Curso Biomasa agrícola y forestal para uso energético
CURSO DE BIOMASA, SU LOGÍSTICA, MANEJO E INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO Dr. Borja Velázquez Martí Departamento de Ingeniería Rural y Agroalimentaria Universidad Politécnica de Valencia Camino de Vera s/n 46022 Valencia (España) Esperamos su participación con gran ilusión. Quedamos a la espera de recibir sus formularios de inscripción al correo: iberomasa@gmail.com Curso 40 h. http://bioenergia.blogs.upv.es/ http://bvelazquez.blogs.upv.es/ OBJETIVOS Tras el curso de bioenergía los alumnos deben ser capaces de: 1. Planificar la producción de materias primas para la obtención de biocombustibles 2. Planificar la cosecha o recogida de biomasa como materia prima de biocombustibles 3. Organizar el abastecimiento y logística de la biomasa 4. Evaluar rendimientos energéticos de una instalación de generación de potencia a partir de la combustión de biomasa 5. Introducirse en la producción de cultivos energéticos oleaginosos o azucareros 6. Conocimiento de las bases para la realización de proyectos de instalaciones de transformación de biomasa en biocombustibles CONTENIDO TEMA I. LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE • Definición de biomasa y biocombustible • Fuentes de biomasa • Biomasa agrícola para uso energético • Biomasa forestal para uso energético • Conclusiones TEMA II. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES • Proceso de combustión • Tipos de biocombustibles TEMA III. CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA SÓLIDA • Masa y volumen • Distribución de tamaño de partícula • Humedad • Densidad • Poder calorífico • Análisis elemental • Análisis proximal • Análisis estructural • Inflamabilidad y combustibilidad • Análisis termogravimétrico • Análisis BET • Durabilidad de los materiales densificados • Especificaciones de los biocombustibles TEMA IV. CUANTIFICACIÓN E INVENTARIACIÓN DE BIOMASA • Introducción • Cuantificación indirecta de la biomasa en estructuras vegetales • Cuantificación de biomasa forestal • Cuantificación de biomasa de árboles frutales • Cuantificación de biomasa arbustiva • Biomasa procedente de podas • Cuantificación de la biomasa ligada a la producción • Cuantificación de la biomasa energética obtenible de cultivos energéticos • Determinación de biomasa mediante teledetección TEMA V. SISTEMAS DE COSECHA DE BIOMASA LEÑOSA • Introducción • Equipos para la adaptación de la biomasa leños para el transporte y posterior utilización • Cosecha de residuos de poda de frutales • Cosecha de biomasa forestal • Sistemas de cosecha de residuos herbáceos agrícolas TEMA VI. EVALUACIÓN DE LOS SISTEMAS DE COSECHA • Evaluación técnica de una máquina • Definición del ciclo de trabajo y evaluación de las máquinas más usadas en el aprovechamiento de biomasa • Parámetros en la organización de varias máquinas trabajando conjuntamente • Evaluación económica de una máquina • Parámetros para evaluación de viabilidad de proyectos de aprovechamiento de biomasa TEMA VII. MODELOS LOGÍSTICOS PARA ABASTECIMIENTO DE BIOMASA • Introducción • Selección de fuentes de aprovisionamiento. Modelos de programación lineal • Análisis de redes de transporte. Determinación de la ruta más corta • Determinación de rutas cíclicas. Problema del viajero • Técnicas de programación y control de proyectos • Problemas de localización. Borvemar model • Teoría de colas TEMA VIII. GENERACIÓN DE POTENCIA-CICLOS DE VAPOR • Introducción • Balances de materia y energía. Primer principio de la termodinámica • Análisis de la transferencia de energía en sistemas abiertos • Análisis de elementos de circuitos termodinámicos • Propiedades de las sustancias simples compresibles-relación P-V-T • Instalaciones de potencia de vapor: Ciclo de Rankine • Ciclo de Rankine con recalentamiento • Ciclo regenerativo de potencia: Calentador abierto y cerrado • Ciclo binario y cogeneración TEMA IX. INSTALACIONES TÉRMICAS • Definición de caldera • Funcionamiento de la caldera de combustibles sólidos • Elementos de la instalación de la caldera • Funcionamiento calderas de combustibles líquidos y gaseosos • Especificaciones técnicas de las calderas y datos en el proyecto • Determinación de la potencia de las calderas en edificios • Necesidades de aire en la caldera • Rendimiento y control de la combustión • Instalaciones térmicas industriales • Sistemas no estacionarios TEMA X. PIRÓLISIS, GASIFICACIÓN Y CARBONIZACIÓN • Fundamentos del proceso • Proceso de descomposición • Diseño del sistema de gasificación • Tipos de gasificadores • Condiciones de operación • Depuración del syngas • Motores de gas y turbinas de gas • Dimensionado de la instalación • Proceso Fisher-Tropsch • Carbonización TEMA XI. DISEÑO DE BIORREACTORES • Fundamento del funcionamiento del biorreactor • Tipos de biorreactores • Cálculo de flujos y tiempos de retención • Reactores en serie • Determinación de los parámetros cinéticos de una cepa • Bombas y conexiones • Diseño sistema de aireación • Dimensionado mecánico del biorreactor • Control térmico en el biorreactor • Sistemas de esterilización del reactor • Diseño del sistema de desinfección con vapor del medio de cultivo • Desinfección del aire de alimentación • Control de pH y espuma • Sensores asociados al biorreactor • Control de espuma TEMA XII. TECNOLOGÍA DEL BIOETANOL • Introducción • Características generales del bioetanol • Procesos de obtención de bioetanol • Procesos de obtención de almidón a partir de cereales • Procesos de obtención de etanol a partir de biomasa lignocelulósica • Fermentación del azúcar • Destilación del etanol • Compuestos tóxicos para la fermentación generados en los pretratamientos e hidrólisis • Métodos para el aumento de la fermentabilidad de los hidrolizados pretratados • Perspectivas de futuro para la comercialización del etanol a partir de lignocelulosa • Bioetanol como combustible • Etanol como aditivo en las gasolinas • Etanol como aditivo en el gasóleo TEMA XIII. FERMENTACIÓN ANAEROBIA- BIOGÁS • Introducción • Proceso de producción de biogás • Parámetros operativos de control • Cinética del proceso fermentativo • Digestores • Adecuación del biogás • Gestión de residuos • Dimensionado de las instalaciones TEMA XIV. TECNOLOGÍA DEL BIODIESEL • Introducción • Análisis de la transformación de grano a aceite • Fase de pretratamiento. Refinado del aceite • Reacciones de transesterificación de triglicéridos • Fase de purificación de la glicerina • Especificaciones de calidad del biodiesel • Dimensionado de las instalaciones • Aplicaciones del biodiesel • Aplicaciones de la glicerina y su problemática TEMA XV. CULTIVOS ENERGÉTICOS OLEAGINOSOS • Introducción • Estudio del girasol (Helianthus annus) • Estudio de la colza (Brassica Napus Oleifera) • Estudio de la soja (Glycine max L.) • Estudio de la palma africana (Elaeis guineensis Jacq) • Estudio de la jatrofa (Jatropha curcas L.)
