La pirolisis es un proceso termoquímico que ocurre en ausencia de oxígeno. El proceso de pirolisis tiene tres etapas: la dosificación y alimentación de la materia prima, la transformación de la masa orgánica y, finalmente, la obtención y separación de los productos (coque, aceite y gas). La planta piloto de la PUCP puede producir un biocombustible de segunda generación a partir de desechos orgánicos lo que responde al reto de un desarrollo sostenible de bioenergía en Perú. / Pyrolysis is a thermochemical process that occurs in absence of oxygen. The pyrolysis process has three stages: feeding and dosing of raw materials, transformation of the organic mass and, finally, collection and separation of the products (coke, oil and gas). The pilot plant of the PUCP can produce second generation biofuels from organic waste and this responds to the challenge of a sustainable developmentof bioenergy in Peru.

[EN] In the framework of a sustainable bio-based economy, this doctoral thesis aims to stimulate sustainable forest management by providing scientific information and guidelines tending to plan and mobilizate bioenergy resources from Mediterranean forests, protect forest ecosystems from forest fires, optimize the carbon balances of the entire bioenergy value chain and finally, contribute to the rural development through employment and richness creation in the renewable energy sector. To achieve these goals, the general objective of this research is to analyse and develop an integral management, planning, logistics and energy valuation model for the forest biomass residues available in the Valencian Province. For that purpose, forest and agricultural crops data in the Valencian Province have been analised by using Geographical Information Systems (GIS) and applying selection and sustainable harvesting criteria. Biomass quantity and real available biomass residues have been estimated. Based on a sustainable management, planning, logistics, transformation and biomass use model, eight bioenergy districts have been identified at a supramunicipal level. Representative forest plots have been selected and two harvesting systems, the integrated system (separated use of logs and forest residues) and the whole tree system, have been tested. Subsequently, productivity, costs, environmental impact, carbon emissions and energy balances have been compared and the quality of the obtained chips has been analysed according to European quality norms. In addition, a pilot pellet plant at a laboratory scale has been designed and started and pellets have been fabricated. Finally, pellet quality and influencing variables such as species, tree fraction of the chips and bark presence have been studied together with the maximum amount of bark that quality pellets can tolerate. It has been estimated 28t/ha of residual biomass for the Valencian Province. A total of eight bioenergy districts have been identified, which could provide a in which a sustained supply of high quality biomass. Representative forest plots are those with a pole stage of Pinus halepensis with a canopy cover estimated in between 40-69% at altitudes around 600 m above the sea level, east-southwest dominating aspects and 15% of average slope. The integrated system has proven to be the most suitable for harvesting Pinus halepensis in a pole stage in the Valencian Province due to a higher harvesting productivity, which in turn means lower fuel consumption, lower total costs, higher economic and financial profitability due to the higher value of log woodchips in the market, lower environmental impact due to the need of less manoeuvrability forwarder space with the integrated systems and a lower number of cycles, slightly lower emissions thanks to a lower fuel consumption and finally, a slightly higher energy balance, with an energy contained in biomass that is around ten times the energy necessary for the biomass mobilization and use. In conclusion, it is possible to obtain high quality woodchips from these two harvesting systems (integrated and whole tree system) when moisture and ash content are properly monitored. It is also possible to obtain high quality pellets from barked and debarked logs as well as from branches. This implies that the abundant forest biomass residues in the Valencian Province can be transformed into high added value solid biofuels. / [ES] En el marco del desarrollo de una bioeconomía sostenible, esta tesis doctoral pretende estimular la gestión forestal sostenible orientada a la ordenación y movilización de los recursos bioenergéticos de los montes mediterráneos, proteger los ecosistemas forestales frente a los incendios forestales, optimizar los balances de carbono en la cadena de valor de la bioenergía forestal y, finalmente, contribuir al desarrollo rural mediante la generación de empleo y riqueza en el sector de las energías renovables. Para alcanzar estos retos, el objetivo general de la investigación es el análisis y el desarrollo de un modelo integral de gestión, planificación, aprovisionamiento y valorización energética de la biomasa forestal residual de la Provincia de Valencia. Para ello, se ha analizado el territorio de la Provincia de Valencia a partir de información forestal y agrícola recogida en distintas bases de datos mediante la aplicación de Sistemas de Información Geográfica (SIG) y de criterios de selección y aprovechamiento sostenible. Se ha estimado la cantidad de biomasa agroforestal residual existente y aprovechable. Se han definido e identificado distritos bioenergéticos en base a un modelo sostenible de gestión, aprovisionamiento, transformación y uso de la biomasa a escala supramunicipal. Se han seleccionado parcelas forestales representativas y en ellas se han llevado a cabo aprovechamientos experimentales de biomasa mediante el sistema de aprovechamiento integrado (aprovechamiento separado de fuste y residuos forestales) y el sistema de árbol completo. A continuación, se han comparado rendimientos, productividad, costes, rentabilidad, impacto ambiental, emisiones de carbono y balances energéticos de ambos sistemas. Posteriormente, a partir del material recogido se ha analizado la calidad de las astillas según la normativa de calidad europea. En paralelo, se ha diseñado y puesto en marcha una planta piloto a escala de laboratorio para la fabricación de pellets a partir de astillas obtenidas en campo. Por último, se ha analizado la calidad de los pellets y se ha estudiado la influencia de factores como la especie, la fracción del árbol y la presencia de corteza sobre las variables de calidad, estableciendo los límites máximos tolerables de corteza para la producción de pellets de calidad. Como resultados, se ha estimado que en la Provincia de Valencia la cantidad de biomasa residual aprovechable es de en torno a 28t/ha, identificándose ocho distritos bioenergéticos en que se podría dar un suministro sostenido en cantidad y calidad de biomasa en base a sus propios recursos agroforestales. Las parcelas representativas de las masas dominantes pertenecen al estrato Pinus halepensis en estado de latizal-fustal con una fracción de cabida cubierta de entre el 40-69%, situadas a altitudes medias de 600 m sobre el nivel del mar, con orientaciones dominantes este-suroeste y pendientes medias en torno al 15%. El sistema de aprovechamiento integrado ha resultado ser el más adecuado para el aprovechamiento de estas masas debido a un mayor rendimiento en el desembosque que se traduce en menores consumos de combustible, menores costes totales, mayor rentabilidad económica y financiera, un menor impacto ambiental, emisiones ligeramente menores en el sistema integrado frente al completo y un balance energético algo superior, siendo la energía contenida en la biomasa, en ambos casos, diez veces superior respecto a la que se necesita para su aprovechamiento. Se concluye que es posible obtener astillas de calidad procedente de estos sistemas de aprovechamiento biomásico (fustes y árbol completo) siempre que se controle la humedad y el contenido en cenizas y que es posible obtener pellets de alta calidad a partir de fustes descortezados y sin descortezar, así como de su fracción de ramas, lo que implica que los abundantes recursos biomásicos en la Provincia de Valencia pueden ser transformados en / [CAT] En el marc del desenvolupament d'una bioeconomia sostenible, aquesta tesis doctoral pretén estimular la gestió forestal sostenible orientada a l'ordenació i movilització dels recursos bioenergètics dels forets mediterranis, protegir els ecosistemes forestals front als incendis forestals, optimitzar els balanços de carboni en la cadena de valor de la bioenergia forestal i, finalment, contribuir al desenvolupament rural mitjançant la generació de treball i riquesa en el sector de les energies renovables. Per a assolir aquests reptes, l'objectiu general de la investigació és l'anàlisis i el desenvolupament d'un model integral de gestió, planificació, aprovisionament i valorització energètica de la biomasa forestal residual de la Provincia de València. Per a fer açò possible, s'ha analitzat el territori de la Provincia de València a partir d'informació forestal i agrícola recollida en distintes bases de dades mitjançant l'aplicació de Sistemes d'Informació Geogràfica (SIG) i de criteris de selecció i d'aprofitament sostenible. S'ha estimat la quantitat de biomasa agroforestal residual existent i aprofitable. S'han definit e identificat districtes bioenergètics en base a un model sostenible de gestió, aprovisionament, transformació i ús de la biomasa a escala supramunicipal. S'han seleccionat parcel·les forestals representatives i en elles s'han dut a terme aprofitaments experimentals de biomasa mitjançant el sistema integrat (aprofitament per separat de canó i de residus forestals) i el sistema d'arbre complet. A continuació, s'han comparat ambdós sistemes pel que fa a rendiments, productivitat, costs, impacte ambiental, emissions de carboni i balanços energètics. Posteriorment, a partir del material recollit s'ha estudiat la qualitat de les estelles generades amb els aprofitaments segons la normativa de qualitat europea. En paralel, s'ha disenyat i posat en marxa una planta pilot a escala de laboratori per a l'elaboració de pellets a partir de les estelles obtingudes de camp. Per últim, s'ha analitzat la qualitat dels pellets i s'ha estudiat la influència de factors com l'espècie, la fracció de l'arbre i la presencia d'escorça sobre les variables de qualitat establint els límits màxims tolerables d'escorça per a la producció de pellets de qualitat. Com resultats, s'ha estimat que en la Provincia de València la quantitat de biomasa residual aprofitable és d'al voltant de 28t/ha, identificant-se huit districtes bioenergètics en els que es podria donar un sumisitre sostingut en quantitat i en qualitat de biomasa en base als seus propis recursos agroforestals. Les parceles representatives de les mases dominants perteneixen al estrate Pinus halepensis en estat de perxada amb una desnitat de recobriment de entre el 40-69%, situades a altituds mitjanes de 600 m sobre el nivell del mar, amb orientacions dominants est-suroest i pendents mitjanes al voltant del 15%. El sistema d'aprofitament integrat ha resultat ser el més adequat per a l'aprofitament d'estes mases dominants debut a un major rendiment en el desembosc que se tradueix en menors consums de combustible, menors costs totals, major rentabilitat econòmica i financiera, un menor impacte ambiental, unes emissions lleugerament menors del sistema integrat front al complet per menor consum de combustibles i un balanç energètic lleugérament superior, siguent l'energia continguda en la biomasa per a amdós sistemes deu voltes superior respecte a la que es necessita per a la seua mobilització i aprofitament. Se conclou que és possible obtindre estelles de qualitat procedent d'aquests sistemes d'aprofitament biomàsic (canó i arbre complet) sempre que se controle la humitat i el contigut de cendres i que és possible obtindre pellets d'alta qualitat a partir de canons descorçats i amb escorça, així com de la seua fracció de rames, el que implica que els abundants recursos biomàsics de la Provincia de València poden ser / Lerma Arce, V. (2015). Planificación, logística y valorización de biomasa forestal residual en la provincia de Valencia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52391 / TESIS

La biomasa leñosa como recurso material o bioenergético varía principalmente según especie, condiciones ambientales que influyen en su producción y dispersión en el territorio. La estimación de la disponibilidad y aptitud de este recurso es hoy en día crucial para el desarrollo sostenible del sector agroforestal y, en concreto, de la cadena de valor monte-industria-consumo. Debido a la dispersión de esta fuente de materia prima en el territorio y a los altos costes logísticos que ello implica, el desarrollo de sistemas de valor en base a la biomasa de origen forestal y/o agrícola pasa por el desarrollo de sistemas de gestión y valorización integral de estos recursos a nivel local, bien para aprovechamiento como materia prima para la industria del tablero o como fuente de bioenergía. Tomando en cuenta esta situación de partida, esta tesis tiene como principal objetivo desarrollar un análisis de valorización integral de la biomasa leñosa en condiciones mediterráneas a lo largo del gradiente altitudinal en el ejemplo territorial de la Comunidad Valenciana (España), integrando una especie forestal representativa (Quercus ilex L.), un cultivo energético de futuro (Paulownia spp.) y los tres cultivos leñosos agrícolas más importantes a nivel regional (Citrus sinensis, Olea europaea y Prunus amygdalus). Para alcanzar este objetivo, el trabajo de investigación se centra en la caracterización de las propiedades morfológicas, físicas, químicas y energéticas de la biomasa leñosa procedente del aprovechamiento de estas especies. En base a un muestreo representativo los resultados a obtener sirven para poder determinar de forma cuantitativa y cualitativa las aptitudes y limitaciones que estos tipos de biomasa presentan en el sector energético como biocombustible sólidos y en el sector de la industria del tablero como materia prima para tableros de partículas. / Fernández Puratich, HW. (2013). VALORIZACIÓN INTEGRAL DE LA BIOMASA LEÑOSA AGROFORESTAL A LO LARGO DEL GRADIENTE ALTITUDINAL EN CONDICIONES MEDITERRÁNEAS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/19133 / TESIS

Los temas vinculados a los problemas medioambientales ocupan un espacio prioritario en la agenda del sector público y, en algunos casos puntuales, en la del sector privado. A nivel mundial, este hecho se puso de manifiesto en la década del ´70 y en nuestro país, podría decirse que la preocupación por el medio ambiente surgió recién en los años ’90. Así, la evaluación del impacto ambiental se ha ido convirtiendo en una necesidad para mitigar los efectos negativos que se generan a partir del accionar del hombre, ya sea como consumidor o como productor. Esta tesis tiene como objetivo presentar otra forma de dar tratamiento a las externalidades negativas provenientes de actividades productivas que generan residuos orgánicos, con la finalidad de disminuir los efectos nocivos causados por estos al medio ambiente y, de esta manera, elevar una nueva propuesta para diseñar un proyecto de desarrollo regional. Se postula un modelo en el que se considera la reconversión de una empresa monoproductora en multiproductora, teniendo en cuenta la posibilidad de transformar esos desechos orgánicos en subproductos con elevado potencial de ser comercializados en el mercado (específicamente bioenergía y biofertilizante). En el análisis empírico se considera el estudio de la región de CORFO Río Colorado, realizando un abordaje integral del territorio bajo el enfoque del Desarrollo Territorial Rural dado que, para controlar esos impactos negativos, es necesario analizar qué actividades productivas se realizan en ese territorio, cuáles son sus principales actores sociales, qué tipo de recursos naturales son clave para su crecimiento y desarrollo y cuáles son las instituciones que, de algún modo, condicionarán su desempeño. Las políticas públicas que se han ido implementando en los últimos tiempos en nuestro país han puesto en marcha diversos planes fomentando la concreción de de proyectos tendientes a la producción de bioenergía a partir de la biomasa. En este trabajo se considera que estos son de significativa importancia para contribuir al crecimiento y desarrollo de la región de CORFO Río Colorado. / The issues related to environmental problems occupy a priority place in the public sector's agenda and, in some specific cases, in the private sector. At a global level, this fact became clear in the ‘70s and in our country, it could be said that the concern for the environment emerged in the ‘90s. Thus, the environmental impact assessment has become a need to mitigate the negative effects that are generated from the actions of human being, either as a consumer or as a producer. The aim of this thesis is to present another way of treating negative externalities from productive activities that generate organic waste, in order to reduce the harmful effects caused to the environment and, in this way, raise a new proposal to design a regional development project. A model is postulated in which the conversion of a single-product multiproduct firm is considered, taking into account the possibility of transforming these organic waste into subproducts with high potential to be commercialized in the market (specifically bioenergy and biofertilizer). The empirical analysis considers the study of the CORFO Rio Colorado region, making an integral approach to the territory under the Rural Territorial Development approach since, to control these negative impacts, it is necessary to analyze what productive activities are carried out in that territory, which are its main social actors, what kind of natural resources are key to its growth and development and which are the institutions that, in some way, will condition its performance. There are a lot of public policies that have been implemented in recent times in our country, and they are many plans promoting projects for the production of bioenergy from biomass. In this work it is considered that these are of significant importance to contribute to the growth and development of the CORFO Rio Colorado region.

The Cuban power sector with its heavy dependency on foreign oil is in much need of investment and development. In the past decade, the Cuban government launched an ‘energy revolution,’ the Revolución energética, which aims at generating electricity from renewable sources. As part of this effort, the country looks toward tapping into its biofuels which mainly consist of bagasse from the sugar industry and wood residues from the forest industry. Against this background, the thesis is a case study of how to use the wood residues from two Cuban sawmills in order to generate electricity. The focus is on electricity generation as the mills have no current need for heat. The mills belonging to the state owned company EFI La Palma located in western Cuba are small, with a yearly production of 8400 m3 and 12 500 m3 sawn timber. The wood residues; sawdust, slabs, wood chips and bark, are currently simply dumped in two large deposits near the mills and represent a wasted resource which pollutes the local environment. Three electricity generating alternatives are initially investigated in the literature review: a steam cycle, gasification connected to an internal combustion engine and a Stirling engine using heat from biomass combustion. The gasification alternative is deemed most suitable and the thesis evaluates how two downdraft wood gasifiers would perform if connected to the two currently unused diesel generators of 276 kW and 504 kW which are in place in each of the mills. The specific gasifier models examined are the Indian company Ankur’s WBG 250 and WBG 400 and the fuel preparation necessary to use these gasifiers is investigated. The electricity consumption of the mills is compared with the potential electricity generation. It is found that the smaller mill could produce a yearly amount of 1,5 MWh of electricity  for the grid and the larger mill could export 3,2 MWh.  As the engines must be run in dual mode, the net present value of the gasification system is dependent on the level of replacement diesel which according to Ankur will be between 50 and 75 %. In the smaller mill the investment in the gasifier system is profitable at replacement levels greater than 65,4 % and in the larger mill, the investment becomes profitable at replacement levels above  63,8 %. Moreover, the profitability of the investment is highly dependent on the Cuban electricity price which currently is strongly subsidized. The reduction in CO2 emissions are also dependent on the replacement level and  at 75 % replacement level they are found to be 665 tons in the smaller mill and 1272 tons in the larger mill. / Actualmente, el sector energético cubano depende fuertemente de petróleo importado y se encuentra en necesitad de inversiones para su desarrollo y modernización.  Durante la década pasada, el gobierno cubano inició la ‘Revolución energética’ que tiene como objetivo incluir en la generación de electricidad fuentes renovables. Una parte de este programa es la utilización de los biocombustibles del país, que consisten principalmente del bagazo de la industria azucarera y de los residuos de madera provenientes de la industria forestal.  En este contexto, la tesis presenta un estudio de caso de cómo utilizar los residuos de madera de dos aserraderos cubanos para generar electricidad. Hoy en día, los aserraderos no necesitan calefacción y por  lo tanto el enfoque es la generación de electricidad. Los aserraderos pertenecen a  EFI La Palma, una empresa estatal, y están ubicados en Pinar del Rio, la provincia más occidental de Cuba. Producen  8400 m3 y 12 500 m3 de madera aserrada por año. Actualmente los residuos de madera; aserrín, cortezas y astillas, son dejados en depósitos localizados cerca de cada aserradero.  Esos residuos no solo representan un desperdicio de recursos, además, son una fuente de contaminación local. Inicialmente, tres alternativas de generación de electricidad son investigadas en la revisión de la literatura: el ciclo de vapor, la gasificación conectada a un motor de combustión interna y finalmente la combustión de biomasa conectada con un motor de Stirling. La alternativa de gasificación fue considerada la más adecuada. La tesis evalúa cuanto el rendimiento de dos gasificadores de madera con fluje descendente conectados a dos generadores de diesel de 276 kW y de 504 kW que  actualmente existen en los dos aserraderos. Los modelos de motor examinados son: WBG 250 y WBG 400 de la empresa india Ankur. La preparación de la biomasa también es investigada con el fin de usarla con los motores mencionados. El consumo de electricidad se comparó con la generación de electricidad potencial de los aserraderos.  Los resultados muestran que el aserradero más pequeño podría generar 1,5 MWh de electricidad por año para vender a la red mientras en el aserradero más grande, 3,2 MWh de electricidad por año. Como los motores deben funcionar en modo dual, el valor neto presente del sistema de gasificación depende del nivel de sustitución de diesel que según Ankur sería entre 50 y 75%. En el aserradero más pequeño, la inversión en el sistema de gasificador es rentable a niveles de reemplazo de más de 65,4% y en el aserradero más grande, la inversión se vuelve rentable a niveles de reemplazo por encima de 63,8%. Además, la rentabilidad de la inversión depende fuertemente del precio de electricidad cubano, un precio que actualmente es considerablemente subsidiado. La reducción de las emisiones de CO2 depende igualmente del nivel de sustitución, a un nivel de 75% los dos aserraderos tienen una disminución de emisiones de 665 toneladas y de 1272 toneladas, respectivamente.