N4 Experto e investigación · Lección 8 de 8 · 45 min

Densidad, durabilidad y especificación: ¿puede un pellet de cascarilla cumplir la norma?

Caracterización fisicoquímica de la biomasa

Equipo docente de biomasa360 · Responsable: Dirección de oferta, calidad y Academia · Revisada el 25 de octubre de 2026 (revisión científica de cálculos y citas)

Al terminar podrás

Calcular la densidad energética a granel de un residuo y su efecto en almacenamiento y transporte.
Interpretar los requisitos de ENplus (ISO 17225-2) y de ISO 17225-6 para pellets.
Demostrar, con datos y un límite físico, si una biomasa puede cumplir un umbral de PCI.

Conviene saber antes

Lecciones «Humedad y bases de reporte» y «Análisis elemental y poder calorífico».
Curso «Logística y cadena de suministro» (recomendado).

Las propiedades físicas deciden la logística. La densidad a granel (ISO 17828) es la masa de material suelto por metro cúbico, con el aire entre partículas; la densidad de partícula es la de cada trozo. La durabilidad mecánica (ISO 17831-1) mide qué fracción de pellets o briquetas sobrevive sin romperse a un ensayo de volteo normalizado. Multiplicando la densidad a granel por el poder calorífico se obtiene la densidad energética: los GJ que caben en un metro cúbico de bodega, silo o camión.

Las especificaciones de pellets fijan límites para estas propiedades. La tabla resume los de ENplus, el esquema de certificación de pellets de madera basado en ISO 17225-2. Para pellets no leñosos (cascarilla, paja), la referencia es ISO 17225-6 (2021).

Tabla 1 Requisitos ENplus para pellets de madera (selección)
Propiedad	Unidad	ENplus A1	ENplus A2	ENplus B	Norma de ensayo
Humedad (recibida)	% m	≤ 10	≤ 10	≤ 10	ISO 18134
Ceniza (base seca)	% m	≤ 0,7	≤ 1,2	≤ 2,0	ISO 18122
Durabilidad mecánica	% m	≥ 98,0	≥ 98,0	≥ 97,5	ISO 17831-1
Finos (< 3,15 mm)	% m	≤ 1,0	≤ 1,0	≤ 1,0	ISO 18846
PCI (recibido)	kWh/kg (MJ/kg)	≥ 4,6 (16,5)	≥ 4,6 (16,5)	≥ 4,6 (16,5)	ISO 18125
Densidad a granel	kg/m³	600–750	600–750	600–750	ISO 17828
Nitrógeno (recibido)	% m	≤ 0,3	≤ 0,5	≤ 1,0	ISO 16948
Cloro (base seca)	% m	≤ 0,02	≤ 0,02	≤ 0,03	ISO 16994

Fuente: European Pellet Council (2015), ENplus-Handbuch Teil 3, versión 3.0, Tabla 1 (p. 5). ENplus exige además una temperatura de deformación de la ceniza (preparada a 815 °C) de al menos 1200 °C para la clase A1.

ED = \frac{\rho_{granel} \cdot q}{1000} \qquad DU = \frac{m_A}{m_E} \times 100

Densidad energética a granel (GJ por m³) y durabilidad mecánica de pellets: masa de pellets enteros tras el ensayo de volteo y el tamizado, sobre la masa antes del ensayo.

Variables de la ecuación 1
Símbolo	Significado	Unidad
$ED$	densidad energética a granel	GJ/m³
$\rho_{granel}$	densidad a granel	kg/m³
$q$	poder calorífico (indicar PCS o PCI y la base)	MJ/kg
$m_E, m_A$	masa antes y después del ensayo (sin finos)	g

Ejemplo resuelto 1

Densidad energética del cuesco y de la fibra de palma

Paucar y Rubio (2021) midieron densidades a granel de 473–522 kg/m³ para el cuesco y 63–81 kg/m³ para la fibra (método de la probeta), y PCS de 20,23 y 19,73 MJ/kg. Calcula la densidad energética con el punto medio de cada rango.

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$\rho_{cuesco}$	497,5	kg/m³ (punto medio)	Paucar y Rubio (2021), Tabla 3
$\rho_{fibra}$	72	kg/m³ (punto medio)	Paucar y Rubio (2021), Tabla 3
$\mathrm{PCS}$	20,23 y 19,73	MJ/kg (tal como lo reporta la fuente)	Paucar y Rubio (2021), Tabla 5

Cuesco.
$ED = \frac{497{,}5 \times 20{,}23}{1000} = 10{,}06\ \mathrm{GJ/m^3}$
Fibra.
$ED = \frac{72{,}0 \times 19{,}73}{1000} = 1{,}42\ \mathrm{GJ/m^3}$
Relación.
$\frac{10{,}06}{1{,}42} = 7{,}1$

Resultado

ED_{cuesco} \approx 10{,}1;\ ED_{fibra} \approx 1{,}4\ \mathrm{GJ/m^3}

Interpretación: Con casi el mismo PCS, un metro cúbico de cuesco lleva siete veces más energía que uno de fibra. En un camión que se llena por volumen, la fibra paga flete de aire; es la razón económica para densificarla o usarla cerca de la extractora.

Figura 1Densidad energética a granel (GJ/m³)

El cuesco a granel ya tiene una densidad energética comparable a la de un pellet de madera certificado: no necesita densificarse. La fibra, en cambio, está un orden de magnitud por debajo.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: Densidad energética a granel (GJ/m³)
Material	GJ/m³
Fibra de palma (Ecuador)	1,42
Pellet ENplus A1 en el mínimo de densidad y PCI	9,9
Cuesco de palma (Ecuador)	10,06
Pellet ENplus A1 en el máximo de densidad, PCI mínimo	12,38

Fuente: Derivado por biomasa360: residuos ecuatorianos con densidad y PCS de Paucar y Rubio (2021; PCS tal como lo reporta la fuente); pellets con los límites de ENplus (2015, Tabla 1; PCI recibido). Las bases energéticas difieren (PCS frente a PCI): la comparación es de orden de magnitud.

Ejemplo resuelto 2

El límite físico de un pellet de cascarilla

ISO 17225-6 exige un PCI recibido mayor que 14,5 MJ/kg (Arteaga, 2020, p. 60). ¿Qué PCI seco necesitaría una cascarilla para cumplirlo con 10 % de humedad? Compáralo con el mayor PCI seco de las cascarillas revisadas en Phyllis2 (15,20 MJ/kg, #1420).

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$\mathrm{PCI}_{ar,min}$	14,5	MJ/kg	ISO 17225-6, según Arteaga (2020, p. 60)
$w$	0,1	fracción (supuesto)	supuesto del ejemplo
$\mathrm{PCI}_{bs,max}$	15,2	MJ/kg	Phyllis2 #1420 (Kitani y Hall, 1989)

Se despeja el PCI seco de la ecuación del PCI recibido.
$\mathrm{PCI}_{bs} = \frac{\mathrm{PCI}_{ar} + 2{,}443\,w}{1 - w} = \frac{14{,}5 + 0{,}2443}{0{,}90} = 16{,}38\ \mathrm{MJ/kg}$
PCI recibido que daría la mejor cascarilla revisada.
$15{,}20 \times 0{,}90 - 0{,}2443 = 13{,}44\ \mathrm{MJ/kg}$

Resultado

\mathrm{PCI}_{bs} \geq 16{,}38\ \mathrm{MJ/kg} > 15{,}20

Interpretación: Ninguna de las cascarillas revisadas alcanza el umbral con 10 % de humedad: la mejor llegaría a ≈13,4 MJ/kg. El pellet ecuatoriano de Arteaga (PCS 13,48 MJ/kg con 14,75 % de humedad) confirma el resultado.

Hipótesis contrastadas

¿Puede un pellet de cascarilla de arroz cumplir el PCI mínimo de ISO 17225-6 si se mejora el proceso de pelletizado?

H1 Sí: con mejor secado y mayor compactación se alcanza el umbral.
Evidencia a favor
- Secar reduce la humedad y sube el PCI recibido; a 0 % de humedad el PCI recibido es igual al seco.
Evidencia en contra
- Aun secando, el PCI seco máximo de las cascarillas revisadas (15,20 MJ/kg) solo supera 14,5 MJ/kg si la humedad baja de 4,0 %, y la mayoría de cascarillas tiene PCI seco menor.
- Compactar cambia la densidad, no el poder calorífico por kilogramo; densificar no cambia la ceniza (Arteaga, 2020).
- El pellet de piladoras de Guayas y Los Ríos tuvo PCS de 13,48 MJ/kg; su PCI recibido es menor (Arteaga, 2020).
Fuentes: Arteaga (2020); Phyllis2
H2 No sin cambiar la composición: el límite lo impone la ceniza (≈20 %), que diluye la energía; solo mezclar con biomasa de menos ceniza o retirar parte de la sílice lo permitiría.
Evidencia a favor
- La materia orgánica de la cascarilla tiene un PCS daf parecido al de otras biomasas (≈18,6–19,9 MJ/kg daf en las muestras #993, #2135, #1482, #1949 y #3944 de Phyllis2), pero la ceniza reduce el PCS seco a ≈14–16 MJ/kg.
- Se requeriría un PCI seco ≥ 16,38 MJ/kg con 10 % de humedad, por encima de todas las cascarillas revisadas.
Evidencia en contra
- Una mezcla con biomasa de baja ceniza podría cumplir, pero ya no sería un pellet de cascarilla pura y debería declararse como mezcla.
Fuentes: Phyllis2; Arteaga (2020)

Certeza alta

Conclusión: Sobrevive la segunda con certeza alta: el límite es composicional, no de proceso. Además, la ceniza es un segundo criterio, independiente del PCI: ISO 17225-6 también fija un máximo de ceniza para cada clase (tabla 1 de la norma), y con ≈20 % de ceniza la cascarilla pura queda descalificada aunque alcanzara el PCI. Para un negocio, la conclusión es vender la cascarilla a granel a calderas preparadas para su ceniza, o desarrollar mezclas declaradas, en lugar de prometer un pellet de cascarilla «con norma».

Figura 2Ensayo de durabilidad de pellets en una caja giratoria y tamizado de finos

Ejercicios

Cálculo●○○
Un ensayo de durabilidad parte de 500,0 g de pellets y, tras el volteo y el tamizado, quedan 489,5 g. Calcula DU y di si cumple ENplus A1.
Ver la solución
$\mathrm{DU} = 489{,}5 \div 500{,}0 \times 100 = 97{,}9\,\%$ .No cumple A1 (≥ 98,0 %); en durabilidad cumple A2 y B (≥ 97,5 %).
Cálculo●●○
¿Cuántos m³ ocupan 1.000 GJ de fibra de palma y de cuesco a granel, con las densidades energéticas de la lección?
Ver la solución
Fibra: 1000 ÷ 1,42 = 704 m³. Cuesco: 1000 ÷ 10,06 = 99 m³.
Caso●●●
Un cliente pide «pellet de cascarilla ENplus A1». Redacta tu respuesta técnica en tres frases.
Ver la solución
ENplus certifica pellets de madera y exige ceniza ≤ 0,7 %; la cascarilla tiene ≈20 % de ceniza, así que no puede ser ENplus. La norma que le corresponde es ISO 17225-6, cuyo PCI mínimo (14,5 MJ/kg recibido) tampoco se alcanza con cascarilla pura. Ofrecemos cascarilla a granel con ficha medida, o una mezcla declarada si su caldera exige pellet.

Autoevaluación

¿Qué ceniza máxima admite ENplus A1?
1. 0,7 %
2. 2,0 %
3. 6 %
4. 10 %
Ver la respuesta
Respuesta: A. ≤ 0,7 % en base seca; A2 ≤ 1,2 %; B ≤ 2,0 %.
Compactar más un pellet de cascarilla…
1. Aumenta su PCI por kg
2. Aumenta su densidad, no su PCI por kg
3. Reduce su ceniza
4. Lo convierte en ENplus
Ver la respuesta
Respuesta: B. La densificación cambia la masa por volumen, no la energía por masa ni la ceniza.
La densidad energética a granel del cuesco es comparable a la de…
1. La fibra de palma
2. Un pellet de madera certificado
3. El aire
4. El bunker
Ver la respuesta
Respuesta: B. ≈10 GJ/m³, del orden de un pellet A1 en su densidad mínima.

Referencias

European Pellet Council. (2015). ENplus-Handbuch, Teil 3: Anforderungen an die Pelletqualität (versión 3.0). EPC/AEBIOM. https://enplus-pellets.eu/wp-content/uploads/2023/11/Teil-III-Anforderungen-an-die-Pellet-Qualitat.pdf
International Organization for Standardization. (2021). Solid biofuels — Fuel specifications and classes — Part 6: Graded non-woody pellets (ISO 17225-6:2021). https://www.iso.org/standard/76093.html
Arteaga Quintana, J. F. (2020). Caracterización de cascarilla de arroz como biomasa residual para combustible [Tesis de maestría, Universidad Internacional SEK]. https://repositorio.uisek.edu.ec/jspui/bitstream/123456789/3742/1/JUAN%20FRANCISCO%20ARTEAGA%20QUINTANA.pdf
Paucar, L., & Rubio, A. (2021). Caracterización físico-química del cuesco y fibra de palma africana. Perspectivas, 6(21), 110–126. https://revistas.uniminuto.edu/index.php/Pers/article/download/2625/2427/9326
TNO. (2026). Phyllis2: Database for the physico-chemical composition of (treated) lignocellulosic biomass, micro- and macroalgae, various feedstocks for biogas production and biochar [Base de datos]. Consultado el 25 de octubre de 2026. https://phyllis.nl/
International Organization for Standardization. (2017a). Solid biofuels — Determination of calorific value (ISO 18125:2017). https://www.iso.org/standard/61517.html

Para profundizar

ENplus-Handbuch Teil 3 (2015). — La tabla completa de requisitos y las notas sobre bases de reporte (recibida o seca) de cada propiedad.
Arteaga Quintana (2020), tesis UISEK. — Caracteriza cascarilla y pellets de piladoras de Guayas y Los Ríos y discute su clasificación con ISO 17225-6.

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). Densidad, durabilidad y especificación: ¿puede un pellet de cascarilla cumplir la norma? (Versión 2026-10) [Lección del curso «Caracterización fisicoquímica de la biomasa»]. Academia 360, biomasa360. Recuperado el 26 de octubre de 2026, de https://biomasa360.com/academia/caracterizacion-fisicoquimica/densidad-durabilidad-y-normas-de-pellet/

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