Biomasa

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La biomasa es una fuente de energia procedente de manera indirecta del sol y puede ser considerada una energia renovable siempre que se sigan unos parametros medioambientales adecuados en su uso y explotacion.

La formacion de biomasa a partir de la energia solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosintesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biologica. Mediante la fotosintesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dioxido de carbono y el agua, productos minerales sin valor energetico, en materiales organicos con alto contenido energetico y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energia solar en forma de carbono. La energia almacenada en el proceso fotosintetico puede ser posteriormente transformada en energia termica, electrica o carburantes de origen vegetal.

Dependiendo de si los materiales organicos resultantes han sido obtenidos a partir de la fotosintesis o bien son resultado de la cadena biologica se pueden distinguir dos tipos de biomasa:

• Biomasa vegetal: Resultado directo de la actividad fotosintetica de los vegetales.
• Biomasa animal: Se obtiene a traves de la cadena biologica de los seres vivos que se alimentan de la biomasa vegetal.

La biomasa vegetal y animal producidas no son utilizadas por el hombre en su totalidad lo que conlleva la generacion de residuos sobrantes de la misma. Tambien se expulsa a la naturaleza gran parte de la biomasa utilizada. El conjunto de los residuos organicos de produccion o consumo de la biomasa reciben el nombre de «biomasa residual», tambien aprovechada en la obtencion de energia. Estos residuos de biomasa fosilizados a lo largo del tiempo constituyen la «biomasa fosil», concepto que engloba a los denominados combustibles fosiles que actualmente conocemos, carbon, petroleo, gas natural, etc.

Por tanto, la biomasa energetica puede definirse como materia organica, de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes de su transformacion natural o artificial y los residuos generados en su produccion y consumo.

En Espana la biomasa es un recurso abundante, existiendo empresas suministradoras de la misma repartidas por todo el territorio nacional con niveles de exportacion elevados en algunos tipos como el hueso de oliva.

Es la forma de uso tradicional de la biomasa en la que se obtiene energia mediante combustion directa, es decir, la biomasa se utiliza como combustible.

Podemos utilizar dos tipos de fuentes de biomasa:

• Los residuos
• Los cultivos energeticos

La biomasa residual conformada por residuos de caracter organico dispone de un gran potencial para la generacion de energia. Se puede producir de manera espontanea en la naturaleza o como consecuencia de la actividad del hombre, agricola, forestal e industrial.

Los residuos pueden ser clasificados en funcion del sector que los genera en los siguientes tipos:

Son el resultado de la actividad agraria humana y segun su origen se denominan:

• Residuos Agricolas:

Son restos y sobrantes de cultivos como por ejemplo la paja de los cereales, poda de arboles y vinedos, etc.

• Residuos Forestales:

Son los residuos generados en la limpieza de las explotaciones forestales como lena, ramaje, etc. ademas de restos de madera de montes y bosques.

• Residuos Ganaderos:

Se refieren principalmente a excrementos de animales en explotacion ganadera.

• Residuos Industriales:

Son aquellos residuos derivados de la produccion industrial con posibilidades de generacion de biomasa energetica residual, como la industria de manufacturacion maderera o agroalimentaria.

• Residuos Urbanos:

Son residuos de caracter organico producidos diariamente y en grandes cantidades en los nucleos urbanos de poblacion pudiendose distinguir dos formas de los mismos:

• Residuos Solidos Urbanos:

Materiales biodegradables sobrantes del ciclo de consumo humano.

• Aguas Residuales Urbanas:

Elementos liquidos procedentes de la actividad humana, cuya parte solida contiene una cantidad relevante de biomasa residual aunque existen algunas dificultades en la depuracion del material sobrante.

Los cultivos energeticos son plantas cultivadas con el objetivo de ser aprovechadas como biomasa transformable en combustible. Es una faceta agricola todavia en experimentacion y por ello existen a dia de hoy numerosos interrogantes sobre su viabilidad economica y los impactos de caracter medioambiental y social que puede producir.

Existen diversos tipos de cultivos que pueden ser utilizados con fines energeticos y que pueden ser clasificados en los siguientes grupos:

• Cultivos Tradicionales:

Originalmente destinados a fines alimentarios con necesidad de condiciones climatologicas favorables y terrenos fertiles lo que hace que solo se consideren viables como fuentes energeticas en el uso de excedentes de su produccion. Es el caso de la cana de azucar, los cereales, etc.

• Cultivos poco Frecuentes:

Algunas especies silvestres con posibilidad de ser cultivadas en condiciones desfavorables, en terrenos no fertiles y con fines no alimentarios, como el cardo, los helechos, etc.

• Cultivos Acuaticos:

Todavia en fase experimental aunque con un gran potencial de superficie productiva.

• Cultivos de Plantas Productoras de Combustibles Liquidos:

Plantas que generan determinadas sustancias que con tratamientos sencillos pueden se transformadas en combustibles. Ejemplo de ella pueden ser las palmeras, jojoba, etc.

La biomasa tambien puede ser utilizada de una manera indirecta convirtiendola, mediante una serie de tecnicas de transformacion, en nuevos recursos energeticos, productos industriales sustitutivos de los combustibles fosiles, aunque muchos de estos metodos de conversion se encuentran en fase de experimentacion.

Cada uno de los diferentes tipos de biomasa requiere diferentes tecnicas de transformacion pudiendo dividirse en dos grupos:

El calor es la fuente de transformacion principal y son los metodos utilizados en la transformacion de la biomasa seca (principalmente paja y madera). Se basan en la aplicacion de elevadas temperaturas y se pueden distinguir dos tipos de procesos segun la cantidad de oxigeno aportada en los mismos:

• Combustion:

Aplicacion de elevadas temperaturas con exceso de oxigeno. La combustion directa u oxidacion completa de la biomasa al mezclarse con el oxigeno del aire liberando en el proceso dioxido de carbono, agua, cenizas y calor. Este ultimo es utilizado para la el calentamiento domestico o industrial o para produccion de electricidad.

• Gasificacion / Pirolisis:

Aplicacion de elevadas temperaturas con cantidades limitadas o nulas de oxigeno, que no permiten la combustion completa, liberando en el proceso monoxido y dioxido de carbono, hidrogeno y metano. El resultado es la obtencion de gases, liquidos o solidos (p.e. carbon vegetal) con contenido carbonico que pueden ser utilizados como energia util.

Diversos tipos de microorganismos contribuyen al proceso de degradacion de las moleculas de materia de biomasa humeda en compuestos simples de gran contenido energetico por medio de dos tipos de tecnicas:

• Fermentacion Alcoholica:

Proceso que consiste en la transformacion del carbono acumulado en las plantas, como consecuencia de la energia solar, en alcohol por medio de fermentacion en diferentes fases segun el tipo de biomasa. La fase de coste energetico mas elevado es la de destilacion que contribuye a que el balance energetico de la tecnica puede no cumplir los parametros renovables. Los productos obtenidos son biocarburantes como el bioetanol o el biodiesel, utilizados como combustibles alternativos a los fosiles.

• Fermentacion Metanica o Digestion Anaerobia:

Proceso de fermentacion microbiana con ausencia de oxigeno del que generando gases como el metano y el dioxido de carbono. Se utiliza principalmente para la fermentacion de la biomasa humeda del tipo de residuos ganaderos o aguas residuales urbanas, siendo el producto combustible final obtenido el biogas.

Los combustibles obtenidos mediante los procesos de transformacion antes citados presentan las siguientes ventajas medioambientales respecto a los combustibles convencionales:

• El contenido en azufre de los gases de su combustion es escaso.
• No liberan particulas en su combustion
• La produccion de cenizas es reducida.
• Contribuyen a la conservacion del ciclo del CO2.

Es fundamental que se establezcan pautas que aseguren un correcto desarrollo del potencial de la biomasa sin dar lugar a otros problemas ambientales. El objetivo debe ser impulsar aquellas formas de aprovechamiento que sean sostenibles y ambientalmente aceptables, descartando otras que sean perjudiciales para el medio ambiente.

La biomasa es parte del ciclo natural del carbono entre la tierra y el aire. Para que la biomasa energetica se considere energia renovable, la emision neta de carbono del ciclo debera ser cero o negativa, esto es, el carbono absorbido en el proceso total debe ser igual o mayor al emitido en la atmosfera en los procesos de generacion de la energia.

Asimismo, el analisis del balance energetico del ciclo es fundamental para comprobar que este sea positivo, es decir, el rendimiento energetico obtenido de la biomasa debe ser igual o mayor que la suma de la energia no renovable utilizada en el proceso de produccion generacion y transporte de la misma.

Como criterio general se priorizaran los recursos excedentes frente a la nueva produccion de los mismos potenciando los sistemas a pequena escala y cercanos a la produccion de los recursos, teniendo en cuenta que el dimensionado de las instalaciones se debera realizaren funcion de la disponibilidad del recurso biomasa y no al reves.

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