Avaluació de l'aprofitament energètic de la biomassa forestal del Parc de Collserola

En aquest treball se sintetitzen els resultats més destacats del projecte de final de carrera de la llicenciatura de Ciències Ambientals sobre l’aprofitament de la biomassa forestal al Parc de Collserola (PCo), realitzat a la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). L’objectiu principal és determinar la disponibilitat de biomassa forestal susceptible a ser extreta del PCo a fi d’aprofitar-la per a l’obtenció d’energia. Els principals factors analitzats són: la producció anual per cada espècie, les limitacions que marquen l’explotació i la tecnologia aplicable per a l’aprofitament en tres possibles escenaris. La proposta d’explotació sostenible dels boscos del PCo s’efectua sobre les espècies de Pinus halepensis, Quercus ilex i Quercus cerrioides, que presenten una producció major de biomassa susceptible a ser aprofitada, 5.500, 4.000 i 300 t psa1/any, respectivament. Per tant, la biomassa extraïble de forma sostenible al PCo s’estima en aproximadament 9.700 tones/any. L’estudi de l’aprofitament forestal està marcat per limitacions d’extracció, tals com les limitacions silvícoles (zones amb una cobertura arbòria igual o superior al 70% i un pendent igual o inferior al 60%) i d’accessibilitat (franges de 25 metres a banda i banda de les vies forestals). Amb la quantitat de biomassa extraïble es poden establir diferents escenaris d’aplicació energètica, mitjançant la seva combustió en calderes amb diverses potències de funcionament. Des del nivell domèstic (calderes domèstiques) fins al d’una gran planta (cogeneració), passant per l’aplicació en un barri residencial (District Heating). D’aquesta manera s’obté energia tèrmica, per calefacció, o elèctrica, aplicable a residències individuals, a barris residencials o a polígons industrials. S’ha escollit l’escenari de District Heating com el més viable, ja que és el que més avantatges presenta dintre del context del parc i un ventall de possibilitats d’aplicació més elevat. Per determinar-ne la viabilitat, s’han integrat diversos aspectes: tecnològics (eficiència, producció energètica, tipus de combustible i requeriment de biomassa), ambientals (impactes generats), socials (percepció dels usuaris) i econòmics (llocs de treball generats i viabilitat econòmica).

Estudi tècnic-econòmic sobre la biomassa d’origen forestal i els seus aprofitaments energètics a Catalunya

En el següent TPT s’ha elaborat una actualització temàtica de la situació de la biomassa forestal a Catalunya, amb l’explicació dels principals esdeveniments que s’han donat lloc a Catalunya l’any 2013. També s’ha dut a terme un estudi de casos on s’ha optat per l’ús de la biomassa forestal com a combustible per la generació de calefacció i aigua calenta sanitària. Finalment el treball conclou amb una simulació del consum energètic demandat per un habitatge unifamiliar i per un hotel, amb els diferents combustibles com a variables.

Les possibilitats de valorització energètica de la biomassa forestal

La viabilitat econòmica de l’aprofitament energètic de la biomassa forestal ha estat una qüestió controvertida i recurrent durant els darrers anys. Si la generació d’energia amb aquest tipus de biomassa fos competitiva, la demanda s’incrementaria, la rendibilitat econòmica de l’activitat forestal augmentaria i el bosc es revaloraria. Però aquests anhels, compartits per tots, no s’han traduït fins ara en una realitat palpable. Actualment a Catalunya no hi ha cap planta, ni d’energia elèctrica ni tèrmica, que consumeixi prioritàriament biomassa forestal; ans al contrari, la biomassa forestal es va acumulant al bosc any rere any. Aquest estudi ha volgut contribuir a identificar els factors que dificulten l’aprofitament energètic d’aquestabiomassa i suggerir possibles vies de solució.

Avaluació de l'aprofitament de biomassa disponible per a la producció d'energia calorífica al Parc Natural de l'Alt Pirineu

En aquest article es resumeixen els resultats més destacats del projecte dut a terme pel grup Projecte Biomassa. Aquest estudi té per objectiu l’avaluació de la viabilitat energètica, econòmica i ambiental de l’aprofitament de la biomassa forestal com a recurs energètic a les forests d’Arestui, Baiasca, Montenartró i Virós situades dins el Parc Natural de l’Alt Pirineu (PNAP). En el projecte s’ha fet una revisió dels Plans d’Ordenació Forestal (POF’s) de les esmentades forests per tal d’adequar-les als requeriments del PNAP i així obtenir resultats sobre el potencial de biomassa sosteniblement extraïble, sobre el seu potencial energètic i plantejar un escenari d’aprofitament a mode de cas pràctic. A més a més, s’han realitzat també un balanç socioeconòmic, un balanç d’emissions de CO2 i una avaluació d’impacte ambiental per tal de determinar la viabilitat de l’ús de biomassa al PNAP com a recurs energètic. Com a resultat final s’ha obtingut que el procés d’aprofitament de la biomassa per a la producció d’energia calorífica esdevé una opció de futur viable i positiva ja que la implantació del nou procés comporta beneficis a nivell social, econòmic i ambiental.

Estudi de viabilitat econòmica i ambiental per a l'aprofitament del residu de poda de l'olivera als municipis del Segrià sud

Les comarques del Segrià i les Garrigues disposen d’un elevat potencial energètic de la biomassa procedent del residu de poda de l’olivera. No obstant, aquesta biomassa agrícola no s’està valoritzant energèticament a la zona. Per tal d’aprofitar aquest recurs és necessari realitzar un estudi de viabilitat econòmica i ambiental per conèixer quines podrien ser les diferents alternatives per a l’aprofitament energètic, així com, conèixer com s’hauria de gestionar el residu per tal que esdevingués un recurs energètic disponible.

Hidrogen, pesent i futur de l'energia

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2006. L’hidrogen és provable que sigui el nou vector energètic, però queden importants dificultats tècniques i tecnològiques per a la seva producció i distribució a gran escala. A partir de l'estudi d'una pila d'hidrogen, s’exposa una visió general de l'estat d'aquest nou sistema de transport d'energia, dels diversos mitjans de producció transport i d'aprofitament d'aquest element i, finalment, es presenta una visió de les línies d'investigació i dels projectes que s'estan desenvolupant arreu del món. Es mostra un estudi detallat sobre un sistema de producció, basat en un electrolitzador, una cel•la fotoelèctrica, i en una pila d'hidrogen PEM (Proton Exchange Membrane).

Optimització de l'espai: aprofitament màxim d'espais mínims

Treball de recerca realitzat per una alumna d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Es presenta un estudi en diverses parts sobre la utilització de l’espai de l’habitatge: per a què serveix cada espai, quina funció fa i quines pot arribar a fer. En una primera aproximació teòrica s’explica l’evolució de l’habitatge al llarg del temps i el concepte de flexibilitat de l’espai. Segonament s’ha realitzat una revisió bibliogràfica de llibres i documents d’hemeroteca. En tercer lloc s’ha analitzat i comparat la normativa vigent amb l’anterior. En una darrera fase pràctica s’analitzen diversos plànols valorant l’optimització de l’espai.

Potencial d'aprofitament de recursos pluvials en zones urbanes al barri La Plana - Santa Bàrbara - Vallpineda del municipi de Sitges

Aquest estudi es centra en l’anàlisi de l’aprofitament d’aigües pluvials en sistemes urbans, concretament al barri de LaPlana - Sta. Bàrbara - Vallpineda de Sitges, en base als escenaris proposats que contemplen diferents criteris i paràmetres. La metodologia utilitzada que conjuga els resultats potencials de l’oferta amb els de la demanda d’aigua al barri permet la determinació del nivell d’autosuficiència hídrica del sistema. Els resultats mostren una alta autosuficiència del 90% en quant es s’apliquen estratègies de gestió hídrica ecoeficients i mesures domèstiques per a reduir la demanda domèstica del sector. A més, la tipologia de coberta inclinada i un major règim pluviomètric anual, s’ha observat afavoreixen l’augment d’aquest índex. Per tant, es considera apropiat realitzar un eficient aprofitament de l’aigua de pluja, com a recurs endogen local, donats els beneficis econòmics, ambientals i socials que comporta en una situació de dèficit hídric com la del municipi de Sitges.

La depuradora de Begues: reactor biològic o aiguamolls construïts?. Estudi comparatiu dels vectors: superfície, consum energètic, integració en el medi

L’objectiu del present estudi és comparar els vectors de superfície, consum energètic i integració en el medi entre 2 tipus d’instal·lacions EDAR al municipi de Begues; una ja existent amb tractament secundari i terciari mitjançant un reactor biològic i una potencial amb tractament secundari i terciari mitjançant aiguamolls construïts. La finalitat del projecte és determinar, gràcies a l’estudi dels principals vectors ambientals de la infraestructura i a altres estudiats per en Jordi Gómez Castillo, quina de les 2 tipologies d’instal·lació s’ajusta més al territori i a les necessitats de tractament de les aigües del mateix. Els resultats de la investigació indiquen que els aiguamolls construïts fan un ús més productiu del sòl però ocupen l’espai de reserva disponible amb el sistema de reactor biològic. A més, consumeixen 50kWh/dia menys que l’altra instal·lació, fet que implica un 7% menys d’emissions de CO2 anuals. Finalment, tenen una millor integració en el medi i proporcionen uns beneficis auxiliars afegits. Amb el projecte d’en Jordi Gómez Castillo, les conclusions que es poden establir en referència a la decisió d’instal·lar una depuradora o una altra indiquen que l’EDAR sense aiguamolls té més probabilitat de ser escollida com la més adient per les necessitats del territori d’estudi.

Influència del context geològic i hidrogeològic en l'eficiència energètica dels sistemes geotèrmics de molt baixa entalpia

L’elevat consum energètic de les societats actuals, així com la impossibilitat de sostenir-lo a llarg termini implica la cerca de noves fonts d’energia. D’aquesta manera, en el camp de la climatització residencial, l’energia geotèrmica de molt baixa entalpia es posiciona com una alternativa als recursos energètics actuals. Així, els primers metres de subsòl presenten una temperatura adequada per al seu aprofitament calorífic, mitjançant els sistemes geotèrmics de bomba de calor. Si bé a nivell energètic, són sistemes, intrínsecament, molt eficients, el seu rendiment pot patir importants variacions davant dels canvis en les condicions del medi geològic i hidrogeològic. Especialment, els col·lectors de calor verticals, treballen, amb freqüència, en el si de les formacions hidrogeològiques. En aquest sentit, els canvis del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua de l’aqüífer es manifesten amb variacions de la conductivitat tèrmica equivalent i del flux subterrani d’aigua, que alhora, aquestes, es tradueixen en alteracions del flux subterrani de calor. Davant d’aquest fet, l’avaluació quantitativa de l’efecte d’aquestes fluctuacions que es presenta en aquest treball mostra petites variacions del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua comporten canvis molt notables en l’eficiència dels sistemes verticals de bomba de calor geotèrmica.

Estudi energètic de les llars del barri de Haër (Senegal)

En el present estudi s’han analitzat quines són les fonts energètiques utilitzades a les llars de Haër, així com les repercussions que aquestes tenen sobre el medi natural i socioeconòmic de les famílies. Per tal de poder identificar quines són aquestes fonts i els seus efectes, s’ha realitzat un inventari i una diagnosi energètica. S’ha estudiat l’ús de l’energia en dos àmbits domèstics principals: la il·luminació i el cuinat, analitzant la freqüència d’ús i quantificant el consum energètic familiar. Les fonts energètiques detectades són: llenya, carbó, gas, querosè, piles i espelmes, de les quals, la llenya, el querosè i el carbó són les majoritàriament utilitzades. El consum energètic per càpita és de 2.100 kWh/any. Per altra banda, l’obtenció d’algunes d’aquestes fonts energètiques, suposen un cost econòmic molt elevat per les economies familiars, arribant a suposar un 60% dels ingressos. A partir de les dades obtingudes a la diagnosi, s’ha aplicat un indicador per tal de quantificar la magnitud de l’impacte sobre el medi produït pel model energètic seguit dins de les llars. L’indicador estudiat ha estat la petjada energètica, amb la qual s’ha traduït aquest consum en unitats de superfície biològicament productiva, requerida per absorbir el CO2 emès. El resultat ha estat que una persona produeix anualment 2,09·10-2 tCO2, que requereix de 7,53·10-3 gha/persona de superfície forestal per ser absorbides. S’ha comparat aquest resultat amb la petjada energètica domèstica calculada pel poble d’Araós, el qual, amb un model energètic totalment diferent, té una petjada energètica de 1,53 gha/persona. Un cop detectats els problemes o impactes causats pel model energètic actual, es proposa una alternativa energètica per tal de reemplaçar algunes fonts convencionals, principalment el querosè dels quinqués. Així doncs, mitjançant l’aprofitament de l’energia solar, es plantegen dos models fotovoltaics adaptats a dues tipologies de llars diferents, amb l’objectiu de minimitzar el cost i optimitzar els recursos energètics. Finalment es planteja una solució financera per abordar el cost inicial de la instal·lació solar.

Ecoetiqueta de serveis i aprofitament dels recursos hídrics i energètics als establiments hotelers de Sitges

Aquest projecte té com a objectiu l’estudi de l’estat ambiental dels hotels del municipi de Sitges i l’estudi d’aprofitament dels recursos hídrics i energètics característics d’aquesta zona del Mediterrani per hotels de 4 i 5 estrelles. Sitges és un municipi que al període estival dobla la població, i que amb una superfície de 43,85 Km2 conta amb 35 hotels i apart pensions, hostals i càmpings, per tant, el turisme és l’activitat més important a Sitges. Per desenvolupar aquest projecte s’ha realitzat una enquesta senzilla sobre qualitat ambiental per conèixer el comportament ambiental dels diferents hotels. En aquest estudi han participat 15 dels 35 hotels del municipi, ja que el 49% d’aquests romanen tancats des d’Octubre fins a Març i dels 18 hotels restants 15 han accedit a formar part d’aquest estudi. A través d’una prova pilot s’ha avaluat la implantació del Distintiu de Garantia de Qualitat Ambiental a l’hotel Antemare i a l’hotel Sunway Playa Golf, aquests dos hotels pertanyen a la categoria de quatre estrelles, categoria que reuneix més nombre d’hotels i el tant per cent d’ocupació és major en comparació amb les altres categories. El DGQA és una ecoetiqueta de serveis que atorga la Generalitat de Catalunya a partir de la revisió de l’establiment per mitjà d’un tècnic autoritzat. S’ha analitzat l’aprofitament dels recursos local com, les aigües pluvials i la radiació solar en els hotels de 4 i 5 estrelles per obtenir l’autosuficiència individual dels 9 hotels objecte d’estudi. Els resultats obtinguts en aquest estudi reflecteixen la possibilitat de millorar l’estat ambiental dels establiments hotelers, duent a terme alguns criteris bàsics com, la recollida selectiva i una major implantació d’energies renovables, així com també la utilització d’aquestes per assolir un cert nivell d’autosuficiència energètica i hídrica. La prova pilot mostra que els dos hotels estudiats estan molt a prop d’aconseguir el DGQA, els vectors on s’haurien de fer millores són, informació ambiental, energia, aigua i residus.

La integració de les energies renovables en un model energètic sostenible

La sostenibilitat del model energètic de Catalunya es veu condicionada per aspectes com la dependència energètica, la seguretat de subministrament, l’eficiència energètica, els impactes ambientals i la demanda creixent. D’altra banda, la incorporació d’energia renovable en el mix energètic implica una major autonomia energètica, seguretat de subministrament a llarg termini, i eficiència energètica, així com un menor impacte ambiental. Tanmateix, la contribució en el sistema elèctric d’un volum ja important i creixent d’energia renovable requereix una complexa tasca d’integració a nivell tècnic i econòmic. Per aconseguir-ho, és necessari desenvolupar una regulació estable que complementi el procés de liberalització del sector amb l’objectiu d’acomodar la generació renovable en un model energètic sostenible. La (in)formació i participació de la demanda es presenta com una condició clau per engegar el camí cap a una nova cultura energètica.

Disseny i implementació de la base de dades d'un sistema de control energètic

La Comunitat Europea ha encarregat el disseny i implementació d'una base de dades que ajudi a controlar el consum energètic i estudiar les seves característiques. Aquest TFC conté el desenvolupament d'aquest projecte començant des de zero i contempla totes les fases de creació de la base de dades a implementar en Oracle. Les fases del projecte són: anàlisi prèvia, anàlisi de requisits, disseny, implementació, proves i lliurament final.

Disseny i implementació de la base de dades d'un sistema de control energètic

Aquest treball de fi de carrera consisteix en la realització d'una base de dades per a la gestió de recursos energètics i el seu control de distribució i consum.