3. Características tecnológicas de las instalaciones disponibles.

El otro factor condicionante del mayor o menor desarrollo del aprovechamiento energético de la leña y los residuos forestales está constituido por la disponibilidad y las características de operación de los equipos a utilizar en la conversión.

La producción de energía mecánica - y consecuentemente eléctrica, agregando un generador - a partir de leña o residuos biomásicos puede realizarse en principio utilizando dos tecnologías diferentes: motores de combustión interna y máquinas de vapor.

Sin embargo, en el primer caso debe existir una etapa previa en la cuál se transforme la biomasa en un combustible gaseoso. Esta conversión, que consiste en una gasificación térmica para producir gas pobre, en general no resulta adecuada o económicamente viable en el caso de biomasa forestal (salvo para muy pequeñas potencias y con características favorables del combustible).

Por lo tanto, para este tipo de aprovechamientos se opta por producir vapor a presión en un conjunto hogar-caldera y posteriormente expandirlo en una máquina alternativa o turbina de vapor. Las distintas alternativas posibles en estos casos, de mayor o menor complejidad, se adaptan a las diferentes circunstancias y escalas de producción de los aprovechamientos.

La combustión se realiza en un hogar especialmente diseñado, integrado generalmente a la caldera o generador de vapor. Los hogares tradicionales están constituidos por grillas fijas, usualmente inclinadas y ocasionalmente refrigeradas aunque también pueden utilizarse grillas móviles y de mayor sofisticación.

Las calderas pueden ser de tipo humotubular o acuotubular, dependiendo fundamentalmente de la capacidad de la instalación. En las potencias menores, la tendencia actual es el retorno hacia las calderas humotubulares por su mejor adecuación al uso propuesto. En general, la selección del equipo de combustión-generación de vapor debe ser encarado en base a los siguientes factores:

· Confiabilidad. Las posibilidades de falla de estos equipos deben ser reducidas y su tecnología simple debe facilitar su reparación.

· Gran adaptación a diferentes tipos de combustibles biomásicos, incluyendo la posibilidad de co-combustión con derivados del petróleo.

· Aptitud para la absorción de rápidas variaciones de carga, frecuentes en las instalaciones aisladas.

· Posibilidad de cogeneración (producción simultánea de vapor de proceso y electricidad). La cogeneración permite elevar el rendimiento global de la instalación hasta un 75 % o más.

Por ejemplo,- en el caso de una instalación con un rango de potencia de 1 a 2 MW, a ser localizada en una región con alta disponibilidad de combustibles biomásicos, debería elegirse un conjunto hogar-caldera de vapor (adaptado para la combustión de leña y residuos de aserrado), acoplado a un grupo turbogenerador de potencia (turbina de vapor).

Para un rango menor (100 a 500 kW, normalmente la necesidad de un aserradero aislado u otra industria de la madera) la instalación más apta seria una máquina alternativa de vapor alimentada por un hogar o gasificador/caldera de vapor.

En la República Argentina la disponibilidad de equipamientos para estos usos es limitada. Si bien existen industrias productoras de calderas de vapor en casi cualquier rango de potencia, el mercado de máquinas motrices está reducido a la recuperación de motores de segunda mano o a la importación de equipos, generalmente con costos muy elevados.

En el primer caso se trata de viejos "locomóviles" de origen inglés o norteamericano, que incluyen en un sólo bloque una caldera humotubular y un motor alternativo horizontal, o bien de motores verticales rápidos (generalmente de procedencia alemana) reciclados. En el segundo caso, existe la posibilidad de importar nuevos equipos, los "locomóviles" desde el Brasil (Mernak) [Beaumont Roveda, 1983] o los motores verticales rápidos desde Alemania (Spilling) [Beaumont Roveda, 1986].

En general, las instalaciones basadas en equipos tipo "locomóvil" son de condiciones precarias y de muy baja potencia. El costo de los equipos nuevos inhibe actualmente su instalación y los reciclados son muy antiguos y mal conservados.

Los motores verticales rápidos Spilling (Figura N° 02) están basados en una combinación de las características mas favorables del diseño de los viejos motores de vapor con las de los motores Diesel. De los primeros conserva la baja velocidad del pistón las válvulas circulares, en tanto que de los últimos adopta el árbol de levas rotativo como comando para la distribución del vapor. De esta forma se logra un motor de larga duración, característica tradicional de los motores de vapor, y a la vez con reducidas necesidades de mantenimiento tales como las de los modernos motores Diesel.

Por otra parte, la construcción de tipo vertical y modular le da gran flexibilidad para cubrir diferentes necesidades de potencia con limitado volumen físico. La standardización de los componentes, asimismo, permite un mantenimiento que no requiere trabajo artesanal, tal como ocurre con los antiguos motores tipo "locomóvil".

El motor se fabrica en dos tamaños básicos. La unidad mas pequeña (Tipo 7) puede producir 40 kW a 1.500 r.p.m., y puede extenderse hasta un máximo de cinco módulos, lo que le permite alcanzar los 200 kW. La unidad mayor está disponible en dos variantes, con velocidades de giro de 750 y 1.000 r.p.m., denominados Tipo 14 y Tipo 12 respectivamente. El modelo de menor velocidad puede producir 160 kW por cilindro y pueden integrarse hasta cinco módulos, para un total de 800 kW; el mas rápido entrega 200 kW y admite grupos de hasta seis unidades para un total de 1.200 kW. Esto da un rango de potencias que cubre desde 40 a 1.200 kW, tal como se detalla en la Tabla N° 12.

Figura N° 02 - Corte transversal de un motor Spilling.

Tabla N° 12 - Motores de Vapor Verticales Rápidos "Spilling"

Tipo de Motor	N° de Cilindros	Potencia a una Velocidad de Rotación de						Peso
		[kW]	[rpm]	[kW]	[rpm]	[kW]	[rpm]	[kg]
1 - 7	1	20	1.000	30	1.500	24	1.200	500
2 - 7	2	40	1.000	60	1.500	48	1.200	850
3 - 7	3	60	1.000	90	1.500	72	1.000	1.200
4 - 7	4	80	1.000	120	1.500	96	1.000	1.500
5 - 7	5	100	1.000	150	1.500	120	1.000	1.900
1 - 14	1	165	750	-	-	200	900	2.000
2 - 14	2	330	750	-	-	400	900	3.500
3 - 14	3	495	750	-	-	600	900	5.000
4 - 14	4	660	750	-	-	800	900	6.500
5 - 14	5	825	750	-	-	1.000	900	8.000
6 - 1 4	6	990	750	-	-	1.200	900	9.500
1 - 12	1	-		200	1.000	180	900	2.000
2 - 12	2	-	-	400	1.000	360	900	3.500
3 - 12	3	-	-	600	1.000	540	900	5.000
4 - 12	4	-	-	800	1.000	720	900	6.500
5 - 12	5	-	-	1.000	1.000	900	900	8.000
6 - 12	6	-	-	1.200	1.000	1.040	900	9.500
7 - 12	7	-	-	1.400	1.000	1.260	900	11.000
8 - 12	8	-	-	1.600	1.000	1.440	900	12.500
9 - 12	9	-	-	1.800	1.000	1.620	900	14.000
10 - 12	10	-	-	2.000	1.000	1.800	900	15.500

Fuente: Spillingwerk GmbH, Hamburgo, República Federal Alemana

Es difícil determinar el parque actual de motores verticales rápidos en funcionamiento en el país. De acuerdo a la información provista por Spillingwerk GmbH, las plantas oportunamente exportadas a la Argentina son las siguientes (Ver Tabla N° 13):

Tabla N' 13 - Instalaciones "Spilling" exportadas a Argentina

N° de Motor	Industria Usuaria Original	Potencia [kW]	N° de Cilindros	Cant. de Vapor [kg/h]	Presión [bar]	Temp [ºC]
1825	Té del Valle	250	2	6.800	18	sat.
1690	Establecimiento las Marías	240	2	4.300	20	300
1939	Establecimiento i as Marías	150	1	2.700	20	300
1985	Agrícola Ltda. Picada Libertad	300	2	5.800	10	270
1513	Pindapoy S.A.	210	2	4.200	11	sat.
1875	Pindapoy S.A.	480	4	8.500	11	sat.
1983	Pindapoy S.A.	150	1	3.000	11	sat.
1862	Aceitera General Deheza	750	5	4.200	30	380
1992	Cooperativa Azucarera San Javier	210	2	4.200	11	sat.
1548	Emilio Alonso e Hijos.	350	3	3.800	18	300
1632	Lavadero de Lanas Avellaneda	350	3	4.200	11	sat.
1569	Liquid Gases Industriales	150	1	2.300	25	350
1570	Liquid Gases Industriales	150	1	2.300	25	350
1557	Frigorífico Carcarañá	650	5	7.200	16	350
1614	Frigorífico Carcarañá	170	2	2.700	18	350
1615	Frigorífico Carcarañá	350	3	5.700	18	350
1416	Ceodos S.A.	320	3	6.800	11	310
1660	Ceodos S.A.	240	2	3.800	16	330
1814	Arcor S.A.	470	4	9.600	14	sat.
1853	Safra S.A.	600	4	9.000	28	380
1854	Safra S.A.	600	4	9.000	28	380
3175	Cía. Vertiente S.A.	60	4	1.200	10	250

Fuente: Spillingwerk GmbH, Hamburgo, República Federal Alemana.

Como puede observarse en la tabla, gran parte de las instalaciones enumeradas no corresponden a industrias de la madera, por lo cuál las mismas son utilizadas con combustibles no biomásicos o bien simplemente como sistemas que aprovechan el vapor de escape de otros procesos industriales para autogenerar energía eléctrica.

En relación al presente Estudio de Caso sobre Generación de Energía Eléctrica a partir de Residuos Forestales en la Argentina, se realizó un relevamiento de las instalaciones en funcionamiento factibles de examinar, seleccionando preliminarmente, en función de las características de cada instalación, las siguientes:

a) Establecimiento "Las Marías" (Gobernador Virasoro, Corrientes). Se dedica a la explotación forestal (pinos y eucalyptus), producción de té y yerba mate. Genera aproximadamente 200 kW con motor de vapor Spilling, a partir de leña y residuos de aserradero.

b) Cooperativa "Picada Libertad" (Alem, Misiones). Se dedica a la producción de aceite de tung. Genera aproximadamente 400 kW con motor de vapor Spilling, a partir fundamentalmente de cáscara de tung y complementariamente leña.

c) Establecimiento "Pindapoy" (Apóstoles, Misiones). Se dedica a la producción de jugos cítricos. Genera aproximadamente 200 kW con motor de vapor Spilling, a partir de leña y residuos.

Dado que el último establecimiento cambió de dueño recientemente, discontinuando el funcionamiento del equipo, y que el segundo caso citado se encontraba quemando exclusivamente cáscara de tung en la actualidad, se optó por focalizar el estudio en el primer establecimiento mencionado. Los resultados obtenidos se resumen en el capítulo siguiente.