Tipos de poder calorífico: ¿Superior (PCS) o Inferior (PCI)?

En el ámbito de la biomasa, el poder calorífico es un dato clave para que los clientes industriales evalúen la eficiencia energética del combustible. Sin embargo, es importante diferenciar entre los tipos de poder calorífico y las bases de medición, ya que esto influye directamente en la rentabilidad y el diseño de los sistemas de combustión. Aquí lo explicamos de forma clara y práctica:

• Poder Calorífico Superior (PCS):

  • También llamado Higher Heating Value (HHV).

  • Incluye todo el calor liberado durante la combustión, incluyendo el calor latente de condensación del vapor de agua generado.

  • Se mide en condiciones de laboratorio (idealizadas).

  • No es el valor práctico para la mayoría de aplicaciones industriales, ya que en sistemas reales, el vapor de agua suele escaparse por la chimenea sin condensarse.

• Poder Calorífico Inferior (PCI):

  • También llamado Lower Heating Value (LHV).

  • Excluye el calor latente del vapor de agua, reflejando solo el calor aprovechable en condiciones reales.

  • Es el valor que se debe priorizar, ya que representa la energía realmente utilizable en calderas, hornos o generadores industriales.

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Base de medición: ¿Seco o húmedo?

La biomasa tiene humedad residual, y esto afecta drásticamente su poder calorífico. Por eso, se usan dos bases:

• Base seca (0% humedad):

  • Mide el poder calorífico teórico sin considerar la humedad.

  • Útil para comparar calidades entre diferentes biomasas (ejemplo: hueso de aceituna vs. astilla forestal).

  • No es práctico para uso real, ya que ninguna biomasa está completamente seca al combustionarse.

• Base húmeda (con humedad real):

  • Considera la humedad residual del producto (ejemplo: 10% en cáscara de almendra bien almacenada).

  • Es el valor que importa en la práctica, porque refleja el combustible tal como se quema.

  • Cuanto mayor sea la humedad, menor será el PCI efectivo (el agua absorbe calor para evaporarse).

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Conclusión: ¿Qué se debe usar?

El dato relevante es el PCI en base húmeda, ya que:

1. Es realista: Considera la humedad real del producto y la energía aprovechable.

2. Permite cálculos precisos: Ayuda a dimensionar correctamente equipos (calderas, secaderos) y estimar costes.

3. Evita sobreestimaciones: Algunos proveedores usan el PCS o base seca para inflar números, lo que genera decepciones operativas.

   
   

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Ejemplo práctico:

Pongamos como ejemplo el hueso de aceituna:

• PCS (base seca): ~4.777 kcal/kg → Valor teórico máximo, poco útil.

• PCI (base seca): ~4.410 kcal/kg → Mejor, pero aún no considera la humedad.

• PCI (base húmeda, 10% (aprox.) humedad): ~3.957 kcal/kg → Este es el valor que se debe usar para calcular el ROI.

  
  

Más ejemplo de cálculo para entender cómo se relacionan el PCI bs, PCI bH y la humedad:

Fórmula de conversión

El PCI en base húmeda se calcula con esta fórmula:

Donde:

• PCIbH: Poder Calorífico Inferior en base húmeda (kcal/kg).

• PCIbs: Poder Calorífico Inferior en base seca (kcal/kg).

• H: Contenido de humedad de la biomasa (% en peso).

• 600: Calor requerido para evaporar 1 kg de agua (kcal/kg).

Ejemplo práctico

Supongamos que:

• El PCI en base seca (PCIbs) es 4,500 kcal/kg.

• El contenido de humedad (H) es 30%.
  

Cálculo:

Primero, resolvemos los términos:

1. Energía útil restante por la parte seca: 4500⋅(1−0.3)= 4500⋅0.7= 3150 kcal/kg

2. Pérdida de energía por evaporación del agua:
   

600 ·⋅0.3 =180 kcal/kg

3. Restamos ambos valores:
   

PCIbH = 3150 − 180 = 2970 kcal/kg

Resultado:

El PCI en base húmeda de esta biomasa con un contenido de humedad del 30% es 2,970 kcal/kg.

Esperamos haber resuelto tus dudas sobre el poder calorífico y las bases de medición. ¡Te esperamos en el próximo post!