Estudio de viabilidad técnica y económica del aprovechamiento mecanizado de matorral de jara o estepa de montaña (Cistus laurifolius L.) con fines energéticos en pastizales abandonados de la provincia de Soria

• Autores: Raquel Bados Sevillano
• Directores de la Tesis: Eduardo Tolosana Esteban (codir. tes.), Luis Saúl Esteban Pascual (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Asunción Cámara Obregón (presid.), Rubén Laina Relaño (secret.), Francisco Rodríguez Puerta (voc.), Yolanda Ambrosio Torrijos (voc.), Sandra Sanchez Garcia (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Investigación Forestal Avanzada
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Ciencias agrarias
    • Ciencia forestal
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología e ingeniería mecánicas
      • Maquinaria agropecuaria
    • Tecnología energética
      • Generación de energía
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen

  • La biomasa de matorral es una importante fuente de materia prima que, puesta en valor como biocombustible, contribuye a la mitigación del cambio climático, al desarrollo económico de las zonas rurales y a la reducción del riesgo de incendios forestales, especialmente en países mediterráneos como España, segundo país de Europa en incidencia de incendios después de Portugal y en el que más de la mitad de la superficie forestal total quemada en la última década, estaba cubierta por matorrales (MITECO, 2022). Para facilitar la planificación y desarrollo de estrategias orientadas a incrementar el aprovechamiento sostenible de la biomasa de matorral, se aborda en esta tesis doctoral el estudio de la viabilidad técnica y económica de la recolección mecanizada de la jara o estepa de montaña (Cistus laurifolius L.) con un equipo de desbroce y empacado simultáneo, así como su posterior pretratamiento y caracterización como biocombustible. En primer lugar, y en base a un elevado número de parcelas de muestreo destructivo (240 parcelas de Ø 4 m), se elaboraron ecuaciones para cuantificar el peso de la biomasa en pie de matorrales de jara-estepa en el centro-norte de la Península Ibérica, obteniendo estimaciones más exactas y precisas que otros modelos elaborados anteriormente para cistáceas. Posteriormente, se procedió a la evaluación de su recolección mecanizada mediante un equipo de desbroce-empacado (Biobaler WB55), nunca antes utilizado con esta especie de matorral mediterráneo. Las pruebas de recolección mecanizada con diferentes útiles de corte, indicaron, en el mejor de los casos, una baja eficiencia de recolección (30% de la biomasa en pie), obteniendo 2,6 toneladas de materia seca por hectárea y un buen rendimiento de desbroce (0,7 hectáreas por hora productiva), más del doble de lo establecido para realizar rozas mecanizadas en zonas de trabajo similares. La venta de la biomasa empacada permitió sufragar el 60% del coste de los trabajos de desbroce, lo que demuestra la contribución de la recolección de matorral al ahorro en los trabajos de prevención de incendios forestales. La biomasa obtenida se sometió a diferentes procesos de pretratamiento para elaborar biocombustibles sólidos en forma de material triturado a 30 mm y de pélets de 8 mm de diámetro, que fueron caracterizados para determinar su uso más indicado a nivel comercial. Por otro lado, se evaluó la influencia del almacenamiento a la intemperie de la biomasa empacada durante un año sobre los procesos de pretratamiento y la calidad de los biocombustibles. Se demostró que es factible este tipo de almacenamiento, asumiendo unas pérdidas de materia seca del 12,3%, al no existir diferencias significativas en los rendimientos y los consumos energéticos de los procesos de trituración, molienda y peletizado de biomasa. Finalmente, los análisis de los biocombustibles obtenidos indicaron que el almacenamiento de biomasa a la intemperie mejoró algunos de sus parámetros de calidad, siendo la reducción del contenido en ceniza el aspecto más destacado. Esto permitió clasificar el material triturado a 30 mm como clase I1 para uso industrial (norma ISO 17225-9:2021) y los pélets como clase I3, también para uso industrial (norma ISO 17225-2:2021). Esta investigación tiene interés relevante para el sector forestal industrial al estar planteada a escala real, con un elevado número de hectáreas recolectadas y una importante cantidad procesada de biomasa. Con todo ello, cabe concluir que el manejo sostenible de la vegetación arbustiva contribuye a la lucha contra los incendios forestales, y lo que a priori puede plantearse como una debilidad, debido al elevado coste de los tratamientos de limpieza forestal, puede transformarse en una fortaleza poniendo en valor la biomasa en un entorno de demanda creciente de bioproductos y fomento de la economía verde.