“La mayoría de las plantas de pellets son pequeñas, con una capacidad media anual de unas 9.000 toneladas. Después de los problemas de escasez de pellets en 2013, cuando solo se produjeron unas 29.000 toneladas, el sector ha mostrado un crecimiento exponencial hasta alcanzar las 88.000 toneladas en 2016 y se prevé que alcance al menos 290.000 toneladas en 2021".

Chile obtiene el 23 por ciento de su energía primaria de la biomasa. Esto incluye la leña, un combustible muy utilizado en la calefacción doméstica pero también vinculado a la contaminación del aire local. En los últimos años, las nuevas tecnologías y los combustibles de biomasa más limpios y eficientes, como el pellet, avanzan a buen ritmo. La Dra. Laura Azocar, investigadora de la Universidad de La Frontera, ofrece información sobre el contexto y estado actual de los mercados y tecnologías relacionados con la producción de pellets en Chile.

SEGÚN EL DR. AZOCAR, el uso de la leña como fuente de energía primaria es una característica particular de Chile. Esto está relacionado con las tradiciones y la cultura chilena, además de la abundancia de biomasa forestal, el alto costo de los combustibles fósiles y los inviernos fríos y lluviosos en la zona centro-sur.

Un país forestal

Para contextualizar esta afirmación cabe mencionar que Chile cuenta actualmente con 17,5 millones de hectáreas (ha) de bosque: 82 por ciento de bosque natural, 17 por ciento de plantaciones (principalmente pinos y eucaliptos) y 1 por ciento de producción mixta.

Esto ha significado que, a pesar del rápido crecimiento experimentado por el país, con un ingreso per cápita actual de 21 000 dólares EE.UU. al año y una esperanza de vida de 80 años, sigue siendo un país subdesarrollado en términos de sistemas de calefacción doméstica.

De hecho, del total de energía consumida para calefacción, el 81 por ciento proviene de leña, lo que significa que alrededor de 1,7 millones de hogares en Chile utilizan actualmente este combustible, alcanzando un consumo total anual de más de 11,7 millones de m³ de madera.

Alternativas más eficientes

El alto consumo de leña también está vinculado a la contaminación del aire en Chile. El 56 por ciento de la población, es decir cerca de 10 millones de personas, están expuestas a concentraciones anuales de 20 mg por m³ de material particulado (PM) inferior a 2,5 pm (PM2,5).

Aproximadamente la mitad de estas PM2,5 se atribuye a la combustión de leña. Esto se debe a una serie de factores como la madera mal secada, la baja eficiencia de las estufas y el aislamiento deficiente de las viviendas. Además, aunque la combustión de leña se asume como neutra en dióxido de carbono (C02), la baja eficiencia de las estufas ha implicado emisiones de C02 equivalentes a las emitidas por las estufas de queroseno y gas licuado.

En los últimos años, el aumento de los niveles de educación en Chile ha resultado en una sociedad más empoderada que ha comenzado a manifestar demandas relacionadas con la preservación del patrimonio natural y el cuidado del medio ambiente.

Sumado a lo anterior, un desarrollo exponencial de la investigación y la generación de capital humano avanzado ha permitido al país enfrentar estos desafíos a través de la búsqueda de nuevas tecnologías y nuevos combustibles que aborden la necesidad existente de calefacción doméstica. Una de estas alternativas ha sido la producción de pellets.

Apagar la estufa

El interés por el uso de pellets en Chile se inició alrededor del año 2009, época en la que se inició la importación de estufas y calderas de pellets desde Europa. Sin embargo, el alto costo de la importación resultó ser un desafío y la adopción fue lenta.

Para popularizar su uso, el Ministerio de Medio Ambiente lanzó en 2012 un programa de sustitución de estufas y calderas para los sectores residencial e industrial. Gracias a este programa de sustitución, se instalaron más de 4.000 unidades en 2012, número que desde entonces se ha triplicado con la incorporación de algunos fabricantes locales de electrodomésticos.

La mitad de estas estufas y calderas se encuentran en el sector residencial, el 28 por ciento en instituciones públicas y alrededor del 22 por ciento en el sector industrial.

No sólo pellets de madera

Los pellets en Chile se producen principalmente a partir de pino radiata (Pinus radiata), una especie común en las plantaciones. En 2017, existían 32 plantas de pellets de distintos tamaños distribuidas en la zona Centro y Sur del país.

- La mayoría de las plantas de pellets son pequeñas, con una capacidad media anual de unas 9 000 toneladas. Después de los problemas de escasez de pellets en 2013, cuando solo se produjeron unas 29.000 toneladas, el sector ha mostrado un crecimiento exponencial hasta alcanzar las 88.000 toneladas en 2016 y se prevé que alcance al menos 190.000 toneladas en 2020, afirmó el Dr. Azocar.

A pesar de la abundancia de biomasa forestal, esta nueva sociedad chilena “sostenible” ha generado interés por parte de empresarios e investigadores en la búsqueda de materias primas alternativas para la producción de combustibles de biomasa densificada. Existen numerosos Centros de Investigación Nacionales y Universidades que han desarrollado investigaciones en esta área.

En la Universidad de La Frontera, el Centro de Gestión de Residuos y Bioenergía, perteneciente al Núcleo Científico BIOREN y asociado al Departamento de Ingeniería Química, ha desarrollado un método de cribado para la identificación de fuentes locales de biomasa con potencial energético.

Cáscara de avellana y paja de trigo

El estudio ha identificado la cáscara de avellana como la biomasa con mejores características para ser quemada. Además, la paja de trigo ha destacado por su alta disponibilidad y el impacto ambiental que genera la práctica habitual de quema de paja y rastrojos. El trigo es un cultivo importante en Chile, se cultiva en unas 286 000 ha y genera alrededor de 1,8 millones de toneladas de paja al año.

En el caso de la cáscara de avellana, aunque esta biomasa podría quemarse directamente, las investigaciones se han centrado en su uso para la producción de pellets. La razón radica en afrontar el desafío de generar combustibles de biomasa sólida que se adapten a la realidad local, donde las políticas públicas han llevado a la sustitución de las estufas de leña por estufas de pellets, para hacer frente a los problemas de contaminación del aire local.

Los resultados han sido alentadores, hallazgos preliminares sugieren que estos pellets cumplirían con los parámetros establecidos para pellets de origen leñoso según la norma ISO 17225-1 (2014).

En el caso de la paja de trigo se han realizado ensayos de torrefacción con el objetivo de mejorar algunas características de esta biomasa como son el tamaño irregular, la baja densidad aparente y el bajo poder calorífico, entre otras.

La torrefacción, un proceso térmico realizado a temperaturas moderadas en un ambiente inerte, fue optimizado específicamente para este residuo agrícola. Los resultados iniciales sugieren un aumento significativo de la energía retenida y del poder calorífico en condiciones de funcionamiento moderadas por debajo de 150 ℃.

El denominado pellet negro producido a escala piloto con esta biomasa torrefactada fue caracterizado según la norma europea ISO 17225-1 (2014). Los resultados fueron auspiciosos, alcanzándose un aumento de la densidad aparente de 469 kg por m³ a 568 kg por m³ gracias al proceso de pretratamiento de torrefacción.

Los desafíos pendientes están encaminados a encontrar tecnologías que permitan reducir el contenido de microelementos en pellets de paja de trigo torrefacto para lograr un producto que pueda ingresar al mercado nacional, contribuyendo a combatir los problemas ambientales que afectan al país.