Pub Date : 2018-09-19DOI: 10.18845/RFMK.V15I1.3722
A. Ulloa, Diego Camacho, Dagoberto Arias, Juan Carlos Valverde
Ante la inestabilidad de los precios de los combustibles y la variabilidad climática, los precios de la electricidad son un aspecto sensible para la competitividad del país. La utilización de energías alternativas se ha convertido en una excelente opción de autoabastecimiento para empresas privadas y una manera de bajar la factura eléctrica y la ruta hacia un sistema energético nacional bajo en carbono. En el presente estudio se analizó el mercado de la biomasa con fines energéticos en la zona de Guanacaste. El estudio comprendió el mercado de biomasa de la región, tomando como núcleo forestal la zona de Abangares y evaluando las plantaciones forestales (oferta) y las empresas consumidoras de biomasa (demanda) en un radio de 100 km del núcleo de producción. La evaluación de la oferta se basó en datos consultados de FONAFIFO y de las proyecciones potenciales de residuos de las plantaciones; por su parte la demanda se obtuvo mediante encuestas y caracterizaciones de las empresas que actualmente consumen biomasa. Los resultados obtenidos mostraron que la especie dominante en reforestación fue T. grandis con un 40,3 % del total de área reforestada en la región, seguida por G. arborea con 13,2 % y con una potencialidad anual de generación de residuos superior a 98 000 ton en el caso de T. grandis y de 44 000 ton en G. arbórea. En cambio, la demanda mostró una capacidad superior a 250 000 ton/año, siendo que actualmente el 48 % es suplido por combustibles fósiles y apenas el 15,1 % por biomasa forestal (generalmente astillas). Al analiza el impacto financiero del posible cambio de combustibles por biomasa, se encontraron ahorros superiores al 50 %; sin embargo; encontrando la limitante que la biomasa existente (residuos del manejo forestal), no sería suficiente para suplir más del 57 % del mercado actual.
{"title":"Análisis del mercado de biomasa forestal con fines energéticos en la zona de Guanacaste, Costa Rica","authors":"A. Ulloa, Diego Camacho, Dagoberto Arias, Juan Carlos Valverde","doi":"10.18845/RFMK.V15I1.3722","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/RFMK.V15I1.3722","url":null,"abstract":"Ante la inestabilidad de los precios de los combustibles y la variabilidad climática, los precios de la electricidad son un aspecto sensible para la competitividad del país. La utilización de energías alternativas se ha convertido en una excelente opción de autoabastecimiento para empresas privadas y una manera de bajar la factura eléctrica y la ruta hacia un sistema energético nacional bajo en carbono. En el presente estudio se analizó el mercado de la biomasa con fines energéticos en la zona de Guanacaste. El estudio comprendió el mercado de biomasa de la región, tomando como núcleo forestal la zona de Abangares y evaluando las plantaciones forestales (oferta) y las empresas consumidoras de biomasa (demanda) en un radio de 100 km del núcleo de producción. La evaluación de la oferta se basó en datos consultados de FONAFIFO y de las proyecciones potenciales de residuos de las plantaciones; por su parte la demanda se obtuvo mediante encuestas y caracterizaciones de las empresas que actualmente consumen biomasa. Los resultados obtenidos mostraron que la especie dominante en reforestación fue T. grandis con un 40,3 % del total de área reforestada en la región, seguida por G. arborea con 13,2 % y con una potencialidad anual de generación de residuos superior a 98 000 ton en el caso de T. grandis y de 44 000 ton en G. arbórea. En cambio, la demanda mostró una capacidad superior a 250 000 ton/año, siendo que actualmente el 48 % es suplido por combustibles fósiles y apenas el 15,1 % por biomasa forestal (generalmente astillas). Al analiza el impacto financiero del posible cambio de combustibles por biomasa, se encontraron ahorros superiores al 50 %; sin embargo; encontrando la limitante que la biomasa existente (residuos del manejo forestal), no sería suficiente para suplir más del 57 % del mercado actual.","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-09-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"42284226","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2018-09-19DOI: 10.18845/RFMK.V15I1.3723
Matanzas Rodríguez, Dagoberto Arias, Juan Carlos Valverde, Diego Camacho
El uso de los residuos de los raleos y las cosechas finales de plantaciones de Gmelina arborea y Tectona grandis con fines energéticos, se ha convertido en una actividad financieramente viable en los años más recientes; sin embargo en la mayoría de los casos ni el productor ni el comprador tienen un estimado de la biomasa generada. Para efectos de facilitar la comercialización de la biomasa es necesario disponer de ecuaciones alométricas que faciliten una estimación de la biomasa producida. En el presente trabajo se planteó como objetivo generar y validar ecuaciones alométricas para el cálculo de la biomasa forestal aérea a partir de los residuos de plantaciones de Gmelina arborea y Tectona grandis; el estudio se desarrolló con tres plantaciones de T. grandis y dos plantaciones de G. arborea con distintas edades; cosechando individuos y calculando la cantidad de biomasa producida. Se analizaron nueve modelos alométricos y se encontró una relación de decrecimiento del porcentaje de residuos conforme aumentaba el diámetro de los individuos de ambas especies. Para T. grandis el mejor modelo fue B= 7,350,16*d con un R2 de 0,75 y un cuadrado medio del error de 85,51; para G. arborea el mejor modelo fue B= 5,401,24*d con un R2 de 0,82 y cuadrado medio del error de 100,54. La viabilidad de uso de estos modelos es con la finalidad de estimar los residuos de la cosecha de las plantaciones que no es maderable, ya que múltiples estudios muestran la funcionalidad de los modelos incluyendo el uso de la madera.
{"title":"Ecuaciones alométricas para la estimación de la biomasa arbórea a partir de residuos de plantaciones de Gmelina arborea y Tectona grandis en Guanacaste, Costa Rica","authors":"Matanzas Rodríguez, Dagoberto Arias, Juan Carlos Valverde, Diego Camacho","doi":"10.18845/RFMK.V15I1.3723","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/RFMK.V15I1.3723","url":null,"abstract":"El uso de los residuos de los raleos y las cosechas finales de plantaciones de Gmelina arborea y Tectona grandis con fines energéticos, se ha convertido en una actividad financieramente viable en los años más recientes; sin embargo en la mayoría de los casos ni el productor ni el comprador tienen un estimado de la biomasa generada. Para efectos de facilitar la comercialización de la biomasa es necesario disponer de ecuaciones alométricas que faciliten una estimación de la biomasa producida. En el presente trabajo se planteó como objetivo generar y validar ecuaciones alométricas para el cálculo de la biomasa forestal aérea a partir de los residuos de plantaciones de Gmelina arborea y Tectona grandis; el estudio se desarrolló con tres plantaciones de T. grandis y dos plantaciones de G. arborea con distintas edades; cosechando individuos y calculando la cantidad de biomasa producida. Se analizaron nueve modelos alométricos y se encontró una relación de decrecimiento del porcentaje de residuos conforme aumentaba el diámetro de los individuos de ambas especies. Para T. grandis el mejor modelo fue B= 7,350,16*d con un R2 de 0,75 y un cuadrado medio del error de 85,51; para G. arborea el mejor modelo fue B= 5,401,24*d con un R2 de 0,82 y cuadrado medio del error de 100,54. La viabilidad de uso de estos modelos es con la finalidad de estimar los residuos de la cosecha de las plantaciones que no es maderable, ya que múltiples estudios muestran la funcionalidad de los modelos incluyendo el uso de la madera.","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-09-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"47019659","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2018-09-19DOI: 10.18845/rfmk.v15i1.3774
Juan Carlos Valverde, Dagoberto Arias, Rooel Campos, Mario Guevara
El carbón vegetal es producto de la descomposición de la lignina, celulosa, hemicelulosa y de la pérdida de extraíbles producto de la exposición de la madera a altas temperaturas y baja concentración de oxígeno, generando combustión completa. Este proceso puede variar según la especie, sección del árbol e inclusive de la técnica de carbonización empleada. Por lo cual en este trabajo se valoró el carbón obtenido de tres secciones de fuste (FB, FM y FS), además de las ramas (RA) de árboles juveniles de Eucalyptus camaldulensis; el estudio valoró propiedades físicas (pérdida de peso, contracción radial y tangencial) y propiedades químicas (cenizas, volátiles, contenido de humedad y carbón físico) bajo un proceso de carbonización que duró 6 horas y con una temperatura máxima de 600 °C. Los resultados mostraron pérdidas del peso del 59 al 65 % a 600 °C, con contracciones radiales de 22 a 28 % y tangenciales de 5,6 a 7,6 %, siendo FB las que mostraron los mayores valores de contracción y pérdida y RA las menores. Con las propiedades químicas, el carbon presentó contenidos de cenizas del (4,4 a 7,5) %, volátiles de (20,9 a 32,1) %, carbón fíjo de (54,6 a 63,5) % y contenido de humedad de (5,0 a 6,1) % a una densidad de 0,20 a 0,26 g/cm3. Estas variaciones incidieron que los análisis de agrupación generaran que FS y RA mostraran una cercanía elevada, seguida a MB y FB que mostraron la mayor diferenciación debido al grado de desarrollo y estructuración que presentó el árbol en la sección inferior con respecto a las secciones superiores.
{"title":"Caracterización física y química del carbón de tres segmentos de fuste y ramas de Eucalyptus camadulensis proveniente de plantaciones dendroenergéticas","authors":"Juan Carlos Valverde, Dagoberto Arias, Rooel Campos, Mario Guevara","doi":"10.18845/rfmk.v15i1.3774","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/rfmk.v15i1.3774","url":null,"abstract":"El carbón vegetal es producto de la descomposición de la lignina, celulosa, hemicelulosa y de la pérdida de extraíbles producto de la exposición de la madera a altas temperaturas y baja concentración de oxígeno, generando combustión completa. Este proceso puede variar según la especie, sección del árbol e inclusive de la técnica de carbonización empleada. Por lo cual en este trabajo se valoró el carbón obtenido de tres secciones de fuste (FB, FM y FS), además de las ramas (RA) de árboles juveniles de Eucalyptus camaldulensis; el estudio valoró propiedades físicas (pérdida de peso, contracción radial y tangencial) y propiedades químicas (cenizas, volátiles, contenido de humedad y carbón físico) bajo un proceso de carbonización que duró 6 horas y con una temperatura máxima de 600 °C. Los resultados mostraron pérdidas del peso del 59 al 65 % a 600 °C, con contracciones radiales de 22 a 28 % y tangenciales de 5,6 a 7,6 %, siendo FB las que mostraron los mayores valores de contracción y pérdida y RA las menores. Con las propiedades químicas, el carbon presentó contenidos de cenizas del (4,4 a 7,5) %, volátiles de (20,9 a 32,1) %, carbón fíjo de (54,6 a 63,5) % y contenido de humedad de (5,0 a 6,1) % a una densidad de 0,20 a 0,26 g/cm3. Estas variaciones incidieron que los análisis de agrupación generaran que FS y RA mostraran una cercanía elevada, seguida a MB y FB que mostraron la mayor diferenciación debido al grado de desarrollo y estructuración que presentó el árbol en la sección inferior con respecto a las secciones superiores.","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-09-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"49409083","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2018-09-19DOI: 10.18845/rfmk.v15i1.3840
Gissel Esperanza Fajardo-Canales, Nelson Mejía-Pineda, Javier Gutiérrez-Bardales
El estudio y prueba de distintas especies arbóreas con fines de generación de biomasa como fuente energética en Honduras es primordial para el desarrollo de una matriz energética mixta que genere en menor dependencia a los combustibles fósiles y gas natural importados. Por lo que el objetivo del presente estudio consistió en evaluar la acumulación de biomasa por crecimiento diamétrico y altura y el poder calorimétrico de Leucaena macrophylla. Para lo cual se estableció con tres espaciamientos que fueron 1,0 x 1,0 m, 1,5 x 1,5 m y 2,0 x 2,0 m; cada espaciamiento se sembró en 3,56 ha y en cada una se establecieron 8 parcelas permanentes que se evaluaron a los 12, 18 y 24 meses, cosechando árboles en cada medición para estimación del poder calórico. Los resultados indicaron que a los 12 meses de edad no se identificaron diferencias entre los tres espaciamientos, teniendo un diámetro promedio de 3,7 cm, altura de 3,4 m y biomasa de 4,1 ton/ha de biomasa seca; sin embargo, a los 18 y 24 meses el espaciamiento de 1,0 x 1,0 m presentó menores datos de crecimiento y acumulación de biomasa eso debido a la alta competencia de los individuos que estanco el crecimiento, mientras los otros dos espaciamientos no mostraron diferencias entre sí. En caso de las propiedades físicas y calorimétricas, no se encontró diferencias en la densidad verde, seca y anhidra de los tres espaciamientos en los tres periodos estudiados, con las otras variables analizadas a los 12 meses no se encontraron diferencias entre los espaciamientos, es posterior a los 18 meses en el que el espaciamiento de 1,5 x 1,5 m presentó los contenidos de humedad de madera menor, mayor poder calórico en condición verde y seca (a 24 meses fueron superiores a 15 000 kJ/kg) valores considerados como óptimos para establecer la especie L. macropylla con dicho espaciamiento con fin energético.
研究和测试洪都拉斯用于生物质发电作为能源的不同树种对于开发一种混合能源矩阵至关重要，该矩阵将减少对进口化石燃料和天然气的依赖。因此，本研究的目的是通过银合欢的直径生长和高度以及热量来评估生物量的积累。为此，确定了三个间隔，分别为1.0 x 1.0 m、1.5 x 1.5 m和2.0 x 2.0 m；每个间隔种植3.56公顷，每个间隔种植8块永久地块，分别在12、18和24个月时进行评估，在每个测量中收获树木，以估计热量。结果表明，在12个月大时，三个间隔之间没有发现差异，平均直径为3.7厘米，高度为3.4米，生物量为4.1吨/公顷干生物量；然而，在18个月和24个月时，1.0 x 1.0 m的间隔显示出较低的生长和生物量积累数据，这是因为阻碍生长的个体竞争激烈，而另外两个间隔彼此没有差异。在物理和热量性质的情况下，在所研究的三个时期，三个间隔的绿色、干燥和无水密度没有差异，在12个月时分析的其他变量在间隔之间没有发现差异，这是在18个月后，1.5 x 1.5 m的间隔表现出较低的木材含水量，在绿色和干燥条件下（24个月后超过15000 kJ/kg）的最大热量被认为是建立L物种的最佳值。为了能量的目的，具有这种间隔的巨蟒。
{"title":"Potencial calórico y acumulación de biomasa dela especie Leucaena macrophylla Benth. establecida con tres tipos de espaciamiento en Cortes, Honduras","authors":"Gissel Esperanza Fajardo-Canales, Nelson Mejía-Pineda, Javier Gutiérrez-Bardales","doi":"10.18845/rfmk.v15i1.3840","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/rfmk.v15i1.3840","url":null,"abstract":"El estudio y prueba de distintas especies arbóreas con fines de generación de biomasa como fuente energética en Honduras es primordial para el desarrollo de una matriz energética mixta que genere en menor dependencia a los combustibles fósiles y gas natural importados. Por lo que el objetivo del presente estudio consistió en evaluar la acumulación de biomasa por crecimiento diamétrico y altura y el poder calorimétrico de Leucaena macrophylla. Para lo cual se estableció con tres espaciamientos que fueron 1,0 x 1,0 m, 1,5 x 1,5 m y 2,0 x 2,0 m; cada espaciamiento se sembró en 3,56 ha y en cada una se establecieron 8 parcelas permanentes que se evaluaron a los 12, 18 y 24 meses, cosechando árboles en cada medición para estimación del poder calórico. Los resultados indicaron que a los 12 meses de edad no se identificaron diferencias entre los tres espaciamientos, teniendo un diámetro promedio de 3,7 cm, altura de 3,4 m y biomasa de 4,1 ton/ha de biomasa seca; sin embargo, a los 18 y 24 meses el espaciamiento de 1,0 x 1,0 m presentó menores datos de crecimiento y acumulación de biomasa eso debido a la alta competencia de los individuos que estanco el crecimiento, mientras los otros dos espaciamientos no mostraron diferencias entre sí. En caso de las propiedades físicas y calorimétricas, no se encontró diferencias en la densidad verde, seca y anhidra de los tres espaciamientos en los tres periodos estudiados, con las otras variables analizadas a los 12 meses no se encontraron diferencias entre los espaciamientos, es posterior a los 18 meses en el que el espaciamiento de 1,5 x 1,5 m presentó los contenidos de humedad de madera menor, mayor poder calórico en condición verde y seca (a 24 meses fueron superiores a 15 000 kJ/kg) valores considerados como óptimos para establecer la especie L. macropylla con dicho espaciamiento con fin energético.","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-09-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"48797036","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2018-09-19DOI: 10.18845/rfmk.v15i1.3709
J. González, Carlos Roldán, Dagoberto Arias, Juan Carlos Valverde, Diego Camacho
La implementación de biomasa como fuente energética en Costa Rica se ha impulsado en la última década debido al aumento de los combustibles fósiles y variaciones climáticas que han disminuido la generación energía hidroeléctrica, incidiendo en el aumento del costo del kilowatt hora en el mercado; por lo cual este estudio analizó la viabilidad financiera de generación de 2 MW a partir de biomasa arborea. Él estudio evaluó el mejor sistema de generación eléctrica con biomasa (combustión directa y gasificación), la fuente de abastecimiento de biomasa óptima (autogeneración, compra en el mercado o mixto) y la factibilidad financiera de la energía producida en dos escenarios (venta electricidad al ICE y autoconsumo). Encontrando que la implementación de gasificadores de tipo vertical (“downdraft”) mostraron mayor viabilidad debido a su alta eficiencia, poca generación de residuos y menor consumo de biomasa en el tiempo; por otra parte se determinó que la mejor fuente de abastecimiento de biomasa es con la compra en el mercado nacional (40 USD/ton seca) debido su bajo costo actual de adquisición, sin embargo sería recomendable en el largo plazo disponer un sistema mixto (autoabastecimiento y compra en el mercado) para disponer menor dependencia a los cambios de precios en el mercado. Finalmente, los análisis financieros mostraron viabilidad de generación para autoconsumo (VAN de 5 %; TIR de 17,68 % y RB/C de 1,82), en cambio para venta de energía al ICE no se encontró viabilidad (VAN de -2,0 %; TIR de -21,15 % y R B/C de 1,07) debido al bajo valor de compra energética de esta entidad.
{"title":"Evaluación financiera de generación eléctrica de 2 MW a partir de biomasa forestal en Costa Rica","authors":"J. González, Carlos Roldán, Dagoberto Arias, Juan Carlos Valverde, Diego Camacho","doi":"10.18845/rfmk.v15i1.3709","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/rfmk.v15i1.3709","url":null,"abstract":"La implementación de biomasa como fuente energética en Costa Rica se ha impulsado en la última década debido al aumento de los combustibles fósiles y variaciones climáticas que han disminuido la generación energía hidroeléctrica, incidiendo en el aumento del costo del kilowatt hora en el mercado; por lo cual este estudio analizó la viabilidad financiera de generación de 2 MW a partir de biomasa arborea. Él estudio evaluó el mejor sistema de generación eléctrica con biomasa (combustión directa y gasificación), la fuente de abastecimiento de biomasa óptima (autogeneración, compra en el mercado o mixto) y la factibilidad financiera de la energía producida en dos escenarios (venta electricidad al ICE y autoconsumo). Encontrando que la implementación de gasificadores de tipo vertical (“downdraft”) mostraron mayor viabilidad debido a su alta eficiencia, poca generación de residuos y menor consumo de biomasa en el tiempo; por otra parte se determinó que la mejor fuente de abastecimiento de biomasa es con la compra en el mercado nacional (40 USD/ton seca) debido su bajo costo actual de adquisición, sin embargo sería recomendable en el largo plazo disponer un sistema mixto (autoabastecimiento y compra en el mercado) para disponer menor dependencia a los cambios de precios en el mercado. Finalmente, los análisis financieros mostraron viabilidad de generación para autoconsumo (VAN de 5 %; TIR de 17,68 % y RB/C de 1,82), en cambio para venta de energía al ICE no se encontró viabilidad (VAN de -2,0 %; TIR de -21,15 % y R B/C de 1,07) debido al bajo valor de compra energética de esta entidad.","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-09-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"44673861","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2018-09-19DOI: 10.18845/rfmk.v15i1.3710
G. Guevara, Dagoberto Arias, Juan Carlos Valverde, Rooel Campos
El Pennisetum purpureum es una especie herbácea de rápido crecimiento con propiedades calorimétricas que la convierten en una especie con condiciones idóneas para ser implementada en proyectos biomásicos de generación eléctrica para Costa Rica. El presente estudio evaluó la factibilidad técnica y financiera de la especie dentro de condiciones de una plantación de alta densidad; para lo cual se estableció una plantación piloto de 12 hectáreas en Guanacaste, Costa Rica y se manejó con un ciclo productivo de 159 días y limitando su manejo a aplicaciones de tres dosis nutricionales de nitrógeno (85, 131 y 17 kg ha-1); posterior de la cosecha se evaluó la biomasa acumulada, el poder calórico y su viabilidad financiera para ser implementada en una caldera de 2 MW de potencia. Los resultados mostraron una cosecha de: 85 a 110 ton ha-1 de biomasa seca, encontrado los mayores valores en el tratamiento que usó mayor dosis de nitrógeno; también, se encontró que la biomasa seca de la especie es apenas del 24 % de la biomasa total, pero con un poder calórico superior a 3 800 cal g-1, que incidió en que el potencial eléctrico real fuera de 1,33 MWh ton-1 (considerando una caldera con una eficiencia del 30 %) suficiente para que una plantación de 200 ha con dos ciclos de cosecha al año y a una distancia inferior de 45 km de la planta pueda generar electricidad con una rentabilidad financieramente aceptable; el análisis financiero evidencio este tipo proyecto es viable siempre y cuando la producción de biomasa no sea menor a 120 ton ha-1, el costo del kilowatt hora sea inferior 0,10 USD y la plantaciones no estén a más de 45 km de la planta.
狼尾草是一种生长迅速的草本植物，具有热量特性，使其成为哥斯达黎加生物医学发电项目中实施的理想物种。本研究评估了该物种在高密度种植条件下的技术和财政可行性；为此，在哥斯达黎加瓜纳卡斯特建立了12公顷的试点种植园，并以159天的生产周期进行管理，并将其管理限制在三种营养剂量的氮（85、131和17公斤ha-1）的应用范围内；收获后，评估了将在2兆瓦功率锅炉中实施的累积生物量、热能及其财务可行性。结果表明，收获了85至110吨ha-1的干生物量，在使用最高氮剂量的处理中发现了最高值；此外，还发现该物种的干生物量仅占总生物量的24%，但热值超过3800 cal g-1，这导致实际电势为1.33兆瓦时-1（考虑到效率为30%的锅炉），足以使每年有两个收获周期的200公顷种植园和距离工厂不到45公里的种植园能够以经济上可接受的盈利能力发电；财务分析表明，只要生物质产量不低于120吨ha-1，千瓦时成本不低于0.10美元，种植园距离工厂不超过45公里，这种项目是可行的。
{"title":"Factibilidad técnica y financiera del cultivo de Pennisetum purpureum (Schumach) para la producción de biomasa con el fin de generación eléctrica","authors":"G. Guevara, Dagoberto Arias, Juan Carlos Valverde, Rooel Campos","doi":"10.18845/rfmk.v15i1.3710","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/rfmk.v15i1.3710","url":null,"abstract":"El Pennisetum purpureum es una especie herbácea de rápido crecimiento con propiedades calorimétricas que la convierten en una especie con condiciones idóneas para ser implementada en proyectos biomásicos de generación eléctrica para Costa Rica. El presente estudio evaluó la factibilidad técnica y financiera de la especie dentro de condiciones de una plantación de alta densidad; para lo cual se estableció una plantación piloto de 12 hectáreas en Guanacaste, Costa Rica y se manejó con un ciclo productivo de 159 días y limitando su manejo a aplicaciones de tres dosis nutricionales de nitrógeno (85, 131 y 17 kg ha-1); posterior de la cosecha se evaluó la biomasa acumulada, el poder calórico y su viabilidad financiera para ser implementada en una caldera de 2 MW de potencia. Los resultados mostraron una cosecha de: 85 a 110 ton ha-1 de biomasa seca, encontrado los mayores valores en el tratamiento que usó mayor dosis de nitrógeno; también, se encontró que la biomasa seca de la especie es apenas del 24 % de la biomasa total, pero con un poder calórico superior a 3 800 cal g-1, que incidió en que el potencial eléctrico real fuera de 1,33 MWh ton-1 (considerando una caldera con una eficiencia del 30 %) suficiente para que una plantación de 200 ha con dos ciclos de cosecha al año y a una distancia inferior de 45 km de la planta pueda generar electricidad con una rentabilidad financieramente aceptable; el análisis financiero evidencio este tipo proyecto es viable siempre y cuando la producción de biomasa no sea menor a 120 ton ha-1, el costo del kilowatt hora sea inferior 0,10 USD y la plantaciones no estén a más de 45 km de la planta.","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-09-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"42580560","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2018-09-19DOI: 10.18845/RFMK.V15I1.3847
C. Torres, M. Chaves, Luis Urvina, R. Moya
En un proceso de gasificación de biomasa la geometría de la biomasa es un factor necesario que considerar. El tamaño, forma y densidad de las partículas del biocombustible influyen en el transporte de las especies del sistema de reacción, velocidades de secado y descomposición térmica; los cuales son factores relacionados al desempeño general del proceso. Este trabajo evaluó las diferencias significativas que existen en el rendimiento y eficiencia del sistema de generación de energía eléctrica y térmica por la incidencia de dos geometrías en la biomasa de alimentación (pellets y astillas de madera), en el desempeño de un gasificador tipo “downdraft”. El perfil de temperatura de la zona de pirólisis fue en promedio (147 ± 15) °C mayor al utilizar astillas como alimentación en comparación con el uso de pellets. La caída de presión dentro del reactor fue menor en promedio, así como su variabilidad en el sistema, al utilizar astillas como alimentación; esto a pesar de que el poder calorífico del gas de síntesis obtenido fue levemente mayor para pellets (8,00 MJ/Nm3) que con respecto al obtenido con astillas (6,18 MJ/Nm3). Se obtuvo una Eficiencia de Gas Frío, así como la Eficiencia Térmica Global mayor al utilizar astillas de madera. La capacidad de aprovechamiento de la energía del syngas para producir potencia eléctrica, medido como la Eficiencia del Motor/Generador, estuvo dentro de los valores típicos para este sistema de conversión, y fue de (21,41 ± 3,23) % para astillas y (18,94 ± 3,68) % para pellets. Se obtuvo 564,50 kWh/t de rendimiento de proceso en términos eléctricos al emplear astillas, el cual fue mayor que al utilizar pellets (487,35 kWh/t), esto a una potencia de 6,2 kW. Con respecto al rendimiento de producción de gas de síntesis, con pellets fue menor con respecto a las astillas de madera (i.e. en promedio se produjo 1,75 kg de gas de síntesis por kilogramo de astillas, lo que significa un 25 % más que con pellets de madera). En conclusión, a pesar de que el manejo de astillas de maderas requiere ciertos cuidados para evitar el atascamiento dentro del sistema de conversión “downdraft” para producir gas combustible, en general las ventajas en proceso y eficiencias son mayores al utilizar madera en forma de astillas en comparación con pellets.
{"title":"Evaluación de la incidencia de pellets y astillas de madera en el desempeño de un gasificador tipo “downdraft”","authors":"C. Torres, M. Chaves, Luis Urvina, R. Moya","doi":"10.18845/RFMK.V15I1.3847","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/RFMK.V15I1.3847","url":null,"abstract":"En un proceso de gasificación de biomasa la geometría de la biomasa es un factor necesario que considerar. El tamaño, forma y densidad de las partículas del biocombustible influyen en el transporte de las especies del sistema de reacción, velocidades de secado y descomposición térmica; los cuales son factores relacionados al desempeño general del proceso. Este trabajo evaluó las diferencias significativas que existen en el rendimiento y eficiencia del sistema de generación de energía eléctrica y térmica por la incidencia de dos geometrías en la biomasa de alimentación (pellets y astillas de madera), en el desempeño de un gasificador tipo “downdraft”. El perfil de temperatura de la zona de pirólisis fue en promedio (147 ± 15) °C mayor al utilizar astillas como alimentación en comparación con el uso de pellets. La caída de presión dentro del reactor fue menor en promedio, así como su variabilidad en el sistema, al utilizar astillas como alimentación; esto a pesar de que el poder calorífico del gas de síntesis obtenido fue levemente mayor para pellets (8,00 MJ/Nm3) que con respecto al obtenido con astillas (6,18 MJ/Nm3). Se obtuvo una Eficiencia de Gas Frío, así como la Eficiencia Térmica Global mayor al utilizar astillas de madera. La capacidad de aprovechamiento de la energía del syngas para producir potencia eléctrica, medido como la Eficiencia del Motor/Generador, estuvo dentro de los valores típicos para este sistema de conversión, y fue de (21,41 ± 3,23) % para astillas y (18,94 ± 3,68) % para pellets. Se obtuvo 564,50 kWh/t de rendimiento de proceso en términos eléctricos al emplear astillas, el cual fue mayor que al utilizar pellets (487,35 kWh/t), esto a una potencia de 6,2 kW. Con respecto al rendimiento de producción de gas de síntesis, con pellets fue menor con respecto a las astillas de madera (i.e. en promedio se produjo 1,75 kg de gas de síntesis por kilogramo de astillas, lo que significa un 25 % más que con pellets de madera). En conclusión, a pesar de que el manejo de astillas de maderas requiere ciertos cuidados para evitar el atascamiento dentro del sistema de conversión “downdraft” para producir gas combustible, en general las ventajas en proceso y eficiencias son mayores al utilizar madera en forma de astillas en comparación con pellets.","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-09-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"46194758","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2018-09-19DOI: 10.18845/RFMK.V15I1.3848
Dagoberto Arias
{"title":"Plantaciones dendroenergéticas y gasificación de biomasa: nuevos desarrollos con marca TEC","authors":"Dagoberto Arias","doi":"10.18845/RFMK.V15I1.3848","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/RFMK.V15I1.3848","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-09-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"48619522","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2018-09-19DOI: 10.18845/RFMK.V15I1.3729
N. Hernàndez, Dagoberto Arias, F. Herrera, Elemer Briceño, Mario Guevara, E. Esquivel
This study addresses the need to find preemergence herbicides for the direct sowing of seeds of forest species dedicated to the establishment of energy plantations. Twelve different preemergence herbicides were evaluated on the direct sowing of two forest species with great potential for biomass production for bioenergy. One of the limiting aspects of the plantations energy is the high cost of establishment by concept of acquisition of plants, so we looked for the best options for direct sowing of pregerminated seeds of Gmelina arborea (Melina) and Gliricidia sepium (Black Madero), and offer an alternative in lowering costs. The experiment was carried out in a greenhouse (ITCR, Cartago), for 10 weeks, analyzing each species separately. A randomized complete block experimental design was used. The seeds were subjected to the best pre germination treatment and sown in pots, they were immediately atomized by the different pre-emergent herbicides following the protocol described in the methodology. At the end of the experiment it was determined that pre-emergent herbicides with the active ingredient of Linuron and Oxyfluorfen can be used in the direct sowing of Melina, as they did not cause damage to plant yields, in addition to obtaining most of the parameters with statistically superior results. In the case of black Madero the pre-emergent Linuron obtained the best results, concluding that it can be useful for use in direct sowing. The pre-emergent herbicide with the active ingredient of Pendimethalin obtained the lowest yield results in almost all the parameters analyzed; For both species it produced the total death of the weeds before week 7.
{"title":"Efecto de herbicidas pre-emergentes sobre la siembra directa de semillas pregerminadas de Gmelina arborea Roxb. y Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp. para el establecimiento de plantaciones dendroenergéticas","authors":"N. Hernàndez, Dagoberto Arias, F. Herrera, Elemer Briceño, Mario Guevara, E. Esquivel","doi":"10.18845/RFMK.V15I1.3729","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/RFMK.V15I1.3729","url":null,"abstract":"This study addresses the need to find preemergence herbicides for the direct sowing of seeds of forest species dedicated to the establishment of energy plantations. Twelve different preemergence herbicides were evaluated on the direct sowing of two forest species with great potential for biomass production for bioenergy. One of the limiting aspects of the plantations energy is the high cost of establishment by concept of acquisition of plants, so we looked for the best options for direct sowing of pregerminated seeds of Gmelina arborea (Melina) and Gliricidia sepium (Black Madero), and offer an alternative in lowering costs. The experiment was carried out in a greenhouse (ITCR, Cartago), for 10 weeks, analyzing each species separately. A randomized complete block experimental design was used. The seeds were subjected to the best pre germination treatment and sown in pots, they were immediately atomized by the different pre-emergent herbicides following the protocol described in the methodology. At the end of the experiment it was determined that pre-emergent herbicides with the active ingredient of Linuron and Oxyfluorfen can be used in the direct sowing of Melina, as they did not cause damage to plant yields, in addition to obtaining most of the parameters with statistically superior results. In the case of black Madero the pre-emergent Linuron obtained the best results, concluding that it can be useful for use in direct sowing. The pre-emergent herbicide with the active ingredient of Pendimethalin obtained the lowest yield results in almost all the parameters analyzed; For both species it produced the total death of the weeds before week 7.","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-09-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"44969356","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
En esta investigación se logró construir un modelo de costos sumamente amplio para determinar los costos de producción de plantas clonadas en ambiente protegido. El modelo logra incluir rubros nunca antes contemplados en estudios similares, como lo son el costo del material genético, el costo de la infraestructura (invernadero), vigilancia, mantenimiento de infraestructura, costos del pago de inversión, alquiler de terreno y en general, una rigurosa inclusión de costos fijos. Como parte del modelo se integra también el pago de una regalía al Instituto Tecnológico de Costa Rica, por cada planta producida bajo la marca GENFORES, como parte del proceso de conformación de una empresa universitaria. Esto ha permitido la construcción de un modelo de costos sumamente robusto, realista, integral, que permitirá una discusión profunda sobre el tema de costos reales de plantas para reforestación. Los costos de producción de una planta clonada son ₡ 255 (US $0,44, tasa de cambio 1 $ = ₡572), donde ₡ 124,4 son costos variables y ₡ 130,6 (51%) son costos fijos. La mano de obra explica un 40% de los costos variables, mientras que los costos de vigilancia y de pago de la inversión explican casi un 38% del total de costos fijos. Los costos de producción de mini-estaquillas o almácigo son de ₡166 (US $ 0,29). De este total, ₡ 50 son costos variables y ₡ 116 (70%) son costos fijos. La mano de obra significa un 46% de los costos de producción, el principal disparador de los costos de producción de plantas clonadas. Su disminución será sin duda el principal desafío para una gestión exitosa de producción y comercialización de plantas clonadas.
本研究建立了一个非常广泛的成本模型，以确定在受保护环境下克隆植物的生产成本。该模式实现包含列前所未有的项目研究相近,是遗传物质成本、基础设施费用(温室)、监测、维护基础设施,投资费用付款,一般外地和租金,列入严格固定费用。该模式还包括向哥斯达黎加技术研究所(institute of technology of Costa Rica)支付特许权使用费，为GENFORES品牌下生产的每一家工厂支付特许权使用费，作为创建大学公司过程的一部分。这使得建立一个非常强大、现实和全面的成本模型成为可能，这将允许深入讨论重新造林植物的实际成本问题。克隆植物的生产成本为₡255 (US $ 0.44，汇率1 $ =₡572)，其中₡124.4为可变成本，₡130.6(51%)为固定成本。劳动力占可变成本的40%，而监控和投资支付成本占总固定成本的近38%。迷你插枝或胶木的生产成本为₡166(0.29美元)。其中₡50为可变成本，₡116(70%)为固定成本。劳动力占生产成本的46%，这是克隆植物生产成本的主要驱动因素。它的减少无疑将是成功管理克隆植物生产和商业化的主要挑战。
{"title":"Costos de producción en ambiente protegido de clones para reforestación","authors":"Olman Murillo-Gamboa, Yorleny Badilla-Valverde, Sonia Barboza-Flores","doi":"10.18845/RFMK.V15I37.3599","DOIUrl":"https://doi.org/10.18845/RFMK.V15I37.3599","url":null,"abstract":"En esta investigación se logró construir un modelo de costos sumamente amplio para determinar los costos de producción de plantas clonadas en ambiente protegido. El modelo logra incluir rubros nunca antes contemplados en estudios similares, como lo son el costo del material genético, el costo de la infraestructura (invernadero), vigilancia, mantenimiento de infraestructura, costos del pago de inversión, alquiler de terreno y en general, una rigurosa inclusión de costos fijos. Como parte del modelo se integra también el pago de una regalía al Instituto Tecnológico de Costa Rica, por cada planta producida bajo la marca GENFORES, como parte del proceso de conformación de una empresa universitaria. Esto ha permitido la construcción de un modelo de costos sumamente robusto, realista, integral, que permitirá una discusión profunda sobre el tema de costos reales de plantas para reforestación. Los costos de producción de una planta clonada son ₡ 255 (US $0,44, tasa de cambio 1 $ = ₡572), donde ₡ 124,4 son costos variables y ₡ 130,6 (51%) son costos fijos. La mano de obra explica un 40% de los costos variables, mientras que los costos de vigilancia y de pago de la inversión explican casi un 38% del total de costos fijos. Los costos de producción de mini-estaquillas o almácigo son de ₡166 (US $ 0,29). De este total, ₡ 50 son costos variables y ₡ 116 (70%) son costos fijos. La mano de obra significa un 46% de los costos de producción, el principal disparador de los costos de producción de plantas clonadas. Su disminución será sin duda el principal desafío para una gestión exitosa de producción y comercialización de plantas clonadas.","PeriodicalId":41140,"journal":{"name":"Revista Forestal Mesoamerica Kuru-RFMK","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2018-06-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"42539123","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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