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Energías RenovablesFundamentos básicos de la Biomasa

Fundamentos básicos de la Biomasa

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    Para lograr entender de qué se trata la Biomasa es necesario conocer el significado de la misma, para ello en declaraciones del año 2019, el parlamento Europeo la define como la “fracción biodegradable de los productos, residuos y desechos de origen biológico procedentes de las actividades agrarias, incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal”.  Asimismo incluyen residuos de otros sectores como el industrial o de origen biológico.

    Así que entendiendo el concepto son todos aquellos materiales residuales que son usados con el fin de que sean transformados para generar electricidad. Abarca una gran cantidad de materiales que incluyen la madera, la paja, las cascaras, incluso vegetales en buen estado, como es el caso del maíz.

    Todos residuos que posea la potencia para generar energía se considera biomasa, estos se agrupan con el fin de generar calor y con ello logran la transformación que da paso a la generación de electricidad. Son cuatro procesos básicos a los cuales se someten todos estos productos: la combustión, la digestión anaeróbica, la gasificación y la pirolisis.

    El uso de esta Energía ha logrado propagarse alrededor de todo el mundo, debido que había dejado de ser utilizada conforme apareció el uso de los combustibles fósiles. Sin embargo, es una transformación que data desde hace siglos, siendo una de las primeras utilizadas en toda la humanidad.

    Características fundamentales de la Biomasa

    Una de las principales características de la Biomasa es la humedad que poseen estos materiales, los cuales podrán llegar a afectar la cantidad y la calidad de los mismos, deben someterse a procesos adicionales de secado para lograr cumplir con ciertos parámetros para su transformación en Energía.

    Asimismo, es importante tomar en consideración el tamaño y la forma, todos estos desechos cuentan con una gran variedad de los mismos, deben cumplir con ciertas características fundamentales para lograr ser procesados y así cumplir con los requerimientos.

    De igual manera, resulta importante destacar que la densidad variará considerablemente siempre dependerá de las condiciones de la biomasa.

    Clases de Biomasa

    Dentro de la biomasa existen dos clases fundamentales de la misma:

    • La biomasa natural, se basa en todos los residuos y desechos que se desprenden de tierras no cultivadas, en donde no ha existido la intervención humana y que el hombre ha usado de forma tradicional para obtener ciertos recursos, como el caso de la leña. En este caso, está clase  de biomasa no tiende a ser la indicada para ser aprovechada como un  recurso energético, debe ser resguardada como un medio de reserva natural.
    • La biomasa residual, se trata de todos los residuos y desechos provenientes de las actividades humanas que fungen como materia orgánica. Es común que se deriven de actividades del sector agrícola, industrial o de los centros urbanos. Dentro de esta clase de biomasa existe cierta clasificación bien diferenciada:
    • Cultivos energéticos: en donde son generados con el único propósito de producir biomasa que puede convertirse en combustible, son cultivos resistentes y adaptables a cualquier tipo de terreno.
    • Los excedentes agrícolas, no todos los cultivos se diseñaron para el consumo alimenticio, gran parte se diseñaron con el propósito de convertirse en combustible, tal es el caso de las cáscaras de almendras o los huesos de animales.

    Ventajas y desventajas del uso de la Biomasa

    Como toda fuente de energía la Biomasa cuenta con ciertas ventajas y desventajas, las cuales deben ser tomadas en consideración al momento de aplicar tales procedimientos de transformación.

    Ventajas de la biomasa

    • Los elementos que se integran a la biomasa son productos que se encuentran en la naturaleza de forma inagotable.
    • Son componentes que no generan residuos contaminantes o perjudiciales para el medio en el cual se desarrollan.
    • Es una transformación bastante económica y segura, se encuentra muy por debajo de los precios de los combustibles convencionales.
    • Logra sentar un precedente en el uso de un recurso económico en zonas rurales en donde el acceso hacia los otros tipos de recursos es muy escaso.
    • Las emisiones de CO2 son neutrales, aprovechando el carbono encontrado en las plantas y siendo parte del ciclo natural de las mismas.
    • Es un factor de independencia con respecto al uso de los combustibles fósiles.

    Desventajas de la biomasa

    • La densidad de la biomasa es reducida, lo que genera disminuciones en la eficiencia del producto, sobre todo, en comparación a los combustibles fósiles.
    • El espacio del cual debe disponer con respecto a todos combustibles es mayor, uno de los principales inconvenientes del uso de la biomasa es el espacio que se debe disponer cuando se desee almacenar.
    • Los canales de distribución no son tan amplios como el uso que se le da a otros tipos de combustibles.
    • Si se desea procesar grandes cantidades de combustibles, se debe implementar el uso de espacios muchos más amplios, lo que quiere decir terrenos de cultivos más grandes y mayores cantidades de plantas, lo que conduciría al uso indiscriminado de tierras dejando de lado el sector alimenticio.

    Algunos de los productos derivados de la Biomasa

    Existe una gran variedad de productos que son utilizados como combustibles y tiene su origen en los procesos de la biomasa:

    Biocombustible

    Son el resultado de los combustibles que se obtiene en los procesos de la biomasa, pueden llegar a suplantar los combustibles fósiles, dentro del mismo se encuentra dividido en tres tipos de combustibles fundamentales, los biocombustibles fósiles, el biogás y los biocarburantes.

    • Los biocombustibles sólidos se obtienen a partir de materiales como la madera, los huesos de aceitunas, las astillas, entre otros. Poseen un alto poder de calor por ende  el rendimiento es mucho más elevado, siendo estos esenciales en el uso de viviendas para generar calefacción.
    • El biogás se compone de materiales como el metano, dióxido de carbono y otros tipos de componentes. Son la descomposición microbiológica de la materia orgánica biodegradable sin presencia de oxígeno. Puede ser de origen doméstico o industrial.
    • Los biocarburantes, son los productos usados como combustibles para motores de origen orgánico, un ejemplo de ello son los componentes utilizados por los medios de transporte de carretera, asimismo, se ha logrado su uso en el sector de la aviación.

    Dentro de este sector se encuentran el Bioetanol, el Biodiésel y el Hidrobiodiésel.

    ¿Cómo se logra convertir la biomasa en Energía aprovechables?

    Existe una gran variedad de maneras de transformar la biomasa en que puede ser aprovechada, aunque actualmente solo se utilizan dos métodos básicamente. Uno de ellos son los métodos termoquímicos, haciendo uso del calor para transformar la biomasa, para ello se disponen de materiales como la madera, la paja, las cáscaras de semillas, entre otros.

    Una de las técnicas dentro de los métodos termo químicos es la combustión, siendo uno de los métodos más básicos, se basa en la quema de la biomasa a una temperatura que debe oscilar entre los 600 y 1.300ºC. De allí se desprende gases y calor que puede ser utilizado dentro  de las viviendas o para generar electricidad. De igual manera, puede ser aplicado en grandes dimensiones para uso industrial.

    La segunda de las técnicas es la pirólisis, se trata de la descomposición de la biomasa por medio del calor, debe exponerse a una temperatura promedio de 500 grados centígrados sin que intervenga el oxígeno. A partir de esta aplicación, se obtienen gases como el hidrógeno, óxido de carbono e hidrocarburos. Este procedimiento es el usado para fabricar el carbón vegetal.

    La tercera técnica es la gasificación, se cumple por medio de la combustión y pueden llegar a producirse ciertos elementos químicos, la temperatura implementada varía entre los 700 y 1500 grados centígrados y el uso de oxígeno en distintas proporciones. Este procedimiento ha conllevado a obtener combustibles líquidos como el metano la gasolina.

    La cuarta y última técnica de los métodos termoquímicos es la Co-combustión, la cual se basa en el uso de la biomasa como combustible para realizar la combustión de carbón en las calderas. Mediante esta técnica se minimiza el consumo de carbón y disminuyen las emisiones de CO2.

    El segundo de los métodos es el Bioquímico, el cual trabaja en función de los microorganismos que logran degradar las moléculas contenidas en los desechos de la biomasa. Es utilizado en gran medida en los materiales que contienen mayor humedad. Su uso se aplica mediante dos técnicas esenciales:

    • Fermentación alcohólica: en donde se fermentan los hidratos de carbono encontrados en las plantas y en las que se obtiene el alcohol, utilizados en las industrias.
    • Fermentación metánica: se basa en la digestión anaeróbica de todos los elementos que componen la biomasa, esta se descompone y crea el biogás.

    Formas de aprovechamiento de la biomasa

    Si se llegase a producir la biomasa en grandes dimensiones esta pudiese ser aprovechada en la producción de varios tipos de energías y combustibles:

    • Energía térmica aprovechable, este tipo de energía es aprovechado mediante la combustión directa y son usados para dar calor cocinar alimentos o secar productos agrícolas. Asimismo, esta energía térmica puede ser utilizada para generar electricidad.
    • Para la producción de biogás, siendo un combustible que se compone principalmente de metano, es útil para aplicaciones térmicas tanto en la agricultura como la ganadería, asimismo, puede llegar a generar electricidad y calor.
    • En la producción de biocombustibles, siendo una de las alternativas a los combustibles convencionales para el transporte, puede encontrarse en dos presentaciones como bioetanol o Biodiésel.
    • Finalmente, la biomasa logra producir energía eléctrica mediante los procesos de combustión o gasificación llegando a obtener potencia de hasta 50 MW.

    ¿Cómo es el proceso de elaboración de la Biomasa?

    El proceso de elaboración de la biomasa es bastante simple, se hace uso de calderas en donde los residuos orgánicos son depositados con el fin de ir quemándose poco a poco generando  calor y cenizas,  como resultado las cuales pueden ser utilizadas como abono en la agricultura.   Al instalar un acumulador puede llegar a almacenarse el calor que sobre para generar otros usos.

    Este calor puede utilizarse para fines industriales o para generar electricidad, sin embargo, tiende a ser un proceso mucho más laborioso. De igual manera, las calderas de biomasa pueden ser utilizadas en viviendas para generar calefacción y calentar el agua. Para lograr obtener energía eléctrica, es indispensable contar con  la instalación de centrales de biomasa, las cuales cuentan con los equipos necesarios para su producción.

    El Impacto ambiental que puede generar una central de biomasa

    La biomasa es una de las fuentes de energía que puede mantener de manera equilibrada el uso del CO2, si la obtención de los residuos se realiza de forma sostenible, en donde el proceso sea más lento que la capacidad que tiene la tierra para regenerarse. Tomando en consideración que el planeta posee un gran potencial energético que cubriría toda la demanda del mismo.

    Los recursos no pueden ser tomados totalmente, ya que el aprovechamiento sería mayor que la capacidad de recuperación del planeta. Finalmente, podría ocasionar una reducción considerable de la energía y llevaría a un agotamiento de todos los recursos generando así un impacto medioambiental negativo.

    Como resultado se obtendría una deforestación y aumento de las emisiones de dióxido de carbono hacia la atmósfera, lo que contribuiría y apoyaría las causas del cambio climático. Respetando estos pequeños preceptos es mucho más simple la aplicación de energías alternativas como la biomasa, logrando así propiciar un escenario económico en donde la explotación de las centrales de biomasa sea viables.

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