El Laboratorio de Caracterización de Biomasa (LCB), participa en los proyectos en curso, principalmente, de la Unidad de Biomasa y de Procesos de Conversión Térmica del CIEMAT. Las actividades de I+D+i del LCB se centran en tres líneas de investigación principales desarrollo de métodos de caracterización energética, física y química de la biomasa, toma de muestra y calidad de la biomasa (emisiones contaminantes), y reducción de la formación de escorias y reducción de la corrosión en procesos termoquímicos, a nivel laboratorio, planta piloto y planta industrial.
Proyectos y acuerdos
En desarrollo
Instalaciones
Las infraestructuras y otros equipamientos para investigación con que cuenta el CEDER-CIEMAT suman más de 13.000 m2 construidos. Los más relevantes con que cuenta la Unidad de Biomasa son las instalaciones científico-técnicas conformadas por campos de ensayos agronómicos, laboratorios y equipos de análisis instrumental e instalaciones piloto de pretratamientos y combustión de la biomasa.
- Instalaciones de cultivos energéticos.
Los cultivos energéticos son una de las mejores opciones para obtener una cantidad aceptable de biomasa por unidad de superficie y tiempo y su biomasa como combustible tiene ventajas medioambientales frente a otros combustibles convencionales. Los ensayos con cultivos energéticos, permiten conocer la adaptación de diferentes especies vegetales a diversos sistemas de explotación, las necesidades de las mismas, el potencial productivo y las características químico-energéticas, así como la optimización de los costes de producción, en términos económicos, energéticos y medioambientales.
Especificaciones técnicas:
El CEDER dispone de superficie agrícola susceptible de riego, ubicada en una zona de clima mediterráneo continentalizado. Además de maquinaria para trabajos de campo, cuenta con equipos de control, medidas y registro de datos.
- Instalaciones de pretratamiento.
- Plantas piloto de reducción granulométrica y clasificación de biomasa.
Se trata de un conjunto de instalaciones piloto. Este conjunto de instalaciones piloto engloba varias tecnologías enfocadas al estudio a escala industrial de la reducción de tamaño y separación de partículas de biomasa, desde la trituración de materiales voluminosos como pacas y troncos, hasta la molienda fina a tamaños inferiores a un milímetro. Dispone de molinos de rotación lenta, molinos de martillos, molinos de cuchillas y cribas de uno y más pisos de cribado, así como un separador dinámico para realizar cortes granulométricos muy finos.
Especificaciones técnicas:
La capacidad de trituración de elementos voluminosos es de 1000 kg/h con tamaños de salida inferiores a 30 mm. En molienda fina se puede pasar de tamaños de 30 mm a partículas inferiores a 100 micrómetros. Se evalúan rendimientos y consumos energéticos en todos los procesos.
- Plantas piloto de secado.
Dos instalaciones piloto ACONDICIONADAS para el secado de biomasa: un secadero convencional de tambor rotativo, y un secadero híbrido solar diseñado y patentado por el CEDER-CIEMAT. SI LA TECNOLOGÍA DE de secado indirecto en corrientes paralelas del mismo sentido usada en el secadero rotativo es muy conocida en la industria, las aplicaciones de secado solar asistido por calor de baja temperatura tienen aún poca implantación en mercado. El secado solar híbrido se está utilizando principalmente en instalaciones donde se generan lodos húmedos como en las depuradoras de aguas residuales.
Especificaciones técnicas
Secadero rotativo: capacidad de evaporación horaria entre 150 y 300 kg de agua.
Secadero híbrido solar: capacidad de evaporación horaria entre 30 y 60 kg de agua.
Capacidad de obtención de variables de consumo térmico y eléctrico en ambas.
- Instalaciones y equipos para la peletización de biomasa.
Se dispone de dos instalaciones, ambas con tecnología de matriz plana KAHL. Una de ellas consiste en una pequeña prensa de 20 a 40 kg/h muy versátil y manejable, para la realización de pruebas de peletización de forma rápida con pequeñas cantidades de producto. La otra instalación, de mayor tamaño, está dotada de una línea de dosificación y mezcla y una capacidad de entre 200 y 400 kg/h de pélets. Estas instalaciones permiten tanto la investigación del comportamiento de biomasas y mezclas, como la obtención de datos sobre el rendimiento y consumo energético en la peletización.
Especificaciones técnicas:
Equipo de matriz plana KAHL modelo 14-175 con tolva dosificadora y velocidad variable.
Planta de peletización con prensa KAHL modelo 33-500 dotada de sistema de mezcla y dosificación con posibilidad de adición de vapor, sistema de enfriado y ensacado.
- Equipo para el desbroce y empacado de biomasa.
Consta de una desbrozadora empacadora BIOBALER WB-5 accionada por un tractor VALTRA T194D 1A7 adaptado al trabajo forestal. Este equipo permite realizar el desbroce y empacado simultáneos de biomasa en matorrales típicos como jarales, brezales, escobonales y tojares. El CEDER-CIEMAT desarrolla métodos de trabajo basados en este y otros equipos con el objetivo de hacer viable el aprovechamiento de masas forestales que actualmente no son gestionadas y tienen gran riesgo de sufrir incendios muy virulentos, dada la gran continuidad y cantidad de biomasa por hectárea.
Especificaciones técnicas:
Las investigaciones llevadas a cabo en el proyecto ENERBIOSCRUB han permitido evaluar rendimientos de biomasa de entre 1 y 3 t MS por hora de productiva y de superficies desbrozadas entre 0,2 y 0,6 ha por hora productiva.
- Instalaciones del laboratorio.
- Calorímetro automático isotérmico, marca LECO, modelo AC 300
- Calorímetro automático adiabático e isoperibólico, marca IKA, modelo C 5000
- Analizadores termo-gravimétricos multimuestra (hasta 19 muestras a la vez), marca LECO, modelo TGA-701
- Analizador termo-gravimétrico con calorimetría de barrido diferencial (TGA-DSC), marca SETARAM, modelo Setsys Evolution 1750 TG-DSC.
- Analizador elemental C, H y N, micro muestra, marca FISONS, modelo EA 1108
- Analizador elemental C, H y N, macro muestra, marca LECO, modelo TruSpec
- Cromatógrafos iónicos, marca METROHM, modelo 883 Basic IC Plus
- Espectrómetro de emisión atómica simultáneo (ICP-OES), marca THERMO JARRELL ASH, modelo IRIS AP
- Espectrómetro de fluorescencia de rayos X, marca PANalytical, modelo Axios
- Espectrómetro de masas con plasma de argón inductivamente acoplado (ICP-MS), marca THERMO, modelo XSeries II
- Analizador directo de mercurio, marca MILESTONE, modelo DMA-80
- Difractómetro de rayos X, método de polvo, marca PANalytical, modelo X´PERT-PRO.
- Microscopio de calefacción óptico, marca HESSE INSTRUMENTS, modelo HT15
- Microscopio electrónico de barrido con microanálisis de elementos, marca ZEISS, modelo EVO LS 10
- Analizador foto-óptico de tamaño y forma de partículas, marca HAVER&BOECKER, modelo HAVER CPA 4-2
Servicios y capacidades tecnológicas
En general, y con el objetivo de extender la actividad del LCB a la industria y a otros organismos públicos y privados exteriores al CIEMAT, se realizan más de 20 ensayos y/o análisis, ofertados en la página de servicios tarifados.
Para más información referente a los servicios técnicos ofrecidos por el CEDER, pulse aquí.
También se realizan análisis específicos (no contemplados en la página de servicios técnicos tarifados), como análisis de tamaño y forma (esfericidad, circularidad, etc.) de partículas de ceniza y biomasa por analizador foto-óptico, estudios de mecanismos de corrosión y sinterización por SEM-EDX, análisis de elementos traza (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Ni, F, etc.) en efluentes de los procesos termoquímicos (ceniza, filtros, líquidos, etc.), o métodos propios para predecir el comportamiento a la fusión. Para conocer la tarifa de este tipo de servicios, pulse aquí.
Persona de contacto: Miguel Fernández; e-mail: miguel.fernandez@ciemat.es
Pertenencia a Comités / Plataformas
En desarrollo
Investigadores
En desarrollo.
Publicaciones / Congresos / Libros
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