Data Analysis

En este estudio se plantea una metodología que permite determinar las posibles fuentes de biomasa para ser aprovechadas con fines energéticos, considerando aspectos importantes como el uso y la asignación de cada recurso y la implementación de herramientas para su evaluación dentro del contexto del cambio climático mundial; todo aplicado a un escenario especifico con el fin de observar los resultados logrados de la aplicación (Manrique, Franco, Nuñez, & Seghezzo, 2011).

El análisis de la bioenergía, se lleva a cabo teniendo en cuenta dos aspectos: la oferta y la demanda, de esta manera se plantea que los recursos de biomasa deben ser una fuente energética a nivel local y en caso de existir superávit, se posibilita la ampliación de su alcance. En este documento se presenta un interés principal por fomentar el uso de la biomasa dentro de un contexto no solo energético sino también en esquemas sociales más sustentables: mayor acceso a la energía en sectores marginados, mejora en la calidad de vida, preservación

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del patrimonio cultural, menor contaminación local y emisiones atmosféricas, entre otros (Manrique, Franco, Nuñez, & Seghezzo, 2011)

La metodología planteada consiste específicamente en la formulación de 16 criterios, divididos en dos etapas para evaluar el tipo de recurso y establecer el proceso de conversión más “optimo” a partir de los recursos de biomasa seleccionados, los cuales se someten a un análisis cualitativo y cuantitativo relacionado con cada criterio y se les asigna un puntaje para a través del cálculo de los índices de disponibilidad y adecuación, obtener un resultado final. 1.2.2.1Priorización e índice de disponibilidad de recursos de biomasa

Los 8 criterios clave de priorización para la selección de recursos de biomasa se presentan en la Tabla 9.

Tabla 9. Criterios de priorización para seleccionar los recursos de la biomasa disponible

CRITERIO DEFINICIÓN

Existencia “E1” Cantidad, en peso o volumen del recurso en unidad de superficie.

Equilibrio “E2” Frecuencia o tasa de generación del recurso, por día, mes, año, o ciclo de producción.

Esparcimiento “E3” Dispersión o concentración del recurso. Fuentes puntuales de generación.

Efectos “E4” Impacto local visible. Su empleo podría impactar la zona, desde el punto de vista de la contaminación, emisiones, disposición de los residuos, u otros. Pueden considerarse aspectos sociales u otros.

Experiencias “E5” Usos actuales. Usos establecidos del recurso

Exigencias “E6” Accesibilidad legal y física. Incluye propiedad particular, restricciones legales de áreas protegidas, orografía, situaciones de terreno dificultosas, entre otros.

Estimación “E7” Percepción sobre el recurso y su interés de uso o aceptación social.

Expectativa “E8” Perspectiva de existencia futura del recurso en calidad y cantidad. Probabilidad de que continúe existiendo la fuente de generación del recurso.

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Figura 4. Esquema embudo de priorización de recursos de biomasa (Manrique, Franco, Nuñez, & Seghezzo, 2011)

Estos criterios se establecen en forma jerárquica descendente para determinar al final de la evaluación la “Biomasa Disponible”, que corresponde a una de las tres categorías de la biomasa tal como se muestra en la Figura 4.

Para calcular el índice de disponibilidad, se desarrolla el análisis cualitativo a cada criterio clasificando los recursos en las escalas de alto, medio y bajo por medio de la definición de los parámetros definidos en el documento de (Manrique, Franco, Nuñez, &

BIOMASA POTENCIAL BIOMASA DISPONIBLE Caracterización Análisis Físico Análisis Químico Análisis Energético

Análisis técnico-económico en función de demanda

BIOMASA UTILIZABLE Existencia Equilibrio Esparcimiento Efectos Experiencias Exigencias Estimación Expectativa

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Seghezzo, 2011) para posteriormente, asignarle a cada una de estas categorías un valor numérico de 0, 5 o 10 respectivamente. De esta manera, el puntaje máximo que podría obtener el recurso al final de la evaluación sería de 80 puntos. La ecuación 3 muestra el cálculo del índice de disponibilidad.

𝐼𝐷𝐼(%) = ∑𝑐1+ 𝑐2 + 𝑐3+ 𝑐4… + 𝑐8

80 ∗ 100 (3)

Donde:

c1 + c2 + c3 +…+ c8: criterios de evaluación del recurso de acuerdo a la Tabla 9.

Una vez determinado el IDI, se realiza una categorización en función de los resultados de la siguiente manera:

 Óptimo: recurso con IDI entre 81 a 100 %

 Estable: recurso con IDI entre 61 a 80 %

 Inestable: recurso con IDI entre 41 a 60 %

 Crítico: recurso con IDI entre 21 a 40 %

 Colapso: recurso con IDI entre 0 a 20 %

1.2.2.2Procesos de conversión energética e índice de adecuación

Los criterios clave de priorización para la selección del tipo de proceso de conversión se presentan en la Tabla 10.

Tabla 10. Criterios de priorización para seleccionar los tipos de proceso de conversión de la biomasa

CRITERIO DEFINICIÓN

Especificidad “E1” Tipo de recurso de biomasa a emplear: necesidad de adecuación del mismo para poder aplicar un determinado proceso.

Empleo “E2” Aplicaciones o uso final de la biomasa factibles de lograrse con el proceso.

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CRITERIO DEFINICIÓN

Escala “E3” Magnitud del emprendimiento, alcance.

Estado “E4” Nivel de conocimiento del proceso. Trayectoria de uso a nivel mundial.

Ejecución “E5” Tipo de desempeño del proceso. Nivel de sencillez o complejidad del mismo.

Experiencia “E6” Grado de experiencia en el manejo del proceso por parte de la población destinataria. Aceptación social en su empleo.

Emisiones “E7” Emisiones contaminantes y/o gases con efecto invernadero provenientes de la utilización del proceso.

Eficiencia “E8” Eficiencia total del proceso de conversión. Debido a que está relacionado directamente con un dispositivo particular, puede considerarse el de uso más común. Fuente: (Manrique, Franco, Nuñez, & Seghezzo, 2011)

Al igual que en el proceso anterior, los 8 criterios se establecen en forma jerárquica descendente, sin embargo, puede haber situaciones particulares en las que algún nivel sea un limitante y no haya necesidad de continuar la evaluación de los niveles posteriores o se requiera evaluar un criterio posterior antes de continuar la evaluación (ejemplo: sea necesario evaluar el criterio E8 antes del E3).

Para el cálculo del índice de adecuación, los pasos a seguir se realizan de igual forma al proceso anterior, destacando que los parámetros definidos para la clasificación de los procesos en el análisis cualitativo son acordes a los criterios correspondientes descritos en (Manrique, Franco, Nuñez, & Seghezzo, 2011). La ecuación 4 muestra el cálculo del índice de adecuación.

𝐼𝐷𝐴(%) = ∑𝑐1+ 𝑐2+ 𝑐3+ 𝑐4… + 𝑐8

80 ∗ 100 (4)

La categorización luego de ser calculado el IDA se presenta de la siguiente forma:

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 Adecuado: proceso con IDA entre 61 a 80 %

 Medianamente adecuado: proceso con IDA entre 41 a 60 %

 Poco adecuado: proceso con IDA entre 21 a 40 %

 Inadecuado: proceso con IDA entre 0 a 20 % 1.2.2.3Problemas y limitaciones

Los criterios expresados en esta metodología fueron formulados principalmente para evaluar los tipos de biomasa y para establecer el proceso de conversión más adecuado en el aprovechamiento de los recursos locales en una región determinada; sin embargo, al determinar el potencial energético de un caso específico, en donde se tiene establecido el tipo de recurso para su aprovechamiento, varios de estos criterios resultan innecesarios o inadecuados dentro del análisis del recurso, existiendo la posibilidad de que en ocasiones se replanteen o incluso se omitan algunos de estos criterios.

1.2.3 Metodología formulada por la National Renewable Energy Laboratory (NREL)