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Instalación de biomasa en una granja cunícola

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En las granjas cunícolas se debe procurar alcanzar el máximo confort ambiental con un control total de la temperatura, la humedad y la ventilación para conseguir un correcto desarrollo de los animales. Al no ser una producción estacional, se debe mantener siempre una temperatura interior constante, idealmente a 22-24º en verano y 18º en invierno. El objetivo de los sistemas de calefacción es proporcionar el calor suplementario necesario para mantener la temperatura deseada, compensando las pérdidas..

Instalación de biomasa en una granja cunícola

Philipp Rockmann

Departamento técnico
Grupo Nova Energía

En las granjas cunícolas se debe procurar alcanzar el máximo confort ambiental con un control total de la temperatura, la humedad y la ventilación para conseguir un correcto desarrollo de los animales. Al no ser una producción estacional, se debe mantener siempre una temperatura interior constante, idealmente a 22-24º en verano y 18º en invierno. El objetivo de los sistemas de calefacción es proporcionar el calor suplementario necesario para mantener la temperatura deseada, compensando las pérdidas.

En la mayoría de las granjas cunícolas los sistemas de calefacción existentes están basados en combustibles fósiles como el gasoil, gas natural, etc. Estos combustibles tienen múltiples inconvenientes: sufren grandes fluctuaciones de precio, aumentan la dependencia energética exterior del país, emiten grandes cantidades de CO2 causantes del efecto invernadero…

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La sustitución de estos sistemas tradicionales con combustibles fósiles por sistemas modernos de combustión de biomasa permite reducir los costes energéticos gracias a un combustible de suministro local con precios estables. Además, permite dinamizar las economías locales, ayudar a la conservación de los bosques y reducir la huella de carbono.

La adaptación de las actuales instalaciones a un sistema de calefacción con biomasa es sencillo. Existen en el mercado una gran cantidad de soluciones con biomasa en función de la potencia calorífica necesaria y tipo de biomasa a utilizar.

¿Cómo determinar la potencia calorífica necesaria?

Lo primero que hay que tener en cuenta para valorar la posibilidad de instalar una solución con biomasa es determinar la potencia calorífica necesaria, para alcanzar un equilibrio térmico en la nave.

En este equilibrio intervienen diferentes factores como el calor emitido por los animales, las pérdidas de calor a través de la envolvente de la nave (muros, techo y cerramientos) y el calor perdido debido a la necesaria ventilación. Además, también tiene un papel importante el diferencial térmico con la temperatura exterior.

El cálculo térmico teórico es complejo, y en la mayoría de los casos resulta más práctico y rápido utilizar modelos de cálculo simplificados, que se basan en resultados empíricos comprobados por la experiencia en casos reales.

A continuación describiremos unos de estos métodos empíricos simplificados, a modo de ejemplo. Para ello hay que determinar los siguientes valores:

  • Volumen del espacio a calefactar en m3. Consiste en multiplicar la longitud, anchura y altura de la nave.
  • Diferencial térmico entre el interior del local, que normalmente debería de estar en unos 18º C de media, y la temperatura más fría alcanzada anualmente en el exterior.
  • Determinar el grado de aislamiento del local, este valor puede oscilar entre los valores 1,5 y 3,5 según el grado de aislamiento de muros y cubiertas. Un valor 1,5 sería un local muy bien aislado con paneles de fibra de vidrio y techo aislado y un valor 3,5 a un local sin aislamiento.

Una vez tenemos estos valores podemos calcular de forma aproximada la potencia necesaria con la siguiente fórmula:

_______ m3 x _______ ºC x ______ aislamiento / 860 = ______ kW

¿Qué combustible elegir?

En el mercado podemos encontrar diferentes tipos de biomasa: pellets, astillas, hueso de aceituna, cáscaras de frutos secos, etc. Se debe elegir siempre el combustible que mejor convenga a cada instalación en función de los siguientes aspectos: disponibilidad local, espacio disponible para su almacenamiento, precio, etc.

El tipo de biomasa elegido también tiene una repercusión directa en el coste del equipo. En general, los equipos para la combustión de pellets son más económicos que los de astillas, debido a que los sistemas de extracción y transporte del material desde el silo hasta la caldera son más complejos. Además, las astillas suelen tener un mayor contenido de humedad y una densidad aparente significativamente menor que otros tipos de biomasa, por lo que requieren de equipos más grandes para la misma potencia.

Pero esta diferencia de precio del equipo se contrarresta con el precio de la biomasa, ya que el precio de las astillas suele ser más económico que los pellets. Aunque las astillas requieren un espacio de almacenamiento mayor.

En la Península Ibérica también disponemos de un combustible muy económico: el hueso de aceituna. Este combustible presenta unas características muy particulares que hacen que para su correcta combustión se tenga que disponer de un equipo de pellet adaptado específicamente al hueso de aceituna.

En definitiva, se tienen que comparar los costes de la biomasa y los equipos, la disponibilidad de espacio en la instalación y la disponibilidad local de biomasa, para elegir la opción más adecuada a cada instalación.

Estudio viabilidad en una instalación tipo

Una vez determinada la potencia térmica requerida y la biomasa a utilizar, podemos realizar un estudio para evaluar la viabilidad del proyecto y el retorno de la inversión. Consideraremos un caso ficticio de una instalación tipo para realizar el estudio de viabilidad, con los siguientes datos de partida:

  • Espacio a calefactar: Nave de 50 x 10 m., con una altura media de unos 3 m.
  • Grado de aislamiento: Medio (factor 2,5)
  • Temperatura mínima exterior: -4ºC
  • Carga térmica necesaria: 96 kW. Según la formula: 1500 x 22 x 2,5 / 860 = 96 kW.
  • Equipo sustituido: Caldera de gasoil.
  • Equipo seleccionado: Generador de aire caliente Biocalora de 100 kW.
  • Coste combustible actual: gasoil, 0,85 €/litro.
  • Coste hueso aceituna: 0,16 €/kg y PCI de 4,5 kWh/kg.

Con los datos de partida realizamos una tabla comparativa para valorar su viabilidad

Hemos partido de la base de que la granja está situada en una zona con un diferencial térmico máximo de 22º C , lo que supone un funcionamiento equivalente a plena carga de de 900 h/año.

El equipo seleccionado es un generador de aire caliente Biocalora, ya que la inversión para la adaptación a la biomasa es mucho menor que la instalación de una caldera de biomasa que requiere una instalación hidráulica más compleja. En este caso, la inversión para la instalación de un generador de aire caliente de 100 kW, teniendo en cuenta el coste del equipo, instalación, transporte y mantenimiento es de 16.200 €, que se amortizaría en poco más de 3 años.

 

Biomasa

Gasoil

Potencia equipo

100 kW

-

Inversión

16.200 €

-

Horas funcionamiento

900 h/año

-

Energía útil

90.000 kWh/año

-

Rendimiento

85%

85%

Energía bruta

105.882 kWh/año

105.882 kWh/año

Poder calorífico (PCI)

4,5 kWh/kg

3.150 kWh/m3

11,81 kWh/kg

9.979 kWh/m3

Densidad

700 kg/m3

845 kg/m3

Coste unitario

160 €/tn

1.000 €/tn

Coste combustible

3.764,71 €/año

8.945, 48 €/año

Cantidad combustible

23.529 kg/año

10.609 l/año

 

Los generadores de aire caliente Biocalora permiten quemar diferentes tipos de biomasa y conseguir directamente aire caliente mediante un intercambio de calor con los humos. Esta solución ofrece una temperatura estable y homogénea en toda la nave. La instalación de los tubos necesaria para repartir el aire en la nave es sencilla y económica. Además, este sistema permite combinar la ventilación con la calefacción, siempre y cuando el aire calentado provenga del exterior.

En el supuesto que la granja ya disponga de una instalación hidráulica se puede valorar la viabilidad de instalar una caldera de biomasa Biocalora Serie 2000. Las calderas de biomasa producen agua caliente a unos 80º C, que se distribuye entre los diferentes elementos que transfieren el calor, como por ejemplo radiadores, fancoils o un suelo radiante. Esta solución ofrece muchas ventajas a la hora de repartir el calor, favoreciendo ciertas zonas en detrimento de otras cuando existen necesidades térmicas diferentes, como en las distintas etapas de crianza de los animales.

En este caso la instalación de una caldera de biomasa se amortizaría en unos 3 años y medio:

En el caso de querer instalar una caldera de biomasa pero no disponer de instalación hidráulica, el coste sería mucho mayor, debido a la complejidad de los sistemas hidráulicos necesarios y la instalación se amortizaría en más de 6 años.

biomasa_mm_4_opt.jpeg
biomasa_mm_4b_opt.jpeg
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En conclusión, la sustitución del gasoil por biomasa, en esta granja tipo es viable y se puede amortizar en unos 3 años.

Además, se consigue un ahorro del 58% respecto al uso de combustibles fósiles y se mejora la imagen de sostenibilidad con la reducción de 28,5 t/año de CO2, equivalente a 2,5 hectáreas de bosque absorbiendo CO2. Esta inversión también permitiría a la granja estar adaptada a un futuro cambio legislativo relativo al confort animal en el sector cunícola. •

La industria del pellet prevé acabar el año con 60.000 t más producidas

En los últimos años, coincidiendo con un aumento de los precios de los combustibles fósiles, ha aumentado la instalación de calderas y estufas para calefacción y agua caliente que funcionan con biomasa, tanto en hogares particulares como en la industria y en el ámbito público. Esto ha hecho que florezca una industria, la de la biomasa, que está en alza: para finales de año se prevé llegar a 410.000 toneladas de pellet producidas, 60.000 más que en el 2013. Respecto al consumo, España consumió el año pasado 380.000 t de pellets, y la previsión es llegar a 750.000 en el 2017.