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. La Biomasa es toda la materia orgánica (restos de seres vivos) producida por los seres vivos como consecuencia de sus actividades vitales. Todos aquellos restos producidos por los seres vivos son biomasa, por ejemplo la madera, las hojas de los árboles, cascaras de frutos secos, excrementos de animales, restos de poda, reciclado de aceites, aceites obtenidos de plantas o animales, basuras orgánicas producidas por el hombre, residuos agroalimentarios, etc. En resumen se puede considerar biomasa cualquier resto producido por los seres vivos.
Cuando hablamos de energías renovables, entendemos por Biomasa aquella materia orgánica de origen vegetal o animal, susceptible de ser aprovechada energéticamente. A través de la fotosíntesis, las plantas fijan la energía procedente de la radiación solar en energía química, parte de esta energía queda almacenada en forma de materia orgánica que puede ser aprovechada por combustión o por conversión térmica.
Residuos y productos de la agricultura y la selvicultura, son los recursos más comunes utilizados como biomasa para la generación de energía.
Quedan pues fuera de este concepto los combustibles fósiles y las materias orgánicas derivadas de éstos (los plásticos y la mayoría de los productos sintéticos) ya que, aunque aquellos tuvieron un origen biológico, su formación tuvo lugar en tiempos remotos. La biomasa es una energía renovable de origen solar a través de la fotosíntesis de los vegetales. En la figura adjunta se puede ver la situación de la biomasa dentro de las energías renovables.
Según la directiva 2003/30/CE: biomasa es “fracción biodegradable de productos de desecho y residuos procedentes de la agricultura, silvicultura y de las industrias relacionadas, así como de la fracción biodegradable de residuos industriales y municipales”.
De forma general se puede decir que cualquier definición de biomasa debe englobar principalmente dos términos: orgánico y renovable.
Desde tiempos remotos el hombre ha utilizado la biomasa como fuente energética para realizar sus tareas cotidianas. Cuando el uso de combustibles fósiles comenzó a tomar fuerza, la biomasa se vio relegada a un plano inferior, donde su aportación a la producción de energía primaria era insignificante. En la actualidad debido a diversos factores, detallados a continuación, ha habido un resurgimiento de la biomasa como fuente energética.
Los factores responsables de favorecer la biomasa como fuente energética son:
La biomasa está ahora tan de moda por que muchos de los ejemplos dichos en el primer apartado se pueden utilizar como fuentes de energía renovable. La primera fuente de energía utilizada como biomasa fue la madera para hacer fuego y cocinar alimentos. Con el paso del tiempo el hombre utilizó la biomasa como fuente de energía, sobre todo quemando restos de árboles, de podas, etc. Hoy en día tenemos fuentes de biomasa para utilizar como fuentes de energía renovable de muchos tipos diferentes, aunque algunas como el fuego por combustión de leña se puede considerar renovable pero no limpia, por el humo que desprende a la atmósfera.
La biomasa como fuente de energía se clasifica en tres grandes grupos:
– Biomasa natural que sería la que produce la naturaleza sin la intervención humana, por ejemplo la caída de las hojas.
– Biomasa Residual procedente de los residuos de las actividades agrícolas, ganaderas y de la industria en general.
– Biomasa procedentes de cultivos energéticos, principalmente aquellos para producir biocombustibles (combustibles derivados de productos agrícolas, como los aceites vegetales).
Veamos algunos ejemplos de utilización de biomasa como fuente de energía.
Ejemplos de Usos de Biomasa como Fuente de Energía
– Las cascaras de las almendras y los huesos de aceitunas se utilizan como combustible en calderas de biomasa en las viviendas para calentar agua y como calefacción. Hoy en día también se comercializa el llamado Pellet como combustible para las calderas en viviendas y las estufas. El Pellet es un producto generado con restos de podas, talas y restos de los aserraderos (restos al cortar la madera). Se vende prensado en forma de pequeños cilindros alargadas de madera. Al quemarlo en la caldera o la estufa genera energía calorífica a un precio económico (se puede ahorrar hasta un 40%).
En la foto vemos las pastillas de pellet.
– Los restos orgánicos se pueden enterrar en el suelo y producir gases producto de su descomposición, llamados biogás. Estos gases se queman y podemos usar esta energía calorífica en una central eléctrica para calentar agua y mover una turbina que genere electricidad.
– Mediante la fermentación de algunas plantas podemos conseguir alcoholes como el etanol y posteriormente usarlo como combustible. El maíz y la remolacha son muy buenos para la producción del bioetanol, un sustituto de la gasolina.
– Centrales de Biomasa. son centrales eléctricas que utilizan restos de vegetales para la combustión y producción de energía.
– Algunos vehículos ya utilizan para su funcionamiento el biodiesel, un combustible procedente de aceites vegetales y grasas animales. El biodiesel puede ser utilizado en vehículos sin ningún tipo de adaptación del motor en el vehículo. Esto permite a los agricultores utilizar sus excedentes para producir biodiesel para sus tractores. Algunos cultivos como el del girasol son más propicios que otros para la producción de biodiesel. El biodiesel es un sustituto del gasóleo.
Energía Biomasa Ventajas y Desventajas
Ventajas : Se utiliza una parte restos de vegetales que son necesarios eliminar, es una oportunidad para el sector agrícola de usar sus excedentes, disminuye la dependencia externa para el abastecimiento de combustible en países que no producen petróleo, es un combustible mucho más barato que los combustibles fósiles, las cenizas que se producen son vegetales y pueden utilizarse como abono, la quema de biomasa no produce sulfuros (causantes de la lluvia ácida), colabora con la limpieza forestal, evita incendios, etc.
Desventajas : La principal desventaja es el coste de las instalaciones que es mayor que el de las fuentes de energía convencionales y que el almacenamiento de la biomasa necesita instalaciones de mayor tamaño. No olvidemos que el poder calorífico de la biomasa es mucho menor que el de los combustibles fósiles, por lo tanto se necesita una mayor cantidad de para conseguir la misma energía que si utilizamos combustibles fósiles.
Otra de las desventajas es que los cultivos destinados a la producción de energía de biomasa compiten directamente con los cultivos destinados al consumo humano. Su mal uso puede dar lugar al aumento de los precios de los alimentos básicos.
No podemos dejar de hablar de las emisiones de CO2 como producto de la quema de la biomasa, ya que es el gas causante del famoso efecto invernadero. Aunque algunos puedan pensar que esto es un desventaja no es así. Estas emisiones son neutras si se computan con las emisiones absorbidas por las plantas durante su vida. Es decir lo que absorben las plantas durante su ciclo de vida de CO2 es lo mismo que se expulsará al quemar estas plantas. Por lo tanto el computo global es cero emisiones de CO2.
Calderas
Antes de ver los tipos de calderas para uso de biomasa, diremos que los pellets de madera, procedentes de residuos forestales o de los excedentes de industrias madereras, huesos de aceituna, cáscaras de frutos secos, leña etc. son las fuentes de energía natural que emplean las calderas. Es un combustible más económico y además su precio es más estable ya que no depende del precio que fijen otros países como el caso del petróleo.
Las calderas para biomasa pueden ser de varios tipos:
– Calderas convencionales adaptadas a biomasa: son caldera antiguas de carbón adaptadas para poder ser utilizadas con biomasa o calderas de gasóleo con un quemador de pellets. Aunque resultan baratas, su eficiencia es reducida, situándose en torno al 75-85%. Suelen ser semi-automáticas pues al no estar diseñadas específicamente para biomasa, no disponen de los medios apropiados para su correcto mantenimiento y limpieza.
En la imagen podemos ver una caldera de biomasa en el que se suministra pellet de forma automática.
Procesos especiales para su uso
Existen procesos termoquímicos que mediante reacciones exotérmicas transforman parte de la energía química de la biomasa en energía térmica. Dentro de estos métodos se encuentran la combustión y la pirólisis. La energía térmica obtenida puede utilizarse para calefacción; para uso industrial, como la generación de vapor; o para transformarla en otro tipo de energía, como la energía eléctrica o la energía mecánica.
La combustión completa de hidrocarburos consiste en la oxidación de estos por el oxígeno del aire, obteniendo como productos de la reacción vapor de agua y dióxido de carbono y energía térmica.
Desde la Edad Antigua se obtiene carbón vegetal mediante pirólisis, que consiste en la combustión incompleta de biomasa a unos 500 oC con déficit de oxígeno. El humo producido en esa combustión es una mezcla de monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno e hidrocarburos ligeros.
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