Los procesos físicos son aquellos que se llevan a cabo en las primeras etapas de transformación de la biomasa (BM), para adecuarla al posterior aprovechamiento energético. Su finalidad es homogeneizar el material de partida y permitir un mejor manejo del mismo, por lo que las características físico-químicas de la BM no cambian.

Transporte

Puede ir indistintamente antes o después en la cadena de manejo de la BM. La BM generalmente es transportada desde el lugar de generación al lugar de transformación o de aprovechamiento. Existen diversos sistemas de transporte en las industrias de transformación:

• Cintas o bandas transportadoras: Adecuadas para el transporte de materiales gruesos a granel. Son idóneas para pendientes pequeñas.
• Transportadores de cadena: Adecuados para materiales con tendencia a atascarse por ser piezas grandes e irregulares.
• Transportadores de tornillo sinfín: Son aptos para materiales finos u homogéneos que no se atasquen fácilmente.
• Elevadores de cangilones: Realizan un transporte vertical.
• Transporte neumático: Es un sistema adecuado para el transporte de materiales finos.

Almacenamiento

• Tolvas: Almacenan temporalmente el material durante horas, están asociadas a una línea de producción de biocombustible sólido.
• Silos: Pueden ser:
  • Cerrados:
    • Aéreos: De forma cilíndrica y para el almacenamiento prolongado de la BM.
    • Subterráneos: Para almacenar los productos a nivel por debajo de la superficie del suelo.
  • Abiertos:
    • Aéreos: Lugares que almacenan temporalmente la BM antes de ser tratada.
    • Subterráneos: Empleados tanto para el caso de los RSU (Residuos Sólidos Urbanos) o de los residuos ganaderos.

Secado

• Secado natural: Consiste en aprovechar las condiciones de temperatura (T) y humedad (H) del ambiente, para que tenga lugar la pérdida de H de la BM que posibilite un manejo de la misma económicamente viable. El secado natural puede realizarse con la propia BM sin tratar previamente o con un pequeño tratamiento. Es recomendable hacer montones que no sobrepasen los 40-50 m³ de producto. Hay que extremar precauciones para no tener mucha cantidad almacenada junta, ya que en la base de las pilas, al tener BM con un cierto contenido en H y un bajo contenido en O, se pueden producir fermentaciones que deterioren el producto e incluso se incendien de manera natural.
• Secado forzado: La eliminación de H forzada se produce gracias a la presencia de secadores.

Atendiendo al movimiento de la BM, el secador puede ser:

• Neumático: Desplazamiento de la biomasa mediante un flujo térmico que permite el arrastre y secado. Apto para partículas pequeñas y con poca humedad a eliminar.
• Rotatorio: Es el adecuado para aquellas biomasas que tienen tanto un tamaño de partícula como un contenido de humedad mayor. Estos secadores pueden ser:
  • Directos (secado por convección).
  • Indirectos (secado por conducción).
  • Directos-indirectos (situación intermedia).

Dependiendo del sentido de desplazamiento de la biomasa y del flujo térmico, el secador puede ser:

• Corrientes paralelas: El avance de la biomasa y el flujo térmico tienen el mismo sentido, y la biomasa se va secando progresivamente según va avanzando en el secador.
• Contracorriente: El avance de la biomasa y el flujo térmico tienen sentidos contrarios.

Recolección o Recogida

Este proceso puede producirse antes o después del secado.

Biomasa Agraria (Residual o No)

• Agrícola: La recolección de la biomasa agrícola tiene como único fin el destinado a la producción energética. Generalmente se empacan in situ mediante una cosechadora para ser más manejables.
• Ganadero: La recogida de los residuos ganaderos se produce en el mismo lugar donde se generan, de forma generalmente automática mediante desagües y tuberías enterradas.
• Forestal: El sistema empleado para la recolección de la biomasa forestal depende del lugar de generación de los mismos, y sobre todo de los accesos y de la pendiente de los terrenos, que en ocasiones hace inaccesible la entrada de maquinaria.

Biomasa Residual Agroindustrial y Forestal

La recogida de la misma se produce de manera automática en los lugares de generación, al igual que lo comentado para el caso de los residuos ganaderos.

Biomasa Residual Antropogénica

Hay que distinguir entre los lodos de depuradora y los RSU.

• Los lodos de depuradora se generan como consecuencia de los procesos de depuración de las aguas residuales. Éstas son conducidas a las EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales) desde los lugares de generación por medio de tuberías enterradas.
• Los RSU, independientemente de que se tenga instalado un sistema de recogida selectiva o no, la materia orgánica (que es aquella fracción catalogada como biomasa), es depositada en contenedores de un tamaño mayor o menor en función del lugar de generación, junto con otras fracciones que componen los RSU.

Degradación

Consiste en la disgregación de las balas de residuos agrícolas o forestales que se producen en los lugares de generación del residuo, o incluso de las bolsas donde se tienen los RSU, de tal forma que al utilizarse la biomasa en la industria de transformación o en la planta de generación de energía, es necesario tener material suelto.

Astillado

Los equipos que realizan el astillado en el monte son equipos robustos, y poseen una serie de elementos:

• Los sistemas de alimentación conducen la materia prima hasta la boca del astillado, y mediante un movimiento lineal concentran la biomasa.
• El sistema de corte se trata de cuchillas muy resistentes al desgaste y giran a gran velocidad.
• Las astilladoras tienen sistemas de extracción de las astillas que producen y lo hacen mediante un soplante que las conducen al lugar que se habilite al efecto por medio de una tubería de salida.

Por lo que respecta al sistema de accionamiento de las astilladoras, se tienen varias opciones:

• Estáticas: Son aquellas que se ubican de manera fija en una planta industrial. Se emplean en las industrias forestales de la primera transformación.
• Semimóviles: Son máquinas que poseen ruedas, y se pueden ubicar tanto en industrias forestales como en explotaciones que realizan operaciones de poda, corta, entresaca, etc.
• Remolcadas: Son máquinas pequeñas que se enganchan a la toma de fuerza de los tractores agrícolas y/o forestales.
• Autopropulsadas: Son máquinas de mayor tamaño, con autonomía propia, por lo que su uso está sujeto a que haya caminos y/o pistas forestales por donde pueda circular.

Triturado

Son máquinas que lo que hacen es trocear el material mediante martillos, garras o dientes, obteniendo elementos de menor densidad.

Al ser este tipo de máquinas voluminosas y de gran potencia, no se suelen llevar al monte y permanecen en un sitio fijo como pueden ser las industrias de procesado y transformación.

Molienda

Se trata de un proceso que requiere el gasto energético para homogeneizar la biomasa, generalmente agrícola leñosa o forestal, para luego ser empleada en procesos de conversión energética que requieran unos tamaños de partícula relativamente pequeños, y generalmente recomendado para valores de humedad de la misma por debajo del 50%.

Inicialmente se suelen colocar elementos seleccionadores de biomasa como cribas o tamices (según sea el caso), que retengan piedras, metales, etc. El mayor problema de los inertes es el metal, ya que estos pueden generar chispas durante el proceso de molienda si no se retienen, y provocar el incendio de toda la biomasa.

Cribado y Tamizado

Ambos sistemas consisten en la separación del material en función de la granulometría de los elementos que la forman. Para el caso de materiales de varios centímetros se habla de cribado y si por el contrario se trata de materiales de pocos milímetros se habla de tamizado.

El problema principal de los tamices es la obstrucción de los pasos de tamiz, por lo que en aquellos procesos que se empleen es recomendable la limpieza de los mismos periódicamente de manera manual (en aquellos casos en los que sea posible) o por medio de una corriente de aire.

Retención

Para el caso de retener elementos de polvo que se encuentran presentes en corrientes de aire, hay varios dispositivos:

Ciclones

Se trata de un dispositivo fácil de construir, con pocos gastos de mantenimiento y de operación, en el que el polvo se separa hacia las paredes por la fuerza centrífuga con la que la corriente de aire entra en el ciclón y cae a la parte inferior, saliendo el aire limpio por la parte superior.

Filtros

Son unos elementos que poseen telas que retienen el polvo y sólo dejan pasar el aire limpio. Pueden separar partículas más pequeñas que los ciclones pero por el contrario son más difíciles de construir, necesitan un mayor mantenimiento. Los tipos más frecuentes de filtros son los de mangas y los de bolsas.

Densificación

Son dos operaciones que son prácticamente idénticas, con la única diferencia existente que los productos resultantes tienen diferentes tamaños.

Pelletizado

Se trata de un proceso en el que por medio de la presión de una serie de rodillos sobre una matriz de orificios con tamaños variables en función del tipo de pellet que se quiera obtener y que dependerá del nicho de mercado al que se dirija, la biomasa es compactada en forma de pellets.

Para que se produzca correctamente el fenómeno de pelletizado, la biomasa debe poseer un porcentaje en humedad entre el 8% y el 15% y un tamaño de partícula entre 0,5 y 1 cm.

La materia prima entra en la pelletizadora se ha sometido a algún proceso de los comentados con anterioridad como el secado, la molienda, el cribado o tamizado, etc.

Briquetado

El briquetado es aquella operación similar al pelletizado en el que se produce la compactación de la biomasa gracias a la acción de unas máquinas denominadas “briquetadoras”, generando un biocombustible sólido conocido con el nombre de “briqueta”.

En el briquetado se generan elevadas presiones lo que provocan un incremento de la temperatura del producto resultante y una plastificación de la lignina presente habitualmente en la biomasa, de tal manera que no es necesario la adición de sustancias naturales y/o químicas que potencien este efecto.