Avances en la gestión sostenible de formaciones arbustivas y en el

aprovechamiento de su biomasaLuis Saúl Esteban Pascual

CEDER-CIEMATluis.esteban@ciemat.es

JORNADA DIVULGATIVA SOBRE EL GRUPO OPERATIVO ESENCIALCEDER-CIEMATLubia (Soria)

13 de septiembre de 2018

http://goesencial.info/

UNA REFLEXIÓN SOBRE LA BIOECONOMÍA

https://ec.europa.eu/research/bioeconomy/index.cfm?pg=policy

MATORRALES

CLASIFICACIÓN DE SUPERFICIES EN EL MAPA FORESTAL DE ESPAÑA MFE25

Fuente: MAPAMA

¿QUE SE ENTIENDE POR FORMACIONES ARBUSTIVAS?

UN MUNDO RICO Y DIVERSO DE FORMACIONES VEGETALES1. ARBUSTEDOS Y AGRUPACIONES AFINES

110 Setos, orlas, bardas, salcedas, galerías arbustivas etc., en disposicion frecuentemente linear 120 Bujedos 140 Manchas150 Cornicabrales (Pistacia terebinthus)160 Garrigas (matorrales pluriespecíficos calcícolas + termófilos)170 Coscojares + puros (Quercus coccifera) 180 Lentiscares/charnecales (Pistacia lentiscus)

101 Espinares subxerófilos y xerófilos (Hippophae rhamnoides, Rhamnus saxatilis, Rh. lycioides -éste no en área hiperárida-)

2. MATORRALES Y CUBIERTAS MIXTAS DE LEÑOSAS Y HERBÁCEAS210 Brezales, matorrales de Ericaceae y agrupaciones afines220 Jarales y matorrales de Cistáceas230 Mezcla de matorrales de leguminosas retamoideas240 Matorrales de leguminosas aulagoideas y afines250 Mezcla de matorrales de labiadas y "tomillares" (incluyendo estepas leñosas, pastizales leñosos y afines)260 Sabinares y enebrales rastreros270 Otros matorrales y cubiertas mixtas no intrazonales280 Matorrales y cubiertas hiperxerófilos/termoxerófilos, gipsófilos, halófilos, psammófilos y otros intrazonales

3. COMUNIDADES HERBÁCEAS Y PASTIZALES34 Espartizales (Stipa tenacissima, Lygeum spartum)

5. Otros50 Formación arbustiva sin especificar

Fuente: MAPAMA

¿A QUIEN LE INTERESA EL MATORRAL?

FUENTES: • Corine Land Cover (CLC, 2012).• FAO. Global Forest Resources Assessment. 2015.• Land Use and Cover Area frame Survey (LUCAS, 2012).

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

EU28 EL PT ES CY HR IT

(%)

PAIS

sup matorral/sup total pais (%)

CORINE

FAO

LUCAS

Según LUCAS:Seis países mediterráneos tienen más del 50% de los terrenos arbustivos de la UE28: 21 Mha

España tiene la mitad 10,6 Mha (20% de la superficie del país)

Al mismo tiempo…

El clima está cambiandoCALETAMIENTO LOBALSuben las temperaturasMás sequías y más intensas

El paisaje está cambiando: Desde sistemas aroforestales

Hacia matorrales seriales que colonizanantiguos usos agricolas y ganaderos

Consequencias…

ACUMULACIÓN DE BIOMASAcontinuidad de combustibleINTERFACES PELIGROSAS

Aumento de los GIFDesastres económicos y ecológicosPérdida de vidas humanasContaminaciónPérdida de suelos y contaminación de aguas

DINÁMICA ACTUAL EN EL MEDIO RURAL

Proliferación de formaciones vegetalescon estructuras contínuas y densas

9

MEGAINCENDIO Pedrógão Grande (PORTUGAL), junio 201764 vidas humanas53.000 hectares qumadas

El desbroce como ayuda para la adaptación al cambio climático

Marzo 2016, antes del desbroce Marzo 2016, después del desbroce Noviembre 2017

Ejemplo de tratamiento de desbroceCambio temporal de vegetación leñosa de estepas (Cistus laurifolius) por vegetación herbácea a base de gramíneas respetando espéciesarbóreas.

• La intensidad del fuego se vería muy reducida• Quercus Ilex es favorecida al eliminar competencia arbustiva• Aumenta el albedo en la época seca• Se ha obtenido un producto: biomasa.

11Fuente: MAGRAMA

GIF: EL BIERZO (Ponferrada): abril 2017 más de 2.000 hectareas quemadas

ESTADÍSTICAS INCENDIOS: ESPAÑA

Fuente: Mapama

Estado de la técnica de desbroce mecanizado y cosecha de matorral: empacadoras

Derecha, modelo acoplado a toma de fuerza de tractor ANDERSON BIOBALER WB 55

Modelo compacto Gyro-Trac BBS-XP.

Estado de la técnica de desbroce mecanizado y cosecha de matorral: trituradoras comerciales

Máquinas desbrozadoras trituradoras comerciales. Arriba, modelos acoplados a tractor. Debajo, dos modelos dotados de contenedor: izquierda, modelo AHWI BMH 480; derecha, modelo Serrat Oli Pack

Estado de la técnica de desbroce mecanizado y cosecha de matorral: trituradora prototipo

Desbrozadora trituradora (RETRABÍO) trabajando en brezales y escobonales

EL PROYECTO LIFE ENERBIOSCRUBjunio de 2014 – abril 2018

CUESTIONES

¿Qué sabemos sobre selvicultura de masas arbustivas en países mediterráneos?

¿Es sostenible el desbroce mecanizado de masas arbustivas? ¿Cómo? ¿Dónde? Cuando?

¿Es economicamente rentable el desbroce sólo con los productos que se generan: biomasa , pastos, esencias, setas, prevención?

¿Que calidad y comportmiento tiene la biomasa de matorral?

¿Cuales son las barreras no técnicas y como se pueden vencer?

Gracias al proyecto ENERBIOSCRUB sabemosmucho más pero es necesario seguir

trabajando

Cifras alcanzadas

• 137 hectáreas desbrozadas

• 1.628 toneladas obtenidas en 5 formaciones de matorraldiferentes

• Cinco zonas de trabajo. La biomasa obtenida se ha consumido en calderas situadas cerca de las zonas desbrozadas

RESULTADOS DESTACABLES

La cadena de valorización de la biomasa del matorral

1

23

4

Escoba (Genista cinerascens)

Estepar (Cistus laurifolius)

Brezo (Erica australis)

Tojar (Ulex europaeus) (1) (2)

(3) (4)

Acciones demostrativas

Rendimientos de la fase de desbroce-recolección

EQUIPO

RENDIMIENTO (t MS/h)

RENDIMIENTO (ha/h)

EFICIENCIA RECOLECCIÓN

(%)

MÍNIMO MÁXIMO MÍNIMO MÁXIMO MÍNIMO MÁXIMO

DESBROZADOR-ENFARDADOR (BIOBALER)

0,62 2,1 0,11 0,66 25 50

DESBROZADOR-TRITURADOR (RETRABÍO)

3,32 4,53 0,12 0,30 70 80

MS: materia seca

Logística de pacas: labores de saca

Logística de pacas: apilamiento en cargaderos

Logística de pacas: transporte

Logística de triturado: labores de saca

Logística de triturado: apilamiento en cargaderos

Logística de triturado: transporte

Almacenamiento a intemperie

Control de biomasa almacenada: • Arriba izquierda, pacas de jara en el CEDER. Arriba derecha, pacas de tojo de Merlán en el CEDER • Abajo, biomasa de tojo de INVIED almacenada en As Pontes. Izquierda, matorral triturado y

derecha, matorral en pacas

COSTES

TIPO

DESBROCE+SACA A CARGADERO

TRANSPORTE

TOTAL COSTE EN PLANTA

Carga piso móvil

Dist.Media

Dist.Media

TOTAL CARGA

+TRANSPORTE

TRITURADO CON RETRABÍO d= 14 km

d=70 km

d= 14 km

d=70 km €/t MS €/t MH

LUGAR €/t MS

H % (b.h) €/t MH €/t MS €/t MS €/t MS €/t MH €/t MH

Tojar Valdoviño (INVIED) 27,5 40,0 16,5 2,2 12,3 8,7 42,0 25,2

Tojar As Pontes (ENDESA) 25,4 40,0 15,3 2,2 12,3 8,7 39,9 24,0

Promedio (tojo) 26,5 40,0 15,9 2,2 12,3 8,7 41,0 24,6Brezal Figueruela 25,6 40,0 15,4 2,2 4,5 4,1 32,4 19,4Brezal Fabero 34,4 40,0 20,7 2,2 4,5 4,1 41,2 24,7Promedio (brezo) 30,0 40,0 18,0 2,2 4,5 4,1 36,8 22,1

EMPACADO CON BIOBALER

Escoba (Las Navas) 52,5 40,0 31,5 4,7 2,8 57,2 34,3

Jaral Soria (CEDER) 59,0 40,0 35,4 12,1 7,3 71,0 42,6

Jaral Soria

(Navalcab.) 73,2 40,0 43,9 12,1 7,3 85,3 51,2

Jaral Soria (Torretartajo) 56,4 40,0 33,9 12,1 7,3 68,5 41,1

Promedio (jara) 62,9 40,0 37,7 12,1 7,3 74,9 45,0

Costes medios de la biomasa puesta en destino para distintos métodos de trabajo y distancias medias de envío en cada zona. Se expresan en €/t MS (MS: materia seca o anhidra) y en €/t MH (MH materia húmeda). H: humedad (%); d: distancia media

TRANSFORMACIONES DE LA BIOMASA DEL MATORRAL: ASTILLAS Y PÉLETS

COMBUSTIÓN DE LA BIOMASA DEL MATORRAL: ASTILLAS Y PÉLETS

EMISIONES EN CALDERA DE 500 kWt – biomasa molida a 30 mm Medidas secundarias: Ciclón

Parámetro Escoba Brezo

Figuer.

Jara Tojo

As

Pontes

Brezo

Palenc

Tojo

Merlán

Astilla pino

NOx (mg/Nm3) b.s. (1) (2) 457 450 305 416 360 466 172

SO2 (mg/Nm3) b.s. (1) 0 89 44 211 105 104 29

Partículas (mg/Nm3) b.s. (1) 202 402 220 286 199 142 57

b.s.: base seca; (1): referido al 6% de O2; (2): suma de NO y NO2, expresados como NO2;

Real Decreto 1042/2017, de 22 de diciembre, sobre la limitación de lasemisiones a la atmósfera de determinados agentes contaminantesprocedentes de las instalaciones de combustión medianas:Límites para instalaciones nuevas (1-5 MW) al 6% O2:

SO2 : 200 mg/Nm3

NOx : 500 mg/Nm3 (650 mg/Nm3 en plantas existentes)Partículas: 50 mg/Nm3

EMISIONES EN CALDERA DE 50 MWt – biomasa molida a 30 mmMedidas secundarias: filtro de mangas

b.s.: base seca; (1): referido al 6% de O2; (2): suma de NO y NO2, expresados como NO2;

Real Decreto 1042/2017, de 22 de diciembre, sobre la limitación de lasemisiones a la atmósfera de determinados agentes contaminantesprocedentes de las instalaciones de combustión medianas:Límites para instalaciones nuevas (20-50 MW) al 6% O2:

SO2 : 200 mg/Nm3

NOx : 300 mg/Nm3 (650 mg/Nm3 en plantas existentes)Partículas: 20 mg/Nm3

Parámetro Restos forestales Jara

NOx (mg/Nm3) b.s. (1) (2)

354 336

SO2 (mg/Nm3) b.s. (1)

17 5

Partículas (mg/Nm3) b.s. (1)<10 16

ENSAYOS DE ALMACENAMIENTO A INTEMPERIE: RESULTADOS

Lugar de recolecciónLas

NavasCEDERNavalc. Guardo Figuer. Fabero Merlán INVIED INVIED INVIED

Biomasa Escoba Jara Brezo Brezo Brezo Tojo Tojo Tojo TojoBiomasa cosechada (t MS) 92,0 243,7 4,3 12,6 34,7 8,3 42,4 157,6 157,6Formato paca paca paca paca triturado paca paca triturado triturado

Lugar almacenamientoLas

Navas CEDER CEDER CEDER Fabero CEDERAs

PontesAs

Pontes CEDERInicio almacenamiento ene-15 ene-16 dic-16 jul-16 may-15 feb-17 feb-17 feb-17 feb-17Fin almacenamiento ene-16 ene-17 oct-17 feb-17 jun-16 feb-18 feb-18 feb-18 feb-18Biomasa almacenada inicial ( t MS) 78,1 113,0 2,0 12,0 34,7 5,9 42,4 157,6 10,6Tiempo almacenamiento(meses) 12 12 10 8 13 12 12 12 12Humedad inicial (%) 33,0 37,0 23,0 10,0 39,0 49,2 48,0 52,0 49,4Humedad final (%) 18,5 18,9 7,3 26,0 53,0 21,8 57,0 72,0 35,2Pérdidas de materia seca (%) -14,1 -13,1 -4,1 -7,3 -47,9 -14,4 -18,8 -30,5 -22,3

CARACTERÍSTICAS DE LA BIOMASA

BIOMASA DE MATORRALES ENERBIOSCRUB OTRAS BIOMASAS

ZONA Las Navas Soria Fabero GaliciaPino

(madera)

Chopo turno corto (parte aérea sin

hojas)

Paja de cerealEspecie principal Escoba

(parte aérea)Jara

(parte aérea)Brezo

(parte aérea)Tojo

(parte aérea)

Parámetro Unidad Recolectada a mano

Ceniza % (b.s.) 1,4 2,6 1,4 1,5 0,30 2,0 5,0

PCS MJ kg-1 20,7 19,9 21,8 20,1 20,5 19,8 18,8

PCI MJ kg-1 19,4 18,6 20,5 18,8 19,1 18,4 17,6

C % (b.s.) 50,6 49,4 54,0 50,4 51 48 47

H % (b.s.) 6,3 6,0 6,3 6,2 6,3 6,2 6

N % (b.s.) 1,1 0,47 0,58 0,85 0,10 0,4 0,5

S % (b.s.) 0,06 0,04 0,06 0,06 <0.02 0,03 0,1

Cl % (b.s.) 0,05 0,02 0,03 0,07 0,01 <0.01 0,4

Parámetro Unidad Recolectada con máquina y transportada

Ceniza(pacas) % (b.s.) 1,9 2,9 1,4 1,8

Ceniza(triturado) % (b.s.) n.d. n.d. 10,0 4,7

Valores medios de parámetros químico-energéticos de la biomasa aérea de los matorrales recolectados en las distintas zonas del proyecto, y comparación con otros biocombustibles.

Riesgo de incendio

• Los indicadores de riesgo de incendio han disminuido significativamente dos años después de la actuación en todas las ubicaciones.

• Los valores simulados de la velocidad de propagación del fuego, la longitud de la llama y el calor generado en un incendio se han reducido en alrededor del 75-80% después de 2 años.

IMPACTOS AMBIENTALES

Porcentajes de reducción de las variables del incendio dos años después del desbroce

IMPACTOS AMBIENTALES

Porcentajes de reducción de las variables del incendio dos años después del desbroce, obtenidas mediante simulación con software Behave Plus 5.05, suponiendo una velocidad de viento de 30 km/h. Clave: Sr: velocidad de propagación del fuego (m/min). Ha: calor por unidad de área (kJ/m2). Fi:intensidad de la línea (kW/m). Fl:longitud de la llama (m)

Impactos en el suelo:

• Negativos: en alunas zonas, ligera compaction, cambiosestructurales y acidification.

• Neutros: las operaciones de cosecha no han tenido impactos destacables con respecto a los procesos erosivos en ninguna de las localidades estudiadas.

• Positivos: incremento en los contenidos de carbono y nitrógeno y aumento de la capa vegetal muerta.

• Estos parámetros edáficos deben evaluarse a más largo plazo porque su cambio es lento y no alcanzan valores estables en el corto periodo del proyecto.

IMPACTOS AMBIENTALES

Biodiversidad vegetal y regeneración

Dos años después del desbroce, la cobertura del suelo por las especies principales supera el 70% en la mayoría de los casos.

Los índices que miden la biodiversidad vegetal mostraron tasas de recuperación entre 30-70% dependiendo de la localidad, dos años después del desbroce.

IMPACTOS AMBIENTALES

Balance de gases de efecto invernadero GEI

El balance de las emisiones de gases de efecto invernadero llevado a cabo con una metodología de "Evaluación completa del ciclo de vida" proporciona un ahorro de GEI siempre superior al 95% en comparación con los combustibles fósiles. La Directiva sobre la Promoción y uso de fuentes de Energía Renovable recientemente aprobada, fija un requisito del 85% de ahorro de emisiones de GEI para instalaciones (mayores de 20 MWt) que empiecen su funcionamiento a partir del 1 de enero de 2026

IMPACTOS AMBIENTALES

Se ha estimado, que la generalización en el uso de los pélets de matorral en entornos locales con plantas de producción medianas-pequeñas e instalaciones térmicas también medianas-pequeñas podría repercutir en la creación de empleo de la siguiente manera:

por cada 10.000 toneladas:

Directos

Desbroce y cosecha: 3-5 FTE

Fabricación de pélets: 5-7 FTE

Transporte de la biomasa y los pélets: 1-2 FTE

Indirectos

El sector de servicios de distribución, instalación etc., que podría añadir otros 2 FTE más

IMPACTOS SOCIOECONÓMICOS

FTE: empleos a tiempo total equivalente

DIAGNÓSTICO Y MEDIDAS NECESARIAS

BARRERAS ADMINISTRATIVAS

BARRERRAS DE ENTRADA AL MERCADO ACCIONES CLAVE

RECURSOS PARA LLEVAR A CABO LAS ACCIONES 

CLAVE                    (físicos, económicos, humanos, legales, etc.) 

SOCIOS CLAVE

HIPERINTERVENCIONISMO DE LA ADMINISTRACIÓN

FALTA  Y DESCONOCIMIENTO DE MAQUINARIA ESPECÍFICA

LOBBY FRENTE A LA ADMINISTRACIÓN PARA LA 

REALIZACIÓN DE SERVICULTURA 

PREVENTIVA DE INCENDIOS

ACTUACIONES DEMOSTRATIVAS EN 

COMARCAS CON MUCHO RECURSO DE MATORRAL 

ADMINISTRACIONES PÚBLICAS

AUSENCIA DE PLANES DE GESTIÓN DEL MATORRAL 

FALTA CONOCIMIENTO DEL PRODUCTO POR EL 

CONSUMIDOR (analítica y formato)

LEGISLACIÓN PRIORITARIA PARA DESARROLLO RURAL Y POLÍTICAS CONTRA EL CAMBIO CLIMÁTICO

INTEGRAR EL MATORRAL EN LOS PLANES DE GESTIÓN

ENTIDADES QUE GESTIONAN LA PREVENCIÓN DE 

INCENDIOS

FRAGMENTACIÓN DE LA PROPIEDAD PRIVADA

FALTA IDENTIFICACIÓN DE MATORRALES PARA APROVECHAMIENTO 

MECANIZADO

MEJORAR LA MAQUINARIA DE DESBROCE Y RECOLECCIÓN

IMPLICACIÓN DE POLÍTICOS Y EMPRESAS

PROPIETARIOS FORESTALES, 

EMPRENDEDORES

RESTRICCIONES TEMPORALES EN LOS 

TRABAJOS DE DESBROCE

FALTAN CASOS REALES DE EXPLOTACIÓN

MEJORAR LA CALIDAD DE LA BIOMASA  FINANCIACIÓN PÚBLICA UNIVERSIDADES Y OPIS

El siguiente paso es optimizar la eficiencia de la recolección y mejorar la logística para evitar pérdidas de materia seca durante la transferencia y el almacenamiento.

Colaboración con otras administraciones y empresas del sector de la silvicultura y la bioenergía para el desarrollo de nuevos proyectos e iniciativas encaminadas a la prevención de incendios mediante la valorización de la biomasa.

El Grupo Operativo Esencial es una iniciativa en este sentido: obtener el máximo valor de la biomasa forestal mediante el desarrollo nuevos biocombustibles y bioproductos.

TRABAJO FUTURO

¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!