6. Parámetros y unidades

Las fuentes y productos energéticos se pueden medir por su masa o peso, o incluso su volumen, pero el factor esencial es el contenido de energía de esas fuentes y productos. El valor de la energía debe evaluarse con respecto a parámetros energéticos, utilizando siempre unidades normalizadas. Esta normalización en el registro y presentación de unidades originales es una labor esencial que han de realizar los encargados de compilar las estadísticas de energía y forestales para que se puedan analizar o comparar distintas cantidades. Se recomienda que para la notificación internacional, y siempre que sea posible en los procedimientos nacionales de contabilidad, se utilice en las estadísticas de energía y forestales el Sistema Internacional de Unidades, cuya abreviatura oficial es SI. Se introducen las dos relaciones básicas siguientes para la evaluación de la bioenergía, teniendo en cuenta que tanto el poder calorífico como la densidad dependen principalmente de la humedad del combustible de madera.

Energía = masa x poder calorífico (1)

Masa = volumen x densidad (2)

En los párrafos que siguen se hace referencia a distintos parámetros de interés.

· Masa: algunos combustibles de madera, como el carbón vegetal y el licor negro, se miden en unidades de masa. Las unidades principales de masa utilizadas para medir los productos energéticos son el kilogramo y la tonelada métrica. La tonelada métrica (1 000 kg) es la unidad utilizada más habitualmente.

· Volumen: las unidades de volumen se utilizan habitualmente para medir la madera en rollo y la leña. Las unidades SI de volumen básicas son el litro y el kilolitro, que equivale al metro cúbico. El estéreo o volumen apilado, que se considera habitualmente como equivalente a 0,65 metros cúbicos sólidos se ha utilizado frecuentemente en el pasado para medir el volumen de combustible de madera. En la actualidad, la FAO y los forestales y otros expertos prefieren medir la madera y la leña utilizando unidades de volumen sólido, generalmente el metro cúbico (MCU).

· Densidad: la densidad de la madera, es decir, el peso por unidad de volumen, varía ampliamente entre diferentes especies y tipos de madera. Las especies utilizadas habitualmente para obtener leña suelen tener un peso de 650 a 750 kg/MCU. Es importante observar la influencia del contenido de humedad en la densidad de la madera. Cuanto mayor sea el agua por unidad de peso menor será la cantidad de leña. Por ello, es imperativo precisar con exactitud del contenido de humedad al establecer el peso de la leña.

· Humedad: la cantidad de agua existente en el biocombustible afecta de forma decisiva a la energía disponible de cada biocombustible. Habitualmente, se utilizan dos métodos (referido al producto en seco (ref.pr.seco) y referido al producto en húmedo (ref.pr.húm.) para establecer el contenido de humedad, según el procedimiento utilizado para contabilizar la masa de agua. Es importante distinguirlos, especialmente cuando el contenido de humedad es elevado.

(3)

(4)

En las expresiones anteriores, el peso en húmedo se refiere a la madera quemada y el peso en seco a la madera después de haber sido sometida a un proceso normalizado de secado. Generalmente, la humedad del biocombustible se mide en seco, aunque a veces también se mide en húmedo.

· Contenido de ceniza: otro factor importante del contenido de energía del biocombustible es el contenido de ceniza, que se mide siempre con referencia al producto en seco y se refiere al residuo sólido que persiste tras una combustión total. Si bien el contenido de ceniza de la leña es generalmente del 1 por ciento, algunas especies de agrocombustibles pueden tener un contenido de ceniza muy elevado. Esto influye en el valor energético de los biocombustibles, dado que las sustancias que forman las cenizas no tienen, por lo general, valor energético. Así, los combustibles de madera con un contenido de ceniza del 4 por ciento tienen un 3 por ciento menos de energía que la biomasa cuyo contenido de ceniza es del 1 por ciento.

· Poder calorífico: el biocombustible es un material para quemar o para utilizar como fuente térmica de energía. Se puede medir la cantidad de energía térmica almacenada mediante el valor térmico o calorífico. El poder calorífico superior (PCS) o poder calorífico bruto (PCB) mide la cantidad total de calor que se producirá mediante la combustión. Sin embargo, una parte de ese calor permanecerá en el calor latente de la evaporación del agua existente en el combustible durante la combustión. El poder calorífico inferior (PCI), o poder calorífico neto (PCN), excluye el calor latente. Por consiguiente, el valor térmico más bajo es la cantidad de calor disponible realmente en el proceso de combustión para captarlo y utilizarlo. Cuanto mayor sea el contenido de humedad de un combustible mayor será la diferencia entre el PCB y el PCN y menor será la energía total disponible, como se muestra en la figura 2. Estos parámetros se expresan generalmente en megajulios (MJ/kg) o kilojulios por kg (kJ/kg).

Figura 2. Efecto de la humedad (referida al producto en húmedo) sobre el
valor térmico

· Productividad del carbón vegetal. Cuando se registra estadísticamente la conversión de leña (o de combustibles de madera) en carbón vegetal, es necesario tener en cuenta tres aspectos principales: la densidad de madera, el contenido de humedad de la madera y el medio de producción del carbón vegetal. En el cuadro 5 se presenta la cantidad de carbón vegetal obtenida a partir de la leña utilizando diferentes tipos de horno (FAO, Woodfuel Survey, 1983). Generalmente, se considera que un metro cúbico de leña produce 165 kg de carbón vegetal.

Cuadro 5. Leña necesaria para la producción de carbón vegetal

(MCU/tonelada de carbón)

· Agrocombustibles. Los valores energéticos de los subproductos agrícolas se determinan por el contenido de humedad y de ceniza. Generalmente, los datos correspondientes a esas fuentes de energía no se compilan directamente, sino que derivan de la relación cultivo/desecho o producto final/desecho. Dada la importancia del uso de bagazo (residuos fibrosos de la caña en la producción de azúcar a partir de la caña de azúcar) se esbozarán para este caso posibles procedimientos de estimación. El bagazo se utiliza como combustible principalmente para satisfacer las necesidades de energía de industria del azúcar, pero en muchos países productores de azúcar se venden los excedentes al público. En el cuadro 6 figuran datos correspondientes a los subproductos agrícolas utilizados habitualmente.

Cuadro 6: Datos energéticos de determinados subproductos agrícolas