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La
biomasa es el conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal,
animal o procedente de la transformación natural o artificial de la
misma. Esta variedad de posibles materiales tiene como nexo común el
derivar directa o indirectamente del proceso de fotosíntesis.
Biomasa
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La
biomasa incluye los materiales de origen biológico que no pueden ser
empleados con fines alimenticios o industriales. Así, todos los productos
agrarios empleados para la alimentación humana y animal, así como los
combustibles fósiles, están excluidos del término "biomasa".
La
energía obtenida a partir de la biomasa proviene de la luz solar que,
gracias al proceso de la fotosíntesis, es aprovechada por las plantas,
para tomar dióxido de carbono del aire y transformarlo en sustancias orgánicas. |
Esta
energía solar se transforma en energía química, que es acumulada en
diferentes compuestos orgánicos e incorporada y transformada por el reino
animal. Por su parte, el hombre la transforma mediante procedimientos
artificiales para obtener bienes de consumo, que pueden ser materias
primas, subproductos aplicables en el campo energético, etc.
Generación
de biomasa
Se puede considerar biomasa a toda la
materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes
de su transformación natural o artificial. Atendiendo
a su origen, la biomasa se puede clasificar en:
a)
Biomasa Natural: Es la que se produce en ecosistemas naturales.
Es la que se produce en la naturaleza sin la intervención humana.
La
explotación intensiva de este recurso no es compatible con la protección
del medio ambiente.
b)
Biomasa Residual:
Es la que genera cualquier actividad humana, principalmente en los
procesos agrícolas, ganaderos y los del propio hombre, como basuras y aguas
residuales. Incluye los Residuos Forestales y Agrícolas, los
Residuos de Industrias Forestales y Agrícolas, los Residuos Sólidos
Urbanos y los Residuos Biodegradables.
c)
Cultivos Energéticos o
Biomasa
producida: Es la cultivada con el propósito de obtener biomasa transformable en
combustible, como la caña de azúcar en Brasil, orientada a la producción de
etanol para carburante. Son
cultivos que se caracterizan por una gran producción de materia viva por
unidad de tiempo y por permitir minimizar los cuidados al cultivo.
d)
Excedentes Agrícolas: Los excedentes agrícolas no utilizados para
la alimentación humana son biomasa. Pueden aprovecharse, por ejemplo,
para la elaboración de biocombustibles líquidos.
La biomasa se puede aprovechar de dos maneras: quemándola para producir
calor o transformándola en combustible para su mejor transporte y
almacenamiento: Su naturaleza es muy variada, ya que depende de la propia
fuente, pudiendo ser animal o vegetal, si bien generalmente se compone de
hidratos de carbono, lípidos y prótidos. La biomasa vegetal se compone
mayoritariamente de hidratos de carbono y la animal de lípidos y prótidos.
El uso de la biomasa con fines energéticos
requiere una adecuación de esta para utilizarla en los sistemas convencionales.
Estos procesos pueden ser:
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Físicos:
Procesos que actúan físicamente sobre la biomasa y que están asociados a las
fases primarias de transformación, como triturado, astillado, compactado e
incluso secado. |
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Químicos:
Procesos relacionados con la digestión química, generalmente mediante
hidrólisis, pirolisis y gasificación. |
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Biológicos:
Procesos llevados a cabo por la acción directa de microorganismos o de sus
enzimas, generalmente llamado fermentación. Son procesos relacionados con la
producción de ácidos orgánicos, alcoholes, cetonas y polímeros. En este
sentido, destaca el tratamiento llamado biodigestor. Se trata de un sistema de
tratamiento primario anaerobio que consiste en retener por un determinado período
de tiempo los desechos orgánicos en un tanque cerrado para que se efectúe la
fermentación del material, produciendo de esta manera gas natural y un efluente
de fácil disposición en el entorno. Se puede construir de metal o cemento y
debe estar herméticamente cerrado. |
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Termoquímicos:
Procesos basados en la transformación química de la biomasa, al someterla a
altas temperaturas (300ºC - 1500ºC). Cuando se calienta la biomasa, se produce
un proceso de secado y evaporación de sus componentes volátiles, seguido de
reacciones de descomposición de sus moléculas, seguidas por reacciones en la
que los productos resultantes de la primera fase reaccionan entre sí y con los
componentes de la atmósfera en la que tenga lugar la reacción, de esta forma se
consiguen los productos finales. Según el control de las condiciones del
proceso se consiguen productos finales diferentes, lo que da lugar a los tres
procesos principales de la conversión termoquímica de la biomasa:
-Combustión: Se
produce en una atmósfera oxidante, de aire u oxígeno, obteniendo cuando es
completa, dióxido de carbono, agua y sales minerales (cenizas), obteniendo
calor en forma de gases calientes.
-Gasificación:
Es una combustión incompleta de la biomasa a una temperatura de entre 600ºC a
1500ºC en una atmósfera pobre de oxígeno, en la que la cantidad disponible de
este compuesto está por debajo del punto estequiométrico, es decir, el mínimo
necesario para que se produzca la reacción de combustión. En este caso se
obtiene principalmente un gas
combustible formado por monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno y metano.
-Pirolisis: Es el
proceso en la descomposición térmica de la biomasa
en ausencia total de oxígeno. |
En
procesos lentos con temperaturas de 300ºC a 500ºC, el producto obtenido es
carbón vegetal. En procesos rápidos con temperaturas entre 800ºC a 1200ºC, se
obtienen mezclas de compuestos orgánicos de aspectos aceitosos y de bajo pH,
denominados aceites de pirolisis. Se pueden obtener los siguientes
combustibles:
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Sólidos: leña,
astillas, carbón vegetal. |
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Líquidos:
biocarburantes, aceites, aldehidos, alcoholes, cetonas, ácidos orgánicos, etc. |
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Gaseosos:
biogás, hidrógeno.
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Asociadas
a los diversos tipos de recursos comprendidos en la biomasa, en la
siguiente tabla aparecen las fórmulas de valorización más apropiadas.
Igualmente se indican, asociados a cada proceso, los procedimientos de
aprovechamiento energético.
Distintos
tratamientos de la biomasa |
