Cuánto contamina el pellet frente al gas, el gasoil y el fuel oil

Libro 1, Hacer pellets · Parte VIII, capítulo 40. Índice del libro. Antes: cuánto calor da cada combustible.

Al terminar este capítulo vas a poder:

1. Separar los dos problemas que se mezclan al hablar de contaminación: el clima y el aire que se respira.
2. Calcular las toneladas de dióxido de carbono de tu caldera con cada combustible.
3. Estimar con una cuenta simple cuánto azufre sale por la chimenea.
4. Decidir qué filtros y qué calidad de pellet hacen falta según dónde esté la caldera.

El caso: Frigorífico Santa Clara

Gabriel dirige el Frigorífico Santa Clara, en el centro de Entre Ríos. Dos calderas de fuel oil le dan vapor y agua caliente, unos 2.400 MWh útiles por año. Dos cosas lo apuran. Un cliente de exportación le pide la huella de carbono de la planta. Y los vecinos del barrio que creció alrededor se quejan del humo negro cuando arrancan las calderas.

Un proveedor le ofrece pasar a pellet con un folleto que dice "energía limpia, cero emisiones". Norma, la responsable de calidad y ambiente, le pone un límite a la conversación: "Cero no es. Quiero saber cuánto de cada cosa, porque le voy a tener que responder a la inspección ambiental, al cliente y al vecino, y cada uno pregunta algo distinto".

Norma tiene razón, y este capítulo le da los números.

Contaminar son dos cosas distintas

Cuando se dice que un combustible "contamina" se mezclan dos problemas que tienen respuestas diferentes.

• El clima. El dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero. No importa dónde se emiten, porque se reparten en toda la atmósfera. Acá el pellet tiene una ventaja grande.
• El aire que se respira. Partículas finas, óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y monóxido de carbono. Importa mucho dónde salen y quién vive cerca. Acá el pellet gana contra algunos combustibles y pierde contra otros.

Un folleto que habla solo del primero y un vecino que se queja solo del segundo pueden tener razón al mismo tiempo.

El CO2 de la chimenea

La cantidad de CO2 depende del carbono del combustible y se conoce con bastante precisión. El IPCC publica valores por defecto que usan los inventarios nacionales:

Tabla 1. Factores por defecto de emisión de CO2 en la combustión (IPCC 2006).

Sorprende la última fila: quemar madera emite más CO2 por unidad de calor que cualquier fósil. Lo que cambia es de dónde viene ese carbono. El de los fósiles estuvo millones de años bajo tierra y se suma a la atmósfera. El de la madera lo tomó el árbol hace poco, y se puede volver a capturar si el bosque sigue creciendo. Por eso los inventarios lo informan por separado.

Eso no significa que valga cero. Es un resultado que depende de una condición, y conviene decirlo con claridad:

• Residuos y subproductos (aserrín, viruta, costaneros, poda): la madera ya se cortó por otro motivo, y la ventaja es clara.
• Forestaciones manejadas que se vuelven a plantar: el carbono vuelve a capturarse, con un plazo.
• Bosque nativo talado para hacer pellet: el balance puede ser malo durante décadas, y además hay daño ambiental propio. No es un uso defendible.

Lo que cuesta producir cada combustible

La chimenea no cuenta todo. Hacer pellet consume energía: secar el aserrín, moler, prensar, transportar. La cuenta completa se llama ciclo de vida, y la manera de secar pesa más que ninguna otra cosa.

Un estudio sobre las cadenas de pellet del mercado sueco midió entre 2 y 25 g de CO2 equivalente por MJ de pellet al salir de fábrica. Los valores bajos corresponden a plantas que usan biomasa para secar, y los altos, a pellet secado con gas natural. La Directiva europea de energías renovables da números del mismo orden y los compara contra un calor fósil de referencia de 80 g de CO2 equivalente por MJ de calor:

Tabla 2. Ahorros típicos de la Directiva (UE) 2018/2001, anexo VI, y su equivalente calculado sobre 80 g/MJ.

Para quien produce pellet hay una lección directa: secá con tus propios residuos. Es la decisión que más baja la huella del producto, y además suele ser la más barata.

El aire que se respira

Acá hay que ser igual de claro con los números que no favorecen al pellet.

Tabla 3. Factores de inventarios europeos para equipos domésticos: PM2,5 de Defra (Reino Unido); NOx, CO y azufre de la Agencia Ambiental de Alemania, informe 2024. "s/d": sin dato en esas tablas. Sirven para ver el orden de magnitud; tu chimenea se mide.

Tres conclusiones salen de esa tabla:

• Partículas. El pellet emite decenas de veces más que el gas. También emite varias veces menos que una caldera de biomasa común. Por eso sus resultados son muy distintos si reemplaza leña o si reemplaza gas.
• Óxidos de nitrógeno. Vienen en parte del nitrógeno del combustible. La madera emite más que el gas y el gasoil. Los pellets de rastrojo y de cáscara, con más nitrógeno, emiten todavía más.
• Monóxido de carbono. Es el indicador de mala combustión. La fila de leña es alta porque incluye estufas manuales. Un quemador automático con buena regulación de aire baja mucho ese número, y por eso la automatización es ambiental además de cómoda.

El azufre se calcula solo

El azufre es el contaminante más fácil de estimar, porque casi todo el que entra sale como dióxido de azufre, que pesa el doble que el azufre:

g de SO2 por GJ = 2 × azufre (g/kg) ÷ poder calorífico (GJ/kg)

• Fuel oil con 1 % de azufre: 2 × 10 ÷ 0,0404 = 495 g/GJ.
• Pellet A1 en el límite de 0,04 %: 2 × 0,4 ÷ 0,0173 = 46 g/GJ, y lo habitual es bastante menos.
• Gasoil con 500 ppm (0,05 %): 2 × 0,5 ÷ 0,043 = 23 g/GJ.
• Gasoil con 10 ppm: menos de 0,5 g/GJ.

Contra el fuel oil, la mejora es enorme. Contra un gasoil de bajo azufre, no hay mejora: el pellet queda parecido o peor. Pedile a tu proveedor el contenido real de azufre de cada combustible, porque la cuenta cambia mucho con ese dato.

Qué se puede hacer para emitir menos

Las partículas de una caldera de pellet se reducen con decisiones concretas:

• Comprar pellet de calidad. Menos ceniza es menos partículas. El pellet A1 tiene hasta 0,7 % de ceniza; una cáscara o un rastrojo pueden tener varias veces más, además de más cloro y más nitrógeno.
• Regular bien la combustión. Aire en dos etapas, control de oxígeno en los gases y limpieza automática. Una caldera mal regulada echa humo con cualquier combustible.
• Elegir el filtro según el lugar. Un multiciclón retiene las partículas gruesas y deja pasar buena parte de las finas. Para bajar de verdad las PM2,5 hace falta un filtro de mangas o un electrofiltro, que capturan más del 90 %. En un barrio es parte de la inversión.
• Altura de chimenea. No reduce lo que se emite, pero mejora la dispersión. La fija el cálculo y la autoridad ambiental.
• Mantenimiento y arranques. Los peores minutos son el encendido y las paradas. Evitar el encendido y apagado seguido, con un tanque de acumulación, ayuda más de lo que parece.

Lo que no sale por la chimenea

Una comparación justa también mira lo demás.

La ceniza es el residuo propio del pellet. Con pellet A1, una tonelada deja hasta 7 kg. Si la madera es limpia, esa ceniza se usa a veces como enmienda de suelos, con un análisis previo y lo que pida la norma local. Si la madera venía pintada o tratada, la ceniza concentra esos contaminantes, y por eso esas maderas no se peletizan para quemar.

Los derrames son el riesgo propio de los combustibles líquidos. Un tanque de gasoil o de fuel oil que pierde contamina el suelo y las napas, y por eso lleva dique, como vimos en el capítulo 33 de La planta completa. Un silo de pellet que se rompe es un problema de limpieza, no ambiental. A cambio, el polvo de pellet en un lugar cerrado tiene riesgo de explosión, y conviene aspirarlo.

Ejemplo resuelto: la respuesta de Norma

Datos. 2.400 MWh útiles por año. Rendimientos: fuel oil 88 %, gasoil 90 %, gas natural 92 %, pellet 88 %. Filtro de mangas del 90 % en el pellet.

Paso 1. Combustible por año. Fuel oil: 2.400 ÷ 0,88 = 2.727 MWh, es decir 9.818 GJ. Gas: 2.609 MWh, 9.391 GJ. Gasoil: 2.667 MWh, 9.600 GJ. Pellet: igual que el fuel oil, 9.818 GJ.

Paso 2. El clima.

Los fósiles están contados solo en la chimenea, sin extracción ni transporte. Los pellets, con todo el ciclo. La comparación favorece a los fósiles, y aun así el pellet gana. Contra el fuel oil actual, el ahorro va del 62 % al 93 %, y lo define el pellet que se compre. Por eso Norma tiene que pedirle a su proveedor cómo seca.

Paso 3. El azufre. Fuel oil: 9.818 GJ × 495 g = 4.860 kg de SO2 por año. Pellet, con un valor habitual de 8 g/GJ: 79 kg. Es una reducción de más del 98 %.

Paso 4. Las partículas. Pellet sin filtro: 9.818 × 60 g = 589 kg de PM2,5 por año. Con filtro del 90 %: 59 kg. Gas natural: 9.391 × 0,2 g = 2 kg. Gasoil: 9.600 × 1,5 g = 14 kg. Para fuel oil no encontramos un factor comparable en esas tablas, así que Norma va a medir la chimenea actual antes del cambio.

Paso 5. La respuesta. Al cliente de exportación: la huella baja entre 62 % y 93 %, con el dato del proveedor. A la inspección: el azufre casi desaparece y hay que presentar el filtro y el cálculo de chimenea. Al vecino: se acaba el humo negro del fuel oil, siempre que la caldera lleve filtro y buena regulación.

Y a Gabriel le dice lo que no decía el folleto: si mañana llegara una red de gas barata a ese barrio, el gas sería mejor para el aire local, y el pellet, para el clima. No es cero emisiones. Contra el fuel oil, la mejora en clima y azufre se defiende en cualquier reunión, y la de partículas se demuestra con la medición.

Ejercicios

Ejercicio 1 (cálculo): tu chimenea en toneladas

Una planta consume 200.000 m³ de gas por año. ¿Cuántas toneladas de CO2 emite en la chimenea? ¿Cuántas si pasa a pellet secado con chip, con el mismo calor útil y rendimientos de 92 % y 88 %?

Solución

Gas: 200.000 × 9,7 kWh = 1.940 MWh de combustible. CO2: 1.940 × 202 kg = 392 t. Calor útil: 1.940 × 0,92 = 1.785 MWh. Pellet secado con chip, ciclo completo: 1.785 × 66 kg = 118 t. Baja un 70 %.

Ejercicio 2 (decisión): el secadero o la escuela

Un mismo proveedor ofrece reemplazar dos calderas con pellet: una de leña en un secadero rural y una de gas de red en una escuela en el centro de un pueblo. ¿En cuál mejora el aire local? ¿En cuál mejora el clima?

Solución

En el secadero mejoran las dos cosas: el pellet automático emite muchas menos partículas y monóxido que una caldera de leña manual, y el CO2 sigue siendo de origen biológico. En la escuela mejora el clima, pero empeora el aire local, porque el gas emite decenas de veces menos partículas. Ahí, si se hace el cambio, hay que invertir en filtro y regulación.

Ejercicio 3: Para tu planta

Armá tu propia comparación:

1. Sacá el consumo anual de combustible y pasalo a GJ.
2. Calculá el CO2 con la tabla 1.
3. Pedile a tu proveedor de pellet cómo seca, y usá la tabla 2.
4. Con el azufre real de tu combustible, calculá el SO2.
5. Averiguá qué pide tu autoridad ambiental y si hay viviendas cerca, porque eso define el filtro.

Errores comunes

• Decir "cero emisiones". No es cierto, y el primer técnico que lo lea desconfía de todo lo demás.
• Comparar solo CO2. Un vecino no respira CO2 de origen biológico: respira partículas.
• Olvidar cómo se seca. Un pellet secado con gas puede tener cinco veces la huella de uno secado con residuos.
• Quemar cualquier biomasa con los números de la madera. Un rastrojo o una cáscara traen más ceniza, nitrógeno y cloro.
• Instalar y no medir. Una medición de chimenea es el único número que vale en una inspección.

Qué máquina corresponde

Las calderas y los filtros no forman parte hoy de nuestro catálogo. Lo que define la huella del pellet que producís está en tu planta, y ahí sí podemos ayudarte.

• Secar con residuos propios: secadora flash de 500 kg/h para material con 50 % de humedad, 250 a 500 kg/h, 7,5 kW. Consultá con qué fuente de calor la vas a alimentar.
• Producir pellet de madera de baja ceniza: peletizadora MKFD360C, 250 a 400 kg/h con madera, 22 kW, 510 kg.
• Toda la línea: planta de pellets de 1.000 kg/h, con peletizadora anular, 120 kW.

Resumen en cinco líneas

1. Contaminar son dos problemas: el clima y el aire que se respira, y el pellet no se comporta igual en los dos.
2. Con residuos o forestación repuesta, el pellet reduce mucho el CO2 fósil: del 58 % al 92 % según la directiva europea.
3. Cómo se seca el pellet es lo que más mueve su huella.
4. En partículas, el pellet supera por lejos al gas y al gasoil, y es mucho mejor que la leña en equipos viejos.
5. Contra el fuel oil gana por lejos en CO2 fósil y en azufre; contra el gas de red, gana en clima y pierde en aire local.

Preguntas de repaso

1. ¿Por qué se dice que el CO2 de la madera es distinto si la chimenea emite más por MWh? Porque ese carbono lo tomó el árbol hace poco y puede volver a capturarse si el bosque se repone. No vale para desmontes.

2. ¿Qué decide más la huella de un pellet? La fuente de calor del secado. El rango va de 2 a 25 g de CO2 equivalente por MJ según esa decisión y el origen.

3. ¿Reemplazar gas por pellet mejora el aire de un barrio? No. El gas emite muchas menos partículas. Mejora el clima, y hay que compensar con filtro y buena regulación.

4. ¿Por qué pasar de fuel oil a pellet baja tanto el azufre? Porque el fuel oil puede tener 1 % de azufre o más, y el pellet A1 tiene como máximo 0,04 %.

5. ¿Qué filtro baja realmente las partículas finas? El filtro de mangas o el electrofiltro. El multiciclón retiene sobre todo las gruesas.

Conceptos clave

• Gases de efecto invernadero: los que retienen calor en la atmósfera, como el CO2.
• CO2 biogénico: el que viene de biomasa de crecimiento reciente; se informa aparte de los fósiles.
• Ciclo de vida: la cuenta completa de un combustible, desde la materia prima hasta el uso.
• PM2,5: partículas de menos de 2,5 micrones, las que más daño hacen al respirar.
• NOx: óxidos de nitrógeno, que se forman con el nitrógeno del aire y del combustible.
• Multiciclón: separador que quita partículas gruesas por fuerza centrífuga.
• Filtro de mangas: filtro de tela para partículas finas, que pide cuidar la temperatura de los gases.
• Electrofiltro: equipo que captura partículas cargándolas eléctricamente.

Referencias

• IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Volume 2: Energy. 2006.
• Unión Europea. Directiva (UE) 2018/2001 relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables, anexo VI. 2018.
• Hansson, Martinsson y Gustavsson. Greenhouse gas performance of heat and electricity from wood pellet value chains, based on pellets for the Swedish market. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 9 (4). 2015.
• ISO. ISO 17225-2: Solid biofuels. Part 2: Graded wood pellets. 2021.

Lo que sigue

En el capítulo 41 vemos un uso industrial exigente, la fundición de aluminio, donde lo que sale del quemador puede terminar en el metal. Si querés bajar la huella de tu pellet, contanos cómo secás hoy y buscamos con vos la opción.