Optimización de metodologías para la caracterización de biocombustibles sólidos procedentes de la industria del olivar

Abstract

El desarrollo del presente trabajo de investigación que aquí se expone, tiene su origen como consecuencia de una necesidad tecnológica empresarial identificada en el campo de la utilización de los biocombustibles sólidos como fuente de energía renovable, los cuales se fundamentan en el actual panorama energético mundial. Los problemas ambientales y de dependencia energética de la sociedad, derivados del elevado consumo de combustibles fósiles, han hecho necesario adoptar medidas dirigidas a impulsar nuevos modelos energéticos, renovables, eficientes, económicamente viables, prácticos y seguros, que den respuesta a las necesidades de abastecimiento de energía en el contexto de un desarrollo sostenible. Entre las energías renovables, la biomasa juega un papel muy importante en el nuevo marco energético, ya que los residuos agrícolas se producen en cantidades grandes en todo el mundo, y su alto contenido energético es gestionable, fuera de las inconveniencias que presentan otras fuentes renovables, como el sol y/o el viento, sujetas a disponibilidades temporales para su aprovechamiento. En las regiones mediterráneas del suroeste europeo, entre ellas Andalucía, el cultivo del olivar presenta un elevado valor ambiental gracias a su contribución en el desarrollo de sistemas sostenibles, generación de productos de alto valor nutricional y agronómico, así como por su alto potencial como sumidero de gases de efecto invernadero y de generación de residuos biomásicos con un alto potencial energético. En este sentido, la caracterización de los parámetros físico-químicos que determinan la calidad de estos residuos, proporciona a las empresas del sector la base de conocimiento necesaria para la elaboración de estrategias industriales que conduzcan hacia una optimización de los costes de producción, e igualmente de diferenciación del producto, maximizando la rentabilidad económica y el desarrollo del mercado de los biocombustibles sólidos. Dada la falta de información con rigor científico existente en la bibliografía en lo relativo al uso eficiente de los biocombustibles sólidos procedentes del olivar con los fines indicados, el presente trabajo de investigación ha evaluado el potencial de la biomasa residual del olivar, como fuente de energía renovable, y ha optimizado la valorización de sus residuos, fundamentalmente el hueso de aceituna (por su mayor volumen de consumo doméstico e industrial), así como la poda de olivar y el orujillo. En este sentido, y en base a la caracterización físico-química de más de 300 muestras de hueso de aceituna (recogidas por toda la geografía nacional e internacional) se han realizado estudios de variabilidad de las propiedades energéticas de las mismas, diferenciando entre las muestras provenientes de almazaras y las muestras tratadas por empresas de distribución. En base a estos resultados, y tras...

The research work that is presented in this thesis originates from a technological need identified in the scope of utilization of solid biofuels as a source of renewable energy, which is based on the on the current global energy landscape. Environmental and energy dependency problems derived from the higher fossil fuels consumption has made necessary to take steps in order to propel new energetic models, which ought to be renewable, efficient, economically profitable, safe, practical and able to satisfy the demands of energy supply in the context of sustainable development. Among the renewable energy sources, biomass plays an important role in the energetic framework due to fact that agricultural wastes are produced in large volumes throughout the world. Additionally, it shows a high energetic content, which is manageable, in contrast to other renewable sources dependent on climate conditions, such solar and wind power. In the Mediterranean areas of Southwestern Europe, like Andalusia, olive farming has a high environmental value due to its contribution to the development of sustainable systems and generation of high nutritional value and agronomic products, as well as its high potential as a sink for greenhouse gases and generation of biomass residues with high energy potential. In this regard, the physicochemical characterization of these residues provides knowledge to the bioenergy sector to help them develop industrial strategies that could lead to an optimization of production costs and product differentiation, which will maximize profitability and the market development of solid biofuels. Due to the lack of accurate bibliography related to an efficient use of olive solid biofuels, this research work has assessed the potential of the residual olive biomass as renewable energy source. Firstly, the main objective has been put on olive stone samples (because they are widely produced and consumed, both at home and industrially) as well as on the olive tree pruning and dry depleted olive pomace (orujillo). In this sense, the physicochemical characterization of more than 300 (national and international) samples have been evaluated. Using these data, variability studies about energetic features have been developed considering the climate influence as well as the point of origin, such as the olive mills and those provided by the distribution companies, respectively. Secondly, based on results obtained and after a thorough statistical analysis, pioneer quality systems have been established and advanced equations developed in order to predict calorific value from other parameters. Finally, a new analytical procedure has been developed and validated in order to determine impurities in olive stone samples at laboratory...