1. Estàndards de qualitat pels
biocombustibles llenyosos
Mireia Codina
29 de juny de 2012, Vielha
Projecte BTCII
http://www.biomasstradecentre2.eu
El contingut d’aquesta presentació només compromet a la seva autora i no reflecteix
necessàriament l’opinió de la Unió Europea. Ni la EACI ni la Comissió Europea són responsables de
la utilització que es podrà fer de la informació que hi figura

2. Índex
• Què és la biomassa?
• Tipus de biomassa
• Formes comercialitzables
• Característiques dels biocombustibles sòlids
• Normes de qualitat

3. Què és la biomassa?
Matèria orgànica originada en un procés
biològic, espontani o provocat, utilitzable
com a font d’energia renovable

4. Tipus de biomassa
• Restes forestals: biomassa forestal
primària (BFP) Transformades i
–Tractaments silvícoles (arbres petits, torts, posades al mercat,
capçades...) poden tenir la
• Indústries forestals: biomassa forestal mateixa forma, però
secundària el seu origen és
–Primera transformació (escorça, costers, diferent i, per tant,
serradures...) també els costos de
transformació i les
–Segona transformació (retalls, encenalls...)
seves implicacions
• Residus agrícoles: socioeconòmiques
–Poda d’espècies llenyoses
–Cultiu d’espècies herbàcies (palla)
• Indústries agroalimentàries (closques
fruits secs, pinyols, clofolla arròs, marro
cafè...)

5. Un cop tenim això, pot ser difícil
FOTO ESTELLES
conèixer el seu origen
Certificació d’origen?
Traçabilitat?

6. Formes
comercialitzables

7. Llenya
Forma cilíndrica o cònica, molt heterogènia
•Humitat variable
•Relativament econòmica
(130 €/t)
•PCI: 3.900 kWh/t20
•Cendres <1,5%

8. Estella
Fragments de fusta de petita dimensió, obtinguts per tall
mecànic, de forma irregular
•Humitat: 20 – 40%bh
•Preu: 35 – 120 €/t
•PCI: 3.500 kWh/t30
•Cendres < 1%

9. Pèl·lets
Fusta mòlta comprimida a alta temperatura, de forma
cilíndrica (8 – 12 mm)
•Humitat: ~ 10%bh
•Preu: 150 - 200€/t
•PCI: 4.900 kWh/t10
•Cendres <0,5%

10. Briquetes
Fusta mòlta comprimida a alta temperatura, de forma
cilíndrica (5-13 cm diàmetre y 5-30 cm longitud) o en
forma de maó
•Humitat: ~10%bh
•PCI: 4,7-5 kWh/kg
•Cendres <0,5%

11. Característiques dels
biocombustibles sòlids

12. Poder calorífic
El poder calorífic és la quantitat de calor
alliberada per la combustió d’1 kg de
combustible amb una pressió d’1 bar
•Poder calorífic superior (PCS): l’aigua originada
en la combustió es troba en forma líquida
•Poder calorífic inferior (PCI): l’aigua originada
en la combustió es troba en forma de vapor

13. PCI i la humitat
La humitat és el factor que més influeix en el PCI, ja que com
més humitat conté el biocombustible, més baixa serà la
quantitat de calor aportada
Variació teórica del poder calorífic inferior segons la humitat de l'estella
6000
5000
Poder calorífic inferior (kWh/t)
4000
3000
2000
1000
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Humitat % (base humida - contingut de aigua)

14. Energia continguda en la
biomassa
400 litres
1000 kg estella gasoil calefacció
Font: David Pérez

15. Humitat
Segons els forestals
Base seca (humitat – feuchtigkeit –
moisture content dry basis – humidité sur base
sèche)
X 100
Segons els industrials fabricants de les calderes
Base humida (contingut de aigua -
wassergehalt – moisture content wet basis –
humidité sur masse brute)

16. Determinació de la humitat
(mètode de referència)
Assecat en estufa a 105 +-2ºC
Fins a pesada constant
(diferència menor de 0,2%)
(pes net inici – pes net final)
HBH% = 100 x
(pes net inici)
(pes net inici – pes net final)
HBS% = 100 x
(pes net final)

17. Estimació de la humitat
• Absorció de raigs X
• Espectroscòpia de la radiació d’infraroig proper
• Ressonància magnètica-nuclear
• Polaritat dielèctrica del material
• Microones
• Conductivitat elèctrica

18. Estimació de la humitat
(propietats dielèctriques)
Humímetre per a
mostres (FS3, BM1, BM2)
Humímetre per a
superfície de piles
(FS200-HT)
Schaller GmbH

19. Estimació de la humitat
(conductivitat elèctrica)
Schaller GmbH

20. Conductivitat

21. Granulometria
• Distribució granulomètrica: percentatge
en pes de partícules que passen a través
d’una sèrie de tamisos amb obertura de
malla decreixent.
• Referència: mida de malla a partir de la
qual passa el 80% del material
• Depèn de: ajustos estelladora, espècie,
humitat, mida de la fusta, velocitat de
rotació del tambor, estat de les ganivetes...

22. Tamisadora CTFC

23. Durabilitat
• La durabilitat és la mesura de la resistència
dels combustibles densificats com a
conseqüència dels processos de manipulació
i transport.
• Per a determinar la durabilitat d’una
mostra, es sotmet a cops controlats entre
ells i les parets d’una cambra rotatòria.

25. Durabilitat dels pèl·lets
Pèl·lets poc durables acumulen partícules fines
a les sitges on s’emmagatzemen i poden
ocasionar fallides en els sistemes
d’alimentació de les calderes
www.archiexpo.com

26. Contingut en cendres
•Estelles netes (només fusta): cendres < 1% del pes sec
•Presència d’acícules: cendres < 1,5%
•Presència d’escorça: cendres > 1,5 %
Més cendres, més costos de gestió
Font: Eija Alakangas, 2005

27. Existeix normalització?
Existeixen normes austríaques (ÖNORM) i
alemanyes (DIN) que regulen molts
paràmetres d’estelles i pèl·lets
AENOR (UNE) adopta les normes que
emanen del Comitè Europeu de
Normalització (CEN)
No són de compliment obligatori (decret,
llei, etc.)
L’assoliment de la qualitat està relacionat amb el bon
funcionament de la caldera (exigències dels usuaris)

28. Què s’entén per qualitat ?
Conjunt de propietats clau que
indiquen l’aptitud d’un
combustible per a un ús específic

29. Criteris de qualitat
Estàndard
Propietat Importància
europeu
Emmagatzematge, PCI, pèrdues, autoignició, temperatura i UNE-CEN/TS
Humitat
eficiència en la combustió 14774
Contingut en Costos en l’eliminació de cendres, risc formació dipòsits, UNE-CEN/TS
cendres emissions de partícules 14775
UNE-CEN/TS
Poder calorífic Ús del combustible, disseny de la planta
14918
Distribució de la Problemes d’heterogeneïtat, propietats d’assecat, selecció UNE-CEN/TS
mida de sistema transport, formació de voltes, formació pols, porositat, 15149
partícula afecta al comportament en la combustió
Densitat de Densitat de pila, propietats de combustió i gasificació, UNE-CEN/TS
partícula rendiment 15150
Densitat aparent Densitat energètica, problemes de logística, d’espai i despeses UNE-CEN/TS
de la pila en emmagatzematge i transport 15103

30. Criteris de qualitat
Estàndard
Propietat Importància
europeu
Canvis en la qualitat, problemes durant el transport,
Durabilitat
pèrdues de combustible, formació de pols, problemes en UNE-CEN/TS
mecànica de
l’emmagatzematge, fallades al sistema d’alimentació, 15210
pèl·lets i briquetes
emissions de pols durant la combustió
Contingut de C, H UNE-CEN/TS
Influeix en el poder calorífic i emissions de NOx
iN 15104
Contingut de Cl,
Corrosió, disminueix la temperatura de fusió de les UNE-CEN/TS
Na i K soluble en
cendres, emissions de partícules 15105
aigua
Influeix en la descomposició tèrmica i en el UNE-CEN/TS
Volàtils
comportament en la combustió 15148
UNE-CEN/TS
Fusibilitat Problemes de formació d’escòries i sinteritzats
15370

31. UNE-EN 14961: Biocombustibles
sòlids. Especificacions i classes
de combustibles

32. UNE-EN 14961
Projectes de normes:
• PNE-EN 14961-1 - Part 1: Requisits generals
• prEN 14961-2 – Part 2: Pèl·lets de fusta
• prEN 14961-3 – Part 3: Briquetes de fusta
• prEN 14961-4 – Part 4: Estelles de fusta
• prEN 14961-5 – Part 5: Llenya
• prEN 14961-6 – Part 6: Pèl·lets no fusters per
ús no industrial

33. Classificació de l’origen i fonts de
biocombustibles sòlids
• Grups:
–Biomassa llenyosa: arbres, matolls i arbustos
–Biomassa herbàcia: plantes amb tija no llenyosa
i que es marceixen al final de l’estació de
creixement
–Biomassa de fruits: parts de la planta que
contenen les llavors
–Conjunts i mescles: material d’origen variat; la
barreja pot ser intencionada (conjunt) o no
intencionada (mescla)

34. Classificació de
l’origen i fonts
de
biocombustibles
sòlids
Font: UNE-EN 14961-1

35. Biomassa llenyosa
• Procedent del bosc: fusta de bosc, parcs i plantacions i
boscos de creixement ràpid
• Subproductes i residus d’indústries de fusta:
– residus de fusta no tractats químicament residus de
l’escorçat, serrat o reducció de mida, moldejat, premsat...
– residus de fusta tractats químicament, sempre que no
continguin metalls pesats o compostos orgànics halogenats
com a resultat del tractament amb conservants de fusta o
tractament de recobriment
• Fusta usada: restes de fusta post-consum
• Conjunts i mescles: de les categories anteriors

36. Formes comercialitzables

37. Granulometria
• Normes de referència:
– Austríaca (per l’abundància de calderes d’aquest
origen): ÖNORM M 7133
– Europea (d’obligada referència): UNE-EN
14961-1 i UNE-EN 14961-4

38. ÖNORM M 7133
Mida de l’estella
Valors extrems de
Rangs permesos segons tamisat
les partícules
Classe
estella
màx. 20% 60-100% màx. 20% màx. 4% Secció Longitud
G30 >16 mm 16-2,8mm 2,8-1 mm <1 mm 3 cm2 8,5 cm
G50 >31,5 mm 31,5-5,6 mm 5,6-1 mm <1 mm 5 cm2 12 cm
G100 > 63 mm 63-11,2 mm 11,2-1 mm <1 mm 10 cm2 25 cm

39. EN 14961-1 i 14961-4
Mida de l’estella
Classe estella Part principal, mín. 75% en pes
P16A 3,15 – 16 mm
P16B 3,15 – 16 mm
P45A 8 – 45 mm
P45B 8 – 45 mm
P45B
3,15 – 45 mm
(restes de tallada)
P63 8 – 63 mm
P63
3,15 – 63 mm
(restes de tallada)
P100 16 – 100 mm
P100
3,15 – 100 mm
(restes de tallada)

40. Classes d’humitat i cendres
• Classes d’humitat:
–M20, M30, M35: humitats menors o iguals al
20, 30, 35% hbh
• Classes de contingut en cendres:
–A1.0, A1.5, A3.0: quantitat de cendres
sobre pes sec igual o inferior a l’1, 1,5 ó 3%

41. Qualitat i certificacions de
pèl·lets
Els paràmetres físics Els paràmetres químics
de que defineixen la de que defineixen la
qualitat del pèl·let són: qualitat del pèl·let es
refereixen al contingut
–Diàmetre
en:
–Llargada –Clor
–Densitat aparent –Sofre
–Poder calorífic –Nitrogen
–Humitat –Coure
–Crom
–Fins
–Arsènic
–Durabilitat mecànica –Cadmi
–Cendres –Mercuri
–Comportament de fusió –Plom
de les cendres –Níquel
–Zinc

42. Certificació ENplus
• ENplus es basa en la norma europea EN 14961-2
• Classifica els pèl·lets de fusta en 3 qualitats:
– A1: pèl·lets de fusta verge i residus de fusta sense tractar
químicament, amb baixos continguts en cendres, N i Cl
– A2: pèl·lets amb un contingut de cendres, N i Cl
lleugerament més alt que A1
– B: permet utilitzar també fusta reciclada i residus industrials
(no tractats químicament)
• Més informació: http://www.pelletenplus.es

43. Certificació ENplus
Paràmetres de ENplus- ENplus-
Unitat DINplus EN-B
qualitat A1 A2
Diàmetre mm 4≤D≤10 6 (±1) 6 (±1) 6 (±1)
3,15 ≤ L ≤ 3,15 ≤ L ≤ 3,15 ≤ L ≤
Longitud mm ≤5 x D
40 40 40
Densitat aparent kg/map - ≥ 600 ≥ 600 ≥ 600
PCI MJ/kg ≥ 18 ≥ 16,5 ≥ 16,5 ≥ 16,0
Humitat bh % en pes ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10
Fins % en pes ≤1 ≤1 ≤1 ≤1
Durabilitat
% en pes ≥ 97,7 ≥ 97,5 ≥ 97,5 ≥ 95,5
mecànica
% sobre pes
Cendres ≤ 0,5 ≤ 0,7 ≤ 1,5 ≤ 3,0
sec
Comportament de
fusió de les cendres ºC - ≥ 1200 ≥ 1100 ≥ 1100
(DT)1
1DT, temperatura de deformació

44. CLASSES DE PÈL·LETS
ÖNORM M 7135E

45. Conseqüències manipulació i tractament
inadequat del biocombustible
Circumstància prèvia a la
Conseqüències
combustió
Humidificació del
Disminució del seu poder calorífic i augment del consum
biocombustible
Altes temperatures Modificació de la forma, consistència i durabilitat dels pèl·lets
Contaminació metàl·lica degut
Increment del contingut en cendres, incrementant així les operacions de manteniment i
a la maquinària i eines
neteja.
utilitzades
Contaminació atmosfèrica Increment del contingut en metalls pesants (plom, zinc), comportant un increment del
degut al trànsit contingut en cendres.
Contaminació per contacte amb
Increment del contingut en silici, reduint el poder calorífic.
el terra
Increment del contingut en nitrogen, sofre i clor, donant lloc a més emissions.
Presència d’escorça Increment del contingut en cendres, incrementant així les operacions de manteniment i
neteja.
Tractaments químics (pintura, Increment del contingut en metalls i elements inorgànics, reduint el poder calorífic i
conservants, adhesius...) incrementant el contingut en cendres.
Font: EN 14961-1

46. Gràcies per la seva atenció
Mireia Codina
Àrea d’Aprofitaments Fusters i Biomassa
http://afib.ctfc.cat/
Centre Tecnològic Forestal de Catalunya
http://www.ctfc.cat/
Butlletí INFOBIOMASSA
http://infobio.ctfc.cat/
mireia.codina@ctfc.cat
biomassa@ctfc.cat

47. PCI de les espècies catalanes
Humitat bh
0 5 10 15 20 22,5 25 27,5 30 32,5 35 37,5 40 45 50 60
Alzina 5.307 5.008 4.709 4.409 4.110 3.960 3.811 3.661 3.512 3.362 3.212 3.063 2.913 2.614 2.314 1.716
Roure 4.975 4.692 4.410 4.127 3.844 3.703 3.562 3.420 3.279 3.138 2.996 2.855 2.714 2.431 2.148 1.583
Pi roig 5.338 5.037 4.736 4.436 4.135 3.984 3.834 3.684 3.533 3.383 3.232 3.082 2.931 2.631 2.330 1.728
k W h /t
Pinassa 5.296 4.997 4.698 4.400 4.101 3.952 3.802 3.653 3.504 3.354 3.205 3.056 2.906 2.607 2.309 1.711
Pi blanc 5.082 4.794 4.506 4.218 3.930 3.786 3.642 3.498 3.354 3.210 3.066 2.922 2.778 2.490 2.202 1.626
Pi pinyer (fusta) 5.374 5.071 4.769 4.466 4.164 4.012 3.861 3.710 3.558 3.407 3.256 3.104 2.953 2.651 2.348 1.743
Pollancre 4.815 4.540 4.266 3.991 3.716 3.579 3.442 3.304 3.167 3.030 2.892 2.755 2.618 2.343 2.068 1.519
Castanyer 5.184 4.891 4.598 4.305 4.012 3.865 3.718 3.572 3.425 3.279 3.132 2.986 2.839 2.546 2.253 1.667
Faig 4.951 4.670 4.388 4.107 3.825 3.684 3.544 3.403 3.262 3.121 2.981 2.840 2.699 2.418 2.136 1.573
Fonts: Energuía, Pla de Biomassa, CTFC, Biocalor, ETA Heiztechnik GmbH, Projecte Biosouth,
Technologie- und Förderzentrum

48. Referències normatives sobre
qualitat d’estella
Normes i especificacions tècniques vigents
UNE 164001:2005 EX - Biocombustibles sólidos. Método para la determinación del poder
calorífico.
UNE 164001:2005 EX ERRATUM:2008 - Biocombustibles sólidos. Método para la
determinación del poder calorífico.
UNE 9017:1992 - Calderas. Diseño de calderas. Características de los combustibles
sólidos de origen no fósil.
UNE-CEN/TS 14774-1:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación
del contenido de humedad. Método de secado en estufa. Parte 1: Humedad total.
Método de referencia.
UNE-CEN/TS 14774-2:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación
del contenido de humedad. Método de secado en estufa. Parte 2: Humedad total.
Método simplificado
UNE-CEN/TS 14774-3:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación
del contenido en humedad. Método de secado en estufa. Parte 3. Humedad de la
muestra para análisis general.
UNE-CEN/TS 14775:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Método para la determinación del
contenido en cenizas.
Veure
http://www.aenor.es/desarrollo/normalizacion/normas/resultadobuscnormas.asp?c
tn=AEN/CTN%20164&opcion=1&opproyecto2=vigor (cerca normes per CTN: AEN/CTN
164 en web AENOR)

49. Referències normatives sobre
qualitat d’estella
UNE-CEN/TS 14778-1:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Muestreo. Parte 1: Métodos de muestreo.
UNE-CEN/TS 14778-2:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Muestreo. Parte 2: Métodos para el muestreo
de material en partículas transportado en camiones
UNE-CEN/TS 14779:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Muestreo. Métodos para la preparación de
planes y certificados de muestreo.
UNE-CEN/TS 14780:2008 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la preparación de muestras.
UNE-CEN/TS 14961:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Especificaciones y clases
de combustibles.
UNE-CEN/TS 15103:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la densidad
aparente de pila.
UNE-CEN/TS 15104:2008 EX - Biocombustibles sólidos. Determinación del contenido total de carbono,
hidrógeno y nitrógeno. Métodos instrumentales.
UNE-CEN/TS 15105:2008 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para determinación de cloruro, sodio
y potasio solubles en agua.
UNE-CEN/TS 15148:2008 EX - Biocombustibles sólidos. Método para la determinación del contenido en
materias volátiles.
UNE-CEN/TS 15149-1:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la
distribución de tamaño de partícula. Parte 1: Método del tamiz oscilante con apertura de malla
igual o superior a 3,15 mm.
UNE-CEN/TS 15149-2:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la
distribución de tamaño de partícula. Parte 2: Método del tamiz vibrante con apertura de malla
inferior o igual a 3,15 mm.
UNE-CEN/TS 15149-3:2007 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de la
distribución de tamaño de partícula. Parte 3: Método del tamiz rotatorio.
Veure
http://www.aenor.es/desarrollo/normalizacion/normas/resultadobuscnormas.asp?ctn=AEN/CTN
%20164&opcion=1&opproyecto2=vigor (cerca normes per CTN: AEN/CTN 164 en web AENOR)

50. Referències normatives sobre
qualitat d’estella
UNE-CEN/TS 15150:2008 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación de
la densidad de partículas.
UNE-CEN/TS 15210-1:2008 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación
de la durabilidad mecánica de pélets y briquetas. Parte 1: Pélets.
UNE-CEN/TS 15210-2:2008 EX - Biocombustibles sólidos. Métodos para la determinación
de la durabilidad mecánica de pélets y briquetas. Parte 2: Briquetas.
UNE-CEN/TS 15234:2009 EX - Biocombustibles sólidos. Aseguramiento de la calidad del
combustible.
UNE-EN 1860-1:2003 - Aparatos, combustibles sólidos y sistemas de encendido para el asado en barbacoas.
Parte 1: Barbacoas que utilizan combustibles sólidos. Requisitos y métodos de ensayo.
UNE-EN 1860-1:2003/A1:2006 - Aparatos, combustibles sólidos y sistemas de encendido para el asado en
barbacoas. Parte 1: Barbacoas que utilizan combustibles sólidos. Requisitos y métodos de ensayo.
UNE-EN 1860-2:2005 - Aparatos, combustibles sólidos y sustancias de encendido para el asado en barbacoas.
Parte 2: Carbón vegetal y briquetas de carbón vegetal para barbacoas. Requisitos y métodos de ensayo
UNE-EN 1860-3:2004 - Aparatos, combustibles sólidos y sustancias de encendido para el asado en barbacoas.
Parte 3: Sustancias de encendido de combustibles sólidos para barbacoas. Requisitos y métodos de
ensayo.
UNE-EN 1860-3:2004/A1:2006 - Aparatos, combustibles sólidos y sustancias de encendido para el asado en
barbacoas. Parte 3: Sustancias de encendido de combustibles sólidos para barbacoas. Requisitos y
métodos de ensayo.
UNE-EN 1860-4:2005 - Aparatos, combustibles sólidos y sustancias de encendido para el asado en barbacoas.
Parte 4: Barbacoas de un solo uso que utilizan combustibles sólidos. Requisitos y métodos de ensayo.
Veure
http://www.aenor.es/desarrollo/normalizacion/normas/resultadobuscnormas.asp?c
tn=AEN/CTN%20164&opcion=1&opproyecto2=vigor (cerca normes per CTN: AEN/CTN
164 en web AENOR)

51. Referències normatives sobre
qualitat d’estella
Projectes de normes
PNE-CEN/TS 14588 - Biocombustibles sólidos. Terminología, definiciones y descripciones
PNE-EN 14774-1 - Biocombustibles sólidos. Determinación del contenido de humedad.
Método de secado en estufa. Parte 1: Humedad total. Método de referencia.
PNE-EN 14774-2 - Biocombustibles sólidos. Determinación del contenido de humedad.
Método de secado en estufa. Parte 2: Humedad total. Método simplificado
PNE-EN 14774-3 - Biocombustibles sólidos. Determinación del contenido en humedad.
Método de secado en estufa. Parte 3. Humedad de la muestra para análisis general.
PNE-EN 14775 - Biocombustibles sólidos. Método para la determinación del contenido en
cenizas.
PNE-EN 14918 - Biocombustibles sólidos. Determinación del poder calorífico.
PNE-EN 14961-1 - Biocombustibles sólidos. Especificaciones y clases de
combustibles. Parte 1: Requisitos generales.
PNE-EN 15103 - Biocombustibles sólidos. Determinación de la densidad aparente de pila.
PNE-EN 15148 - Biocombustibles sólidos. Determinación del contenido en materias
volátiles.
PNE-EN 15210-1 - Biocombustibles sólidos. Determinación de la durabilidad mecánica de
pélets y briquetas. Parte 1: Pélets.
http://www.aenor.es/desarrollo/normalizacion/normas/resultadobuscnormas.asp?c
tn=AEN/CTN%20164&opcion=1&opproyecto2=vigor (cerca normes per CTN: AEN/CTN
164 en web AENOR)

52. Altres normes en esborrany a la
UE
prEN 14961-2 – Wood pellets
prEN 14961-3 – Wood briquettes
prEN 14961-4 – Wood chips
prEN 14961-5 – Firewood
prEN 14961-4 – Non-woody pellets for non-industrial use
ISO/CD 17225-1 – Solid biofuels – Fuel specifications and
classes. Part 1: General requirements