Calderas para la industria de la madera y el procesamiento de biomasa

Para la industria de la madera construimos calderas que convierten astillas, corteza, serrín y residuos de madera en vapor, agua sobrecalentada o agua caliente, además de calderas de aceite térmico y generadores de vapor para secaderos y tratamiento térmico de la madera.

Cada caldera se diseña y fabrica según la capacidad necesaria, los requisitos del proceso, el tipo de combustible y las condiciones de funcionamiento de la instalación.

Calderas para la industria de la madera y el procesamiento de biomasa

Dónde se utiliza el calor en la transformación de la madera

Varias operaciones de transformación de la madera requieren calor. Los secaderos de madera aserrada se calientan con vapor o con agua caliente que circula por intercambiadores situados en la cámara, y algunos diseños de secadero utilizan directamente gases de combustión calientes. La modificación térmica de la madera se realiza a temperatura elevada en una atmósfera pobre en oxígeno: en procesos como ThermoWood, el vapor protege la madera durante el tratamiento y se emplea de nuevo al restituir la humedad en el acondicionamiento, mientras que otros procesos usan aceite caliente. El tratamiento térmico de los embalajes de madera según la ISPM 15 también exige un ciclo de calentamiento documentado.

En la fabricación de tableros de partículas, de fibras y de virutas orientadas (OSB), el calor se necesita para secar las partículas y para el prensado, y en algunos productos se inyecta vapor en la manta. Por ello, una misma planta puede reunir consumidores de vapor, agua caliente y aceite térmico con requisitos distintos. El fluido portador de calor, por ejemplo mediante calderas de vapor o calderas de aceite térmico, se elige según el proceso y las exigencias del fabricante del secadero o de la prensa.

Normativa, calidad del combustible y seguridad

En la UE, una caldera alimentada con residuos de madera está sujeta a la normativa sobre emisiones atmosféricas. La Directiva (UE) 2015/2193 sobre instalaciones de combustión medianas regula el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno y las partículas, y exige autorización o registro; las instalaciones sometidas a las normas de incineración de residuos quedan fuera de su ámbito. Para la fabricación de tableros derivados de la madera se aplican la Directiva 2010/75/UE sobre emisiones industriales y el documento de referencia sobre las mejores técnicas disponibles de 2016. Fuera de la UE los requisitos difieren y el inversor debe confirmarlos con la autoridad competente.

La calidad del combustible es decisiva: la humedad y la granulometría afectan a la combustión y a la producción de cenizas, y la serie de normas ISO 17225 define las especificaciones y clases de los biocombustibles sólidos. El polvo de madera y los almacenes de astillas y serrín implican riesgo de incendio y explosión; accidentes documentados señalan focos latentes, depósitos de polvo y transmisión de calor desde la caldera, por lo que se evalúan la zonificación ATEX y la detección de puntos calientes. Como equipo a presión, la caldera se diseña conforme a EN 12952 o EN 12953 y a la Directiva PED 2014/68/UE; véase normas y certificados.

Combustible, energía y sostenibilidad

Los transformadores de madera tienen el combustible a mano: cortezas, serrín, astillas y otros residuos de su propia producción, que según estudios de caso suelen estar disponibles a bajo coste. Aprovechar los residuos reduce la compra de combustible, pero solo si la caldera se adapta al combustible que la planta realmente genera. Las calderas de biomasa se distinguen de las de combustible fósil por el diseño del hogar y de la parrilla, y el gas natural puede mantenerse como combustible de respaldo, como en instalaciones de secado documentadas que funcionan con residuos de madera.

El beneficio en sostenibilidad depende del origen del combustible y de las normas del país, por lo que no debe darse por supuesto. Otras opciones son la recuperación de energía del aire caliente de salida, el control de la combustión y la cogeneración; el documento de referencia europeo sobre tableros las incluye entre sus técnicas de eficiencia energética. Cada una debe valorarse según la demanda real de calor y electricidad de la planta.

Qué definir al seleccionar una caldera

Antes de preparar una oferta, el inversor debe definir los siguientes puntos junto con los proveedores de equipos; el enfoque general se describe en cómo elegir una caldera industrial.

  • Consumidores y fluido portador de calor: vapor, agua caliente o sobrecalentada, o aceite térmico para cada secadero, prensa o cámara
  • Perfil de carga: funcionamiento por lotes de las cámaras, simultaneidad de la demanda, turnos y estacionalidad
  • Combustible: tipo, humedad, granulometría, cenizas e impurezas, con su variación a lo largo del año, y combustible de respaldo
  • Almacenamiento, alimentación y retirada de cenizas, con protección contra incendio y explosión
  • Tratamiento de agua, retorno de condensados, redundancia, límites de emisión, normas aplicables y espacio disponible

Aplicaciones

Calderas de vapor industriales

Industria de la madera
astillas, corteza, serrín y residuos de madera como combustible

Calderas de agua sobrecalentada

Industria de la madera
energía de astillas, corteza y serrín

Calderas de aceite térmico

Industria de la madera
secaderos y tratamiento térmico de la madera

Generadores de vapor, calderas de vapor rápidas

Industria de la madera
secaderos y tratamiento térmico de la madera

Preguntas frecuentes

¿Qué tipos de biomasa puede quemar la caldera?

La caldera puede diseñarse para quemar astillas, pellets, serrín, corteza, briquetas, paja en pacas, cascarilla de girasol y soja, huesos de fruta y diversos residuos de la producción agrícola, maderera y de otro tipo. Si una empresa genera grandes cantidades de residuos que podrían utilizarse como combustible, puede contactarnos para encontrar una solución adecuada: remitimos al inversor a los ensayos y análisis de materiales necesarios y, una vez disponibles los resultados, nuestro equipo realiza los cálculos, define el diseño del hogar, la parrilla y la alimentación de combustible y prepara una solución técnica y una oferta. Que el material pueda utilizarse energéticamente depende de su origen y composición, humedad, granulometría, poder calorífico, contenido de cenizas y otras propiedades, así como de la normativa aplicable, las emisiones permitidas y los requisitos de limpieza de humos; no todo tipo de residuo puede quemarse en una caldera de biomasa estándar, y las plantas de incineración o coincineración de residuos están sujetas a condiciones técnicas y controles de emisiones especiales.

¿En qué se diferencia una caldera de biomasa de una de carbón?

En el diseño de la parrilla, la distribución del aire primario y secundario, la disposición de las zonas de combustión y el sistema de alimentación de combustible, porque la biomasa tiene mayor contenido de humedad y volátiles.

¿Cuánto bajan los costes de combustible al cambiar a biomasa?

Depende del precio local de la biomasa y del combustible que se sustituye; la biomasa suele ser un subproducto de la producción maderera o agrícola, por lo que el ahorro es mayor cuando el inversor ya dispone de su propio combustible.

¿Cómo se gestionan las cenizas y la limpieza de humos?

Con extracción y transporte de cenizas automáticos, un multiciclón y, cuando sea necesario, un filtro de mangas para cumplir los límites de emisión.

¿Está totalmente automatizada una caldera de biomasa?

Sí. La alimentación de combustible, el control de la combustión, la extracción de cenizas y las funciones de protección las gestiona la automatización, por lo que se necesita una supervisión mínima del operador.

¿Puede una misma caldera abastecer secaderos y una instalación de modificación térmica de la madera?

Depende del fluido portador de calor y del modo de funcionamiento de cada consumidor. Los secaderos emplean vapor o agua caliente, mientras que en la modificación térmica el vapor actúa como atmósfera protectora y se usa en el acondicionamiento. Los ciclos por lotes generan una carga variable, por lo que una fuente común se comprueba con el perfil conjunto de todas las cámaras. También es posible separar ambos fluidos.

¿Por qué la humedad variable de los residuos de madera es relevante para la caldera?

La humedad y la granulometría influyen en la temperatura y la completitud de la combustión, en la producción de cenizas y en el funcionamiento de la caldera. Si el rango es amplio, por ejemplo entre serrín fresco y restos secos, el hogar y la alimentación deben diseñarse para todo el rango de combustible, o bien este debe mezclarse o almacenarse. Por ello el análisis del combustible debe preceder a la selección de la caldera.

¿Requiere una sala de calderas de la industria de la madera protección especial contra incendio y explosión?

Es necesaria una evaluación de riesgos. Los almacenes de astillas, serrín y corteza y las vías de transporte de combustible son propensos a focos latentes y explosiones de polvo. Las medidas incluyen retirar los depósitos de polvo, definir zonas ATEX, detectar puntos calientes y mantener la manipulación alejada de superficies calientes. Las medidas concretas se derivan de la evaluación de riesgos y de la normativa del emplazamiento.

Normas con las que diseñamos y fabricamos

TIPO Kotlogradnja diseña y fabrica calderas y salas de calderas completas según los requisitos del inversor, el tipo de combustible, la capacidad y el régimen de funcionamiento. El proceso abarca el análisis de requisitos, la propuesta de solución, la oferta, el diseño, la compra de materiales, la fabricación, el montaje, las pruebas y la puesta en marcha. Sea cual sea la complejidad del proyecto o el mercado, los equipos se diseñan y construyen según normas europeas e internacionales, incluidas EN 12952, EN 12953, EN 13445, EN 13480, ASME BPVC y AD 2000, conforme a la documentación del proyecto y los requisitos del inversor.

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Cuéntenos sus requisitos y nuestro equipo revisará el proyecto y le propondrá la solución técnica adecuada.