Energía ‘verde’ a partir de madera de eucalipto

Un nuevo tipo de eucalipto cuenta desde ahora con una nueva utilidad más allá de la producción de pasta de papel. Adaptado al clima de la provincia de Huelva, su biomasa sirve para calentar y generar energía ‘verde’. Se trata del eucalipto urograndis, un híbrido resultado del cruce de eucalipto grandis y eucaliptos urophylla, ambos originarios de Australia pero muy usados en Brasil. Esta especie de hoja perenne se caracteriza por su alta resistencia a muchas enfermedades y su rápido crecimiento, sobre todo durante primavera y otoño, llegando a alcanzar unos 12 metros en tres años.

Eucaliptos eurograndis seis meses después de la plantación.

Tradicionalmente, la madera de este árbol se ha empleado como materia prima en la industria papelera para la fabricación de celulosa.  Ahora, un estudio de la Universidad de Huelva revela que la biomasa de un tipo concreto de esta especie también proporciona calor y energía ‘verde’, es decir, su producción es más rentable que la de otros ejemplares tradicionales y sostenible desde una perspectiva medioambiental.

En concreto, científicos del grupo de investigación ‘Análisis y planificación del medio natural’ de esta Universidad andaluza han constatado el uso energético de este nuevo tipo de eucalipto que se adapta a las condiciones climáticas de la provincia de Huelva. En concreto, presenta un crecimiento acelerado en comparación con especies autóctonas como pinos o encinas, genera grandes cantidades de biomasa y su rebrote en la plantación aparece en un par de meses.

Rebrote.

Con este estudio, titulado ‘Eucalyptus x urograndis biomass production for energy purposes exposed to a Mediterranean climate under different irrigation and fertilisation regimes’ y publicado en la revista Biomass and Bioenergy, los científicos han demostrado que la biomasa producida a partir del híbrido eucalipto urograndis reúne las condiciones necesarias para generar energía. De esta forma, el calor producido por esta biomasa es apto para abastecer calderas de usos industriales como las existentes en hospitales, invernaderos, granjas u hoteles.

Poder calorífico y consumo energético

En concreto, el poder calorífico (PCI) de este árbol es similar al de la encina y se acerca al del pino sin corteza cuando están exentos de humedad. “El eucalipto urograndis tiene un poder calorífico de 16,74 millones de Julios por kilogramo (MJ/kg), frente a la encina que registra un valor de 17,0 MJ/kg. La diferencia entre ambas especies es casi insignificante, y muy cercana a la madera de pino descortezado, que tiene un poder calorífico de 17,5 MJ/kg”, apunta a la Fundación Descubre Manuel Fernández, investigador de la Universidad de Huelva y responsable de este estudio.

Según datos del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), cada hogar español consume entre 8.400 a 12.600 kilovatios por hora al año entre electricidad y calor, dependiendo del clima de la zona. En el caso de emplear biomasa, se necesitan entre 2.250 y 3.350 kilogramos de eucalipto urograndis para satisfacer las necesidades energéticas anuales medias de un hogar. “Esta cifra equivale a un uso eficiente al 90% de rendimiento, conseguido por cogeneración o por solo calor. Esto quiere decir que una hectárea de terreno podría abastecer las necesidades de cinco o seis hogares”, detalla Fernández.

Altura alcanzada por los eucaliptos tras 18 meses desde su plantación.

Según los expertos, una ventaja de cultivar eucalipto frente a la madera sin corteza del pino, considerada la biomasa por excelencia, es precisamente su celeridad de  brote y crecimiento. “Al cortarlo, que se hace cada tres o cuatro años, el eucalipto renace en apenas dos meses con un tallo de unos dos metros de altura. Esta dinámica puede repetirse durante unos 20 o 30 años sin necesidad de emplear maquinaria en nuevas labores de preparación del terreno ni de plantación, lo que contribuye a reducir la contaminación. En cambio, el pino, pese a la calidad de su biomasa, tarda tres décadas en crecer lo necesario para que sea eficiente y no rebrota, por lo que se aprovecha del monte pero no se cultiva”, explica este científico.

En cifras de consumo energético, este trabajo constata que la utilización de energía renovable a base de madera de eucalipto es muy barata, reduciendo a más de la mitad su coste. En concreto, supondría un coste de producción de unos dos céntimos por cada kilowatio/hora (kWh), frente a los seis y ocho céntimos que se paga actualmente en nuestras casas por el eléctrico. “Está garantizado su uso como calor térmico, aunque también sería rentable para producir electricidad en cogeneración, sumándose a otras renovables como la energía solar y la eólica”, subraya Fernández.

En este sentido, fabricaron pellets –pequeños cilindros de madera prensada de unos 6 milímetros de diámetro y 1,5 centímetros de longitud– y comprobaron tanto su calidad como otros parámetros relacionados con las emisiones de humo y las cenizas que dejan en la caldera. “Para abastecer una caldera de biomasa industrial, la materia orgánica tiene que tener un tamaño y una forma concretas para poder mecanizar y automatizar la alimentación del quemador. Si son bolas o gránulos pequeños es posible, mientras que si funciona con troncos o ramas requiere un trabajo manual”, advierte este científico.

Pellets a partir de biomasa de eucalipto.

Ensayos de agua y fertilizantes

Para demostrar la viabilidad de la biomasa de los eucaliptos como fuente de energía, los expertos realizaron ensayos y diversas experimentaciones en una plantación ubicada en la localidad de Villablanca, a 125 metros de altitud y próxima a Ayamonte (Huelva).

Dentro de dicho cultivo, acotaron una hectárea donde plantaron un total de 48 grupos de 15 plantas de 30 a 40 centímetros, procedentes de esquejes enraizados. “Se trata de una especie híbrida clonada, se propaga vegetativamente en vivero, igual que un geranio, y a partir de un único individuo puedes producir miles de plantas. Es decir, no produce semillas fértiles y esto facilita que no se expandan más allá de la zona delimitada para el estudio”, concreta Fernández.

En concreto, de los tres años que duró este cultivo, durante los dos últimos realizaron doce tratamientos combinando diferentes dosis de aporte de agua de riego y fertilizantes con el objetivo de determinar qué necesidades ambientales requieren estos árboles.

Por un lado, efectuaron cuatro tratamientos con agua. Uno de ellos era el control, en el que no regaban y poder así comparar los resultados obtenidos en los otros tres ensayos. En los otros tres tratamientos, iban aportando agua en diferentes cantidades.

Altura alcanzada por los eucaliptos tras 38 meses desde su plantación.

Al primero aplicaron 3.500 metros cúbicos por hectárea y año, cercano a la mitad del consumo hídrico anual de un cultivo de naranjas o de fresas. El segundo lo regaron con 6.000 metros cúbicos y en el tercero emplearon 12.000 metros cúbicos, por encima del agua que necesita un cultivo exigente como las peras. “Esta última aportación, aunque sabemos que es exagerada, también era absorbida por la plantación. Estos árboles demandan riego continuo en épocas secas y no soportan la sequía bajo ningún concepto, como tampoco soportan heladas fuertes en zonas del interior peninsular. Otras especies como álamos y olmos son más apropiadas para plantaciones de cultivos energéticos”, explica el responsable de este estudio, financiado por el Plan Nacional de Investigación del Ministerio de Economía y Competitividad, con fondos FEDER y con la colaboración de la empresa ENCE, energía y celulosa S.A.

Por otra parte, también analizaron cómo influye la fertilización del terreno en el crecimiento de esta especie. Para ello, estimaron con análisis químicos cuánta cantidad de nutrientes del suelo absorbe de forma natural la biomasa. “Necesitábamos conocer este dato para devolver a la tierra los nutrientes que perdía tras la cosecha de la biomasa”, apunta Fernández.

En este sentido, realizaron una fertilización escalonada. En la zona de control no aportaron nutrientes, mientras que en una segunda distribuyeron 150 kilogramos de nitrógeno por hectárea y en la tercera proporcionaron 300 kilogramos de este mismo elemento.

Análisis de la biomasa

Tras analizar los resultados, determinaron que una aportación media anual de agua de 1.500 milímetros de lluvia más riego y unos 150 kilos de nitrógeno por hectárea suponen las cantidades óptimas para sacar el mayor potencial productivo de esta especie en comparación con otras de su misma familia.

Investigadores responsables del estudio.

Asimismo, los expertos recopilaron una serie de datos de los ejemplares estudiados y verificar así qué tratamiento se perfilaba como el más idóneo. De esta forma, medían la altura del árbol, el diámetro del tronco y calculaban el peso con ecuaciones matemáticas. Al mismo tiempo, seleccionaron ejemplares de la plantación de los que caracterizaron energéticamente la biomasa y separaron las diferentes partes que lo componían: hojas, ramas finas, corteza y partes más gruesas.

Junto a ello, analizaron otros indicadores como el poder calorífico que genera esta madera, el contenido de cenizas que produce, y la densidad, es decir, el peso de cada metro cúbico. “Todos estos datos son importantes a la hora del transporte, porque abaratan o encarecen su traslado y consecuentemente su precio final”, comenta este investigador.

Con todos estos datos, la biomasa del eucalipto se suma así como una opción más al amplio abanico de ofertas energéticas alternativas a los combustibles fósiles para proporcionar calor y energía.