Estudio del potencial biomásico forestal arbóreo en la generación de bioenergía para zonas no interconectadas del Valle del Cauca y Caldas utilizando sensores remotos

Abstract

El planteamiento de estrategias de aprovechamiento de residuos para la generación de fuentes renovables de energía, amigables con el medio ambiente, es uno de los desafíos que enfrenta actualmente la comunidad académica. Residuos de biomasa de procesos naturales y agroindustriales, tales como los residuos forestales obtenidos en las podas de árboles, la limpieza y el mantenimiento de bosques, parques naturales, patios, jardines y procesos artesanales aportan un contenido energético que puede ser aprovechado en la generación de energía en zonas no interconectadas al sistema eléctrico nacional. Con el fin de evitar incursiones en los bosques, de tipo invasivo y destructivo, en este trabajo se utilizó el sensor MODIS TERRA para obtener imágenes satelitales, a partir de las cuales se obtiene información de la biomasa forestal de los departamentos caso de estudio. El producto MOD44Bse utilizó para obtener la proporción de arbolado por pixel para las zonas continuas de bosques. Para el cálculo del índice de vegetación se utilizó el producto MOD13Q1. Se empleó el análisis exergético para la cuantificación de la biomasa superficial forestal en los departamentos del Valle del Cauca y Caldas. Posteriormente se calculó el potencial energético de la biomasa forestal de los departamentos en estudio con el fin de analizar la viabilidad de su uso como combustible para la generación de bioenergía en zonas no interconectadas al sistema eléctrico nacional de estos departamentos. A partir de estos datos se calculó el total de biomasa forestal, la cual dio un promedio de 846290,44 ton y 342235,08 ton para los departamentos del Valle del Cauca y Caldas, respectivamente. El potencial energético promedio asociado a la biomasa forestal fue de 21,47 kJ/kg equivalente a 5,938 W/h. Este potencial energético podría ser aprovechado para la obtención de bioenergía en zonas de estos departamentos que no están conectadas al sistema eléctrico nacional. Fue así como se propuso que las plantas de bioenergía en el departamento del Valle del Cauca podrían estar ubicadas en Guamia, Sabanazo, La delfina, Bazán, Totoro y Manzanillo. Para el departamento de Caldas las plantas de bioenergía podrían estar ubicadas en Varsovia, El Jardín, Alejandría, Sausagua y La Secreta. Con ello se plantea la posibilidad de generación de energía eléctrica sin ocasionar impactos ambientales negativos a corto, mediano o largo plazo, lo que podría redundar en promover un desarrollo social, económico y cultural en dichas regiones.

//Abstract: The use of waste for the generation of renewable energy sources, friendly to the environment, is one of the challenges facing the academic community. Biomass residues, from natural and agro industrial sources, such as forest residues obtained from pruning trees, cleaning and maintenance of forest, parks, gardens and craft processes, can provide an energy content that can be exploited in the generation of energy in areas not connected to the national grid. In this work MODIS TERRA sensor allowed to obtain satellite images that provide information of forest biomass for the departments of Valle del Cauca and Caldas, in order to avoid invasive and destructive interactions with the forest areas. The MOD44B product was used to calculate the proportion of trees per pixel for continuous forest areas. Vegetation index was calculated using MOD13Q1 product. Exergy analysis was used for the quantification of forest aboveground biomass in the departments of Valle del Cauca and Caldas. Subsequently, the energetic potential of forest biomass was calculated in order to analyze its possible use as a fuel for the generation of bioenergy in areas not connected to the electric national system in these departments. Total forest biomass was 846,290.44 tons and 342,235.08tons for the Valle del Cauca and Caldas, respectively. The average potential energetic associated with forest biomass was 21.47 kJ/kg equivalent 5,938 W/h. Taking into account that these are high values of energy, which could be used to produce bioenergy, it was proposed that Guamia and Sabanazo,La delfina, Bazán, Totoro and Manzanillo in the department of Valle del Cauca, are adequate places to locate energy plants. For the department of Caldas, bioenergy plants could be located in Varsovia, El Jardín, Alejandría, Sausagua and La Secreta. These results shows the possibility of generating electricity without causing negative environmental impacts, which could lead to promoting social, economic and cultural development in these regions.