Energía de Biomasa: Tipos y Origen

Energía de Biomasa

• Es energía producida por la descomposición de materia orgánica o biodegradable.
• Se obtiene de restos de plantas, árboles, frutas, vegetales, animales y vertidos orgánicos.
• Estos restos poseen nutrientes y componentes almacenados dentro de ellos que no fueron aprovechados.
• Se utiliza restos y desechos para someterlos a diferentes procesos, el resultado es un compuesto que sirve como combustible, biocombustible.

Tipos de Biomasa

• Natural.
• Residual (seca y húmeda).
• Producida.

Origen de la Biomasa

• Proviene de residuos forestales, agrícolas leñosos y herbáceos, industrias forestales y agrícolas, y energéticos.

Biomasa Natural

• Se encuentra en el medio ambiente de manera natural, sin intervención humana:
  • Leña.
  • Ramas.
  • Árboles muertos.

Biomasa Residual

• Se refiere a los desechos de industrias de madera, agroalimentarias, agricultura (leñosos, herbáceos) y de actividades forestales.
• Se considera subproductos.

Biomasa Residual Seca

• Aserrín.
• Cáscara de almendra.
• Pellets.
• Astillas.
• Restos de poda frutales y de arboleda.

Biomasa Residual Húmeda

• Vertidos industriales biodegradables de la ganadería y el cultivo.

Biomasa Producida

• Campos de cultivo energéticos para producir energía por medio de plantaciones y sembradíos.

Métodos Para Obtener Energía de Biomasa

• Termoquímicos:
  • Combustión.
  • Pirólisis.
  • Gasificación.
  • Co-combustión.
• Bioquímicos:
  • Digestión anaerobia.
  • Fermentación alcohólica.
  • Fermentación metánica.

Métodos Termoquímicos

• Combustión:
  • Es el método más básico y general.
  • Se quema la biomasa a una temperatura de entre 600 a 1,300 °C, con un 20-40% de aire.
  • Se obtienen gases calientes para generar calor y electricidad.
• Pirólisis:
  • Se descomponen los desechos utilizando calor a 500 °C, sin oxígeno.
  • Se crean gases formados por hidrógeno, óxidos de carbono, hidrocarburos, líquidos hidrocarbonados, residuos sólidos carbonosos.
  • Es el mismo proceso que se utilizaba para hacer carbón vegetal.
• Gasificación:
  • Se produce a partir de una combustión de entre 700 a 1,500 °C, usando una cantidad variada de oxígeno, de 10-50%.
  • Los elementos que se obtienen son monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno, metano y vapor de agua.
  • El gas combustible generado se le llama syngas, gas de síntesis, gas pobre, gas de madera, gasógeno y sintegás. Se puede transformar en metanol y gasolinas.
• Co-combustión:
  • Ocurre cuando se está haciendo una combustión de carbón o combustible fósil en caldera u horno, y este es sustituido en parte por biomasa como residuos sólidos fósiles (huesos, restos de animales).
  • Reduce la emisión del combustible fósil o de carbón.

Métodos Bioquímicos

• Digestión anaerobia:
  • Se obtienen productos gaseosos o biogás y digestato.
  • El digestato es una mezcla de minerales y compuestos de difícil degradación.
  • Se realiza por medio de los microorganismos descomponedores, bacterias en ausencia de oxígeno.
  • Se produce gas, minerales y compuestos que son usados para la producción de energía.
  • Los descomponedores o bacterias utilizadas pueden ser amilasas, proteasas, bacteria acidogénica, acetogénica, metanogénica acetoclasta e hidrogenotróficas.
  • Los gases que emiten son metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), dihidrógeno (H2), sulfuro de oxígeno o ácido sulfhídrico (H2S).
  • Los minerales son nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (CA).
  • Se usan para crear el biocombustible o biogás.
  • Al final se aprovecha un compuesto de difícil degradación.
• Fermentación alcohólica:
  • También llamada fermentación etílica o etanol.
  • Es un proceso biológico-químico exotérmico.
  • Utiliza microorganismos como hongos, algas, protozoos y levaduras (ascomicetos, basidiomicetos) para descomponer materia orgánica sin presencia de oxígeno.
  • Principalmente en los hidratos de carbono como la glucosa o azúcares, fructosa y sacarosa.
  • Se obtiene etanol, alcohol y dióxido de carbono para su uso posterior.
• Fermentación metánica:
  • Proceso de descomposición de materia orgánica por microorganismos descomponedores.
  • Similar a la digestión anaerobia, utiliza microorganismos similares para descomponer los desechos.
  • Se usa principalmente en el tratamiento de aguas residuales y vertidos biodegradables.
  • Se realiza un proceso de hidrolizado en conjunto con los descomponedores.
  • Se obtiene gas metano, biogás, anhídrido carbónico.

Energías Que Se Producen A Partir De Los Desechos

• Energía térmica:
  • Se emplea para generar electricidad, cocinar alimentos, pero también se utiliza en industrias y causa contaminación.
• Biogás:
  • Se emplea principalmente en el sector ganadero y agrícola, generando energía eléctrica para distintos usos.
• Biocombustibles (bioetanol y biodiésel):
  • Se utiliza como combustible de transporte (vehículos).
  • El biodiesel y bioetanol, sustituyen el combustible fósil.
• Energía eléctrica:
  • Electricidad para diferentes usos.

Centrales de Biomasa

• Cuentan con todo el equipo y material necesario para la ejecución del proceso de inicio a fin.
  • Generado electricidad de forma limpia.
• Los desechos orgánicos se introducen a una caldera, horno o depósito que, al hacer combustión a altas temperaturas, libera vapor de agua.
• El vapor de agua activa turbinas que giran produciendo energía mecánica, que pasa por un generador, transformándola en electricidad, y luego a un transformador para ampliar el voltaje.
• Los gases emitidos se filtran y las cenizas se guardan para otro proceso.

Problemas Ambientales

• El uso excesivo puede tener efectos negativos.
• Se debe medir el uso de los recursos forestales.
• Debe limitarse a desechos orgánicos y biodegradables.
• No es necesario deforestar para obtener esta energía.