modalidad ha permitido desarrollar la formación durante un período más largo además de realizar la evaluación del funcionamiento y operatividad de la plataforma de formación E-learning desarrollada como producto intelectual 4 del proyecto como otro de os objetivos importantes de la actividad.

PARTICIPANTES Han participado un total de 12 personas pertenecientes a las 6 entidades que forman la asociación estratégica del proyecto, con 2 participantes de cada una de ellas.

EVALUACION El curso se ha evaluado a través de tests sobre los principales contenidos del programa y una encuesta final que han realizado todos los participantes. Se han expedido certificados de participación por parte de la entidad organizadora, a cada uno de los participantes tras haber superado el curso.

http://www.ruralmoodle.com/

"RURAL BIOENERGY: Training Plan on Bioenergy for the agri-food sector” 2017-1-ES01-KA202-038057 CURSO DE FORMACION CONJUNTA PARA EL PERSONAL DE LAS ENTIDADES DEL CONSORCIO (C1)


2017-1-ES01-KA202-038057


CONSORCIO (C1)


CONTENIDOS DEL CURSO C1

Esta publicación refleja solamente el punto de vista del autor y la Comisión Europea no es responsable del uso que de ella pueda hacerse


TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LA BIOENERGÍA

SESION TÉCNICA. Repaso de los principales conceptos generales que hay que conocer antes de profundizar en otros aspectos concretos de la bioenergía: ¿qué es?, ¿por qué se considera una energía renovable y más limpia que las procedentes de recursos fósiles?, ¿de qué residuos o cultivos puede obtenerse?, ¿cuáles son los principales procesos de transformación? etc.


1.1. ¿QUÉ ES LA BIOENERGÍA?

La bioenergía es la energía producida a partir de la transformación de la biomasa, es decir, la fracción orgánica o biodegradable de los productos, desechos y residuos de origen biológico procedentes de actividades agrarias (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales. La biomasa también puede proceder de cultivos específicamente plantados con fines energéticos. La biomasa puede ser utilizada directamente como biocombustible sólido o ser convertida en biocombustible líquido y/o gases. La bioenergía ofrece la posibilidad de un abastecimiento energético con recursos naturales autóctonos, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles importados. Es además, una alternativa para el manejo de residuos y facilita el desarrollo económico local.

La base del recurso de biomasa proviene de las actividades forestal y agrícola, y suele clasificarse como recurso primario cuando su origen es la cosecha directa de bosques y plantaciones agrícolas; como recurso secundario, cuando se trata de residuos de las industrias forestales, agrícolas o ganaderas; y como terciario, cuando su origen son residuos urbanos derivados de la construcción, demoliciones, embalajes y otros residuos domiciliarios.

1.2. ¿POR QUÉ ES UNA FORMA DE ENERGÍA RENOVABLE? VENTAJAS E INCONVENIENTES FRENTE A LAS FUENTES CONVENCIONALES Denominamos energías no renovables, a aquellas de cantidad limitada en la naturaleza. Este tipo de energías están englobadas en dos categorías, según su extracción: los combustibles fósiles y los nucleares. Pese a que sean habitualmente las que más contaminen -generando emisiones y/o residuos-, dado que son las que clásicamente se utilizan y todos sus mecanismos ya están construidos, suponen alrededor de un 80% de la energía mundial. Las fuentes de energía, no obstante, sólo se encuentran en determinadas zonas del planeta, por lo que su extracción y uso ha dependido históricamente del comercio y colaboración internacional y por ello ha sido el origen de muchos conflictos bélicos. Sin embargo, las energías renovables son de uso más reciente, toman como fuente materiales infinitos en la naturaleza -por ser inagotables o por su rápida regeneración-, contaminando menos en el proceso. La energía


renovable es la energía procedente de fuentes renovables no fósiles, como es el caso de la bioenergía además de las energías eólica, geotérmica, solar, hidráulica, oceánica, aerotérmica e hidrotérmica. Además la bioenergía es una energía limpia que se considera que no interfiere en el cambio climático. Mediante la fotosíntesis las plantas también absorben el CO2 y lo acumulan en los tejidos vegetales en forma de grasas, proteínas e hidratos de carbono. Posteriormente los animales herbívoros se alimentan de estos vegetales, de los que obtienen energía para después, siguiendo las cadenas tróficas, transferirla a los demás niveles de la cadena alimenticia. Dicha energía sigue varios caminos: por un lado, es devuelta a la atmósfera como dióxido de carbono mediante la respiración; por otro, se deriva hacia el medio acuático, donde puede quedar como sedimentos orgánicos o combinarse con el agua para producir carbonatos y bicarbonatos (que suponen el 71% de los recursos de carbono de la Tierra). Además de la actividad que llevan a cabo los reinos vegetal y animal en el ciclo del carbono también entra el carbono liberado mediante la putrefacción y la combustión. El equilibrio que se consigue con este ciclo se está rompiendo debido a que la actividad humana ha elevado el nivel de carbono en la atmósfera, sobre todo por la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo o gas natural) para producir energía. El resultado es que emitimos más dióxido de carbono del que el planeta puede absorber. Se considera que la biomasa tiene un balance neutro en emisiones de CO2 y su combustión no contribuye al aumento del efecto invernadero, ya que el CO2 emitido ha sido captado de la atmósfera previamente por las plantas mediante la fotosíntesis. Las principales ventajas del uso de bioenergía son las siguientes:

● Contribuye a la reducción de la dependencia de las importaciones de petróleo.

● La movilización de biomasa supone únicamente la obtención de un combustible renovable, neutro en cuanto a emisiones de CO2 y competitivo en precio con los combustibles fósiles que se importan desde fuera de la Unión Europea.

● Desempeña un importante papel en la preservación del medio ambiente, gracias fundamentalmente a la reducción de emisiones de CO2 por la sustitución del uso de combustibles fósiles y por la valorización de determinados residuos biomásicos generadores de emisiones difusas (tales como las

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deyecciones ganaderas, intensivas en generación de metano), aprovechando así las biomasas autóctonas y contribuyendo a convertir residuos potencialmente problemáticos en recursos.

● Juega un papel fundamental en la mejora de la gestión y limpieza de los montes, ayudando a prevenir los incendios.

● Repercusión positiva sobre el potencial de desarrollo regional y local, perspectivas de exportación, la cohesión social y las oportunidades de empleo en un nuevo sector, especialmente por lo que se refiere a las PYMEs y a los productores de energía independientes. Su impacto económico es especialmente positivo para la región en la que se instala.

● Al ser fuentes locales hay una mayor seguridad en el suministro local de energía, trayectos de transporte más cortos y menores pérdidas en la transmisión de la energía.

● Son menos contaminantes y más respetuosas con el medio ambiente, por lo que se consideran “energías limpias”.

● Son más seguras para la salud de las personas ya que no generan residuos y sus plantas de producción son fáciles de desmantelar.

Como inconvenientes de su uso frente a otras fuentes de energía convencionales podemos señalar:

● Requiere de innovación, investigación e inversiones.

● Puede promover el monocultivo extensivo y reducir la biodiversidad.

● Pueden emitir partículas tóxicas en su combustión.

● Puede incrementar la erosión y la degradación de los suelos.

● La relación oferta-consumo frecuentemente es definida por el mismo agente, sin una valoración explícita del recurso.

● Los sistemas bioenergéticos presentan en general costos de capital comparativamente más elevados que los sistemas convencionales basados en energía fósil.

● Normalmente no existe un marco institucional eficiente para estimular la producción y utilización racional de la bioenergía.

1.3. MATERIAS PRIMAS Y PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA. ECONOMÍA CIRCULAR Tomando como ejemplo el modelo cíclico de la naturaleza, la economía circular se presenta como un sistema de aprovechamiento de recursos donde prima la reducción de los elementos: minimizar la producción al mínimo indispensable y apostar por la reutilización de los elementos que por sus propiedades no pueden volver al medio ambiente. Es decir, la economía circular aboga por utilizar la mayor parte de materiales biodegradables posibles en la fabricación de bienes de consumo para que éstos puedan volver a la naturaleza sin causar daños medioambientales tras su vida útil. En los casos que no sea posible utilizar materiales “eco-


friendly” el objetivo será darle una nueva vida reincorporándolos al ciclo de producción y componer un nuevo producto. Uno de los principios más importantes de la economía circular es que los residuos se convierten en recurso. CLASIFICACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS O FUENTES DE BIOMASA POR SU ORIGEN ORIGEN FORESTAL Cultivos: especies principalmente leñosas producidas mediante las actividades de cultivo en terreno forestal, cosecha y, en caso necesario, del procesado de las materias primas recolectadas. También se consideran los productos forestales no madereros como las plantas aromáticas y medicinales, procedentes de recolección en sus hábitats naturales. Aprovechamientos forestales: biomasa originada como producto de las operaciones silvícolas en las masas forestales que precisen de permiso de corta o plan de ordenación para su extracción. Residuos forestales: biomasa residual generada en la limpieza y en el mantenimiento de las masas forestales y los espacios verdes. ORIGEN AGRÍCOLA Cultivos: especies herbáceas o leñosas producidas mediante las actividades de cultivo en terreno agrícola, cosecha y, en caso necesario, del procesado de las materias primas recolectadas. También se incluyen en este grupo los cultivos de algas, aunque se produzcan en medio acuoso. Residuos de las actividades agrícolas: biomasa residual originada durante el cultivo y primera transformación de productos agrícolas. ORIGEN GANADERO Residuos orgánicos generados en las explotaciones ganaderas. Se trata principalmente de la mezcla de deyecciones y la cama de ganado, denominándose comúnmente según la especie de la que proceden en estiércol, purines y gallinaza. ORIGEN INDUSTRIAL Subproductos y residuos procedentes de instalaciones industriales del sector agroalimentario: producción del aceite de oliva, procesado de cítricos, extracción de aceite de semillas, industria vinícola y alcoholera, conservera, cervecera, animal, producción de frutos secos, producción de arroz y procesado de algas. Subproductos y residuos procedentes de instalaciones industriales del sector forestal: industrias forestales de primera y segunda transformación (cortezas, serrerías, carpinterías, etc.), subproductos de la industria de la celulosa (lejías negras), procedentes de la recuperación de materiales lignocelulósicos (palés, materiales de construcción, muebles viejos, etc. ORIGEN RESIDUOS MUNICIPALES Es la fracción biodegradable de los residuos urbanos que se generan diariamente en todas las localidades. Además, se incluyen en esta categoría los lodos de depuradora, las aguas residuales y los residuos de hoteles restaurantes y cafeterías (aceites de fritura, etc.). PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA

Existen cuatro tipos de procesos que permiten obtener a partir de biomasa biocombustible, ya sea en estado sólido, líquido o gaseoso:

1) Los procesos termoquímicos, que se basan en la descomposición térmica de la biomasa, en ausencia o carencia de oxígeno, a través de procesos como la pirólisis, gasificación o combustión.


● Pirólisis: degradación térmica de biomasa en ausencia de oxígeno. Se genera gas de síntesis para combustible, bioaceites, carbón activo e hidrocarburos ligeros (principalmente olefinas y parafinas).

● Gasificación: Se somete a la biomasa a temperaturas que pueden oscilar entre los 800°C y 1.500°C en ausencia de oxígeno Se originan productos gaseosos que constituyen una mezcla conocida como gas de síntesis, syngas o gas pobre, y está compuesta fundamentalmente por nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano e hidrógeno en proporciones variables.

● Combustión (oxidación completa): proceso de oxidación a temperaturas entre 600 °C y 1300 °C. Genera CO2, agua y cenizas.

2) Los procesos mecánicos, que consisten en la transformación física de la biomasa, con el objeto de producir combustibles homogéneos y/o de mayor densidad como por ejemplo los pellets.

3) Los procesos químicos. Operaciones básicas para la transformación del material mediante reacciones químicas y conversiones catalizadas químicamente. Actualmente, el proceso químico empleado para la producción de biodiésel (metil ésteres de ácidos grasos) es la transesterificación. Este proceso consiste en combinar el aceite, normalmente aceite vegetal, con un alcohol ligero, normalmente metanol, obteniendo como principal subproducto la glicerina, que puede ser aprovechada en aplicaciones diversas. 4) Los procesos biológicos, que consisten en la degradación de biomasa por la acción de microorganismos o de enzimas. Como resultado se puede obtener biogás, bioetanol u otros compuestos resultantes de la acción de bacterias o levaduras. En la actualidad existen tecnologías comerciales ampliamente probadas, como la combustión directa o la digestión anaeróbica y otro número importante en etapas de investigación y desarrollo que permitirán mejorar la eficiencia o aprovechar otras fuentes de biomasa.


TEMA 2. LA BIOENERGÍA COMO UNA NUEVA OPORTUNIDAD PARA EL DESARROLLO RURAL SESION TÉCNICA. La producción y uso de la bioenergía se presenta como una nueva forma de aprovechamiento en el medio rural que puede contribuir a la diversificación económica y al desarrollo rural, además de ayudar a solucionar la problemática asociada a determinados residuos de las actividades en el medio rural. En esta lección se revisará el panorama general de los diferentes posibles aprovechamientos de la bioenergía en los sectores agroalimentarios (agricultura, ganadería, explotaciones forestales e industrias agroalimentarios), incluso a través de algunos ejemplos.


2.1. INTRODUCCIÓN A SUS APROVECHAMIENTOS EN LOS SECTORES FORESTAL, AGRÍCOLA Y AGRO-ALIMENTARIO

Las Asociaciones para la valorización energética de la Biomasa (por ejemplo en AVEBIOM en España) que agrupan a promotores de bioenergía, propietarios forestales y agrícolas, la industria forestal de primera transformación y la industria recuperadora de residuos, que tratan de defender el uso de la bioenergía como motor de la economía rural debido a la capacidad de generación de empleos que tiene este aprovechamiento, estiman que se pueden crear 135 puestos de trabajo directos por cada 10.000 habitantes usuarios de biomasa, frente a los 9 que se crean utilizando petróleo o gas natural (Miguel Trossero, FAO). Es decir, la capacidad de generación de empleo de la bioenergía es 14 veces superior que los combustibles fósiles. En un desarrollo hipotético, en el que la bioenergía llegase a todos los ciudadanos en España se podrían crear 594.000 puestos de trabajo. Un ejemplo ocurrido, es el de Italia que hace unos años vio cómo solo en apenas 4 años se creó un mercado de calor con biomasa de 3.500 millones de euros y 6.500 empleos. Como puede verse en el gráfico anterior algunos países europeos se encuentran entre los 10 primeros en el ranking de países a nivel mundial con más potencia instalada de aprovechamientos bioenergéticos (Italia, Suecia, Reino Unido y Alemania). En el sector forestal el uso de la bioenergía contribuye a una gestión forestal sostenible, siendo perfectamente compatible además con otros usos industriales. El aprovechamiento de los residuos forestales tras las talas mejora el problema de la infrautilización de los montes y reduce el riesgo de incendios. Un mayor aprovechamiento de las masas forestales aumentaría la productividad de los montes y mejoraría las condiciones socio-económicas del territorio. En Europa, se aprovecha de media el 61% del crecimiento


anual de las masas, y en los países nórdicos, casi el 90% gracias a lo cual se ha podido dinamizar la economía reteniendo población en el medio rural. Esto da una idea de las enormes posibilidades en los países del sur de Europa donde la productividad potencial de los bosques mucho mayor, por ser hasta 3 veces más largo el largo período vegetativo en estas latitudes. Pero además en el medio rural existe un enorme potencial de aprovechamiento de diferentes residuos de las diversas actividades agrícolas, ganaderas y de la industria agroalimentaria de transformación. Son muchos los ejemplos de residuos y subproductos que se producen en el medio rural con un enorme potencial energético. Orujillos, alpechines y huesos de aceituna como restos de la industria olivarera; restos de podas de frutales; sarmientos de vid, restos de piel y granos de uva, raspones y escobajos de uva como restos de la actividad vitivinícola; sueros de leche y otros restos y lodos de la industria vinícola, cervecera y agroalimentaria en general; purines y otros estiércoles ganaderos; pajas de cereal y otros restos de actividades agrarias; residuos de la industria cárnica; restos del sustrato de cultivo de champiñón, y muchos más. Finalmente también existe la posible actividad económica agrícola destinada a cultivos explotados con el único objetivo de la obtención de biomasa: cultivos energéticos, cultivos agrícolas o forestales de especies vegetales de crecimiento rápido que se plantan con el objetivo de su recolección para obtención de energía o como materia prima para la obtención de otras sustancias combustibles.

La madera es la tercera fuente de energía más utilizada en el mundo después del petróleo y el carbón. En general, se acepta que su uso de un modo razonable contribuye al mantenimiento del equilibrio bioquímico en el planeta (como hemos visto en el primer tema el carbono renovable no contribuye al efecto invernadero, el contenido de azufre es insignificante, etc.). El interés en la energía de la madera ha estado alentando el desarrollo de nuevas tecnologías que integran la automatización de la carga de combustible y la gestión de la

combustión durante varias décadas. Estas nuevas tecnologías se caracterizan por sus muy buenos parámetros tanto para la industria energética como para el medio ambiente.

Las fuentes de esta energía son muy importantes y se obtienen de los bosques (tocones, residuos, pequeñas ramas secas...), de la agricultura (productos de desecho de la poda de árboles, ramas jóvenes de la tala, desechos de productos agrícolas...) ó de actividades humanas e industriales (madera para reciclar, astillas, serrín, virutas, pellets, briquetas ...)

Un nuevo modelo de producción de energía, las perspectivas para el ahorro de energía y la promoción de nuevas fuentes de energía están relacionados con los nuevos modelos económicos, enfocados en el desarrollo local sostenible. Esto requiere una elección explícita de estrategias, dirigidas al ahorro de


energía general y un uso a gran escala de fuentes renovables por medio de instalaciones de pequeña y mediana capacidad, utilizando las fuentes de energía en el lugar. Esto reducirá al mínimo el efecto ambiental negativo y fomentará tanto la economía como el medio ambiente de estos territorios. Por lo tanto, un nuevo modelo de producción de energía debe cumplir con los siguientes objetivos:

Sostenibilidad económica: las perspectivas para la producción agrícola y forestal de energía dedicada están relacionadas con el beneficio económico de esta actividad para el negocio. La promoción de cadenas de producción locales para la utilización directa de productos agrícolas y forestales es una solución económicamente viable para las empresas agrícolas.

Sostenibilidad medioambiental: como resultado de la transformación energética de la biomasa agrícola y forestal, se logrará un equilibrio neutral del dióxido de carbono, es decir, la cantidad de CO2 liberado durante la combustión será igual a la cantidad absorbida en el ciclo biológico.

Importancia del desarrollo local: en los últimos años, las áreas rurales hicieron mucho por la recuperación de las empresas locales y el turismo, creando un modelo de desarrollo local, incorporando perfectamente la producción de energía a partir de fuentes renovables. Para ello se deben tomar medidas como: estimular la construcción a gran escala de pequeñas instalaciones; promoción de acuerdos para cadenas productivas; promoción de información y actividades educativas.

Otro aspecto que merece atención se refiere a los posibles modelos organizativos de las cadenas energéticas, su efecto en las condiciones de las nuevas oportunidades para el desarrollo de las granjas agrícolas, así como su papel en los modelos separados. Para ello, describiremos tres modelos básicos, revelados en los últimos años:

1) El modelo de producción de energía de tipo de circuito cerrado (es decir, para satisfacer las necesidades de la familia / la granja)

2) El modelo de venta de materiales de desecho para la producción de energía.

3) El modelo de venta de energía.

En el primer modelo organizativo, la empresa agrícola produce la energía necesaria y la consume por completo. La energía térmica, necesaria para el calentamiento de las instalaciones residenciales y de la empresa, puede producirse, por ejemplo, mediante pequeñas calderas que utilizan madera residual, madera fragmentada o pellets o, mediante paneles solares. La necesidad de electricidad puede satisfacerse con techos fotovoltaicos o mini instalaciones de energía eólica. En este caso, el empresario logrará una economía energética considerable ya que utiliza productos o subproductos de la granja o fuentes de energía natural. Obviamente, debe hacerse una evaluación cuidadosa de los costes de instalación, de los beneficios logrados y de las condiciones de amortización de la inversión.

El modelo de venta de material de desecho para la producción de energía es una actividad empresarial, cuyas características difieren según el tipo de organización de la cadena de producción. En el caso de la producción de energía industrial en grandes centrales eléctricas que, en la mayoría de los casos, están lejos de las instalaciones para la producción de material de desecho, las compañías agrícolas se verán seriamente perjudicadas debido a que el coste del procesamiento y transporte de los desechos o materiales disminuirán considerablemente el valor agregado para el productor.

Diferente es la situación con las instalaciones de pequeña y mediana escala, implementadas a nivel local y caracterizadas por una cadena de producción corta, en la que también participan los productores. Esto


disminuye el efecto ambiental negativo y asegura mayores ingresos para los agricultores. Este es el caso, por ejemplo, de las redes de calefacción, que se alimentan con leña, que se utilizan para calentar pequeños municipios, estructuras públicas o áreas residenciales. En este caso, el origen local del material de desecho y la negociación directa del precio entre los participantes en la cadena de producción asegura un mayor valor agregado para el productor.

En los últimos años, predominantemente en algunos países, se estableció el modelo de venta de energía de las granjas agrícolas. En este caso tenemos tipos de organización más o menos complejos. El caso más simple, al que llamaremos "calienta a tu vecino", es el caso de las empresas, que construyen pequeñas redes de calefacción que satisfacen las necesidades del negocio y también proporcionan calefacción a los vecinos más cercanos. En otros casos, los empresarios crean pequeñas cadenas de producción de circuito cerrado, proporcionando así a sus clientes una instalación, material de desecho y mantenimiento de la instalación.

Se ha acumulado experiencia de vanguardia de asociaciones o cooperativas agrícolas, dedicadas a la producción de energía. Estos son realmente negocios de agro-energía donde los agricultores suministran material de desecho para el negocio y poseen una participación en sus ganancias, ya sea directamente o mediante la recuperación de energía (por ejemplo, biocombustibles).

En conclusión, podemos decir que la producción de energía a partir de fuentes renovables es una buena oportunidad para las empresas agrícolas. La rentabilidad y la ganancia de esta actividad dependen del éxito con que la granja maneje las fases separadas de la cadena de producción.

2.2. APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS ANIMALES Y VEGETALES COMO FUENTES DE ENERGÍA EN EL MEDIO RURAL.

La gestión de residuos o la eliminación de residuos son todas aquellas actividades y acciones necesarias para gestionar los residuos desde su inicio hasta su eliminación final, en este caso hasta su empleo para la producción de energía. Esto incluye, entre otras cosas, la recogida, el transporte, el tratamiento y la


eliminación de desechos junto con el monitoreo y la regulación. La gestión de residuos dentro de una empresa agrícola consiste en cómo deshacerse de todo aquello que no desea en la granja.

El empleo de los residuos agrícolas y ganaderos como bioenergía aparte de resolver el problema de la eliminación de estos residuos implica la valorización económica de un recurso nuevo que puede suponer un ingreso económico o ahorro importante si se emplea para autoconsumo.

Además el empleo de residuos agroalimentarios como materia prima para producción de energía puede resolver otros problemas asociados a estos residuos (olores, contaminación de suelos, etc). Cuando los desechos orgánicos se descomponen por microorganismos en un ambiente que genera calor, el volumen de desechos se reduce, se destruyen muchos organismos nocivos y se producen productos útiles y potencialmente comercializables.

• Debido a que no se sabe qué hacer con ellos en algunas ocasiones los desechos se descargan y amontonan indiscriminadamente, lo que conduce a la contaminación del suelo, el aire y el agua. • Algunos desechos también se usan como combustible o se queman abiertamente, contaminando de esta manera el aire. • En el caso de los ganaderos, los desechos representan un peligro para sus animales si no se eliminan adecuadamente. • Donde se aplican las regulaciones ambientales, los agricultores se enfrentan a importantes desafíos adicionales.

Estos desafíos, entre otros, podrían convertirse en oportunidades utilizando los desechos para generar varios productos para uso propio o para ventas lo cual también ofrece a los agricultores una forma de amortiguador de la posible fluctuación de los precios. Donde haya caídas en de precios, los ingresos por los desechos podrían proporcionar un apoyo adicional interesante.

También hace que el grado de dependencia energética descienda de una forma significativa.

Los productos energéticos a partir de residuos pueden ser:

• Biogás • Otros biocombustibles • Pellets • Residuos de materia prima para central eléctrica. • Electricidad • Vapor para calentamiento y secado.

La mayoría de estos productos podrían no ser consumidos por el agricultor. Podrían ser vendidos para generar ingresos adicionales e impulsar el negocio.

La energía obtenida de la biomasa se puede utilizar para:

• Producción de calor, principalmente calefacción, usado en las propias instalaciones ganaderas o en los procesos industriales o en redes de calor (district heating) abasteciendo de calefacción y agua caliente a conjuntos de viviendas y edificaciones, a barrios o pueblos y ciudades enteras.

• Generación eléctrica (en pequeña escala para autoconsumo pero más habitualmente en grandes centrales eléctricas para verter a la red)


• Producción de combustibles.

Recientemente, el uso de biomasa como fuente de energía ha aumentado en la UE y contribuye significativamente a la diversificación del suministro de energía en Europa. La industria relacionada con la energía de biomasa crea un nuevo trabajo para las personas y reduce las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

La biomasa es cualquier materia orgánica (madera, cultivos, algas, desechos animales) que se puede utilizar como fuente de energía. La biomasa es probablemente nuestra fuente de energía más antigua después del sol. Durante miles de años, las personas han quemado madera para calentar sus hogares y cocinar sus alimentos. La biomasa obtiene su energía del sol: toda la materia orgánica contiene energía almacenada del sol. Durante un proceso llamado fotosíntesis, la luz solar proporciona a las plantas la energía que necesitan para convertir el agua y el dióxido de carbono en oxígeno y azúcares. Estos azúcares o carbohidratos, suministran energía a las plantas y a los animales que las comen. La biomasa es una fuente de energía renovable porque sus suministros no están limitados. Siempre podemos cultivar árboles y cultivos, y siempre habrá residuos.

Formas de biomasa Energía / Combustibles: Los combustibles de biomasa o los biocombustibles se encuentran en varias formas: sólido (madera, serrín, basura, etc); líquido o en forma de gas (biogás).

La biomasa existe en la fina capa superficial de nuestro planeta llamada biosfera. Representa solo una pequeña fracción de la masa total de la tierra, pero es una enorme reserva de energía, como un almacén continuamente repuesto. El sol es la principal fuente de suministro de energía. De hecho, se cree que una fracción muy pequeña, es decir, alrededor del 0,5 por ciento de la energía solar que incide sobre la Tierra, es capturada por las plantas a través de la fotosíntesis a nivel mundial. La biomasa incluye principalmente árboles y residuos de plantas (por ejemplo, madera, serrín, hojas, ramitas), residuos agrícolas, residuos de animales, etc.

Recursos de biomasa y residuos biológicos: Por lo general, la biomasa se refiere a la parte no alimenticia de las plantas. Varios recursos de biomasa incluyen especies leñosas y herbáceas, desechos de madera, residuos agrícolas e industriales, residuos de papel, residuos sólidos municipales, bio-sólidos, residuos del procesamiento de alimentos, residuos animales, plantas acuáticas y algas, y así sucesivamente. Los principales componentes orgánicos de la biomasa pueden ser clasificados en celulosa, hemicelulosas y lignina.

Principales formas de utilización de la energía de la biomasa:

Hay cuatro formas principales de utilizar la energía de biomasa: combustión directa, gasificación, pirólisis y digestión anaeróbica. En las regiones rurales de los países en desarrollo, la combustión de residuos agrícolas secos ha sido el método más importante para calentar y cocinar.

• La biomasa seca se puede quemar para producir calor o electricidad. También puede gasificarse para producir metano, hidrógeno y monóxido de carbono, o se puede convertir en un combustible líquido.

• La forma húmeda de la biomasa, como los lodos de depuración, el estiércol de ganado y los desechos de la industria alimentaria, pueden fermentarse para producir combustible y fertilizantes.

Debido a que la biomasa se puede convertir directamente en un combustible líquido, podría cubrir gran parte de nuestras necesidades de combustible de transporte en el futuro para automóviles, camiones, autobuses, aviones y trenes.


2.3. CULTIVOS ENERGÉTICOS

2.3.1. INTRODUCCION Y CARACTERÍSTICAS DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS

Como se ha visto hasta aquí se puede obtener bioenergía de las industrias de primera y segunda transformación de los productos agrícolas y forestales, de los residuos de explotaciones ganaderas, de los restos de aprovechamientos forestales y de los residuos de los cultivos.

Pero también se obtiene de cultivos explotados con el único objetivo de la obtención de biomasa. A estos últimos se les denomina cultivos energéticos, pero no dejan de ser cultivos agrícolas o forestales (aquí nos centraremos en los primeros)

¿QUÉ SON LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS?

Se definen como cultivos energéticos aquellas especies vegetales de crecimiento rápido que se plantan con el objetivo de su recolección para obtención de energía o como materia prima para la obtención de otras sustancias combustibles.

La ventaja fundamental de los cultivos es la predictibilidad de su disposición y la concentración espacial de la biomasa, asegurando el suministro.

Los cultivos energéticos son una opción interesante como fuentes de energía alternativas al petróleo que pueden, además de reducir la dependencia de los combustibles convencionales, representar una oportunidad potencial para el sector agrario contribuyendo al desarrollo rural de zonas marginadas, motivando la inversión, revalorizando las tierras y evitando la emigración rural y el abandono de la tierra.

Los cultivos energéticos, como cualquier otro, deben responder lo más posible a criterios de sostenibilidad y respeto medioambiental así como ser rentables económicamente para los productores. Por tanto deben responder a las siguientes características:

• Adaptarse a las condiciones edafo-climáticas del lugar donde se cultiven: la productividad será mayor en aquellos lugares que reúnen condiciones más favorables por lo que es importante buscar el tipo de cultivo que mejor se acomode a las características del suelo y a las condiciones del lugar.

• Tener altos niveles de productividad en biomasa y bajos costes de producción, intentando obtener la mayor rentabilidad económica y energética posible. Interesa que las explotaciones no requieran mucha atención cultural para ahorrar en gastos de explotación y que sean más rentables. Suelen tratarse de cultivos de crecimiento rápido y rotaciones cortas con una alta producción anual además de tener un alto rendimiento en la transformación energética posterior.

• Tener un manejo sencillo. Los cultivos energéticos, aunque tienen sus propios requerimientos y condiciones de explotación, es interesante que sean lo más parecidas posible a cualquier otro cultivo durante su proceso de desarrollo, constituyendo productos agrarios que requieran técnicas y labores agrícolas comunes entre los agricultores así como la utilización de maquinaria convencional existente en la gran mayoría de las explotaciones, sin necesidad de grandes inversiones en maquinaria específica para su cultivo.

• Tener un balance energético positivo: la energía que produzcan debe ser mayor que la energía necesaria en su desarrollo, es decir se extrae de ellos más energía de la que se invierte en el cultivo y su puesta en planta. Esto es una condición indispensable para ser considerado como fuente de energía.


• Ser sostenibles y no contribuir a degradar el medio ambiente: para que la biomasa sea efectiva en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, debe producirse de manera sostenible. La producción de biomasa implica una cadena de actividades que van desde el cultivo de materias primas hasta la conversión de energía final. Cada paso en el camino puede plantear diferentes retos de sostenibilidad que deben gestionarse.

La Comisión Europea ha emitido recomendaciones sobre criterios de sostenibilidad para la biomasa (en las instalaciones de energía de al menos 1 MW de calor térmico o energía eléctrica):

• prohibir el uso de biomasa de tierra convertida de bosque y otras áreas con alto contenido de carbono, así como áreas de alta biodiversidad

• garantizar que los biocombustibles emitan al menos un 35% menos de gases de efecto invernadero a lo largo de su ciclo de vida (cultivo, procesamiento, transporte, etc.) en comparación con los combustibles fósiles. Para nuevas instalaciones, esta cantidad aumentó a 50% en 2017 y 60% en 2018

• favorecer los esquemas nacionales de apoyo a los biocombustibles para instalaciones altamente eficientes

• alentar el seguimiento del origen de toda la biomasa consumida en la UE para garantizar su sostenibilidad

Específicamente los cultivos deben cumplir los siguientes requisitos:

- No empobrecer el suelo y permitir la fácil recuperación de la tierra, para implantar posteriormente otros cultivos. Esta posibilidad de cultivar en las tierras después de desarrollarse el cultivo energético es muy importante ya que, si el agricultor decide levantar la superficie destinada a un cultivo energético la parcela debe permanecer al menos en las mismas condiciones previas al cultivo energético para poder ser usada para el cultivo de otra especie en la campaña siguiente.

- Los requerimientos edáficos y climáticos deben ser similares a los cultivos en retirada de forma que se puedan cultivar en los terrenos antes utilizados por éstos.

- Los requerimientos de inputs de producción deben ser reducidos, de tal forma que las necesidades, tanto en fertilizantes como en fitosanitarios o el consumo de agua para riego o de carburante para realizar las labores agrícolas necesarias, no sean elevados y no deterioren el medioambiente.

- No suponer un peligro para el resto de la flora, siendo su propagación, fuera del área de cultivo, nula por su forma de diseminación o fácilmente controlable; es decir que no suponga un riesgo de convertirse en especies invasoras-


CLASIFICACIÓN DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS

Se pueden clasificar atendiendo a diversos criterios.

1) En función de la naturaleza de la biomasa del cultivo energético se puede distinguir entre:

- Cultivos herbáceos: aquellos en los que su ciclo de cultivo se desarrolla durante menos de un año. Ejemplo: trigo, cebada, cardo, etc.

- Cultivos leñosos: con un crecimiento más lento que los herbáceos, su ciclo de cultivo se desarrolla durante varios años. Ejemplo: chopo, eucalipto, sauce, etc.

2) En función del conocimiento que se tenga de la especie vegetal o del número de hectáreas que se cultivan históricamente del mismo en un determinado lugar, se tiene lo siguiente:

- Cultivos tradicionales: aquellas especies vegetales que se cultivan históricamente en una determinada región o comarca para la alimentación u obtención de materias primas de interés para la industria. Ejemplo en España: trigo, girasol, maíz, chopo, etc.

- Cultivos alternativos: aquellas especies que, a pesar de tener aptitudes para su desarrollo con fines energéticos, o no se conocen en un determinado lugar o bien se conocen, pero no se cultivan. Ejemplo en España: cardo, pataca, sorgo, etc.

3) Atendiendo al medio en el que viven los cultivos energéticos, estos se pueden clasificar de la siguiente manera:

- Cultivos terrestres: aquellos que viven en tierra firme. Ejemplo: colza, cardo, chopo, etc.

- Cultivos acuáticos: especies vegetales que viven necesariamente en lugares en los que está presente el agua. Ejemplo: Chlorella sp., Alaria sp., etc.


4) Según el tipo de biomasa que producen y su aprovechamiento final se pueden clasificar de la siguiente manera:

4.1.- Cultivos productores de biomasa lignocelulósica: los que tienen un importante contenido en celulosa que les hace ser especialmente aptos para combustión directa en calderas para producción de energía eléctrica o térmica, con o sin transformación, pudiendo usarse para distintas aplicaciones:

* Térmicas, como climatización de edificios, agua caliente sanitaria y aplicaciones industriales (preparación de cualquier fluido de proceso).

* Fabricación de combustibles más elaborados, con un valor añadido a la biomasa bruta, como astillas o pelets.

* Cogeneración generalmente asociada a una actividad industrial o generación eléctrica simple.

* Obtención de biocarburantes de segunda generación. Se conoce con este nombre a aquellos biocombustibles que se obtienen a partir de biomasa lignocelulósica procedente de residuos de cultivos y de subproductos de las industrias alimentaria y forestal (aunque también pueden proceder de cultivos específicamente destinados a su obtención tales como las algas o la Jatropha). A diferencia de los de primera generación, estos residuos no sólo no tienen valor económico en el contexto en el que se generan, sino que suelen provocar problemas ambientales en su eliminación. Los cultivos son abundantes y de rápido crecimiento en ciclos cortos, por lo que las tierras se pueden recuperar fácilmente para el uso que se considere o dedicarlos específicamente a la producción de biomasa con fines energéticos.

Los cultivos lignocelulósicos en el área mediterránea son los de especies leñosas cultivadas en turnos de rotación cortos (chopo, eucalipto, etc), o los cultivos de especies herbáceas, entre los que destaca el cardo.

Por lo tanto proceden del sector forestal, agrícola o de industrias transformadoras y que son destinados a la generación de energía térmica o eléctrica.

4.2.- Cultivos para producción de biocarburantes. Son los que se destinan a biocarburantes o combustibles líquidos obtenidos a partir de productos agrícolas y a su vez se clasifican en dos grupos:

- Cultivos de plantas oleaginosas: aquellos a partir de los cuales se obtiene aceite, y mediante una serie de procesos químicos ese aceite se transforma en biodiesel utilizable en todos los vehículos diesel. Ejemplo: girasol, colza, cardo, etc.

- Cultivos de plantas alcoholígenas: aquellos a partir de los cuales se genera bioetanol, y mediante una serie de reacciones químicas en las que participa dicho bioetanol se obtiene ETBE (etil-ter-butil-éter), empleado como aditivo de la gasolina. Ejemplo: trigo, cebada, pataca, sorgo, etc.

La UE lleva años apoyando la utilización de biocarburantes con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, diversificar las fuentes de abastecimiento y desarrollar combustibles alternativos al petróleo.

De acuerdo con la anterior clasificación un mismo cultivo energético se puede clasificar en distintos grupos en función del criterio que se siga. Ejemplo: la cebada es un cultivo tradicional terrestre, herbáceo y alcoholígeno; mientras que, por ejemplo, el cardo es un cultivo alternativo, herbáceo, terrestre y lignocelulósico.


2.3.2. PRINCIPALES ESPECIES DE CULTIVOS ENERGÉTICOS

CULTIVOS AGRÍCOLAS LIGNOCELULÓSICOS

CEREALES

Aunque existe una amplia oferta de posibilidades de nuevos cultivos para producir biomasa, los cereales son uno de los más apropiados para la producción de biomasa (para la producción de calor o de calor y electricidad) dada la tradición de cultivo existente.

Todas las especies de cereales de invierno son susceptibles de utilizarse en la producción de energía (trigos, cebadas, triticales, avenas y centenos principalmente), aunque unos serán más favorables que otros para el uso energético. Los triticales, avenas y centenos son los mejores para aprovechamiento de su biomasa integral para producir energía por ser las especies con menores índices de cosecha (biomasa grano/biomasa total). Las avenas y los centenos tienen la ventaja de ser menores demandantes de nitrógeno y, por tanto, menos costosos de producir. Aunque no hay que obviar que también son más sensibles al encamado y menos aconsejables en tierras de alta productividad.

El sistema de cultivo es el mismo si hablamos de una producción de grano que si hablamos de una producción de biomasa, siendo la recolección el único elemento diferente a tener en cuenta (siega de la planta entera y empacado posterior). De este modo, los costes de producción son similares a los costes tradicionales de producir cereales, aunque la recolección de la biomasa es más costosa económicamente que la recolección del grano.

Los costes totales de producir biomasa son superiores a la producción de grano, aunque los sistemas de recolección de la biomasa actuales tienen todavía mucho que evolucionar, mejorando su eficiencia y reduciendo por tanto el coste final. Es razonable pensar que los costes finales de producir biomasa con cereales se sitúen en un horizonte próximo en torno al 20% por encima de la producción de grano (según estimaciones del ITGA de Navarra-Spain).

De un modo sencillo se puede estimar que los precios de la biomasa de los cereales deberían situarse próximos a la mitad del precio del grano del mismo cereal.Los cereales además tienen posibilidades energéticas aunque se cultiven para otros aprovechamientos pues los residuos como las pajas de cereal pueden ser un complemento de ingresos para los agricultores porque pueden quemarse como biomasa sólida.

CARDO (Cynara cardunculus)


El cardo es una especie vivaz muy bien adaptada al clima mediterráneo de veranos secos y calurosos que puede alcanzar buenas producciones para biomasa: cuando el cultivo está establecido puede alcanzar producciones totales superiores a 18-20 Tm de materia seca por Ha y año.

El cultivo de cardo podemos decir que entra en producción a partir del segundo año, pudiendo permanecer en el mismo terreno una cantidad de años ilimitada, siempre que se lleven a cabo unos mínimos cuidados necesarios para su mantenimiento.

En el cultivo de cardo hay que tener presente la consideración de que el primer año es de implantación, con un desarrollo lento ya que procede de semilla. Los años posteriores sucesivos la planta rebrota de las yemas remanentes del cuello de la raíz y forma rápidamente una roseta de hojas basales gracias a las reservas acumuladas en la raíz.

Para una producción media durante los siete años de duración de la cepa el coste es de 20 € por tonelada, puesta en planta. Este precio es competitivo para aplicaciones térmicas, con respecto al coste de los combustibles fósiles.

Brassica carinata

La Brassica carinata es una planta crucífera aunque a diferencia de otras no se cultiva como oleaginosa porque la torta del grano es tóxica, y eso hace perder mucho valor a la semilla.

Pero es una planta interesante para la producción de biomasa por su alta productividad, ser menos exigente que Brassica napus e integrarse muy bien en las rotaciones, siendo más beneficiosa que un año de barbecho lo que la hace económicamente sostenible, ya que se ha demostrado que produce incrementos de rendimiento en los cultivos posteriores, por ejemplo de cereal.

Brassica carinata como cultivo para el aprovechamiento de su biomasa se adapta bien a los secanos frescos e intermedios, con producciones que se sitúan en torno a las 6-8 Tm/Ha de biomasa. En cuanto al coste de producción, incluida recolección y transporte a fábrica, está en torno a 50-70 €/Tm.

El cultivo de brasicas se integra perfectamente en la rotación cerealista, mejorando los rendimientos en los cereales siguientes y permitiendo la reducción del uso de fertilizantes nitrogenados y de fitosanitarios.

Brassica carinata es recomendable para ser la cabecera de un ciclo de rotación, seguida de un cereal y una leguminosa. Este sistema de rotación consiste en que el primer año se implanta un cultivo de cabecera de biomasa (por ejemplo brasicas), los dos años siguientes un cultivo de cereal y, por último, uno de leguminosas, consiguiendo un rendimiento mucho mayor en cada cultivo debido a la interacción que se da entre ellos.

Los rendimientos de Brassica carinata varían mucho en función de la técnica de recolección con los siguientes rendimientos (fuente ITGA Navarra): 7.000 kg biomasa/ Ha con segadora, 4.000 kg biomasa/Ha con segadora-cosechadora (más aproximadamente 1.100 kg grano/Ha) y unos 2.200 kg biomasa /Ha con cosechadora (y unos 1.900 kg. grano/Ha)

Tanto el cultivo como la recolección de la biomasa de esta especie pueden hacerse con maquinaria convencional, sin que sean necesarias inversiones extraordinarias por parte del productor.

El balance energético de algunas especies agrícolas que se pueden emplear para producir biomasa lignocelulósica ha sido estudiado en el proyecto “Bioelectricity crops” financiado por la UE. Los resultados son los siguientes:


CULTIVO PRODUCCION MATERIA SECA

OUTPUT ENERGETICO

INPUT ENERGETICO

BALANCE (OUTPUT-INPUT)

RENDI- MIENTO

B. carinata A. Braun

5,2 95.609 16.402 78.873 5,8

Brassica napus 4,8 88.702 15.407 73.315 5,7 Sorghum bicolor 21,4 386.719 39.713 347.006 9,7

Fuente: Proyecto “Bioelectricity crops”. Contrato NNE-2001-0065. ITGA de Navarra y J. Fernández

SORGO (Sorghum bicolor)

El sorgo es una especie anual de la familia de las gramíneas de origen tropical. Entre las variedades para cultivos con fines de producción de biomasa lignocelulósica destaca el sorgo para fibra.

El sorgo para fibra, con las limitaciones de temperatura y necesidad de riegos, es de los cultivos más interesantes en cuanto a la producción de bioenergía debido a su posible doble aprovechamiento: la producción del grano para la obtención de biocarburantes, y el resto de la planta (que puede crecer hasta los 4 m de altura) para uso de biomasa con fines térmicos o eléctricos.

Los rendimientos son muy variables en función de la zona de cultivo; en la zona mediterránea pueden obtenerse datos muy positivos en cuanto a la producción de materia seca en condiciones de cultivo exigentes (fertilidad, disponibilidad de agua y temperaturas suaves).

Para obtener buenas producciones hacen falta suelos de mediana a buena calidad, siembra para obtener de 150.000 a 200.000 plantas/Ha. y riegos de 7.000 m3/Ha. y año. Algunos estudios realizados en España apuntan a una productividad de 80 Tm/Ha. y unos 10 kg de azúcar y 17 Tm de materia seca por Ha.

Otras especies con posibilidades

Entre las plantas herbáceas de rápido crecimiento que pueden quemarse directamente para producir calor y electricidad encontramos además otras: Miscanthus spp. y Arundo donax porque, además de la alta productividad, no son exigentes en condiciones edafoclimáticas. Staiss y Pereira (2002) indican que, en regiones con buenas condiciones de agua y radiación solar y altas temperaturas, los rendimientos de 32 t de materia seca / ha / año de Miscanthus y hasta 40 t de materia seca / ha / año de Arundo donax. Brás et al. (2006) agrega que la alta productividad demostrada de Miscanthus anuncia un aumento en el área dedicada a su producción, especialmente en tierras en barbecho. Por otro lado, a pesar del potencial de Arundo donax, tanto productivo como de uso final, la prudencia en su adopción es necesaria ya que esta especie revela un comportamiento invasor en diferentes circunstancias, como se menciona en la literatura.

CULTIVOS DE PLANTAS OLEAGINOSAS

Se puede utilizar una gran cantidad de plantas para producir biocombustibles siempre que se observen buenas prácticas agrícolas y ambientales durante su cultivo y que no compitan con los alimentos.

Con respecto al biodiesel, aunque inicialmente se produjo en gran medida a partir del aceite de girasol y de colza, otros cultivos también se adoptaron como materias primas, como la soja y la palma (Rosa, 2008), aunque algunos mostraron una mayor productividad que otros. Sin embargo, otras plantas oleaginosas, menos exigentes en suelo, humedad y clima, han demostrado ser mejores soluciones para el uso de suelos más pobres, como la jatropha curcas y el aceite de ricino. Además, presentan mejores índices de productividad que los cultivos de primera generación utilizados para la producción de biodiesel (Marques, 2008).


GIRASOL

El cultivo más tradicional es el girasol. Staiss y Pereira (2002) indican que las nuevas variedades de girasol pueden alcanzar rendimientos de 2.5 a 4.0 Tm de semillas / Ha con un contenido de aceite de 40 a 50%.

COLZA

La colza es una planta de la familia de las crucíferas que tradicionalmente se ha aprovechado para producción de semilla oleaginosa. Se siembra en suelos frescos y fértiles en climas no excesivamente fríos y con una pluviosidad razonable.

El aceite de colza, que produce una alta producción de grano y produce un aceite de excelente calidad, es la semilla oleaginosa más cultivada en la UE, siendo Alemania el principal productor. Bajo condiciones ambientales de la península ibérica este cultivo se puede sembrar en

septiembre-octubre y cosechar en mayo, lo que ofrece ventajas sobre el cultivo de girasol en condiciones de secano, ya que solo en junio comienza la fase crítica de floración (Lourenço y Januário, 2008).

OTROS CULTIVOS

Se han intentado cultivos como el cardo o la jatropha para reemplazar los cultivos de girasol, especialmente en suelos con menos retención de agua.

El cardo es una planta perenne con una fase de crecimiento activo en otoño y primavera y puede producir 20 Tm de materia seca por hectárea por año y aproximadamente 2 a 3 Tm de semillas por hectárea por año, con un contenido de aceite del 25% (Staiss y Pereira, 2002). Además, como ya se ha dicho, el cardo se puede cultivar con la capacidad dual de, además del aceite de semilla, también puede suministrar biomasa sólida como materia prima para la producción de energía (Brás et al., 2006; Lourenço y Januário, 2008), dando rendimientos interesantes cuando se compara con las plantas celulósicas.

De las oleaginosas menos estudiadas, Jatropha es la que ha generado más expectativas debido al éxito obtenido en países como India o China. Sin embargo en Europa es difícil mantener las plantas viables durante el invierno, principalmente debido a las heladas.

Los cultivos tradicionales para la obtención de biodiésel han sido la colza o el girasol, aunque existen nuevos cultivos que se están implantando rápidamente.


Como en cualquier otro cultivo, el clima va a influir en el desarrollo de los cultivos, por ejemplo, a partir de una hectárea de palma en las regiones tropicales se obtiene entre 3.700 y 5.400 l de biodiésel, mientras que si el cultivo es cardo en secano en regiones de clima mediterráneo se obtiene entre 150 y 360 l y además entre 9 y 13,5 Tm de materia seca

CULTIVOS PARA BIOALCOHOLES O BIOETANOL

El alcohol etílico de origen vegetal o bioetanol es un producto químico obtenido a partir de la fermentación de los azucares que se encuentran en los productos vegetales (tales como cereales, remolacha, caña de azúcar o biomasa). Se obtiene por fermentación de materias primas azucaradas con un grado alcohólico inicial del 10 al 15%, pudiéndose concentrar más tarde por destilación hasta la obtención del denominado alcohol hidratado, 4-5% de agua, o llegar hasta el alcohol absoluto tras un proceso específico de deshidratación.

El etanol hidratado se puede u0tilizar directamente en los motores de explosión convencionales con ligeras modificaciones, y unos rendimientos análogos a los que se obtienen en los de gasolina, si están bien regulados. El etanol absoluto se puede usar en mezcla con la gasolina normal para aumentar el índice de octano y eliminar los aditivos de plomo en los supercarburantes. Estos carburantes se conocen con el nombre de "gaso-holes".

El etanol se usa en mezclas con la gasolina en concentraciones del 5, el 10%, e incluso el 85%, E5, E10 y E85 respectivamente, que no requieren modificaciones en los motores actuales.

Las materias primas utilizadas para producir este tipo de alcoholes deben ser productos hidrocarbonados de bajo coste, ya sean de tipo azucarado o amiláceo, susceptibles de sufrir un proceso de fermentación directamente, como la fructosa, la glucosa o la sacarosa, o tras un proceso de hidrólisis, como es el caso del almidón o la inulina.

Cultivos como la caña de azúcar, el sorgo azucarero o la remolacha entre los del primer grupo y cereales, mandioca, patatas, entre los del segundo, pueden resultar económicamente interesantes en algunas circunstancias para la producción de etanol carburante.

Aproximadamente, se puede obtener un litro de etanol a partir de 2,5-3 kg de granos de cereal, de 10 kg de raíces de remolacha o de 15-20 kg de caña de azúcar. Mediante el cultivo de una hectárea de regadío de remolacha se pueden producir 6.000 litros de etanol, mientras que si se cultiva maíz o sorgo dulce se obtienen 3.700 l o si el cultivo es la caña de azúcar se producen hasta 10.000 l. Si el cultivo es en secano, una hectárea de trigo produciría 880 l, mientras que el sorgo dulce produciría 700 l (Proyecto ECAS 2007).

Al igual que en el biodiésel, la producción con cultivos tradicionales como el maíz está dando paso a la aparición de nuevas especies de mayor rendimiento.


TEMA 3. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES. PRODUCCIÓN Y USO.

SESION TÉCNICA.


3.1. BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS. ENERGÍA DE LA MADERA

El desarrollo de la energía de la madera a largo plazo tiene una situación muy favorable a nivel mundial en las diferentes actividades humanas. La energía de la madera es la energía renovable más utilizada en el mundo y constituye una parte importante de los planes de desarrollo a largo plazo.

La madera es una fuente de energía que se regenera a través de la fotosíntesis. Su utilización razonable no perjudicará las reservas energéticas y el medio ambiente para las generaciones futuras. Permite ahorrar las fuentes de energía fósil (petróleo, gas natural, carbón, uranio) que son de cantidades finitas y de distribución no uniforme. El tiempo de regeneración de la madera es mucho más corto en comparación con otras fuentes de energía, como se muestra en la siguiente tabla (fuente: Eurofor, Inestene)

Energía Período de regeneración Reservas estimadas Madera 15-200 años Renovable Carbón 250- 300 millones de años 500 años Petróleo 100- 450 millones de años 50 años

Además estos biocombustibles sólidos pueden proceder de residuos de actividades agrícolas y forestales entre otras.

Aunque generalmente se suele asimilar biomasa y bioenergía, en muchas ocasiones cuando se habla de biomasa nos estamos refiriendo a los biocombustibles sólidos.

Como se ha visto en los temas anteriores la principal ventaja de la energía de la biomasa es que no contribuye al efecto invernadero. La cantidad de CO2 que se libera en la combustión de la madera es comparable a la cantidad producida durante su formación natural. Esta cantidad de CO2 corresponde a la cantidad absorbida a través de la fotosíntesis en el proceso de crecimiento. De esta manera, se mantiene el equilibrio y, por lo tanto, el balance de CO2 es cero.

3.1.1. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES SOLIDOS

En el marco del aumento de la importancia de las energías renovables y la energía de la madera, los últimos años ha habido una evolución tecnológica continua en el proceso de producción de combustibles de madera. En el contexto de la actividad forestal, se han desarrollado nuevos productos adaptados a diferentes necesidades.

Los principales combustibles de madera disponibles en el mercado son:

• Troncos de madera • Astillas de madera • Pellets • Microastillas de madera


Troncos de madera

En muchos estados europeos, la madera en forma de troncos es el combustible de madera más extendido para la producción de calor. Los principales problemas para este sector son el alto precio de producción, la falta de una calidad uniforme del combustible y el inconveniente de su uso.

La producción de troncos de madera implica las siguientes fases:

• Silvicultura

• Cosecha

• Preparación de troncos

Por lo tanto, existe una necesidad inmediata de mejorar la calidad de los productos y minimizar los costes de producción para desarrollar este mercado. La cosecha y la preparación de la leña deben mejorarse, pasando de los medios convencionales usados tradicionalmente a su modernización a través de una amplia mecanización:

- Existe una tendencia a pasar de los métodos convencionales de producción de madera a la producción en sitios permanentes.

- La logística de la producción de leña a menudo no está cubierta por las especificaciones del proceso, ya que la leña todavía se considera solo como un producto secundario de la producción de madera para aplicaciones industriales.

- En los últimos diez años, el nuevo equipo destinado a todo el proceso de producción de leña (por ejemplo, máquinas para talar, máquinas combinadas para talar y cortar, máquinas para medir el volumen de madera, etc.) permitió mejorar y proporcionar especificaciones conjuntas para la logística de producción de leña y su preparación para uso inmediato.

Las astillas son un combustible de madera muy interesante, se adapta para ser utilizado en una amplia gama de plantas de calefacción, desde las domésticas hasta las redes de calefacción de comunidad. La producción de astillas de madera es una actividad forestal o agrícola bastante simple, que incluye las siguientes fases:


• Silvicultura

• Cosecha

• Preparación de troncos.

• División de troncos en astillas.

• Almacenamiento y secado.

De hecho, las dificultades en la producción de astillas de calidad a precios competitivos provienen de la planificación de las operaciones y la logística de la entrega:

- Existe una amplia gama de alternativas para la división de la madera, tanto en términos de organización como de productividad.

- Existe una buena selección de maquinaria de alta calidad de diferentes fabricantes disponibles en el mercado.

- El funcionamiento normal de los sistemas de calefacción requiere que la composición de las astillas sea muy uniforme por tamaño.

Hay cinco tipos de máquinas de división: divisores pequeños transportados por tractores agrícolas, divisores conectados al tractor, divisores móviles o autopropulsados, divisores estacionarios de servicio pesado montados en un camión o semirremolque y divisores estacionarios.

Pellet

El consumo de este tipo de leña, ha aumentado fuertemente en los últimos años, por muchas razones:

• Alto poder calórico

• Facilidad de gestión (embalaje y transporte)

• Facilidad de uso a nivel doméstico en estufas pequeñas

La producción de pellets puede ser una actividad forestal o agrícola, pero requiere un proceso de producción más complejo, incluidas estas fases.

• Silvicultura

• Cosecha

• Preparación de troncos

• Primera división de troncos en astillas

• Fresado destinado a obtener una viruta fina

• Secado hasta una humedad entre 8 y 12%;

• Almacenamiento

• Refinamiento finalizado para obtener serrín;

• Peletización


Microastillas de madera

En los últimos años, algunos agricultores comenzaron la producción de este nuevo combustible de madera, una astilla de madera muy pequeña y seca, que combina las ventajas de la astillas de madera con las de pellets:

• El proceso de producción es el mismo que el tradicional de astillas de madera.

• El uso de micro astillas de madera es el mismo que el de pellets, como combustible de madera para pellets domésticos.

• El microprocesador de madera se adapta mejor en una cadena corta, basada en el uso de la producción forestal local.

• El coste del microprocesador de madera es menor que el pellet

• Ciclo de producción de energía de la madera

Los principales factores de calidad definidos a partir del esquema de certificación, para cada tipo de biocombustible de madera, son:

• Origen del producto: este parámetro es muy importante porque permite saber si el producto proviene efectivamente de la actividad forestal y agrícola, y el área de origen;

• Dimensión: es un elemento de evaluación esencial, porque este parámetro está directamente relacionado con el funcionamiento correcto de la planta de calefacción / energía. La dimensión óptima del biocombustible de madera depende del tipo de calefacción / planta de energía.

• Contenido de agua: este parámetro está relacionado tanto con la eficiencia de la conversión de energía como con el valor calorífico. Algunos tipos de plantas de calefacción / energía requieren un bajo contenido de agua (es decir, pellets o astillas)

• Valor calorífico: es un parámetro económico muy importante: el valor calorífico más alto (MJ / Kg o kWh / Kg) es el elemento principal para establecer el precio del biocombustible de madera

• Contenido de cenizas: es un parámetro ambiental muy importante, porque la ceniza es un posible factor de contaminación.

3.1.2. USO DE MADERA PARA ENERGÍA - TECNOLOGÍAS

El proceso de combustión de la madera se lleva a cabo generalmente en tres etapas que dependen de la temperatura del proceso: 1. Secado 2. Descomposición 3. Combustión Desde el punto de vista del espacio dentro de las calderas que funcionan con troncos de madera, estas etapas se ejecutan por separado, mientras que especialmente en calderas de mayor tamaño con alimentación automática de la parrilla móvil, estos procesos tienen lugar en secciones separadas de la parrilla.


El secado

El agua contenida en la madera comienza a evaporarse incluso a temperaturas inferiores a 100 ° c. Como la evaporación es un proceso que utiliza la energía liberada durante el proceso de combustión, la temperatura en la cámara de combustión disminuye y ralentiza el proceso de combustión.

De hecho, la madera "fresca" requiere tal cantidad de energía para evaporar el agua contenida en ella que la temperatura en la cámara de combustión cae por debajo del nivel mínimo requerido para el mantenimiento de la combustión. Por esta razón, el contenido de agua del combustible de madera se encuentra entre los parámetros de calidad más importantes.

Descomposición térmica (pirólisis / generación de gas)

Después del proceso de secado a una temperatura de aproximadamente 200 ° C, la madera sufre descomposición térmica que conduce a la evaporación de la materia volátil contenida en ella. Las sustancias volátiles constituyen más del 75% en peso de la madera y, debido a esto, se puede afirmar que su combustión significará básicamente la quema de los gases incluidos en su composición.

Combustión

Es la oxidación completa de gases y esta es una fase que comienza a 500 ° C y 600 ° C, y continúa a temperaturas de hasta aproximadamente 1000 ° C. Dentro del rango de 800 ° C - 900 ° C se produce la quema de carbono fijo y también de resina junto con él.

“La regla de las tres T” demuestra que la falta de condiciones adecuadas conducirá a una combustión incompleta de la madera y, en consecuencia, a un aumento de las emisiones nocivas. Las principales causas de la combustión incompleta son las siguientes condiciones negativas:

1. Mezcla inadecuada de aire-combustible dentro de la cámara de combustión y escasez general de oxígeno

2. Baja temperatura de combustión

3. Corto tiempo de combustión.

Por lo tanto, la calidad de la combustión depende de tres factores principales: tiempo, temperatura y turbulencia


3.1.3. INSTALACIONES DE BIOMASA

Los sistemas de calderas de leña se pueden dividir en las siguientes categorías según el tipo de leña utilizada, la capacidad de generación y el sistema de alimentación de la caldera:

• Calderas de troncos de madera, alimentación manual

• Pequeñas calderas de pellets de madera, alimentación automática

• Calderas pequeñas y medianas encendidas con astillas de madera, con rejilla inclinada (es decir, fija) y alimentación automática con un tornillo de alimentación.

• Calderas de tamaño mediano y grande con parrilla móvil y alimentación automática con un tornillo de alimentación o un empujador.

CALDERAS DE LEÑA O TRONCOS DE MADERA

Las calderas de leña se pueden dividir en dos categorías según el principio de combustión: combustión inferior y combustión inversa.

Las calderas de combustión de fondo normalmente usan corrientes de aire naturales y la caída de presión requiere alimentar aire primario desde el exterior que luego se transfiere a la cámara de combustión; los gases de combustión se transfieren a la parte inferior del horno (aire secundario) y luego a la segunda cámara de combustión. A medida que el flujo de aire pasa por debajo del horno, es muy importante disponer la madera de la manera adecuada para que el aire pueda moverse uniformemente a la zona de combustión.

Las calderas de combustión inversa con tiro inducido son las soluciones más innovadoras para las calderas en términos de tecnología. Los gases se descargan a través de un orificio debajo del horno hacia la segunda cámara de combustión revestida de un material refractario como resultado de una caída de presión forzada creada por un ventilador ubicado en la parte inferior. La resistencia del flujo de gases de combustión es alta y requiere un ventilador ID con controles electrónicos. El ventilador permite una modulación precisa del flujo de aire primario (normalmente precalentado) y del flujo de aire secundario dentro de las cámaras de combustión. Normalmente, hay una sonda lambda en la primera sección de la chimenea para la medición continua de la concentración de oxígeno en los gases de combustión y la regulación del ventilador, y en las calderas con alimentación automática, la tasa de alimentación de combustible. Este sensor de concentración de oxígeno es excepcionalmente útil en troncos de madera y calderas de astillas de madera, ya que estos combustibles tienen típicamente un contenido variable de agua y energía. Además, la sonda lambda ayuda a obtener un mantenimiento continuo de un proceso de combustión de alto rendimiento y, en consecuencia, minimiza las emisiones nocivas. Las calderas de leña normalmente se encienden manualmente, sin embargo, los modelos más avanzados también tienen encendido automático.

En las calderas de leña es muy importante proporcionar almacenamiento de energía a través del acumulador de agua caliente (también conocido como tanque de compensación), que tiene un tamaño adecuado según una serie de parámetros de ingeniería térmica.


CALDERAS DE PELLETS

Las calderas de pellets de madera pueden satisfacer completamente las necesidades anuales de calor de una casa de una o dos familias. En general, existe la opción de tener un sistema compacto semiautomático o totalmente automático. El sistema semiautomático compacto consiste en una caldera con un tanque de combustible al lado (puede ser un tanque para necesidades diarias o semanales), normalmente con alimentación manual. Una gran cantidad de combustible (por ejemplo, empaquetada en bolsas) debe mantenerse almacenada en otro lugar. El combustible de pellets se alimenta automáticamente a la cámara de combustión mediante el tornillo de alimentación. El tanque de combustible debe tener un volumen de al menos 400 litros. Entonces, el combustible puede ser suficiente hasta para un mes, dependiendo del área de vivienda a calentar y la temperatura exterior. En un caso ideal, el propietario será informado sobre el

alcance del nivel más bajo de la carga de combustible mediante un indicador instalado en la caldera o en un lugar remoto, y luego el sistema debe permanecer en modo operativo para controlar la temperatura de apagado.

En el sistema completamente automático, una tolva se encuentra cerca del tanque de combustible semanal y se carga automáticamente con grandes cantidades de combustible (por ejemplo, durante un año; la alimentación se realiza mediante un tornillo de alimentación o un sistema de extracción neumático. En un caso ideal, la tolva es cargada, por ejemplo, por un tanque.

CALDERAS DE ASTILLAS

Las calderas de astillas de madera se dividen en dos categorías:

1. Calderas con rejilla inclinada

2. Calderas con rejilla móvil

Las calderas con rejilla inclinada son calderas pequeñas a medianas de 25 kW hasta 400-500 kW adecuadas para aplicaciones domésticas en pequeños sistemas de transferencia de calor. Tienen una cámara de combustión fija con diferentes tipos de alimentación. Las calderas más extendidas son las de rejillas con alimentación de fondo por medio de un empujador donde el aire primario está activo debajo de la rejilla y contribuye al secado de la producción de madera y gas, mientras


que el aire secundario está activo debajo de la rejilla y contribuye a la oxidación eficiente de gases liberados

PRODUCCIÓN COMBINADA DE CALOR Y ENERGÍA ELÉCTRICA - APLICACIONES DE PEQUEÑA ESCALA

La producción combinada de calor y energía eléctrica (CHP, calor y energía combinados o cogeneración) a partir de biomasa de madera se realiza mediante procesos térmicos cerrados en los que el ciclo de combustión de la biomasa y el ciclo de producción de energía eléctrica están separados por la fase de transferencia de calor, desde los gases de combustión hasta el medio de transferencia utilizado en la segunda producción. Esto se hace para evitar dañar los motores de combustión interna por los aerosoles, metales y compuestos de cloro contenidos en los gases liberados en el proceso de combustión. Para lograr un desarrollo energético constante y protección del medio ambiente, la producción de energía eléctrica a partir de combustible de biomasa implicará también la producción de energía térmica de acuerdo con el siguiente principio: "¡Producción de kWel solo cuando también se necesita su equivalente de calor!" de lo contrario, el proceso conducirá al desperdicio de recursos y, por lo tanto, a la pérdida de grandes cantidades de energía. Y así, la cogeneración requiere el uso de calor y energía eléctrica al mismo tiempo, algo que no es fácil.

3.2. BIOGAS

En esta parte se tratará de dar a conocer el origen y formación del biogás a partir de diferentes residuos orgánicos de diversas actividades en los sectores agroalimentarios, los procesos que tienen lugar para la producción de biogás y las instalaciones de aprovechamiento energético del biogás de pequeña y mediana escala interesantes en explotaciones rurales del sector agroalimentario.

3.2.1. BIOGAS COMO FORMA DE BIOENEGÍA

Con el cambio climático, el calentamiento global, el aumento de las emisiones de CO2 y el agotamiento de los recursos naturales, no es de extrañar que el biogás haya sido el centro de atención y esté incluido en muchas políticas y estrategias a largo plazo, tanto de la UE como en todo el mundo.

El biogás, también llamado gas renovable, es muy similar a lo que conocemos como gas natural en el sentido de que su elemento químico principal es el metano o CH4. Si bien el gas natural se extrae artificialmente de los depósitos subterráneos naturales y se suministra al consumidor a través de una compleja infraestructura de tuberías, el biogás se genera de forma natural en la superficie de la tierra en entornos naturales como marismas, vertederos de estiércol o en entornos controlados por humanos llamados digestores anaerobios. La tecnología de producción y uso de biogás por el ser humano se explorará con más detalle en los siguientes apartados.

El gas natural y el biogás tienen bajas emisiones de CO2 en comparación con otras fuentes de energía, como el carbón y el gasóleo, por ejemplo, y, por lo tanto, se consideran fuentes de energía ecológicas. Si bien el gas natural como combustible fósil es finito y su extracción puede tener un controvertido impacto en el medio ambiente, el biogás es energía renovable y es una forma de utilizar los desechos para un medio ambiente más limpio y como fuente gratuita de energía.


El biogás es una de las principales formas de bioenergía, junto con la biomasa y otros biocombustibles. En particular, el biogás puede considerarse como uno de los biocombustibles obtenidos de la transformación de la biomasa.

Es un subproducto de la descomposición de la biomasa en ausencia de oxígeno, un proceso también conocido como digestión anaeróbica. Este proceso y el equipo requerido para ello se explorarán con más detalle en una sección a continuación.

¿CÓMO SE UTILIZA EL BIOGÁS?

Hay tres formas principales en que se puede utilizar el biogás: biogás para calentar, biogás para electricidad y biogás como combustible para el transporte.

• Calor. El biogás como fuente de calor puede funcionar de varias maneras. La primera y más simple es cuando el biogás se quema como combustible en una caldera de gas en el mismo lugar donde se produce, por ejemplo, en una granja.

También hay una forma centralizada y más compleja para el uso de biogás como fuente de calor. El biogás producido en una instalación de biogás más grande (también llamada planta de biogás) se somete a purificación y tratamiento para cumplir con los estándares de calidad específicos y luego se inyecta en la tubería centralizada de distribución de gas natural. A partir de ahí, se utiliza de la misma manera que el gas natural, principalmente para aparatos de

cocina, agua caliente sanitaria, calefacción de espacios, etc.

• Electricidad. El biogás para electricidad es probablemente la forma más eficiente de usar biogás. En las instalaciones más eficientes, la generación de electricidad se combina también con la recuperación del calor residual que se crea en el proceso. Esta tecnología, conocida como cogeneración o generación combinada de calor y energía, puede basarse en un motor de combustión interna o una turbina de vapor, y puede servir tanto para proyectos a gran escala como a pequeña escala. Los proyectos a gran escala pueden ir desde plantas de energía térmica y servicios de calefacción urbana de 10 GW, por ejemplo, mientras que los proyectos a pequeña escala pueden ser de 20 kW (que sirven a una casa) a varios cientos de kilovatios (que sirven a un hotel, hospital, fábrica, etc.) La eficiencia energética que se puede lograr en este proceso de generación combinada es de hasta el 96%, en comparación con aproximadamente solo el 40% cuando el calor y la electricidad se generan por separado por una caldera y una planta de energía. Además de la electricidad y el calor, las plantas de cogeneración se pueden actualizar para proporcionar también energía de enfriamiento. Puede proporcionar el aire acondicionado de todo un edificio, o puede garantizar la refrigeración necesaria en un proceso industrial. Esta tecnología mejorada se llama trigeneración, después de los tres tipos de energía: enfriamiento combinado, calor y energía.


• Combustible para el transporte. El biogás puede usarse como combustible para vehículos como los autobuses en la red de transporte público, al igual que otros biocombustibles que se estudiarán en el modulo 4. Sin embargo el biogás y otros biocombustibles se producen a través de diferentes tecnologías y de diferentes fuentes, ya sea desechos o cultivos producidos especialmente para ese propósito, tal y como se verá más adelnate en los apartados dedicados a los biocombustibles. Similar al escenario de suministro centralizado de biogás para fines de calor, en este caso el biogás se actualiza nuevamente a biometano y se suministra a través de las estaciones de llenado o como gas comprimido en botellas (como el gas natural comprimido - GNC).

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE BIOGAS La composición química, así como la calidad y la cantidad del biogás que se produce en las plantas de biogás (digestores anaeróbicos) depende de la cantidad y el tipo de sus materias primas y del diseño de la planta de biogás. Las materias primas disponibles se someten a pruebas en laboratorios especializados, que luego recomiendan la mejor "receta", es decir, la mejor combinación de materias primas y sus proporciones para lograr la mejor producción de biogás.

En general, el componente principal del biogás es el metano (CH4) cuya concentración es del 40% al 60%, seguido de dióxido de carbono (CO2) - 40% al 20%, agua (H2O) y pequeñas cantidades de otros componentes químicos como óxido nitroso (N2O), sulfuros, etc.

DIFERENCIA ENTRE BIOGAS Y BIOMETANO El biometano es biogás purificado (o mejorado), lo que significa que se han eliminado todos los demás componentes del biogás (que no sean CH4). El biometano tiene una calidad similar a la del gas natural y puede inyectarse en la red de distribución de gas natural o suministrarse como combustible. Existen diferentes tecnologías disponibles para la actualización de biogás a biometano, la más moderna a través de una membrana especial. [Contenido sugerido: https://www.youtube.com/watch?v=GTNUdfiQ8U8]

3.2.2. MATERIAS PRIMAS PARA BIOGAS. El sector agroalimentario es rico en residuos y subproductos que son valiosas fuentes de energía: materias primas para la producción de biogás. Estas son las fuentes principales, pero a menudo tienen que combinarse para obtener buenos resultados.

Residuos de origen animal:

Existen numerosos posibles lugares de generación de residuos animales en el medio rural:

• Granjas de cría de animales - estiércol. En el diseño de sistemas de biogás, se debe considerar que el estiércol de diferentes animales tiene contenidos y por lo tanto potenciales bastante diferentes para la producción de biogas, como por ejemplo los purines de cerdos y los excrementos de pollos y gallinas.

• Granjas lecheras - suero de leche. A menudo se usa como materia prima para la producción de biogás en combinación con otras materias primas (paja, ensilaje de maíz, etc.)

https://www.youtube.com/watch?v=GTNUdfiQ8U8


• Mataderos: desechos líquidos (aguas residuales y sangre) y desechos sólidos (despojos comestibles y no comestibles, piel, pelos, cerdas, etc.). Los desechos de mataderos representan un significativo desafío desde el punto de vista ambiental. En la mayoría de los países en desarrollo, no existe una estrategia organizada para la eliminación de los desechos sólidos y líquidos generados en los mataderos. Los desechos sólidos del matadero se recolectan y vierten en vertederos o áreas abiertas, mientras que los desechos líquidos se envían al sistema de alcantarillado municipal o cuerpos de agua, poniendo en peligro la salud pública y la vida terrestre y acuática. La digestión anaeróbica es una de las mejores opciones para la gestión de residuos de los mataderos, lo que conducirá a la producción de biogás rico en energía, a la reducción de las emisiones de GEI y al control efectivo de la contaminación en los mataderos. El potencial de biogás de los desechos del matadero es mayor que el estiércol animal, y se informa que está en el rango de 120-160 m3 de biogás por tonelada de desechos. Sin embargo, la proporción C: N de los desechos del matadero es bastante baja (4: 1), lo que exige su codigestión con sustratos altos en C: N como estiércol animal, desechos de alimentos, residuos de cultivos, basura de aves, etc.

Residuos de origen vegetal:

Algunos puntos de generacion de residuos vegetales son los siguientes:

• Explotaciones agrícolas de diferentes cultivos: tallos de girasol, cabezas y cáscaras, tallos y cáscaras de cereales, bagazo, tallos y hojas de maíz.

• Industria agroalimentaria (producción de alimentos y bebidas): semillas de oliva prensadas después de la producción de aceite de oliva, uvas prensadas después de la producción de vino, cáscaras y semillas de frutas, desechos de cervecerías y destilerías, etc.

• Residuos y desechos alimentarios: Cantidades increíbles de alimentos se descartan todos los días de restaurantes, supermercados y hogares. Pocos países tienen sistemas centralizados para la gestión del desperdicio de alimentos. Más información sobre el impacto del desperdicio de alimentos, las buenas prácticas para su gestión y cómo se utiliza en la digestión anaeróbica en el informe preparado por la Asociación Mundial de Biogás en 2018 - "Gestión global de desperdicios de alimentos: una guía de implementación para ciudades", disponible en http://www.worldbiogasassociation.org/food-waste-management-report.

• Residuos forestales (dendromass): En general, los desechos forestales no son adecuados para la producción de biogás debido al componente de lignina en la madera, que no puede ser digerida por las bacterias metanogénicas.

Los residuos orgánicos se caracterizan sobre todo por su composición de materia seca (MD) y materia volátil (MV). El potencial de metano es el volumen de biogás de metano producido durante la degradación anaeróbica en presencia de bacterias de una muestra introducida inicialmente, expresada en condiciones normales de temperatura y presión (CNTP: 0 ° C, 1013 hPa).

La biodegradación se estima a partir de la producción de biogás de metano obtenida durante las pruebas en comparación con la producción máxima teórica. El protocolo se basa en la medición de la producción de metano por un motor cerrado en el que se ponen en contacto una cantidad conocida de la muestra a analizar

http://www.worldbiogasassociation.org/food-waste-management-report


y una cantidad conocida de microorganismos anaerobios, este último se encuentra en condiciones favorables para la degradación de la muestra.

3.2.3. IMPLICACIONES O IMPACTOS AMBIENTALES Impacto en la comunidad local

¿Huele?

Las antiguas plantas de biogás causaban molestias a las ciudades o pueblos de los alrededores con el mal olor debido a la biomasa en descomposición (sulfuro de hidrógeno (H2S), amoníaco, ácidos grasos volátiles, etc.). Sin embargo, debe considerarse que la biomasa que no se trata en su ubicación original causa los mismos malos olores, por ejemplo, los vertederos de estiércol en las granjas, o incluso puede causar problemas de salud, como el caso de los desechos de los mataderos.

Este no es el caso de las tecnologías modernas para el tratamiento y la contención de olores, que incluyen los filtros biológicos, el tratamiento del aire de ventilación, la descarga y el almacenamiento de materias primas en espacios cerrados, y membranas selladas e impermeables específicas que no permiten que se escape ningún olor ni gases.

El digestato, el desecho que se obtiene después de la producción de biogás, sirve como fertilizante destinado a extenderse en los terrenos agrícolas o forestales. Aunque emite algo de olor es mucho menor que el del estiércol no tratado. Además, el digestato puede recibir tratamiento adicional para una mayor reducción de cualquier olor restante. De hecho, cuanto más largo sea el tiempo de retención, es decir, cuanto más tiempo permanezca la biomasa en el digestor anaeróbico, menos olor tendrá.

Impacto positive en la contaminación del aire: metano y CO2

Las plantas de biogás producen energía que sustituye a otras fuentes de energía que tienen un alto nivel de emisiones de CO2, como el carbón o el combustible diesel, y en este sentido tiene un impacto ambiental positivo.

Si el estiércol o los desechos orgánicos no se tratan, emite metano en la atmósfera. El metano en sí es un gas de efecto invernadero, mucho más fuerte que el CO2. A través de las plantas de biogás, este metano se captura y se entrega como fuente útil de energía, en lugar de dañar el medio ambiente.

Se estima que el biogás puede reducir las emisiones del cambio climático global en un 20%.

Ahorro de energía: una perspectiva sobre el digestato

El subproducto de las plantas de digestión anaerobia, llamado digestato, es un fertilizante rico que reemplaza los fertilizantes químicos producidos por las industrias químicas con un consume intensive de energía. Ahorra tanto la energía como las materias primas consumidas en el proceso de fabricación de fertilizantes químicos.


¿Qué le sucede al CO2 producido junto con el CH4 en el biogás?

Las instalaciones modernas pueden capturar el CO2 y entregarlo a los invernaderos que lo necesitan para la fotosíntesis de las verduras o a las industrias que lo utilizan en el proceso de fabricación (bebidas gaseosas, gases medicinales). Este proceso se llama cuadgeneración: calor, energía, enfriamiento y CO2 combinados.

3.2.4. PRODUCCIÓN DE BIOGÁS. TECNOLOGÍAS A continuación se revisan los diferentes procesos biológicos que tiene lugar en la producción de biogás y las tecnologías asociadas, es decir, en qué consite fundamentalmente el proceso de metanogénesis y los diferentes sistemas de digestión anaerobia.

METANOGÉNESIS

Cuando los microorganismos descomponen la biomasa en presencia de oxígeno (ambiente aeróbico), se está produciendo el proceso llamado compostaje, el cual nos proporciona un rico fertilizante del suelo. Cuando no hay oxígeno, este proceso se llama digestión anaeróbica y, además del fertilizante (llamado digestato), también se produce biogás.

La formación de biogás se llama metanogénesis (por ser el metano su componente principal) y ocurre en el paso final en la descomposición biológica de la biomasa en ausencia de oxígeno. Es la producción biológica de metano mediado por microorganismos anaerobios del grupo de microorganismos comúnmente llamado metanógenos que pertenecen al reino de las Arqueas (Archae).

Se ha desarrollado la tecnología necesaria para crear el ambiente necesario para producir biogás a través de este proceso diseñándose plantas de biogás que implican la digestión anaeróbica

Foto: Pixabay. Foto que uestra digestores aneróbicos para producción de biogas

TIPOS DE SISTEMAS DE DIGESTIÓN ANAERÓBICA

Existen diferentes tipos de sistemas de digestión anaeróbica según la temperatura que mantienen, el porcentaje de materia seca en la biomasa, la velocidad a la que se alimenta la biomasa al digestor y otros. A


continuación se muestra una descripción y una comparación de las principales categorías de digestores anaeróbicos (tal como se presenta en www.biogas-info.co.uk [1 http://www.biogas-info.co.uk/about/ad/, 28.02.2019)

Mesofílica o termofílica

Los sistemas mesofílicos operan a temperaturas entre 25 y 45 ° C y los sistemas termofílicos operan entre 50 y 60 ° C o más. Los sistemas termofílicos tienen un rendimiento más rápido con una producción de biogás más rápida por unidad de materia prima y digestor m³ y hay una mayor destrucción de patógenos. Sin embargo, los costos de capital de los sistemas termofílicos son más altos, se necesita más energía para calentarlos y generalmente requieren más manejo.

Húmedo o seco

La diferencia entre lo que se considera un proceso húmedo y un proceso seco es bastante pequeña. Efectivamente, en AD húmeda, la materia prima se bombea y agita (5-15% de MS) y en AD seca se puede apilar (más de 15% de MS). El AD seco tiende a ser más económico porque hay menos agua para calentar y hay más producción de gas por unidad de materia prima. Sin embargo, el AD húmedo tiene un coste de capital de instalación más bajo.

Flujo continuo o discontinuo

La mayoría de los digestores son de flujo continuo, ya que abrir el digestor y reiniciar el sistema desde el frío cada pocas semanas supone un importante reto de gestión. También generalmente dan más biogás por unidad de materia prima y sus costos operativos son más bajos. Sin embargo, algunos sistemas secos son de flujo discontinuo. Para superar picos y valles en la producción de gas, generalmente hay múltiples digestores de lotes con tiempos de cambio escalonados.

Digestores simples, dobles o múltiples

Como se explicó anteriormente, AD ocurre en varias etapas. Algunos sistemas tienen múltiples digestores para asegurar que cada etapa ocurra de manera secuencial y sea lo más eficiente posible. Los digestores múltiples pueden proporcionarle más biogás por unidad de materia prima, pero a un coste de capital más alto, un coste operativo más alto y mayor necesidad de gestión.

Tanque vertical o flujo de tapón horizontal

Los tanques verticales simplemente toman la materia prima en una tubería en un lado, mientras que el digestato se desborda a través de una tubería en el otro.

En los sistemas de flujo de tapón horizontal, se utiliza una materia prima más sólida como un "tapón" que fluye a través de un digestor horizontal a la velocidad en que se alimenta. Los tanques verticales son simples y más baratos de operar, pero la materia prima puede no mantenerse en el digestor durante el período de tiempo óptimo. Los tanques horizontales son más caros de construir y operar, pero la materia prima no

http://www.biogas-info.co.uk/

http://www.biogas-info.co.uk/about/ad/


abandonará el digestor demasiado pronto ni permanecerá en él durante un período que resulte antieconómico.

El mejor sistema en cada caso estará determinado por las materias primas disponibles, qué rendimiento se desea maximizar (por ejemplo, ¿el objetivo es la producción de energía o la mitigación de residuos?), el espacio y la infraestructura disponibles".

NOTA IMPORTANTE: Tiempo de retención hidráulica. Un término que a menudo se menciona en relación con los sistemas de digestión anaeróbica. Determina cuánta materia prima debe ingresar al digestor anaeróbico y cuánto tiempo debe permanecer dentro para obtener una producción óptima de biogás.

3.2.5. INSTALACIONES DE BIOGÁS Estos son los principales componentes de una instalación de biogás que incluye digestión anaerobia y cogeneración

SITIO DE DESCARGA Y ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS: Hay instalaciones de almacenamiento separadas para materias primas líquidas (tanques) y materias primas sólidas (silos). El almacenamiento compensa las fluctuaciones estacionales en el suministro de materias primas.

EQUIPO DE TRATAMIENTO PREVIO: Los subproductos animales (desechos de sangre y mataderos por ejemplo) pueden contener patógenos de enfermedades animales que pueden propagarse a través del digestato si tales materiales se usan en la digestión anaerobia. Para evitar ese riesgo, los subproductos animales deben tratarse térmicamente antes de cargarlos en el tanque de mezcla y en el sistema de digestión anaeróbica, para destruir posibles patógenos.

NOTA IMPORTANTE: Se deben verificar los Reglamentos existentes sobre seguridad de la salud animal (como el Reglamento CE Nr. 1069/2009 - Normas sanitarias para subproductos animales y productos derivados no destinados al consumo humano)

LÍNEA DE ALIMENTACIÓN Y TANQUE DE MEZCLA: Una línea de alimentación automática asegura el suministro adecuado de materias primas en el digestor. Para líquidos consiste en tuberías y bombas, mientras que para materias primas sólidas podría ser un alimentador mezclador vertical. Dependiendo del tipo de materias primas, puede ser necesario una zona (un tanque receptor) dedicada a mezclarlas y homogeneizarlas antes de ingresar al digestor anaeróbico.

DIGESTOR ANAEROBICO: Se trata de a parte donde tiene lugar la parte más importante del proceso, un reactor resistente a los gases donde la descomposición de las materias primas tiene lugar en ausencia de oxígeno, y se produce el biogás. En las condiciones climáticas europeas, los digestores anaeróbicos deben tener aislamiento térmico y deben calentarse puesto que es fundamental par aque tenga lugar el proceso de fermentacion anaeróbica que exista una adecuada temperature.

DEPÓSITO DE GAS O GASOMETRO: Esta es una membrana hermética y estanca, resistente a la presión, agentes atmosféricos, condiciones meteorológicas y radiación ultravioleta. Sirve como almacenamiento del biogás producido y también como cubierta del digestor anaeróbico.

BOMBAS Y TUBOS: Los componentes separados de la planta de biogás están interconectados a través de tuberías y la circulación en ellas está asegurada por bombas.


ANTORCHA DE SEGURIDAD: Cuando hay un exceso de biogás que no se puede almacenar ni utilizar, la combustión es la última solución posible para evitar riesgos para la seguridad y proteger el medio ambiente. Esto está garantizado por una antorcha de seguridad.

ALMACENAMIENTO DEL DIGESTATO: Los residuos de la digestión se bombean fuera del digestor y se transportan a través de conductos a un separador donde se separan los digestatos sólidos y líquidos.

El digestato líquido se transporta a través de canales a estanques de almacenamiento temporal, lagunas artificiales equipadas con membranas.

EQUIPO DE TRATAMIENTO DE BIOGAS: Además del metano (CH4), el biogás sale del digestor con vapor de agua, dióxido de carbono (CO2) y una cierta cantidad de sulfuro de hidrógeno (H2S). Cuando se combina con el vapor de agua en el biogás, crea ácido sulfúrico (H2SO4). El sulfuro de hidrógeno es tóxico, corrosivo y tiene un olor desagradable específico, y puede dañar el motor de cogeneración. Para evitar dicho daño, es necesario incluir equipos para la desulfuración y el secado del biogás.

UNIDAD DE COGENERACIÓN: Esta es el área donde el biogás se transforma en energía eléctrica y térmica. Consiste en un motor de combustión interna con pistones cuyos ejes están conectados a generadores eléctricos. El agua de refrigeración del motor y los gases de emisiones del motor de combustión interna se dirigen a intercambiadores de calor para la producción de agua caliente. El calor generado suele utilizarse para cubrir las necesidades del proceso de digestión anaeróbica.

TRANSFORMADOR / CONEXIÓN A LA RED: El complejo debe incluir también un transformador elevador de la tension que pase de baja a media tensión, en el caso de que la electricidad generada se vaya a vender a la red.

SOFTWARE DE MONITOREO Y CONTROL REMOTO: Como ya se ilustra, las plantas de biogás son instalaciones complejas donde todos los componentes son interdependientes. Un funcionamiento y una eficiencia centralizados y automatizados garantizan mejor una eficiencia adecuada.

Este software registra parámetros fundamentales (temperaturas, consumos de energía, tasas de producción de biogás, etc.) para permitir el monitoreo continuo y el ajuste del rendimiento del sistema, así como un mantenimiento que prevenga posibles fallos.

Algunos de los datos recopilados son:

• El tipo y la cantidad de las materias primas cargadas. • La temperatura del proceso. • El valor del pH. • La cantidad y composición del gas. • El llenado de los tanques, los digestores y los tanques de almacenamiento de gas.


3.3. BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS: LOS BIOCARBURANTES

Los biocarburantes son combustibles líquidos o gaseosos para transporte producidos a partir de la biomasa procedente especialmente de cultivos energéticos pero también de la fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos procedentes de la agricultura, de la silvicultura y de las industrias conexas, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales.

3.3.1. INTRODUCCION. TIPOS DE BIOCARBURANTES

Este es el listado detallado de tipos de biocarburantes diferentes que existen:

• Bioetanol.- etanol producido a partir de biomasa o de la fracción biodegradable de los residuos, para su uso como biocarburante. • Biodiésel.- éster metílico producido a partir de aceite vegetal o animal de calidad similar al gasóleo, para su uso como biocarburante. • Biogás.- combustible gaseoso producido a partir de biomasa y/o a partir de la fracción biodegradable de los residuos. • Biometanol.- metanol producido a partir de la biomasa, para uso como biocarburante. • Biodimetiléter.- dimetiléter producido a partir de la biomasa, para su uso como biocarburante.

• Bio-ETBE (etil ter-butil éter).- ETBE producido a partir del bioetanol. La fracción volumétrica de bio-ETBE que se computa como biocarburante es del 47 %. • Bio-MTBE (metil ter-butil éter).- combustible producido a partir del biometanol. La fracción volumétrica de bio-MTBE que se computa como biocarburante es del 36 %. • Biocarburantes sintéticos.- hidrocarburos sintéticos o sus mezclas, producidos a partir de la biomasa. • Hidrobiodiesel: combustible producido por hidrogenación/isomerización de aceite vegetal o animal. • Bioqueroseno.- Fracción ligera procedente de la destilación de biodiesel obtenido por transesterificación. Uso en mezclas con queroseno hasta el 20% para uso en motores aviación; • Bio-hidrógeno.- hidrógeno producido a partir de la biomasa y/o a partir de la fracción biodegradable de los residuos para su uso como biocarburante; • Aceites vegetales puros.- aceites obtenidos a partir de plantas oleaginosas mediante presión, extracción o procedimientos comparables, en crudo o refinado, pero sin modificación química, cuando su uso sea compatible con el tipo de motor y las exigencias correspondientes en materia de emisiones. Teniendo en cuenta el estado de madurez de las tecnologías de producción y utilización, se ha establecido una categorización entre biocarburantes de primera y segunda generación: • Biocarburantes de primera generación. El biodiésel, los aceites vegetales, el bioetanol obtenido a partir de los cereales y los azúcares que se encuentran en otros productos vegetales, el bio-etil-tercbutil éter (ETBE) y el biogás, pertenecen a esta categoría. La producción y el uso de estos biocarburantes están ya en fase de aplicación avanzada. Los principales márgenes de mejora se deben buscar en la reducción de los costes de producción, la optimización del balance energético, la mejora de los rendimientos energéticos de los motores de combustión y el incremento de los porcentajes de mezcla con los combustibles fósiles.

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• Biocarburantes de segunda generación. El bioetanol producido a partir de materias primas celulosas, el bio-hidrógeno, el syngás, los bio-aceites, el biometanol, el biobutanol o el diésel sintético obtenido a través de la reacción de Fischer-Tropsh pertenecen a esta categoría. Su producción no tiene escala industrial y se limita a plantas experimentales. Todos los biocarburantes de segunda generación tienen en común el hecho de estar producidos a partir de materias primas con coste nulo o muy reducido: biomasas lignocelulósicas. A pesar de estar aún están aún en fase de mejora, las tecnologías de producción de biocarburantes de segunda generación se consideran muy prometedores por su potencial para reducir los costes de producción. Estos costes representan en la actualidad una penalización respecto a las fuentes fósiles corrientes y no permiten desvincular la producción de los biocarburantes de las políticas de ayudas económicas y fiscales actualmente existentes. Además, los biocarburantes de segunda generación permiten incrementar el rango de materias primas ya que el uso de material lignocelulósico y residual no compite con el mercado alimentario. • Biocombustibles de tercera generación: Los biocombustibles de tercera generación utilizan métodos de producción similares a los de segunda generación, pero empleando como materia prima cultivos bioenergéticos específicamente diseñados o adaptados (a menudo por medio de técnicas de biología molecular) para mejorar la conversión de biomasa a biocombustible. Un ejemplo es el desarrollo de los árboles “bajos en lignina”, que reducen los costes de pretratamiento y mejoran la producción de etanol, o el maíz con celulasas integradas. • Biocombustibles de cuarta generación: Los biocombustibles de cuarta generación llevan la tercera generación un paso más allá. La clave es la captación y almacenamiento de carbono (CAC), tanto a nivel de la materia prima como de la tecnología de proceso. La materia prima no sólo se adapta para mejorar la eficiencia de proceso, sino que se diseña para captar más dióxido de carbono, a medida que el cultivo crece. Los métodos de proceso (principalmente termoquímicos) también se combinan con tecnologías de captación y almacenamiento de carbono que encauza el dióxido de carbono generado a las formaciones geológicas (almacenamiento geológico, por ejemplo, en yacimientos petrolíferos agotados) o a través del almacenamiento en minerales (en forma de carbonatos). De esta manera, se cree que los biocombustibles de cuarta generación contribuyen más a reducir las emisiones de GEI (gases de efecto invernadero), porque son más neutros o incluso negativos en carbono si se comparan con los biocombustibles de las otras generaciones. Los biocombustibles de cuarta generación encarnan el concepto de «bioenergía con almacenamiento de carbono».

3.3.2. PRODUCCION DE BIODIESEL

Los aceites vegetales utilizados en la producción de biodiesel se obtienen por procedimientos convencionales a partir de plantas oleaginosas que precisan una preparación consistente en un desengomado y filtración previos. Las semillas son prensadas mecánicamente separándose el aceite, sometiéndose a un calentamiento previo y a la acción de un disolvente, con rendimientos de extracción de aceite cercanos al 100%. La torta, que se obtiene como residuo del prensado, tiene un alto contenido en proteína y se comercializa para alimentación animal.

La utilización de combustibles vegetales, en motores Diesel, es antigua. El propio inventor del motor Rudolf Diesel los utilizó en 1900. No obstante en los motores actuales adaptados para utilizar gasóleo los aceites vegetales sin modificar causarían diversos problemas por lo que para evitarlos se transforman químicamente


mediante un proceso de transesterificación capaz de mejorar sustancialmente las características como carburante de los aceites vegetales.

CÓMO SE PRODUCE EL BIODIESEL

La fabricación de biodiesel es un proceso sencillo y bien conocido desde el punto de vista técnico.

Se parte de un aceite vegetal, que se somete a un proceso llamado de transesterificación, en el que se hidrolizan los enlaces "éster" de los triglicéridos y se obtienen nuevos ésteres con los ácidos grasos liberados en la hidrólisis y un alcohol sencillo que se utiliza como reactivo (normalmente metanol o etanol). Es decir la obtención del biodiesel se basa en la reacción con metanol o etanol de las moléculas de triglicéridos para producir ésteres. De esta manera se consigue que las moléculas grandes y ramificadas iniciales, de elevada viscosidad y alta proporción de carbono, se transformen en otras de cadena lineal, pequeñas, con menor viscosidad y porcentaje de carbono y de características físico-químicas y energéticas similares al gasóleo de automoción.

El proceso se realiza a una temperatura moderada (alrededor de 60ºC) en presencia de un catalizador (por lo general sosa o potasa) y como subproducto se obtiene glicerol, que tiene infinidad de aplicaciones en los sectores agrario, industrial, de la medicina, los cosméticos y la alimentación.

La reacción de transesterificación es un proceso químico relativamente sencillo, pero para la fabricación de biodiesel de calidad se deben optimizar las variables de proceso, tales como el exceso de metanol, la catálisis del mismo, desactivación del catalizador, agitación, temperatura y, en general, todas las variables del proceso.

La producción de biodiesel a partir de aceites vegetales es una tecnología capaz de aprovechar diversas materias primas, que ha alcanzado nivel comercial en muchos países de Europa, Asia y Estados Unidos desde su inicio en pequeñas cooperativas de productores a fines de la década de los 80.

Los costes de transformación industrial de los aceites vegetales en biodiesel dependen mucho de la capacidad de la planta de transformación. Para una planta de 500.000 t/año los costes totales (incluida la extracción, el refinado y la esterificación) se situarían en torno a las 140,6 €/tonelada de biodiesel.

Puesto que por cada litro de biodiesel producido es necesario un litro de aceite vegetal, de no contar con subvenciones, el coste actual de la materia prima hace inviable el proceso desde un punto de vista económico, si se realiza con los aceites tradicionalmente obtenidos por el sector agrícola. Para el desarrollo de esta actividad de forma masiva, utilizando las grandes posibilidades productivas del sector agrario hay que buscar nuevos cultivos o variedades, capaces de proporcionar aceites más baratos. Además este precio podría rebajarse si se imputaran a los costes de operación los ingresos obtenidos por la venta de los subproductos como la glicerina.

A partir de 1.000 kg de aceite, 156 kg de metanol y 9,2 kg de potasa se puede obtener 965 kg de biodiesel y 178 kg de glicerina (sin refinar) con una recuperación de 23 kg de metanol.

Una de las cuestiones que hacen interesante la incorporación del biodiesel a la matriz energética, es la posibilidad de la reactivación de la economía producto del incremento del área destinada a cultivos oleaginosos y la generación de empleo directo e indirecto. El biodiesel podría representar el aumento de la producción de cultivos oleaginosos, mediante la sustitución paulatina de la importación de gasóleo por biodiesel. Se puede destacar, además, la posibilidad de desarrollar áreas agrícolas marginales, poner nuevamente en funcionamiento plantas aceiteras abandonadas, silos con capacidad ociosa y la adopción comercial de cultivos oleaginosos alternativos. Esto traería como consecuencia la oportunidad de disponer


también de subproductos con valor comercial: glicerina y tortas y harinas como base para la alimentación animal.

Debido a que los ésteres de los aceites poseen características físico-químicas similares a las de los gasóleos, se pueden mezclar en distintas proporciones con el gasóleo convencional y utilizarlos en los vehículos diésel sin necesidad de introducir modificaciones importantes en los motores.

3.3.3. PRODUCCIÓN DE BIOETANOL Y SUS DERIVADOS

La producción de bioetanol se realiza a partir de jugos de productos agrícolas ricos en azúcares (tallo de la caña de azúcar o del sorgo azucarado, raíz de remolacha o melazas de azucarería por ejemplo) o a partir de productos que contienen almidón o inulina (granos de cereales, tubérculos de patatas o raíces de endivia por ejemplo), a los que previamente hay que hidrolizar para obtener glucosa y/o fructosa que formarán parte del mosto azucarado. Una tercera posibilidad es usar biomasa lignocelulósica de la que, por hidrólisis de la celulosa, se puede obtener glucosa fermentable pero este caso está menos desarrollado aunque es muy interesante por la abundancia y bajo precio de la biomasa lignocelulósica.

El bioetanol se obtiene por fermentación de medios azucarados hasta lograr un grado alcohólico, después de fermentación, en torno al 10%-15%, concentrándose por destilación para la obtención del denominado "alcohol hidratado" (4-5% de agua) o llegar hasta el alcohol absoluto (mínimo un 99,8% de riqueza) tras un proceso específico de deshidratación. Esta última calidad es la necesaria si se quiere utilizar el alcohol en mezclas con gasolina en vehículos convencionales.

El proceso de producción es el siguiente:

■ Una vez obtenido el mosto azucarado, las levaduras, en ausencia de oxígeno, transforman la glucosa en etanol. Por cada 100 g de glucosa se obtienen 51,1 g de etanol y 48,9 g de CO2.

■ Como consecuencia de este proceso se obtiene un “vino” con una concentración de etanol variable (del 10 al 15%). En este vino hay, además de agua y etanol, numerosos compuestos orgánicos y los restos de las células de las levaduras que, una vez alcanzado el límite de su tolerancia al etanol, mueren.

■ La separación del etanol se realiza normalmente mediante un proceso de destilación que comprende dos fases. En la primera, mediante arrastre con vapor de agua, se obtiene etanol hidratado con un 4-5 % de agua. La segunda fase consiste en retirar el agua del etanol, lo que se logra mediante un disolvente intermediario (normalmente benceno), que separa el etanol del agua. Luego se recupera dicho disolvente, quedando ya el etanol deshidratado (con una pureza superior al 99,8 % en volumen).


El etanol puede utilizarse como único combustible, realizando modificaciones a los motores, o en mezclas con la gasolina desde un 10% hasta mezclas mucho más altas como el E-85. El E-85 es un combustible que contiene hasta el 85% de etanol y sólo un 15% de gasolina, que puede utilizarse en los vehículos denominados FFV (Flexible Fuel Vehicle). Los FFV están diseñados para poder utilizar indistintamente gasolina y mezclas en cualquier porcentaje hasta un máximo de etanol del 85%. Estos vehículos están equipados con un sensor de combustible que detecta la proporción etanol/gasolina y adapta los sistemas de inyección e ignición a las características de la mezcla. Estos vehículos están disponibles en el mercado en algunos países como Estados Unidos, Brasil o Suecia.

En algunos países se prefiere utilizar mezclas de etanol con gasolina después de transformar el etanol en etil terciario butíl éter (ETBE). El ETBE es el producto principal de la reacción en la que interviene una molécula de etanol y otra de isobuteno, lo que equivale a utilizar una tonelada de isobuteno y 0,8 t de etanol para obtener 1,8 t de ETBE. El ETBE es una alternativa al MTBE (metil terciario butil éter), que se obtiene a partir del petróleo y se utiliza como mejorante de las gasolinas. El ETBE tiene un índice de octano y un poder calorífico ligeramente superior al MTBE, y su rendimiento de fabricación, a partir del isobuteno, también es más elevado.

64% Isobuteno + 36% Metanol -> MTBE

55% Isobuteno + 45% Etanol -> ETBE

El ETBE se puede producir en las mismas instalaciones en las que ahora se obtiene MTBE y en los países de la UE se acepta la incorporación del ETBE como mejorante de las gasolinas hasta un porcentaje del 10% sin que tenga que realizarse marcado especial, siendo su empleo totalmente aceptado por los fabricantes de automóviles.

Teniendo en cuenta que, para producir un litro de alcohol se necesitan aproximadamente 3 kg de cereal o l0 kg de raíz de remolacha, y que el valor que se espera que los cereales de secano al precio de garantía tengan en un futuro próximo (unas 0,12 €/kg) o el de la remolacha de tipo C (al precio medio de 0,02 €/kg), el precio de la materia prima para producir un litro de etanol a partir de cereales o de remolacha sería de 0,36 € o 0,20 €, respectivamente. La incidencia del coste del proceso de producción del etanol en el precio final de este producto, depende mucho del tamaño de la destilería.

Para una destilería que produzca 40 millones de litros al año, los costes variables podrían establecerse en unas 0,102 €/l y los derivados de la amortización de la instalación en unas 0,045 €/l.

La producción de etanol a partir de remolacha de tipo C parece ser viable desde el punto de vista económico, pero el problema es la falta de seguridad sobre la cantidad que se produciría anualmente de este tipo de remolacha.

Dado el amplio margen que queda para la producción de etanol, el precio de la remolacha C podría incrementarse hasta unos 0,03 €/kg, lo que podría aumentar el interés de los agricultores por cultivar remolacha fuera del cupo que tuvieran autorizado para la producción de azúcar. Por otra parte, los cultivos de remolacha para la producción de etanol podrían utilizar algunas de las variedades de alta producción de azúcar que no se comercializar por tener un mal rendimiento en azúcar cristalizada, pero que podrían ser una buena materia prima para la producción de etanol.


TEMA 4. BIOENERGIA EN EUROPA SESION TÉCNICA.


4.1. CONTEXTO POLÍTICO Y ESTRATÉGICO DE LA BIOENERGÍA EN EUROPA

ESTRATEGIA EUROPA 2020

La estrategia Europa 2020 es la agenda de crecimiento y empleo de la UE en la presente década para garantizar una recuperación económica de Europa después de la crisis económica y financiera. Señala el crecimiento inteligente, sostenible e integrador como manera de superar las deficiencias estructurales de la economía europea, mejorar su competitividad y productividad y sustentar una economía social de mercado sostenible.

Sus objetivos van dirigidos a diferentes áreas: Empleo, Investigación y desarrollo (I+D), Educación, Pobreza y exclusión social, etc. En lo que se refiere a Cambio climático y energía sus principales objetivos son que las emisiones de gases de efecto invernadero sean un 20% menos que los niveles de 1990; que el 20% de la energía sea de fuentes renovables y un incremento del 20% de la eficiencia energética

Estos objetivos también reciben el apoyo de otras iniciativas emblemáticas a escala europea entre los que está el de “Una Europa que utilice eficazmente los recursos” que promueve la eficiencia energética, apoyando el cambio hacia una economía con bajas emisiones de carbono, un mayor uso de las fuentes de energía renovables, el desarrollo de tecnologías verdes y la modernización del sector del transporte una política industrial para la era de la mundialización

Esta iniciativa de Europa 2020 insiste en la necesidad de hacer una transición urgente hacia modos eficaces de uso de los recursos naturales. POLÍTICA AGRÍCOLA COMÚN

La política agrícola común (PAC) de la UE, creada en 1962, representa una asociación entre la agricultura y la sociedad, entre Europa y sus agricultores, para:

● Mejorar la productividad agrícola, de forma que los consumidores dispongan de un suministro estable de alimentos a precios asequibles.

● Garantizar a los agricultores de la UE una vida razonable. En la actualidad la UE debe enfrentarse a más retos:

● La seguridad alimentaria: a escala mundial, la producción de alimentos deberá duplicarse para alimentar a una población mundial de 9 000 millones de personas en 2050.

● El cambio climático y la gestión sostenible de los recursos naturales. ● La conservación del paisaje en toda la UE y el mantenimiento de una economía rural viva.

La política agrícola común (PAC) tiene dos pilares: Primer pilar: apoyo al mercado de productos agrarios y a la renta de los agricultores. A través de:

● La organización común de mercados (OCM) de los productos agrarios (apoyo al mercado), financiada mediante el Fondo Europeo Agrícola de Garantía (FEAGA). En la OCM se indican los productos agrarios abarcados, cubre las normas en materia de competencia aplicables a las

http://ec.europa.eu/environment/resource_efficiency/about/roadmap/index_en.htm

https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/AUTO/?uri=uriserv:et0005


empresas y las normas sobre ayudas públicas, y tiene asimismo disposiciones de carácter general relativas a medidas excepcionales y una reserva para crisis en el sector agrario.

● Los pagos directos a las explotaciones con un sistema de pagos de apoyo a la renta de los agricultores: 1) un pago básico por hectárea; 2) un componente ecológico, como ayuda para compensar los costes asociados al suministro de bienes públicos medioambientales no remunerados por el mercado; 3) un pago complementario a los agricultores jóvenes; 4) un «pago redistributivo» para reforzar la ayuda a las primeras hectáreas de una explotación; 5) una ayuda adicional a las rentas en las zonas condicionadas por limitaciones naturales; 6) una ayuda vinculada a la producción para determinadas zonas o tipos de agricultura por motivos económicos o sociales; 7) un régimen simplificado opcional para los pequeños agricultores.

Segundo pilar; la política de desarrollo rural. Para brindar apoyo a las zonas rurales de la Unión y para responder a los numerosos retos económicos, ambientales y sociales del siglo XXI. Un mayor grado de flexibilidad (en comparación con el primer pilar) permite que las autoridades regionales, nacionales y locales formulen sus propios programas de desarrollo rural para siete años sobre una base de medidas establecidas. A diferencia del primer pilar, financiado en su totalidad por la Unión, los programas del segundo pilar están cofinanciados por los fondos de la Unión y fondos regionales, nacionales o locales.

Las prioridades de UE para la política de desarrollo rural son: 1) Impulsar la transferencia de conocimientos en la agricultura, la silvicultura y las zonas rurales; 2) Mejorar la competitividad de todos los tipos de agricultura y aumentar la viabilidad de las explotaciones; 3) Fomentar la organización de la cadena alimentaria y la gestión de riesgos en agricultura; 4) Restaurar, preservar y mejorar los ecosistemas dependientes de la agricultura y la silvicultura; 5) Promover la eficiencia de los recursos y alentar el paso a una economía hipocarbónica, capaz de adaptarse a los cambios climáticos en los sectores agrícola, alimentario y forestal; 6) Fomentar la inclusión social, la reducción de la pobreza y el desarrollo económico en las zonas rurales. La PAC ayuda a los agricultores a: • cultivar de forma que se reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero; • utilizar técnicas de cultivo ecológicas; • cumplir las normas en materia de protección de la salud pública, medio ambiente y bienestar animal; • producir y comercializar las especialidades alimentarias de su región; • hacer un uso más productivo de los bosques y el espacio forestal; • desarrollar nuevos usos para los productos agrícolas en sectores como la cosmética, la medicina y la artesanía.


DIRECTIVAS PARA ENERGÍAS RENOVABLES

Porcentaje de energías renovables en el consumo final bruto de energía de la UE frente a la Directiva sobre energías renovables y las trayectorias nacionales del Plan de acción de energías renovables. (Cuarto informe sobre el estado de la Unión de Energía publicado el 9 de Abril de 2019 por la Comisión). En 2017, 11 Estados miembros ya tenían una cuota de energía renovable por encima de sus objetivos de 2020 (Bulgaria, Italia, República Checa, Dinamarca, Estonia, Croacia, Lituania, Hungría, Rumanía, Finlandia y Suecia). Además, 21 Estados miembros cumplieron o superaron su trayectoria indicativa promedio de la Directiva sobre energías renovables para el período de dos años 2017-2018 (además de los anteriores: Alemania, Grecia, España, Chipre, Letonia, Malta, Austria, Portugal, Eslovaquia, y Reino Unido). Los 7 Estados miembros restantes necesitan intensificar los esfuerzos para cumplir con la trayectoria promedio de 2017-2018 hacia 2020. La Directiva 2009/28/CE, del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de abril de 2009, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables, establece un marco común y fija objetivos nacionales obligatorios en relación con la cuota de energía procedente de fuentes renovables en el consumo final bruto de energía (cuota mínima de 20% ) y con la cuota de energía procedente de fuentes renovables en el transporte (cuota mínima de 10%). A partir del 2014 cada estado miembro ha estado obligado a exigir el uso de niveles mínimos de energía procedente de fuentes renovables en los edificios nuevos y en los ya existentes que hagan una renovación importante, así como en los edificios públicos; y a fomentar la utilización de sistemas y equipos de calefacción y refrigeración a partir de fuentes renovables. En el caso de la biomasa se obligó

http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2009:140:0016:0062:ES:PDF


a fomentar las tecnologías de conversión que permitan una eficiencia de conversión de al menos un 85% en aplicaciones residenciales y comerciales y al menos un 70% en industria. Es cada estado miembro el que debe dar a conocer a los ciudadanos las medidas de apoyo así como la elaboración de información, sensibilización y formación sobre las energías renovables y sobre su disponibilidad y ventajas medioambientales para el transporte. La Comisión controlará el origen de los biocarburantes y biolíquidos consumidos y los efectos de su producción (en especial si la producción de biocarburantes tiene una subida en los productos alimentarios). Exigencia de sostenibilidad de los biocarburantes y biolíquidos. En su Considerando (65) la Directiva indica que la producción de biocarburantes debe ser sostenible. Los biocarburantes utilizados para cumplir los objetivos fijados en la Directiva y los que se benefician de los sistemas de apoyo nacionales deben por tanto cumplir obligatoriamente criterios de sostenibilidad. Los artículos 17, 18 y 19 incluyen los requisitos de sostenibilidad exigidos a los biocarburantes y biolíquidos así como la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Para que el consumo de biocarburantes sea tenido en cuenta en el cumplimiento de los objetivos tiene que proporcionar al menos una reducción del 35% de los gases de efecto invernadero (GEI) con respecto a los carburantes de origen fósil. El umbral mínimo de ahorro de emisiones se eleva al 60% a partir del año 2018. Los biocarburantes y biolíquidos no se producirán a partir de materias primas de elevado valor en cuanto a biodiversidad:

● Bosques primarios y otras superficies boscosas. ● Zonas protegidas. ● Prados o pastizales con una rica biodiversidad. ● Los biocarburantes y biolíquidos no se fabricarán a partir de materias primas procedentes de

tierras con elevadas reservas de carbono, es decir, tierras que en enero de 2008 pertenecían a una de las siguientes categorías: a) Humedales b) Zonas arboladas continuas c) Tierras con extensión superior a una hectárea, con árboles de una altura superior a cinco metros y una cubierta de copas de entre el 10% y el 30%. d) Turberas.

Los Estados Miembros deberán exigir a los operadores económicos que demuestren que los criterios de sostenibilidad se han cumplido. Se pueden mezclar lotes de distintas características con respecto a la sostenibilidad. Los operadores deberán presentar información auditada por un agente independiente. El auditor debe asegurarse de que el sistema y la información son exactos, fiables y protegidos contra el fraude. Para demostrar el cumplimiento de las obligaciones impuestas a los operadores en materia de energías renovables y del objetivo establecido para la utilización de la energía procedente de fuentes renovables en todas las formas de transporte la contribución de los biocarburantes obtenidos a partir de desechos, residuos, materias celulósicas no alimentarias y material lignocelulósico se considerará que equivale al doble de la de otros biocarburantes.


Los biocarburantes utilizados para cumplir los objetivos fijados en la Directiva y los que se benefician de los sistemas de apoyo nacionales deben cumplir obligatoriamente criterios de sostenibilidad. Modificación de la Directiva 2009/28/CE Los requisitos de sostenibilidad de los biocarburantes establecidos en la Directiva de Energías Renovables han sido modificados mediante la aprobación de la Directiva (UE) 2015/1513 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 9 de septiembre de 2015, por la que se modifican la Directiva 98/70/CE, relativa a la calidad de la gasolina y el gasóleo, y la Directiva 2009/28/CE, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables. A continuación se resumen las principales modificaciones introducidas. Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero derivada del uso de biocarburantes y biolíquidos será de un 50 % como mínimo, en el caso de los biocarburantes y biolíquidos producidos en instalaciones a partir del 1 de enero de 2018. La cuota de energía procedente de biocarburantes producidos a partir de cereales y otros cultivos ricos en almidón, de azúcares, de oleaginosas y de cultivos en tierras agrícolas como cultivos principales fundamentalmente con fines energéticos no rebasará el 7 % del consumo final de energía en transporte en 2020. Los biocarburantes producidos a partir de las materias primas enumeradas en el anexo IX no se contabilizarán a efectos de este límite. Se considerará que los biocarburantes producidos a partir de materias primas enumeradas en el anexo IX equivalen al doble de su contenido en energía. Objetivo específico de biocarburantes avanzados: Cada Estado Miembro tratará de alcanzar el objetivo de que una proporción mínima de los biocarburantes producidos a partir de materias primas y otros carburantes enumerados en la parte A del anexo IX sea consumida en su territorio. Cada Estado miembro fijará un objetivo nacional, que se esforzará en alcanzar. Un valor de referencia para este objetivo es 0,5 puntos porcentuales en contenido de energía para la cuota de energía procedente de fuentes renovables en todas las formas de transporte en 2020, que deberá alcanzarse con los biocarburantes producidos a partir de materias primas y otros carburantes enumerados en la parte A del anexo IX. Con carácter informativo se tendrán en cuenta para la determinación de la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero debida al uso de biocarburantes y biolíquidos que se comunicará a la Comisión los valores medios provisionales de las emisiones estimadas resultantes del cambio indirecto del uso de la tierra establecidos en el anexo VIII.

MARCO ESTRATÉGICO SOBRE CLIMA Y ENERGÍA PARA EL PERÍODO 2030

Se hace mucho hincapié en la importancia de la eficiencia en el ámbito de la energía, es decir, la relación entre los resultados obtenidos y los recursos, en este caso energéticos, utilizados para su consecución. Dicho de otra manera, la eficiencia energética se define como la relación entre la producción de un


rendimiento, servicio, bien o energía, y el gasto de energía. La mejora de la eficiencia energética es el aumento de la eficiencia energética como resultado de cambios tecnológicos, de comportamiento y/o económicos. Los objetivos fundamentales del marco de clima y energía para 2030 son tres:

● al menos 40% de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (en relación con los niveles de 1990)

● al menos 27% de cuota de energías renovables ● al menos 27% de mejora de la eficiencia energética.

Este marco —adoptado por los dirigentes de la UE en octubre de 2014— tiene como base el paquete de medidas sobre clima y energía hasta 2020. Además, se ajusta a la perspectiva a largo plazo que contemplan la Hoja de ruta hacia una economía hipocarbónica competitiva en 2050, la Hoja de ruta de la energía para 2050 y el Libro Blanco sobre el Transporte. Gases de efecto invernadero: reducción de al menos 40% Para 2030, el marco establece un objetivo vinculante de reducción de las emisiones de la UE de al menos 40% en relación con los niveles de 1990. Esto permitirá que la UE tome medidas rentables para conseguir su objetivo a largo plazo de disminuir las emisiones un 80-95% en 2050, en el contexto de las reducciones que deben realizar los países desarrollados y contribuya de forma equitativa y ambiciosa al Acuerdo de París. Para conseguir el objetivo de reducción de al menos 40% los sectores incluidos en el régimen de comercio de derechos de emisión de la UE (RCDE) deberían alcanzar una reducción del 43% en relación con los niveles de 2005, para lo que habría que reformar y reforzar el RCDE; además los sectores no incluidos en el RCDE deberían alcanzar una reducción del 30% en relación con los niveles de 2005, para lo que habría que establecer objetivos vinculantes en cada Estado miembro. Energías renovables: al menos 27% de cuota El marco establece un objetivo vinculante a escala europea para impulsar que las energías renovables representen al menos el 27% del consumo de energía de la UE en 2030. Eficiencia energética: al menos 27% de mejora Basándose en la Directiva de eficiencia energética, el Consejo Europeo ha aprobado para 2030 un objetivo de ahorro energético indicativo del 27%. Ese objetivo se revisará en 2020 teniendo presente otro del 30%. Las nuevas medidas nacionales deben garantizar importantes ahorros de energía para los consumidores y la industria por igual. Por ejemplo:

● Los distribuidores de energía o las empresas minoristas de venta de energía deben lograr un ahorro de energía del 1.5% por año mediante la implementación de medidas de eficiencia energética.

● Los países de la UE pueden optar por lograr el mismo nivel de ahorro a través de otros medios, como mejorar la eficiencia de los sistemas de calefacción, instalar ventanas de doble acristalamiento o techos aislantes.

● El sector público en los países de la UE debería comprar edificios, productos y servicios energéticamente eficientes.

https://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2020_en




http://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-strategy/2050-energy-strategy

http://ec.europa.eu/transport/themes/strategies/2011_white_paper_en.htm

http://ec.europa.eu/transport/themes/strategies/2011_white_paper_en.htm

https://ec.europa.eu/clima/policies/international/negotiations/paris_en

https://ec.europa.eu/clima/policies/ets_en


https://ec.europa.eu/clima/policies/ets/reform_en

http://ec.europa.eu/energy/renewables/index_en.htm

http://ec.europa.eu/energy/efficiency/eed/eed_en.htm


● Todos los años, los gobiernos de los países de la UE deben llevar a cabo renovaciones de eficiencia energética en al menos el 3% (por superficie) de los edificios que poseen y ocupan.

● los consumidores de energía deben estar facultados para gestionar mejor el consumo. Esto incluye un acceso fácil y gratuito a los datos sobre el consumo a través de la medición individual.

● Incentivos nacionales para que las pymes se sometan a auditorías energéticas. ● Las grandes empresas realizarán auditorías de su consumo de energía para ayudarles a

identificar formas de reducirlo. ● Seguimiento de niveles de eficiencia en nuevas capacidades de generación de energía.

Nuevo sistema de gobernanza Se avanzará en el desarrollo de un proceso de gobernanza transparente y dinámico que contribuya a establecer la Unión de la Energía y a alcanzar los objetivos climáticos y de energía para 2030 de forma eficaz y coherente. Beneficios Un planteamiento conjunto hasta 2030 contribuye a garantizar la seguridad normativa que demandan los inversores y a coordinar los esfuerzos de los países de la UE. El marco establecido favorece el avance hacia una economía baja en carbono y la creación de un sistema energético que:

- garantice una energía asequible para todos los consumidores - aumente la seguridad del suministro energético de la UE - reduzca nuestra dependencia de las importaciones de energía - cree nuevas oportunidades de crecimiento y empleo.

Además, conlleva una serie de beneficios para la salud y el medio ambiente (por ejemplo, al reducir la contaminación atmosférica). Inversiones necesarias Según las previsiones, las inversiones adicionales anuales medias para el conjunto de la UE durante el periodo 2011-2030 ascenderían a 38.000 millones de euros. Dichas inversiones se verían compensadas en gran medida por el ahorro de combustible. Más de la mitad de las inversiones deberían destinarse a los sectores residencial y terciario. Los países con menor nivel de renta tendrían que realizar un esfuerzo relativamente mayor en comparación con su PIB (no obstante, las conclusiones del Consejo Europeo abordan el tema del reparto e incluyen medidas de equidad y solidaridad, que también tratan de garantizar la eficiencia de conjunto). Costes del sistema energético Los costes no difieren sustancialmente de los que entrañaría la renovación, ya inevitable, de un sistema energético envejecido. Según las previsiones, en 2030 el coste total del sistema energético habrá experimentado un aumento equivalente al 0,15% del PIB de la UE si se cumplen los objetivos de forma rentable. En conjunto, existe un desplazamiento desde los costes operativos (combustible) hacia los costes de capital (inversiones). REINDUSTRIALIZACIÓN DE LA UE 2030: DE UNA ECONOMÍA RURAL Y UNA ECONOMÍA CIRCULAR BASADAS EN EL MEDIO RURAL

Sostenibilidad en materia de agricultura, ganadería y desarrollo rural

http://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-strategy/2030-energy-strategy

http://ec.europa.eu/priorities/energy-union/index_en.htm

http://www.consilium.europa.eu/uedocs/cms_data/docs/pressdata/en/ec/145397.pdf


En lo relativo a la sostenibilidad en materia de agricultura, ganadería y desarrollo rural, así como en materia de seguridad alimentaria, la política establecida en la Unión Europea marca la orientación y la estrategia en la mayoría de los aspectos que tiene que ver con la producción agrícola y ganadera, la transformación de los productos agrarios, y el suministro sostenible en cantidad suficiente de los alimentos seguros a los habitantes de la UE, a través de la política agrícola común (PAC): Así mismo, la política pesquera común reformada pretende contribuir al suministro sostenible de alimentos mediante la acuicultura y la pesca sostenibles. En el marco del Nuevo Consenso Europeo por el Desarrollo, respecto a la Agricultura, se plantea por la UE los apartados 26, 55, 56 y 110, centrados en la sostenibilidad de los recursos hídricos, la agricultura, pesca y ganadería sostenible y los sistemas alimentarios sostenibles. Y en el mismo sentido la Política Agrícola Común (PAC) de la UE representa una asociación entre la agricultura y la sociedad, entre Europa y sus agricultores. Sus principales objetivos han evolucionado desde aquél momento, tras una reforma radical en 2013 con el fin de ser más justa, más ecológica, más eficiente y más innovadora y ahora contempla entre sus objetivos principales, con financiación a escala europea, tanto como un 38 % del presupuesto continental: • ayuda a los agricultores a producir suficientes alimentos para Europa • garantiza que los alimentos sean seguros (por ejemplo, a través de la trazabilidad) • protege a los agricultores de la excesiva volatilidad de precios y de las crisis de mercado • les ayuda a invertir en la modernización de sus explotaciones • mantiene comunidades rurales viables, con economías diversificadas • crea y mantiene puestos de trabajo en la industria alimentaria • protege el medio ambiente y el bienestar de los animales. MAPA DE RUTA DE LA ENERGÍA PARA 2050

La Comisión Europea está estudiando procedimientos rentables para conseguir que la economía europea sea más respetuosa con el clima y consuma menos energía. Ha establecido una Hoja de ruta hacia una economía hipocarbónica, con una serie de medidas para esta transición viable y económicamente posible. En 2050, la UE deberá haber reducido sus emisiones de gases de efecto invernadero un 80% en relación con los niveles de 1990, exclusivamente mediante reducciones internas (es decir, sin recurrir a créditos internacionales). Este objetivo está en consonancia con el compromiso europeo de disminuir las emisiones un 80-95% en 2050, en el contexto de las reducciones que deben realizar los países desarrollados. Para conseguirlo, antes tendrá que lograr una reducción del 40% en 2030 y del 60% en 2040. Para ahorrar costes más adelante, conviene actuar pronto. Si aplazamos las medidas, tendremos que reducir las emisiones de forma mucho más drástica en una fase posterior. Por ello las etapas previas establecidas son:

o Una reducción del 40% en 2030 respecto de los niveles de 1990 (este objetivo ya forma parte del marco para 2030)

o Una reducción del 60% en 2040.


Es necesario que contribuyan todos los sectores a la transición hacia una economía baja en carbono, en función de su potencial tecnológico y económico. Aunque habrá que tomar medidas en todos los sectores principalmente responsables de las emisiones en Europa, existen diferencias en cuanto a la importancia de las reducciones que cabe esperar.

- Producción y distribución de electricidad: El sector eléctrico, que presenta el mayor potencial de

reducción, podría eliminar casi por completo las emisiones de CO2 de aquí a 2050. En el transporte y la calefacción, la electricidad podría sustituir parcialmente a los combustibles fósiles. La electricidad se obtendrá a partir de fuentes renovables (eólica, solar, hidroeléctrica, biomasa) y de otras fuentes de bajas emisiones, como centrales nucleares o centrales térmicas dotadas de tecnologías de captura y almacenamiento de carbono. Para eso, también habrá que realizar importantes inversiones en redes inteligentes.

- Transporte: En 2050, las emisiones procedentes del transporte podrían reducirse más del 60% respecto de los niveles de 1990. A corto plazo, la mayoría de los avances se concentrarán en los motores de gasolina y diésel, que todavía pueden ser más eficientes en el consumo de combustible. A medio y largo plazo, los vehículos "enchufables" tanto híbridos como puramente eléctricos harán posible una reducción aún mayor de las emisiones. Los biocombustibles se utilizarán cada vez más en la aviación y el transporte por carretera, ya que no todos los vehículos pesados del futuro serán eléctricos.

- Edificios: Las emisiones residenciales y de los edificios de oficinas se podrían reducir casi por completo (en torno al 90% en 2050). La eficiencia energética mejorará radicalmente mediante: ● la aplicación de tecnologías de vivienda pasiva en las nuevas construcciones ● la renovación de edificios antiguos para mejorar su eficiencia energética ● la sustitución de los combustibles fósiles por la electricidad y las energías renovables para

usos de calefacción, climatización y preparación de alimentos.

- Industria: En 2050, las industrias de gran consumo de energía podrían haber reducido sus emisiones en más del 80%. Las tecnologías utilizadas irán incrementando su limpieza y eficiencia energética. Hasta poco después de 2030, se produciría una disminución gradual de las emisiones de CO2 gracias a los avances en la reducción de la intensidad energética. A partir de 2035, se aplicarían tecnologías de captura y almacenamiento de carbono en los sectores (acero, cemento, etc.) donde no sea posible reducir las emisiones por otros procedimientos. De este modo, se podrían obtener disminuciones mucho mayores en 2050. En cuanto a la emisión de gases distintos del CO2 en las industrias que forman parte del régimen de comercio de derechos de emisión de la UE, las estimaciones ya prevén un descenso a niveles muy bajos.

- Agricultura: A medida que aumente la demanda mundial de alimentos, el peso de la agricultura

en el total de emisiones de la UE se irá incrementando hasta representar la tercera parte en 2050, aproximadamente. Sin embargo, aquí las reducciones también son posibles. El sector agrícola tendrá que disminuir las emisiones procedentes de los fertilizantes, el estiércol y el

https://ec.europa.eu/clima/policies/lowcarbon/ccs_en

https://ec.europa.eu/clima/policies/lowcarbon/ccs_en




ganado y puede contribuir al almacenamiento del CO2 en los suelos y los bosques. La evolución hacia una dieta más sana, rica en verduras y con menos carne, también puede reducir las emisiones.

La hoja de ruta concluye que la transición hacia una sociedad con bajas emisiones de carbono es viable y económicamente posible, pero requiere innovación e inversiones. Esta transición:

● daría un impulso a la economía europea, gracias al desarrollo de tecnologías limpias y energías con emisiones de carbono muy bajas o nulas, y fomentaría el crecimiento y el empleo

● contribuiría a reducir en Europa el uso de recursos esenciales como la energía, las materias primas, el suelo y el agua

● haría a la UE menos dependiente de las costosas importaciones de petróleo y gas ● conllevaría una serie de beneficios para la salud (por ejemplo, al reducir la contaminación

atmosférica). Para realizar esta transición, la UE tendría que invertir 270.000 millones de euros adicionales (es decir, una media del 1,5% de su PIB anual) durante los próximos cuarenta años. 4.2. EL SECTOR DE LA BIOMASA DE MADERA EN EUROPA

El papel de la energía de la madera es muy importante en el escenario de las fuentes de energía renovables de Europa ya que su territorio incluye muchos bosques, desde las regiones subárticas hasta el mar Mediterráneo (las áreas forestales cubren aproximadamente un tercio de la superficie de Europa). Algunos estados europeos son muy ricos en bosques, por ejemplo, más del 45% de los territorios de Austria, Suecia y Finlandia están ocupados por bosques.

Las tecnologías para la producción de energía a partir de la madera se han desarrollado cada vez más en Europa. Hoy existe una clara voluntad de utilizar esta fuente de energía: el primer combustible renovable que está disponible en la mayor parte de los estados miembros de la Unión Europea.

Se trata de un recurso que está todavía ampliamente disponible en general; además la superficie europea cubierta por bosques está creciendo. En la mayoría de los estados este proceso aún continúa, principalmente a través de la forestación de tierras agrícolas abandonadas. El rendimiento de la madera es mucho menor que el crecimiento anual. En promedio, solo el 50% del crecimiento anual de los bosques en Europa se utiliza para la producción.

El suministro de energía siempre ha sido uno de los principales usos de la madera. El interés político en la seguridad energética y las fuentes de energía renovables, combinado con precios relativamente altos de petróleo y gas, ha llevado en los últimos años a una reevaluación del posible uso de la madera como fuente de energía. El uso de energías renovables está comprometido a través de objetivos legalmente vinculantes que se han establecido para cada Estado miembro de la UE con respecto al papel que deben desempeñar las fuentes de energía renovables hasta 2020. La edición 2016 del “Informe del indicador sobre la estrategia Europa 2020” proporciona información sobre el progreso realizado hacia el objetivo de lograr una participación del 20% de la energía renovable en el consumo final de energía para 2020. Este objetivo está diseñado para ayudar a reducir las emisiones, mejorar la seguridad del suministro de energía y reducir la dependencia de las importaciones de energía.


Entre 2005 y 2016, el consumo de energía renovable en la UE-28 aumentó en un 78,6%. Algunas fuentes de energía renovables crecieron exponencialmente. Entre las fuentes de energía renovables, la biomasa total (es decir, madera y carbón, biogás y biocombustibles y residuos municipales) desempeña un papel importante, ya que representó dos tercios (65%) del consumo bruto de energía interior de las energías renovables en la UE-28 en 2016. En este cómputo total de biomasa, la madera y los productos de madera aglomerados, como pellets y briquetas, proporcionaron la mayor proporción de energía de origen biológico, representando casi la mitad (45%) del consumo bruto de energía renovable en el interior de la UE-28 en 2016 - ver Figura 1.

Figura 1: Consumo interior bruto de energía renovable, EU-28, 2005 y 2016 (1 000 toneladas de petróleo equivalente). Fuente: Eurostat (nrg_107a)

En muchos Estados miembros de la UE, la madera era la fuente de energía más importante de las energías renovables. Como se muestra en la Figura 2, la madera y los productos de madera representaron el 6,0% de la energía total consumida dentro de la UE-28 en 2016. La proporción de madera y productos de madera en el consumo bruto de energía continental varió de más del 20% en Letonia y Finlandia a menos del 1% en Chipre y Malta. La madera fue la fuente de más de las tres cuartas partes de la energía renovable consumida en Estonia, Lituania, Hungría, Letonia, Finlandia y Polonia. Por el contrario, la proporción de madera en la combinación de energías renovables fue relativamente baja en Chipre y Malta (donde se informó la proporción más baja, 4.5%); Este fue también el caso en Noruega (6,4%).

La UE promueve la gestión forestal sostenible, con el objetivo de

• crear y preservar empleos y contribuir de otro modo al mantenimiento del medio rural;

• proteger el medio ambiente preservando el suelo, minimizando la erosión, purificando el agua, protegiendo los acuíferos, mejorando la calidad del aire, absorbiendo carbono, mitigando el cambio climático y preservando la biodiversidad;

https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=File:Gross_inland_consumption_of_renewable_energy,_EU-28,_2005_and_2016.png


• monitorear el estado de los bosques para cumplir con los acuerdos ambientales;

• mejorar la competitividad de las industrias forestales en el mercado interno;

• promover el uso de madera y otros productos forestales como productos amigables con el medio ambiente;

• reducir la pobreza en los países en desarrollo fomentando la aplicación de la ley forestal, las condiciones de comercio justo y deteniendo la deforestación y la tala ilegal.

La Comisión Europea presentó una nueva estrategia forestal de la UE (COM (2013) 659) para los bosques y el sector forestal en 2013, en respuesta a las crecientes demandas impuestas a los bosques y a los importantes cambios sociales y políticos que han afectado a los bosques durante los últimos 15 años.

La estrategia es un marco para medidas relacionadas con los bosques y se utiliza para coordinar iniciativas de la UE con las políticas forestales de los Estados miembros. En marzo de 2010, la Comisión Europea adoptó un Libro Verde sobre protección e información forestal en la UE: preparación de bosques para el cambio climático (COM 2010, 66 final). El documento pretendía estimular el debate sobre la forma en que el cambio climático modifica los términos de gestión y protección de los bosques, y cómo la política de la UE debería desarrollarse como consecuencia.

La silvicultura, junto con la agricultura, sigue siendo crucial para el uso de la tierra y la gestión de los recursos naturales en las zonas rurales de la UE, y como base para la diversificación económica en las comunidades rurales. La política de desarrollo rural forma parte de la política agrícola común (PAC) de la UE, que ha sido el principal instrumento para implementar medidas forestales en los últimos años. En este contexto, se estima que el gasto en medidas relacionadas con los bosques, a través del Fondo Europeo Agrícola para el Desarrollo Rural, ascendió a entre 9 y 10.000 millones de euros durante el período 2007-2013.

https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=File:Production_and_trade_in_wood_pellets_and_other_agglomerates,_2010_and_2016.png


4.3. CULTIVOS ENERGÉTICOS EN EUROPA Muchos países de la UE tienen un gran potencial para la implantación de cultivos energéticos, debido a la disponibilidad de superficie agrícola y de tierras abandonadas; se puede disponer de suficiente espacio para cultivos energéticos sin afectar los cultivos tradicionales y cubrir las necesidades de biocombustibles, de acuerdo con los objetivos fijados por la Unión Europea.

Países como Bulgaria, Eslovaquia, República Checa y Polonia muestran un gran apoyo a los cultivos para biocarburantes y piden el uso de fuentes de origen agrícola y forestal de la Unión Europea para cubrir los objetivos de renovables en el transporte marcados por la nueva directiva europea. Además se comprometen a tomar las medidas necesarias para el uso de “mezclas más altas de renovables de origen agrícola, como el E10, con un máximo de bioetanol del diez por ciento en las gasolinas; convencidos de que la UE tiene posibilidades suficientes para producir volúmenes adecuados de alimentos y piensos necesarios, así como satisfacer la demanda para producir biocarburantes convencionales”. Inciden en que la demanda se puede cubrir con los producidos en Europa y, sobre todo, sin echar mano de los que, como el aceite de palma, suponen un alto riesgo de cambio del uso de la tierra, según el acto delegado publicado por la Comisión Europea.

PORTUGAL

El cultivo energético de tipo oleaginoso más tradicional en Portugal es el girasol. Sin embargo, se han intentado cultivos como la colza, el cardo o la jatropha para reemplazar los cultivos de girasol, especialmente en suelos con menos retención de agua.

El aceite de colza, que tiene una alta producción de grano y produce un aceite de excelente calidad, es la semilla oleaginosa más cultivada en la UE, siendo Alemania el principal productor. En condiciones ambientales portuguesas, este cultivo se puede sembrar en octubre y cosechar en mayo, lo que ofrece ventajas sobre el cultivo de girasol en condiciones de secano, ya que solo en junio comienza la fase crítica de floración (Lourenço y Januário, 2008).

El cardo es una planta perenne con una fase de crecimiento activo en otoño y primavera y puede producir 20 t de materia seca por hectárea por año y aproximadamente 2 a 3 t de semillas por hectárea por año, con un contenido de aceite del 25% (Staiss y Pereira, 2002). Además, el cardo se puede cultivar con la capacidad dual de, además del aceite de semilla, también puede suministrar biomasa sólida como materia prima para la producción de energía (Brás et al., 2006; Lourenço y Januário, 2008), dando rendimientos interesantes Cuando se compara con las plantas celulósicas.

De las oleaginosas menos estudiadas, Jatropha es la que ha generado más expectativas debido al éxito obtenido en países como India o China. Sin embargo, a los productores nacionales les ha resultado difícil mantener las plantas viables durante el invierno, principalmente debido a las heladas.

ESLOVAQUIA

El potencial energético de biomasa agrícola en Eslovaquia es bastante alto y representa teóricamente el 20,4% del consumo anual de energía en la República eslovaca, que es de 800 PJ. Esto es igual a un área en Eslovaquia de aproximadamente 30,000 hectáreas. Los pronósticos indican que con las condiciones climáticas de Eslovaquia un uso de biomasa que represente una proporción entre el 6 y el 12% del consumo total de energía es realista.


Según las fuentes disponibles en la actualidad, la superficie de cultivos energéticos no aumenta, sino que se estanca. En la actualidad son las siguientes plantas las que se cultivan en Eslovaquia como cultivos energéticos:

• Hierba de elefante (Miscanthus x giganteus)

• Gran mijo (Sorghum bicolor)

• Cáñamo verdadero (Cannabis sativa L.)

• Caña gigante (Arundo donax L.)

ITALIA

El desarrollo del sector agroalimentario en la Toscana depende de las características estructurales de la agricultura.

Los principales datos que explican nuestra agricultura son los siguientes:

• Las principales características de la agricultura en la Toscana son pequeñas granjas familiares con una producción diversificada (vino, aceite y cultivos). Había 72.600 granjas en la Toscana en 2010, sin embargo, muchas de ellas eran de muy pequeña escala.

• Los datos de la Unión de Comercio indican que había 41,000 granjas profesionales registradas en la región. Aproximadamente 40,000 granjas tienen cultivos herbáceos y 10,000 tienen ganado, 2,360 tienen ovejas y 1,300 tienen cerdos. Mientras que 26,000 granjas tienen uvas y 50,000 tienen olivos.

• Dos tercios de las granjas en Toscana tienen menos de 5 hectáreas, mientras que el 80% tiene menos de 10 hectáreas. Sin embargo, mientras el 11% de las granjas en Toscana son de 20 hectáreas o más, representan el 67.8% de la superficie terrestre. La granja típica de la Toscana tiene alrededor de 10 hectáreas y produce vino, aceite y cultivos, mientras que las granjas en las zonas de montaña suelen tener ganado vacuno y ovino

• Aproximadamente el 55% de la superficie terrestre en la Toscana es tierra agrícola ya que el paisaje en la Toscana es generalmente colinas y montañas. El área forestal es más del 50% de la superficie regional.

Como resultado de este análisis territorial, la región de Toscana no tiene las mejores condiciones para desarrollar cadenas energéticas basadas en cultivos energéticos:

1. La superficie global para los cultivos no es alta y existe una fragmentación relevante de los cultivos.

2. El rendimiento de los cultivos no es alto, porque la mayor parte de la tierra cultivable se encuentra en colinas y montañas.

3. Existe una competencia fuerte de alimentos / no alimentos, por lo tanto, la mayor parte de la tierra cultivable está involucrada en cultivos de alimentos y / o piensos.

Los principales cultivos que se cultivaron en la Toscana durante el año 2018 fueron:

CULTIVOS HECTAREAS PRODUCCION (Tm) RENDIMIENTO (100 K)

Trigo 30.638 1.069,425 34,9

Trigo duro 66.413 2.117,897 31,9

Corn 11.463 953,897 83,2


Cebada y avena 37.389 994,500 26,6

Girasol 15.967 408,234 25,6

Colza 1.297 25,856 19,9

Fuente: ISTAT

Por lo tanto, la parte principal del esfuerzo en el campo de la agroenergía está dirigida a desarrollar cadenas energéticas de madera, utilizando los desechos de producción de la silvicultura. En este caso, la elección estratégica está orientada a crear cadenas de suministro cortas, capaces de producir energía utilizando residuos de producción local, realizando plantas de energía de pequeña y mediana escala, produciendo energía térmica o energía térmica y energía a través de tecnologías de cogeneración.

BULGARIA

Entre los objetivos establecidos por la Comisión Europea para la reducción de emisiones nocivas en el transporte y el medio ambiente, existe la idea de reducir o eliminar significativamente los incentivos para los biocombustibles producidos a partir de alimentos o cultivos forrajeros. Tal cambio, si se adopta, afectará fuertemente a Bulgaria, que es uno de los mayores productores de colza de Europa, la principal materia prima para este tipo de combustible. Bulgaria también se encuentra entre los países que producen biodiesel y bioetanol a partir de cultivos similares, aunque los datos muestran que no utiliza toda su capacidad. Si se consideran los combustibles producidos y la violación (en búlgaro "рапица"), el valor de este mercado supera los mil millones de BGN.

Actualmente, sin embargo, se están considerando propuestas legislativas a nivel europeo, según las cuales la producción de los llamados biocombustibles de "primera generación" a partir de la violación, el girasol, la remolacha azucarera, etc., deben ser reemplazados por biocombustibles a partir del llamados "biocombustibles de segunda generación", los que se producen a partir de desechos y residuos agrícolas y forestales como arbustos, paja, etc. La idea general es hacer este cambio para 2030, incluso eliminando los incentivos para los combustibles de primera generación.

Por otro lado, el 30 de noviembre de 2016, la Comisión Europea (CE) publicó una nueva propuesta legislativa (RED II) para el período 2021-2030. El RED II limita progresivamente el uso de biocombustibles a base de alimentos. Las tasas de mezcla para los biocombustibles avanzados se incrementan gradualmente entre 2020 y 2030, con el objetivo de impulsar el mercado de estos biocombustibles no alimentarios. El RED II también incluye criterios de sostenibilidad armonizados adicionales para productos desde biocombustibles hasta biomasa. Los requisitos de sostenibilidad propuestos son una posible barrera comercial para la importación de pellets de madera.

También se mencionará que la industria de los biocombustibles en Bulgaria aún se encuentra en una etapa temprana de desarrollo. Esto se relaciona principalmente con el tamaño de la economía y el menor consumo de combustibles fósiles, así como con la falta de un entorno empresarial y económico alentador para la producción y el uso de biocombustibles. El mercado de combustibles fósiles está dominado por muy pocas empresas, que no tienen un interés económico en el uso de biocombustibles ya que los legisladores no proporcionaron un estímulo suficiente.

A pesar de esto, ya hay varios productores de biocombustibles establecidos y probados. La materia prima bio se ha convertido en una de las ideas principales de muchas compañías de petróleo y gas. La extracción de la


materia prima en sí es por transesterificación de grasas vegetales, que son un producto residual extraído en forma de glicerol. Cada vez más, también hay interés por los microcombustibles, o los llamados biocombustibles basados en microorganismos. Tales son bacterias, microalgas, cianobacterias. Sus rendimientos son 40 y 300 veces más altos que los combustibles ecológicos convencionales. Las estadísticas muestran que 83,675 toneladas métricas de petróleo equivalente de biodiesel se consumieron en 2015 en Bulgaria. La cantidad de bioetanol consumido fue significativamente menor en comparación con el biodiesel.

4.4. EL DESARROLLO DE LOS BIOCARBURANTES EN EUROPA Desde comienzos de los años 90, la producción europea de biocarburantes, ha experimentado un notable incremento, que se sustenta en el marco normativo, pero la situación en los diferentes Estados miembros varía enormemente, teniendo algunos países una mayor contribución al total de producción de biocarburantes europeos que otros.

Existen a nivel europeo y de los diferentes estados medidas para impulsar el uso de los biocarburantes en el transporte, aunque en opinión de muchos sectores éstas son aún insuficientes.

Los requisitos de sostenibilidad de los biocarburantes establecidos en la Directiva de Energías Renovables han sido modificados mediante la aprobación de la Directiva (UE) 2015/1513 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 9 de septiembre de 2015, por la que se modifican la Directiva 98/70/CE y la Directiva 2009/28/CE, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables. Los biocarburantes utilizados para cumplir los objetivos fijados en la Directiva y los que se benefician de los sistemas de apoyo nacionales deben cumplir obligatoriamente criterios de sostenibilidad.

Para evitar los posibles impactos negativos de los biocarburantes, la Directiva 2009/28/CE sobre energías renovables establece unos criterios de sostenibilidad de los biocarburantes. Así, para que puedan computar para los objetivos se exige que con éstos se alcance una determinada reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, no se produzcan a partir de materias primas procedentes de tierras de elevado valor en cuanto a diversidad ni de tierras con elevadas reservas de carbono.

El Parlamento europeo ha limitado la producción de algunos biocarburantes más allá de 2030, es el caso del biodiesel de aceite de palma y de soja. La cuota de energía procedente de biocarburantes producidos a partir de cereales y otros cultivos ricos en almidón, de azúcares, de oleaginosas y de cultivos en tierras agrícolas como cultivos principales fundamentalmente con fines energéticos no rebasará el 7 % del consumo final de energía en transporte en 2020. Algunos países europeos como Bulgaria, Eslovaquia, República Checa y Polonia muestran un gran apoyo a los cultivos para biocarburantes y piden el uso de fuentes de origen agrícola y forestal de la Unión Europea para cubrir los objetivos de renovables en el transporte marcados por la nueva directiva. Además se comprometen a tomar las medidas necesarias para el uso de “mezclas más altas de renovables de origen agrícola, como el E10, con un máximo de bioetanol del diez por ciento en las gasolinas".

El informe “Renewables 2018, global status report” de la Red “Renewable Energy Policy Network for the 21st Century” recoge datos de los tres principales campos en los que actúa la bioenergía (electricidad, energía térmica y transporte) resaltando que la cuota de renovables en el sector del transporte sigue siendo baja (3,1%) con más de un 90% proporcionado por biocombustibles líquidos.


TEMA 5. FORMACION PROFESIONAL EN BIOENERGÍA. NUEVAS METODOLOGÍAS PEDAGÓGICAS SESION PEDAGÓGICA.


5.1. NECESIDAD DE FORMACION PROFESIONAL EN BIOENERGÍA El proyecto RURAL BIOENERGY pretende contribuir a la profesionalización en bioenergía en las áreas rurales, a través de diferentes herramientas para la formación que contribuyan al desarrollo de los formadores a la vez que favorezcan el aprendizaje permanente y potencien el acceso a la formación y la cualificación para todos, ofreciendo nuevas oportunidades de formación para las comunidades rurales que posibiliten el desarrollo de la economía rural.

RURAL BIOENERGY se propone además fomentar el desarrollo del aprovechamiento de la bioenergía en el medio rural y contribuir a la diversificación de la economía rural mediante la creación de nuevos nichos de empleo, ayudando por tanto a:

• Incrementar la competitividad del sector agrario mediante la formación de la población rural a fin de permitir la expansión de las actividades económicas rurales mediante el uso eficiente de los recursos naturales y locales.

• Promover el trabajo juvenil de calidad y la profesionalización en las zonas rurales (donde más del 60% de los trabajadores no tienen calificaciones y se requieren profesionales cualificados para implementar proyectos de bioenergía).

• Diversificar la distribución de la población dentro de la UE.

5.2. INTRODUCCION A NUEVAS METODOLOGÍAS DE FORMACIÓN

Es importante promover metodologías pedagógicas innovadoras para una transición satisfactoria al mercado de trabajo. Para ello es importante impulsar un ENFOQUE PEDAGÓGICO INNOVADOR basado en una metodología que obtiene resultados más duraderos por tratarse de un aprendizaje práctico y con mayor implicación del estudiante:

* Aprendizaje basado en proyectos, un modelo de aprendizaje basado en la creación de un contexto real para motivar el interés de los estudiantes por aprender, muy interesante en diferentes niveles educativos y de acuerdo a la opinión de los expertos también para la FP, etapa formativa en la que además puede apoyarse en el estudio de casos o ejemplos prácticos.

* Aprendizaje basado en el trabajo (metodología pedagógica alterna basada en el aprendizaje entre empresas y el aula) como una receta exitosa para una transición satisfactoria al mercado de trabajo.

* Aprendizaje autónomo y práctico: los estudiantes son los verdaderos protagonistas y participan activamente durante el proceso poniendo en práctica las técnicas y habilidades aprendidas.

* Aprendizaje cooperativo como pilar fundamental del aprendizaje basado en proyectos, priorizando la colaboración frente a la competencia en cualquier momento del aprendizaje.

* El uso de las TIC en la enseñanza y el aprendizaje como medio de motivación para los estudiantes y para los docentes.

Principios Generales de actuación metodológica

Como orientaciones metodológicas importantes a aplicar, relacionamos a continuación una serie de principios generales a tener en cuenta a la hora de desarrollar las programaciones didácticas de los diferentes módulos formativos:


- Adaptación al alumnado partiendo de un conocimiento previo del grupo.

- Consideración de los conocimientos previos del alumnado como punto de partida para la adquisición de nuevos aprendizajes.

- Adecuación del lenguaje a las características del alumnado.

- Orientación del grupo respecto a su situación en el proceso de aprendizaje, por medio de controles de comprensión y actividades de clase.

- Utilización de recursos didácticos y materiales variados y adecuados.

- Conexión de los aprendizajes del alumnado con la realidad de su entorno social y profesional con la finalidad de conseguir aprendizajes competenciales.

- Realización de aprendizajes competenciales aplicando la teoría a la práctica.

- Creación de un clima de confianza que fomente la participación activa del grupo en el contexto educativo del aula.

- Fomento de la iniciativa, la autonomía y el trabajo en grupo.

- Enseñanza / aprendizaje de actitudes personales y profesionales que lleve a su interiorización por parte del alumnado.

- Variedad en las actividades e instrumentos de evaluación, empleándolos como parte del proceso de aprendizaje.

- Utilización de las nuevas tecnologías como recurso educativo docente y como medio de búsqueda y selección de información y actualización de conocimientos.

RURAL BIOENERGY también pretende contribuir a la promoción de competencias clave para el aprendizaje permanente (conocimientos, habilidades y actitudes, adecuados al contexto, especialmente necesarios para la formación como personas, la integración social, la ciudadanía activa y el empleo), en particular los siguientes: autonomía e iniciativa personal, aprender a aprender, competencia social y cívica, procesamiento de la información y competencia digital. Se prestará especial atención al desarrollo de competencias para la inserción laboral: trabajo en equipo y emprendimiento e innovación, como competencias valoradas como especialmente importantes para la empleabilidad de los estudiantes de FP.

Para dar respuesta a todos los anteriores planteamientos desarrollamos en más detalle a continuación dos formas de trabajo fundamentales en el proceso de enseñanza-aprendizaje:

a) APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS, por ser una metodología poco conocida y de poca implantación en la FP, que incluye además los principios de aprendizaje práctico, autónomo, cooperativo y que incorpora el uso de las nuevas tecnologías por lo que nos centraremos especialmente en el de manera que este producto intelectual muestre sus ventajas y facilite las herramientas necesarias para saber cómo diseñar y utilizar este modelo de enseñanza-aprendizaje.

b) APRENDIZAJE BASADO EN EL TRABAJO. La especialización de los puestos y las necesidades de formar

a profesionales de manera específica e integral, ha cristalizado en una nueva modalidad de relación Centro Educativo - Empresa: la Formación Profesional Dual. Los artículos 6 y 11.3 de la Ley Orgánica 5/2002, de 19 de junio, de las Cualificaciones y de la Formación Profesional, especifican que la colaboración de las empresas en el desarrollo del Sistema Nacional de Cualificaciones y Formación Profesional se desarrollará entre otros ámbitos, mediante su participación en la formación de los


alumnos en los centros de trabajo, favoreciendo la realización de prácticas profesionales de los alumnos en empresas y otras entidades (para lo que son necesarios mecanismos y ayudas para que pueda ofrecerse formación en los centros de trabajo o empresas, mediante conciertos, convenios, subvenciones u otros procedimientos).

5.3.- EL APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS (ABP ó PBL)

Esta nueva forma de acción basada en el modelo denominado APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS, en inglés PROJECT BASED LEARNING (en adelante ABP ó PBL), en el cual los estudiantes participan en la planificación, implementación y evaluación de proyectos que tienen una aplicación real, crea un contexto más motivador para los estudiantes y obtiene resultados más duraderos.

Esta metodología es considerada como ideal para la aplicación a los ciclos de formación profesional, a través del trabajo cooperativo, en el que los alumnos y alumnas aprenden a discernir las diferentes destrezas que posee cada uno de ellos y a asimilar lo que cada uno puede aportar al proyecto, en facetas diferentes.

La legislación que regula la FP establece que ésta contribuirá a que el alumnado consiga un aprendizaje que le permita el desarrollo de las competencias propias de cada cualificación y a comprender la organización del sector productivo correspondiente (así como los mecanismos de inserción profesional, las condiciones de seguridad y salud en el trabajo y cómo prevenir los riesgos medioambientales). Pero además establece que la formación profesional debe fomentar aquellas competencias que permitan:

- Aprender por sí mismos y trabajar en equipo, formarse en la prevención y resolución de conflictos y en el fomento de la igualdad, en todos los ámbitos de la vida personal, familiar y social.

- Desarrollar una identidad profesional motivadora de futuros aprendizajes y adaptaciones a la evolución de los procesos productivos y al cambio social.

- Afianzar el espíritu emprendedor para el desempeño de actividades e iniciativas empresariales.

- Preparar al alumnado para su progresión en el sistema educativo.

El ABP facilita el desarrollo de todas las competencias mencionadas, tanto las que tienen que ver con la cualificación y desarrollo profesional como aquellas que facilitan el desarrollo personal y social, el espíritu emprendedor y el aprendizaje permanente. ABP fomenta el espíritu emprendedor, que debe trascender al ámbito empresarial y ser sinónimo de tener iniciativa creatividad y pensamiento crítico.

Si bien el ABP puede parecer un método de enseñanza aislado o específico, sus elementos característicos deben ser realmente comunes en todos los procesos de enseñanza-aprendizaje y no es necesario que se siga estrictamente esta metodología para incorporar elementos del mismo en el proceso formativo. A veces esta metodología llamada ABP ó PBL se usa como equivalente de "aprendizaje experiencial" o "aprendizaje por descubrimiento".

EL MÉTODO ABP ó PBL

Con este método los estudiantes adquieren conocimientos y habilidades mientras trabajan investigando ellos mismos sobre un tema para responder a una pregunta, a un problema o a un desafío real que resulte lo más atractivo posible para ellos, involucrándoles en el proyecto desde el principio, incluso desde el momento de la elección del tema. Esta es una de las razones por las que esta metodología les motiva a aprender porque les permite seleccionar temas que les interesen (Katz & Chard, 1989).


Tiene su origen en el constructivismo, un método de enseñanza relativamente nuevo aunque basado en los trabajos de Dewey y Piaget de hace muchos años. Tiene su aplicación en todos los niveles de enseñanza, desde primaria a universitaria, pero no está apenas implantado y menos aún en la FP a pesar de que esta forma de aprendizaje puede ser transformador para los estudiantes y especialmente para los que tienen mayores dificultades de aprendizaje.

Son muchos los estudiantes, especialmente aquellos con menos oportunidades, que no están preparados para la economía moderna y los desafíos del mundo actual. Como ya se ha dicho, ABP prepara a los estudiantes no solo para el éxito académico y profesional, sino también a nivel personal y prepara a los jóvenes para enfrentarse a los desafíos del mundo real.

Los estudiantes trabajan en un proyecto durante un período prolongado de tiempo, desde unos días a varios meses, que los compromete a resolver un problema o responder a una pregunta, de aplicación práctica. Además demuestran sus conocimientos y habilidades al desarrollar un producto o resultado público o realizando una presentación para una audiencia real.

De esta forma, los estudiantes adquieren un profundo conocimiento del contenido, mientras desarrollan el pensamiento crítico, la capacidad de relación de diferentes aspectos, la creatividad, además de las habilidades de comunicación, en el contexto de la realización de un proyecto auténtico y significativo. Estas competencias generales son muy interesantes en la formación profesional, especialmente en el área temática sobre aprovechamientos bioenergéticos que nos ocupa, en la que esa capacidad de análisis, relación e innovación es importante para ser capaz de llevar a cabo nuevos aprovechamientos energéticos en el medio rural.

Algunas de las principales características de esta metodología de aprendizaje son: el desarrollo en contextos realistas y la construcción del conocimiento por el propio alumno, mientras reflexiona sobre el alcance del problema y sobre las soluciones a adoptar. En este sentido, no existe contexto más realista que los entornos productivos reales de explotaciones o empresas agrícolas, ganaderas, alimentarias, etc.

CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DE ABP ó PBL • Enfrenta al estudiante al reto de una gran pregunta abierta, desafío o problema para

investigar, responder y/o resolver. • Está basado en la investigación, en el autodescubrimiento y la innovación. • Utiliza habilidades del siglo XXI como el pensamiento crítico, la creatividad, la

comunicación y la colaboración, entre otros. • Incorpora la elección de los estudiantes en el proceso educativo.

• Brinda oportunidades de retroalimentación y revisión del proyecto y del plan de trabajo. • Requiere que los estudiantes expongan y presenten sus problemas, procesos de

investigación, métodos y resultados. • Prepara para el mundo laboral y para participar de forma activa en la vida económica, social y cultural.

Con demasiada frecuencia, el aprendizaje tradicional no sale del ámbito puramente académico. ABP conecta mejor a los estudiantes con el mundo real, les prepara para aceptar y enfrentar los desafíos en el mundo actual y a conocer lo que los profesionales hacen todos los días. Aunque en la formación profesional existe


una parte lectiva práctica, la parte desarrollada en el aula se suele abordar de la manera tradicional no siendo habitual la utilización de ABP a pesar de las ventajas que tiene.

En lugar de estrategias de memorización a corto plazo, el aprendizaje basado en proyectos ofrece una oportunidad para que los estudiantes se involucren profundamente con el contenido objeto de estudio, lo que facilita la comprensión y la retención a largo plazo.

ABP también mejora la actitud y el compromiso de los estudiantes hacia la formación. La estructura de PBL se presta para desarrollar una motivación intrínseca porque centra el aprendizaje de los estudiantes en torno a una pregunta o problema central esencial y un resultado significativo.

Un reciente estudio realizado por la Universidad de Michigan sugiere que la implementación del aprendizaje basado en proyectos se correlaciona positivamente con el rendimiento estudiantil, en particular en los centros educativos de zonas desfavorecidas.

El modelo ABP también mejora las habilidades tecnológicas de los estudiantes, así como las de trabajo en equipo y la resolución de problemas, junto con la capacidad de comunicarse de manera efectiva con los demás. Los proyectos son interdisciplinarios, colaborativos, autodirigidos y motivadores, están basados en la investigación y en el uso de nuevas tecnologías abordando toda la gama de necesidades y estilos de aprendizaje de los estudiantes y los objetivos de la ciudadanía digital.

La naturaleza colaborativa de los proyectos también refuerza los programas de aprendizaje socioemocional y en general los estándares de aprendizaje moderno por lo que, además de la formación específica sobre diferentes temas, ayuda a la formación integral como personas y ciudadanos para el mundo actual.

Por tanto, resumiendo, las principales ventajas o beneficios de PBL son las siguientes:

Desarrollo de competencias: aumenta el nivel de conocimientos y habilidades en una disciplina o en área específica, pudiendo alcanzarse niveles elevados de habilidad en dicha materia. Aparte el proyecto mejora las aptitudes de los estudiantes para la investigación, análisis, síntesis, extracción de conclusiones y para el autoaprendizaje.

Contacto con el mundo laboral: a través de PBL, los estudiantes interactúan con adultos, empresas y organizaciones, y su comunidad, y pueden desarrollar intereses profesionales

Compromiso: los estudiantes participan activamente en proyectos que proporcionan relevancia real para el aprendizaje. Los estudiantes pueden resolver problemas que son importantes para ellos y sus comunidades y los resultados son de mayor compromiso.

Aprendizaje profundo y aplicado: los proyectos de PBL conducen a una comprensión más profunda y una mayor retención del conocimiento del contenido y les capacita para aplicar mejor lo que saben a nuevas situaciones.

Sentido y propósito al aprendizaje: Un gran proyecto puede ser transformador para los estudiantes. Ver un impacto en el mundo real les da un sentido de acción y propósito.

Habilidades para el mundo actual: más allá del conocimiento básico, los estudiantes aprenden a tomar la iniciativa y la responsabilidad, resolver problemas y comunicar ideas.

Motivador: los profesores trabajan estrechamente con estudiantes activos y comprometidos, que realizan un trabajo significativo, resultando muy motivador el compartir con ellos la ilusión por el proceso de enseñanza-aprendizaje.


Creatividad y tecnología: los estudiantes aprenden a utilizar un espectro de herramientas tecnológicas y de comunicación durante el proceso, desde la investigación y la colaboración hasta la creación y presentación de productos. Las TIC forman parte importantísima de los procesos educativos en la actualidad y especialmente en el aprendizaje basado en proyectos, lo que le convierte en una herramienta fundamental para el aprendizaje individual y para la creación grupal de conocimiento.

Mejora del rendimiento formativo: especialmente de los estudiantes con mayores dificultades.

DESARROLLO DE ABP ó PBL

Se han identificado varios elementos esenciales para el PBL que deben tenerse en cuenta en el momento del diseño del proyecto. En conjunto, estos elementos se denominan “PBL Gold Standard”. Según el Buck Institut for education (BIE), los elementos clave para el diseño del proyecto que deben considerarse para que los estudiantes aprendan y comprendan conocimientos clave y adquieran habilidades y competencias para el éxito, son los siguientes:

• Un reto, problema o pregunta desafiante • Investigación sostenida • Autenticidad • Voz y elección del estudiante • Reflexión, crítica y revisión • Resultado o producto público

Los alumnos deben desarrollar un pensamiento crítico que les permita identificar y justificar los puntos fuertes y débiles de un contenido o trabajo, ya sea realizado por ellos mismos, por sus compañeros o por terceros, sin dejar de ser curiosos e investigar. Leal, G. y Lambán, M.P (2016).

Es importante además tener presente el esquema conceptual típico del aprendizaje basado en proyectos, desde la introducción al problema, hasta la evaluación del aprendizaje, pasando por la crítica y discusión grupal y la presentación de la solución.

Podemos establecer los siguientes principios fundamentales, y por lo tanto bloques de trabajo a la hora de planificar un proyecto como unidad de aprendizaje:

1) Conexión con el mundo real. La elección del proyecto debe ser lo más realista, actual y lo más cercana posible al ámbito de los estudiantes para que despierte más su interés, sea un verdadero incentivo y tenga una aplicación real. Puede aprovecharse alguna noticia aparecida en los medios de comunicación en relación con el tema como elemento de motivación y desarrollar al comienzo del proyecto las actividades de sensibilización con el problema y de estímulo a los estudiantes, que se consideren necesarias.

DIFERENCIAS ENTRE “PROYECTO” Y “APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS” PROYECTOS APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS

Puede realizarse solo Requiere colaboración Importa el producto Importa el proceso

Protagonista el profesor Protagonista el estudiante Falta contexto con mundo real Basado en experiencias/problemas del mundo real

Tiene lugar después del aprendizaje real El aprendizaje real tiene lugar durante el proceso Todos los proyectos tienen el mismo objetivo Los estudiantes eligen el objetivo

Vs


2) Núcleo para el aprendizaje. El proyecto debe concebirse como núcleo en torno al cual construir el aprendizaje de toda una serie de contenidos curriculares (conocimientos, técnicas, actitudes, habilidades,… y en definitiva competencias finales).

3) Colaboración estructurada. El trabajo se desarrolla en pequeños grupos pero debe llevarse a cabo una labor de apoyo por parte de los docentes para que se realice un verdadero trabajo cooperativo entre los estudiantes y todos participen activamente.

4) Impulsado por el estudiante. El profesor tendrá un papel de facilitador y los estudiantes toman el control del proceso, aunque deberá estar atento acompañando a los grupos a lo largo del desarrollo planteándoles preguntas, redirigiéndoles si fuese necesario, dando consejos,… pero nunca facilitándoles las respuestas o soluciones.

5) Evaluación multifacética. La evaluación estará integrada a lo largo de toda la unidad ABP o proyecto, se evalúan diferentes aspectos y los estudiantes participan también activamente en el proceso de evaluación.

Si se logra comprender los principios mencionados acerca de ABP, los profesores rápidamente podrán imaginar e idear proyectos para desarrollarlos en interacción con los estudiantes, haciendo un uso ajustado y creativo a las necesidades y realidades de cada contexto formativo, logrando ejecutarlos con eficacia educativa.

Los verdaderos protagonistas del proceso serán los estudiantes pero previo al desarrollo del proyecto es fundamental la planificación por parte del profesor y también una cierta introducción o preparación a la metodología de trabajo a los alumnos, para desarrollar su capacidad de diálogo, de apertura y de escucha activa y para conocer las técnicas que debe utilizar para conseguir una buena coordinación.

El papel del profesor durante el desarrollo del proyecto es el de facilitador de la comunicación y el aprendizaje. Participa con el grupo en la producción de nuevos conocimientos como resultado del trabajo que allí se desarrolla pero actúa como mero acompañador.

Su función también es promover el vínculo entre los integrantes y su objetivo es generar nuevos enlaces entre lo vivencial y lo conceptual. Su tarea es constante, puesto que debe realizar una lectura de los “emergentes grupales” (qué se dice, de qué se habla, cómo se hace lo que se hace, qué no se dice ni se hace). Debe intentar detectar lo que saben y lo que esperan, discriminar los momentos de incomunicación de los silencios, los bullicios de momentos de producción, etc. Debe estar permanentemente atento y respetar los tiempos grupales.

Su papel se vuelve activo cuando señala al grupo lo que está ocurriendo, cuando explicita lo que los participantes por estar viviendo el momento no pueden percibir. El profesor observa, registra y da cuenta al grupo de cómo se acercan y abordan las tareas. No enjuicia, sólo realimenta el trabajo, sin capitalizar ni el poder ni la información, alejándose conscientemente del lugar “dominante”.

Existen una serie de puntos clave para el desarrollo de la metodología de aprendizaje basado en proyectos con éxito que el profesor debe tener presente

1: Involucrar a los estudiantes desde el principio, incluso en el momento de concreción de los temas y objetivos del proyecto. Es importante saber al principio qué es lo que los estudiantes quieren o necesitan conocer en torno al tema del proyecto. 2: Desglosar el tema en tareas bien definidas que organicen y faciliten el trabajo para llegar al producto final. 3: Planificar bien, establecer metas y definir resultados de forma clara.


4: Dividir el aula en grupos de trabajo, e incluso los propios grupos con tareas bien definidas. Establecer una colaboración estructurada en el aula. 5: Obtener un resultado claro (incluso tangible en algunas ocasiones). 6: Llegar a conclusiones finales. 7: Presentación final. Habitualmente cuando se utiliza esta metodología se finaliza la unidad de aprendizaje con una presentación pública a una audiencia (a los compañeros, en el centro o en la comunidad) de la investigación y el trabajo realizado y sobre todo de los resultados obtenidos.



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INFORME Y CONTENIDOS CURSO - Rural BioEnergy...El curso se ha evaluado a través de tests sobre los...

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