La mayoría de las plantas de pellets son pequeñas, con una capacidad anual promedio de alrededor de 9000 toneladas. Tras la escasez de pellets en 2013, cuando solo se produjeron unas 29 000 toneladas, el sector ha experimentado un crecimiento exponencial, alcanzando las 88 000 toneladas en 2016 y se prevé que alcance al menos las 290 000 toneladas para 2021.

Chile obtiene el 23% de su energía primaria de la biomasa. Esto incluye la leña, un combustible ampliamente utilizado en calefacción doméstica, pero también vinculado a la contaminación atmosférica local. En los últimos años, nuevas tecnologías y combustibles de biomasa más limpios y eficientes, como los pellets, están avanzando a buen ritmo. La Dra. Laura Azócar, investigadora de la Universidad de La Frontera, ofrece información sobre el contexto y el estado actual de los mercados y las tecnologías relacionadas con la producción de pellets en Chile.

Según el Dr. Azocar, el uso de leña como fuente primaria de energía es una característica particular de Chile. Esto se relaciona con las tradiciones y la cultura chilenas, 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 anuales y una esperanza de vida de 80 años, sigue siendo un país subdesarrollado en términos de sistemas de calefacción para los hogares.

De hecho, del total de energía consumida para calefacción, el 81 por ciento proviene de leña, lo que supone 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 leña.

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, está expuesta a concentraciones anuales de 20 mg por m³ de material particulado (PM) menor a 2,5 PM (PM2,5).

Aproximadamente la mitad de estas PM2.5 se atribuyen a la combustión de leña. Esto se debe a diversos factores, como el secado deficiente de la madera, la baja eficiencia de las estufas y el aislamiento deficiente de las viviendas. Además, aunque se asume que la combustión de leña es neutra en dióxido de carbono (CO₂), la baja eficiencia de las estufas ha implicado emisiones de CO₂ 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 derivado en una sociedad más empoderada que ha comenzado a manifestar demandas relacionadas con la preservación del patrimonio natural y el cuidado del medio ambiente.

Junto con lo anterior, el desarrollo exponencial de la investigación y la generación de capital humano avanzado han permitido al país afrontar estos retos mediante la búsqueda de nuevas tecnologías y nuevos combustibles que satisfagan la necesidad actual de calefacción doméstica. Una de estas alternativas ha sido la producción de pellets.

Apagado del interruptor de la estufa

El interés por el uso de pellets en Chile surgió alrededor de 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 representó un desafío y su 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, una cifra que desde entonces se ha triplicado con la incorporación de algunos fabricantes de electrodomésticos locales.

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

En Chile, los pellets se producen principalmente a partir de pino radiata (Pinus radiata), una especie común en plantaciones. En 2017, existían 32 plantas de pellets de diversos tamaños distribuidas en las zonas centro y sur del país.

La mayoría de las plantas de pellets son pequeñas, con una capacidad anual promedio de alrededor de 9000 toneladas. Tras la escasez de pellets en 2013, cuando solo se produjeron unas 29 000 toneladas, el sector ha experimentado un crecimiento exponencial, alcanzando las 88 000 toneladas en 2016 y se prevé que alcance al menos 190 000 toneladas para 2020, según el Dr. Azocar.

A pesar de la abundancia de biomasa forestal, esta nueva sociedad chilena "sostenible" ha generado interés entre emprendedores e investigadores en la búsqueda de materias primas alternativas para la producción de combustibles de biomasa densificada. Numerosos centros nacionales de investigación y universidades han desarrollado investigaciones en este ámbito.

En la Universidad de La Frontera, el Centro de Gestión de Residuos y Bioenergía, perteneciente al Núcleo Científico BIOREN y adscrito 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 las mejores características para la combustión. Además, la paja de trigo se ha destacado por su alta disponibilidad y el impacto ambiental generado por la práctica habitual de la quema de paja y rastrojo. El trigo es un cultivo importante en Chile, con una superficie de unas 286.000 ha y generando alrededor de 1,8 millones de toneladas de paja al año.

En el caso de la cáscara de avellana, si bien esta biomasa podría quemarse directamente, la investigación se ha centrado en su uso para la producción de pellets. Esto se debe al reto de generar combustibles de biomasa sólida que se adapten a la realidad local, donde las políticas públicas han impulsado la sustitución de estufas de leña por estufas de pellets para abordar los problemas de contaminación atmosférica local.

Los resultados han sido alentadores, los 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 fin de mejorar algunas características de esta biomasa como tamaño irregular, baja densidad aparente y bajo poder calorífico, entre otras.

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

El denominado pellet negro, producido a escala piloto con esta biomasa torrefacta, se caracterizó según la norma europea ISO 17225-1 (2014). Los resultados fueron prometedores, alcanzando un aumento de la densidad aparente de 469 kg/m³ a 568 kg/m³ gracias al pretratamiento de torrefacción.

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