¿Qué es la biomasa?
La biomasa es aquella materia orgánica de
origen vegetal o animal, incluyendo los residuos y desechos orgánicos,
susceptible de ser aprovechada energéticamente. Las plantas transforman la
energía radiante del sol en energía química a través de la fotosíntesis, y
parte de esta energía queda almacenada en forma de materia orgánica.
En la actualidad se
acepta como definición de biomasa la siguiente:
“se
considera biomasa a un grupo de productos energéticos y materia primas de tipo
renovable que se originan a partir de materia orgánica formada por
vía biológica “.
¿Cómo se obtiene?
se somete a la biomasa a distintos procesos físicos
y/o químicos: mediante la combustión directa se obtienen energía térmica que
puede servir de calefacción o se puede producir vapor con el que generar
electricidad previa acción de una turbina y un alternador; también se puede
recurrir a la combustión sin oxígeno (pirolisis), que descompone la biomasa, o
a la oxigenación o hidrogenación, para obtener hidrocarburos; mediante la
fermentación se puede transformar la glucosa es etanol, bioalcohol que así
mismo sirve de combustible; por su parte, la fermentación sin oxígeno
(fermentación anaerobia) origina, biogases que se utilizan en motores de
combustión o como calefacción; a través de procesos químicos no biológicos
(donde no intervienen microorganismos) se pueden transformar aceites vegetales
y grasas animales en una biodiesel, que sirve de combustible
Procesos
-método por combustión directa:
Esta es la
forma más antigua y más común, hasta hoy, para extraer la energía de la
biomasa. Los sistemas de combustión directa son aplicados para generar calor,
el cual puede ser utilizado directamente, como por ejemplo, para la cocción de
alimentos o para el secado de productos agrícolas.
Densificación:
Esta se
refiere al proceso de compactar la biomasa en «briquetas», para facilitar su
utilización, almacenamiento y transporte. Las briquetas son para usos
domésticos, comerciales e industriales. La materia prima puede ser aserrín,
desechos agrícolas y partículas de carbón vegetal, el cual se compacta bajo
presión alta.
-método termo-químico:
Se basan en
la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa. Están muy
desarrollados para la biomasa seca, sobre todo para la paja y la madera
Combustión:
Es la
oxidación completa de la biomasa por el oxígeno del aire al aplicar altas
temperaturas (800 -1000 ºc), en esta reacción se libera agua, gas carbónico, cenizas
y calor. Este último es utilizado para el calentamiento doméstico o industrial
o para la producción de electricidad.
Pirolisis:
Se trata de
una combustión incompleta a una temperatura aproximada de 500ºc de la biomasa
en condiciones anaerobias, es decir, en ausencia de oxígeno. Se utiliza desde
hace mucho tiempo para producir carbón vegetal. Este método libera también un
gas pobre, mezcla de monóxido y dióxido de carbono, de hidrógeno y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de poco
poder calórico, puede servir para accionar motores diésel, para producir
electricidad, o para mover vehículos.
Pirolisis flash:
Es una
variante de la pirolisis y se realiza a una temperatura mayor, alrededor de
1.000 ºc, y tiene la ventaja de asegurar una gasificación casi total de la
biomasa. Se optimiza de esta forma el gas pobre. Las instalaciones en la que se
realizan la pirolisis y la gasificación de la biomasa se llaman gasógenos. El
gas pobre producido puede utilizarse directamente o puede servir como base para
la síntesis de metanol, el cual podría sustituir a las gasolinas para la
alimentación de los motores de explosión (carburo).
Gasificación:
Es un proceso
de combustión incompleta de la biomasa, efectuado a altas temperaturas
(700-1200ºc), aunque en general, inferiores a las de combustión. Como producto
principal se obtiene un gas combustible compuesto por hidrógeno, metano y
monóxido de carbono.
El principal
problema que presenta la gasificación de biomasa como tecnología para la
generación eléctrica es la limpieza del gas resultante del proceso de las
impurezas que lo acompañan.
La
gasificación tiene una serie de ventajas:
-el gas
producido es más versátil y se puede usar para los mismos propósitos que el gas
natural.
-puede
quemarse para producir calor y vapor y puede alimentar motores de combustión
interna y turbinas de gas para generar electricidad.
Métodos bio-químicos
Estos
procesos utilizan las características bio-químicas de la biomasa y la acción
metabólica de organismos microbiales para producir combustibles gaseosos y
líquidos. Son más apropiados para la conversión de biomasa húmeda que los
procesos termo-químicos.
Digestión anaeróbica:
La digestión
de biomasa humedecida por bacterias en un ambiente sin oxígeno (anaeróbico)
produce un gas combustible llamado biogás. En el proceso, se coloca la biomasa
(generalmente desechos de animales) en un contenedor cerrado (el digestor) y
allí se deja fermentar; después de unos días, dependiendo de la temperatura del
ambiente, se habrá producido un gas, que es una mezcla de metano y dióxido de
carbono. La materia remanente dentro del digestor es un buen fertilizante
orgánico.
Combustibles alcohólicos
De la biomasa
se pueden producir combustibles líquidos como etanol y metanol. El primero se
produce por medio de la fermentación de azúcares y, el segundo por la
destilación destructiva de madera. Esta tecnología se ha utilizado durante
siglos para la producción de licores y, más recientemente, para generar
sustitutos de combustibles fósiles para transporte.
Biodiesel:
Se compone de
ácidos grasos y ésteres alcalinos, obtenidos de aceites vegetales, grasa animal
y grasas recicladas. A partir de un proceso llamado «transesterificación», los
aceites derivados orgánicamente se combinan con alcohol (etanol o metanol) y se
alteran químicamente para formar ésteres grasos como el útil o metilo Ester.
Estos pueden ser mezclados con diésel o usados directamente como combustibles
en motores comunes.
Gas de rellenos sanitarios:
Este es una
mezcla de metano y dióxido de carbono. La fermentación de los desechos y la
producción de gas es un proceso natural y común en los rellenos sanitarios; sin
embargo, generalmente este gas no es aprovechado. Además de producir energía,
su exploración y utilización reduce la contaminación y el riesgo de explosiones
en estos lugares y disminuye la cantidad de gases de efecto invernadero.
Tipos de biomasa
Existen diferentes
tipos de biomasa que pueden ser utilizados como recurso energético. Aunque se
pueden hacer multitud de clasificaciones.
-biomasa natural
Es la que se
produce en la naturaleza sin ninguna intervención humana. El problema que
presenta este tipo de biomasa es la necesaria gestión de la adquisición y
transporte del recurso al lugar de utilización.
-biomasa
residual (seca y húmeda)
son los residuos
que se generan en las actividades de agricultura (leñosa y herbácea) y
ganadería, en las forestales, en la industria maderera y agroalimentaria, entre
otras y que todavía pueden ser utilizados y considerados subproductos.se
denomina biomasa residual húmeda a los vertidos llamados biodegradables, es
decir, las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos ganaderos
(principalmente purines).
-cultivos
energéticos
Estos cultivos se
generan con la única finalidad de producir biomasa transformable en
combustible. Estos cultivos los podemos dividir en:
-cultivos ya
existentes como los cereales, oleaginosas, remolacha, etc.;
-lignocelulósicos
forestales (chopo, sauces, etc.)
-lignocelulósicos
herbáceos como el cardo cynara cardunculus
-otros cultivos
como la pataca
-biomasa acuática:
es
aquella de los residuos organicos producidos en lugares existentes de agua como
los ríos lagunas mar etc.
-biomasa de residuos animales:
Como su palabra lo dices son desechos producidos
por los animales cuyo resultado será en la implementación de energía como
ejemplo tenemos el estiércol de vaca, caballo, etc.
Usos de la biomasa
Los usos de los diferentes
tipos de biomasa se pueden clasificar principalmente en
dos: térmicos y eléctricos. En esta sección se tratará
la generación de energía térmica y eléctrica obtenida mediante la
combustión de biomasa sólida, sin olvidar que a través la combustión de biogás también podemos
generar ambos tipos de energía. Igualmente, mediante los biocarburantes se obtiene
energía aprovechable para hacer funcionar los motores de combustión térmica transformándola
en energía mecánica.
-uso eléctrico de la biomasa:
La obtención de energía eléctrica a
través de la quema de biomasa sólida se realiza generalmente a gran escala (plantas mayores de 2mw).
Esto es debido principalmente a que las instalaciones necesarias requieren una gran inversión económica. Además,
los rendimientos globales obtenidos
son mayor cuanto mayor
sea la potencia generada.
El funcionamiento de
una planta de biomasa para la generación de energía eléctrica consiste en
la recepción de la biomasa, generalmente en forma de alpacas (paja o
astillas), posteriormente se colocan automáticamente en una cinta
transportadora, que las conduce hasta la caldera. Allí, previamente
desmenuzadas, caen a una parrilla vibratoria que favorece la combustión y la
evacuación de inquinados. Dicha combustión calienta el agua que circula
por las tuberías de las paredes de la caldera y por haces de tubos en el
interior de la misma convirtiéndola en vapor sobrecalentado.
El vapor
sobrecalentado mueve una turbina conectada a un generador que produce electricidad
a una tensión determinada, transformándola posteriormente a otra
tensión mayor para su incorporación a la red general.
Por último, los
inquinados depositados en el fondo de la caldera, se trasladan a un vertedero
autorizado, y las cenizas volantes, retenidas por un filtro, se
aprovechan para fertilizantes agrícolas.
-uso térmico de la biomasa:
La obtención de energía térmica a
través de la quema de biomasa sólida se realiza con diferentes propósitos. Las aplicaciones térmicas
con producción de calor y agua
caliente sanitaria son las más comunes dentro del sector de la
biomasa, aunque también es posible la producción de frío, esta última opción es
más excepcional.
Las aplicaciones térmicas más comunes de la biomasa son:
Instalaciones
industriales que producen biomasa y donde se requiere energía térmica en sus
procesos. En estos casos es donde se consume actualmente la mayor parte de la
biomasa en nuestro país.
Otro tipo de
instalaciones industriales con necesidades de demandas de calor prolongadas para
sus procesos.
Instalaciones del
sector doméstico y de servicios con elevada centralización, puesto que el coste
de la instalación por unidad de energía producida disminuye significativamente
con el tamaño de la misma. Entre otros casos en que las instalaciones de
biomasa son rentables para el promotor y para el usuario, se pueden destacar:
Edificios públicos
de cierta dimensión, como colegios, hospitales, centros administrativos, etc.
con una ubicación que permita un fácil suministro del combustible.
Edificios de
viviendas con servicios de calefacción y agua caliente centralizados.
Sistemas de redes
urbanas, centralizadas o de distrito (distrito hosting).
-uso mixto simultáneo térmico-eléctrico:
En la actualidad,
existen procesos para obtener simultáneamente energía térmica y
eléctrica (a partir de cualquier combustible, incluida la biomasa), con
ello se optimiza el proceso obteniendo mayores rendimientos. Estos
procesos se conocen con los nombres de:
Cogeneración: procedimiento mediante el cual se obtiene
a la vez energía eléctrica y energía térmica útil
(calor o frío o cas)
Regeneración: proceso de obtención simultánea de
energía eléctrica y energía térmica útil (calor y frío)
¿Qué es una central de biomasa?
Una central de biomasa es una
instalación diseñada para generar energía eléctrica a
partir de estos recursos biológicos. Las centrales de biomasa utilizan
fuentes renovables para la producción de energía eléctrica.
-¿cómo funciona na
central de biomas?
El funcionamiento de una
central de biomasa es el siguiente:
la biomasa son compuestos orgánicos producidos en procesos naturales. Estos compuestos se transportan a la central de biomasa y se queman para calentar agua. Se produce vapor a alta presión que mueve una turbina y esta mueve el generador que producirá la energía eléctrica.
la biomasa son compuestos orgánicos producidos en procesos naturales. Estos compuestos se transportan a la central de biomasa y se queman para calentar agua. Se produce vapor a alta presión que mueve una turbina y esta mueve el generador que producirá la energía eléctrica.
De este proceso obtenemos
energía eléctrica y agua caliente que puede ser utilizada en los edificios
cercanos.
Bibliografías
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