Potential biomass use in Asturias: Gis analysis, yields, costs and logistics

Abstract

Para facilitar la planificación y desarrollo de estrategias regionales orientadas a incrementar el aprovechamiento sostenible de la biomasa para uso energético, se hace necesario conocer la distribución geográfica así como la cantidad de existencias y potencial disponible de biocombustibles en el territorio para un horizonte determinado. Por ello, en esta tesis se llevó a cabo un estudio cualitativo y cuantitativo para evaluar el consumo y la oferta de biomasa en Asturias. Como herramienta base se usaron diferentes aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y se siguió la metodología denominada WISDOM (Woodfuel Integrated Supply/Demand Overview Mapping). La producción y obtención de biomasa, son actividades que se deben mecanizar todo lo posible y de manera eficiente, con el objetivo de mejorar la productividad, reducir costes y limitar los impactos medioambientales. De esta manera, resulta imprescindible conocer los rendimientos y costes de los sistemas actuales de aprovechamiento de biomasa en Asturias. En esta tesis se analizó el sistema de aprovechamiento más habitual de la Biomasa Forestal Residual (BFR), que queda tras la corta del Eucalyptus globulus destinado a pulpa de papel en Asturias. En primer lugar, se estudió la fase de empacado de los residuos forestales, mediante dos modelos distintos de empacadora (John Deere y Monra2000) trabajando bajo diferentes novedades técnicas: sistema de corte mediante cizalla y mecanismos que permite al operador modificar la presión de empacado. A continuación, se estudió la fase de desembosque de las pacas hasta el cargadero, mediante dos modelos distintos de autocargador (Dingo AD-8468 y Dingo AD-2452). Para ambos casos, el análisis de la productividad y los costes tuvo lugar mediante estudios de tiempos, y se crearon diferentes modelos mediante análisis de regresión para predecir los tiempos principales de trabajo de los autocargadores, así como su productividad. Por último, bajo una perspectiva global de la cadena de suministro de biomasa, con la intención de mejorar su planificación y logística, se combinaron datos de estudios de tiempos y costes mediante técnicas SIG, para calcular los costes y las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEIs) asociados a la cadena óptima de suministro de restos de eucalipto para un escenario teórico; asumiendo el sistema de trabajo más común para este tipo de aprovechamiento y bajo diferentes restricciones de accesibilidad al recurso. Todos estos estudios, aportan una serie de conclusiones que pueden facilitar la planificación y desarrollo de estrategias regionales orientadas a incrementar el aprovechamiento sostenible de la biomasa como fuente energética. RESUMEN (en Inglés) In order to facilitate planning and development of regional strategies to increase the sustainable use of biomass for energy purposes, it is necessary to know the geographical distribution as well as the quantity available and productivity of biomass stock in the region for a specific time horizon. Therefore, this thesis reports on a qualitative and quantitative study to evaluate the consumption and supply of biomass in Asturias. Different applications of Geographic Information Systems (GIS) were used as the base tool, and the so-called WISDOM (Woodfuel Integrated Supply/Demand Overview Mapping) methodology was employed. The production and extraction of biomass must be mechanized as much as possible, and in an efficient way, in order to improve productivity, reduce costs and limit environmental impacts. In this sense, it is essential to know both the productivity and costs of the current biomass harvesting systems in Asturias. In this thesis, the most common biomass harvesting system for the woodfuel (crown and bark) which remains on the ground after harvesting the Eucalyptus globulus for pulp production in Asturias was analysed. First, the phase of bundling forest residues was studied using two different models of bundler (John Deere and Monra 2000) working with different technological improvements: a cutting system using shears and a mechanism allowing bundling pressure to be changed by the driver. Next, the phase of forwarding bundles to the roadside landing was studied, using two different forwarders models (Dingo AD-8468 and Dingo AD-2452). In both cases, the analysis of productivity and costs were carried out through time studies, and various models were fitted by regression analysis to predict time consumption in the main work elements as well as productivity. Finally, from a global perspective of the biomass supply chain, and with a view to improving its planning and logistics, time study and cost data were combined with GIS methods to calculate the costs and greenhouse gas (GHG) emissions associated with the optimal eucalyptus biomass supply chain, considering a theoretical scenario; assuming the most common logging system and complying with both physical and legal restrictions on harvesting operations. Taken together these studies provide a series of conclusions to facilitate the planning and development of regional strategies to increase the sustainable use of biomass as an energy source.