El uso de la biomasa presenta múltiples ventajas, entre ellas la producción de una energía limpia, que evita la dependencia energética, ayuda a mantener limpios los montes y reducir los incendios forestales y contribuye a generar empleo y a crear tejido empresarial. Pero esta fuente de energía renovable aun tiene por delante retos a los que dar solución, como la deposición de cenizas y residuos en el interior de la caldera o las emisiones tanto gaseosas como de partículas. A algunas de estas cuestiones trata de dar respuesta a tesis de doctorado de la investigadora gondomareña del Grupo de Tecnología Energética de la Universidad de Vigo, GTE, Araceli Regueiro, que apunta que reducir tanto las deposiciones como las emisiones “es crucial para disminuir la contaminación, el impacto ambiental, mejorar la eficiencia de las calderas y evitar problemas de salud derivados de la inhalación de las partículas, sobre todo problemas respiratorios y cánceres de pulmón”.
La ingeniera centró su estudio en aportaciones para reducir las emisiones en combustión en calderas de biomasa en una planta piloto y en el marco de su proyecto diseñó y fabricó un prototipo de instalación experimental de biomasa y desarrolló una metodología para filtro electrostático en calderas de biomasa de baja potencia. Explica que analizando la literatura científica existente en este campo, detectó “una falta importante de datos experimentales en calderas y quemadores experimentales de baja potencia que contaran con zonificación”, es decir, que además de una entrada de aire primario en la zona de combustión, cuente con uno secundario, una vez tiene lugar una primera fase de combustión. “Hasta el momento, las instalaciones analizadas disponían únicamente de entrada de aire primario”, destaca. Ante este reto, Regueiro fijó dos objetivos fundamentales en su tesis de doctorado. Por una parte, trabajó en la reducción de la emisión de partículas mediante medidas primarias, como el propio control de las calderas, actuando directamente sobre el proceso de combustión, y secundarias, realizando, de alguna manera, un “filtrado” de las partículas.
Diseño y metodología para filtro electrostático
Para realizar su proyecto de investigación diseñó y fabricó un prototipo de instalación experimental de biomasa de baja potencia, desarrolló una metodología para filtro electrostático y estableció una metodología de ensayo que permitió llevar a cabo el análisis de las diferentes problemáticas acaecidas en este tipo de sistemas, con la finalidad de buscarle una solución. Por ejemplo, pudo estudiar el efecto de la zonificación en las emisiones de partículas y los rangos de valores para diferentes parámetros implicados en la combustión, como emisiones de CON El, CO2 o EN El, deposiciones de ceniza sobre los tubos intercambiadores, emisiones de partículas, etc.
En lo referente a la metodología para filtro electrostático, Regueiro recuerda que “todos los trabajos realizados hasta el momento se centraban en instalaciones de alta potencia y centrales térmicas, pero no existía ningún estudio que se centrara en la aplicación de esta tecnología a instalaciones domésticas”. Así, diseñó, fabricó y se estableció una metodología de ensayo para un filtro y se analizó el valor que deben tomar diferentes parámetros con el fin de tener una combustión el más efectiva posible. Se trata de una tecnología que consiste en un tramo de tubería de chimenea por lo que se hace pasar una corriente eléctrica el alta tensión. “Esta carga electricamente las partículas que contienen los gases que pasan a través de ella, haciendo que se dirijan cara las paredes de la chimenea, donde quedan retenidas”, explica la investigadora. Los resultados obtenidos permitieron al grupo de investigación avanzar en el estudio que derivó en la solicitud de una patente para el prototipo de filtro electrostático para aplicar en calderas de baja potencia.
Primera tesis del doctorado Eficiencia energética y sostenibilidad en ingeniería y arquitectura
Esta es la primera tesis de doctorado defendida dentro del programa interuniversitario de doctorado Eficiencia energética y sostenibilidad en ingeniería y arquitectura de las universidades de Vigo, Burgos y el País Vasco. La investigadora remarca que las conclusiones de su estudio pueden ser aplicables a los equipos de cualquier fabricante de calderas y entre los resultados destaca “la importancia de fabricar calderas con zonificación de aire dada la drástica reducción de partículas que tiene lugar en este tipo de equipos”. Estudió también el valor y las condiciones en las que se debe desarrollar la combustión, con el fin de evitar en la medida de lo posible todas las problemáticas derivadas de la combustión de biomasa.
Atendiendo a todos estos resultados, la tesis dio lugar a la publicación de ocho artículos científicos en revistas JCR y dos artículos en revistas de carácter nacional, así como la múltiples presentaciones orales y póster en congresos de carácter internacional. La ingeniera añade también que durante el proceso de investigación realizó dos estadías en Graz(Austria) y Berlín (Alemania), que “me permitió descubrir formas de trabajar diferentes y nuevas tecnologías aplicables a mi campo de investigación”, concluye.
