Cómo funciona una caldera de biomasa

¿Quiere ponerse al día con la biomasa?

Cómo funciona una caldera y cuáles son sus partes fundamentales, así comprenderá muchas cosas por ejemplo por qué son más caras que una caldera de combustible líquido o gaseoso. Se trata de una explicación breve.

Las calderas de biomasa necesitan un silo para el almacenaje del biocombustible situado próximo a la caldera. Desde el mismo, un alimentador de tornillo sin fin o de succión, lo lleva a la caldera, donde se realiza la combustión. El combustible debe almacenarse con una inclinación de unos 45º para su correcta inserción en la caldera.

La cámara de combustión es toda la zona donde se produce la combustión en una caldera, y en la que se pueden distinguir claramente 3 partes:

  • La primera es la zona donde el combustible se mezcla con el aire primario y, por medio de una combustión parcial, se gasifica la biomasa, es decir, se transforma en gas combustible. En el caso de las estufas o calderas de eflorescencia (carga desde abajo) equivaldría al crisol, en quemadores sería la parrilla fija y en calderas grandes la parrilla móvil.
  • La segunda, es la zona donde se puede observar claramente una llama y donde suele entrar el aire secundario.
  • Y finalmente, la tercera compuesta por el resto de cámara donde no hay llama visible. En esta parte se sigue produciendo combustión, pero la concentración de oxidaciones es baja e invisible a simple vista, aunque es una zona clave para la reducción de CO e inquemados. En algunas cámaras este espacio se encuentra separado y entonces se denomina cámara de postcombustión.

Como norma general, las cámaras de combustión tienen un rango de temperatura de trabajo óptimo situado entre los 600 y 900ºC. Por debajo de esa temperatura los inquemados y CO aumentan de forma muy patente.  Y en el caso contrario, por encima de esa temperatura, se disparan los niveles de NOx por oxidación del nitrógeno del aire, y también provocan la necesidad de usar materiales más resistentes y costosos en la construcción de las cámaras.

La temperatura de la llama depende de la humedad, densidad y poder calorífico del material a quemar, que provoca que esta sea mucho más elevada o mucho más baja.

El calor generado durante esta combustión (en este caso de combustible natural) es transmitido al circuito de agua en el intercambiador incorporado en la caldera. El agua caliente generada se utiliza para calefacción y agua caliente sanitaria, climatización de piscinas, etc. La calefacción puede ser por cualquiera de los sistemas convencionales de agua, por ejemplo, suelo radiante, radiadores o fancoils.

Los modelos avanzados incluyen, encendido y limpieza de los intercambiadores de calor automáticos así como extracción y compresión automática de las cenizas de forma que tienen que ser retiradas pocas veces al año. Algunos fabricantes ofrecen, incluso, monitorizar y tele controlar la operación de la caldera. Todo esto redunda en un mejor funcionamiento de la caldera y una menor necesidad de mantenimiento por parte del usuario.

Al quemar biomasa se produce algo de ceniza, que se recoge generalmente de manera automática en un cenicero que debe vaciarse unas cuatro veces al año. La cantidad generada depende sobre todo del combustible utilizado y de la potencia de la caldera.

Para optimizar el funcionamiento de la caldera de biomasa, podemos instalar un acumulador (depende de la utilización la caldera y del fabricante), que almacenará el calor de una forma similar a un sistema de energía solar.

Cómo veis requieren muchos más elementos que una caldera de combustible fósil, y aquí no hemos nombrado muchos de ellos. Por tanto lógico que sean más caras, pero el precio del biocombustible sólido, mucho más barato que el de los combustibles fósiles convencionales hará que recuperes la inversión inicial muy pronto.