LA BIOMASA COMO RECURSO ENERGÉTICO SOSTENIBLE

BIOMASA

La Biomasa ha sido la base del suministro energético en épocas pasadas de la humanidad y aún lo sigue siendo en culturas poco evolucionadas. La Biomasa está asociada al origen de la vida, esta fuente de energía que acompañó al hombre a lo largo de su historia está llamada a ser uno de los principales recursos del futuro. Hoy se vuelve a ella buscando soluciones energéticas eficientes que permitan nuevas concepciones económicas de su aprovechamiento.

La Biomasa está asociada al origen de la vida, cualquier tipo de biomasa proviene de la reacción de la fotosíntesis vegetal que convierte la energía luminosa en energía química o lo que es lo mismo la luz del sol transforma el dióxido de carbono y el agua que retienen las hojas en azucares simples y oxigeno. Toda esta materia viva resultante bien sea de origen vegetal o animal es el origen de la biomasa que cuando se descompone o degrada libera la energía contenida en ella.

Actualmente cubre aproximadamente el 14% de las necesidades energéticas mundiales. En los países industrializados, sin embargo, solo cubre de media el 3% de la energía primaria, con la excepción de los países nórdicos europeos, donde su utilización para producción de calor en centrales avanzadas es bastante común. Los países en vías de desarrollo cubren con Biomasa, en este caso con consumo tradicional de leña un 38% de su demanda energética. En algunos países de África, por ejemplo, este porcentaje se eleva al 90%. Respecto a su uso en el mundo, el 75% es doméstico tradicional y el 25% un uso industrial. Hoy día, el consumo de biomasa tiene un consumo cada vez más creciente enfocado a una utilización con tecnologías eficientes.

TIPOS DE BIOMASA

La Biomasa incluye un conjunto muy heterogéneo de materias orgánicas, tanto por su origen como por su naturaleza, así pues podemos diferenciar dos tipos:

Biomasa Natural: es la disponible en los ecosistemas naturales.

Biomasa Residual: procedente del desarrollo principal de diferentes actividades como pueden ser:

A) Residuos de cultivos herbáceos:

_ Tallos de girasol

_ Cardo

B) Residuos de cultivos leñosos:

_ Cultivos de corta rotación como chopo y sauce

_ Sarmientos de vid

_ Ramas de poda del olivo

C) Residuos de actividades agrícolas:

_ Podas del olivo

_ Podas de árboles frutales

_ Paja de cereales

D) Residuos forestales:

_ Derivados de limpieza de bosques y de restos de plantaciones

_ Leñas y ramas

_ Coníferas

_ Frondosas

E) Residuos de industrias madereras:

_ Serrines y virutas

_ Ramas, copas, hojas, corteza, raíces, costeros y recortes

F) Residuos de industrias agroalimentarias:

_ Industria del aceite de oliva (orujillo y alperujo)

_ Cáscara de almendra

_ Cáscara de avellana

_ Cáscara de piñón

G) Residuos biodegradables:

_ Residuos ganaderos

_ Aguas residuales

_ Residuos sólidos urbanos

FORMAS DE ENERGÍA

Aplicando los diferentes procesos de conversión, la biomasa puede transformarse en diferentes formas de energía:

_ Calor y vapor: es posible generar calor y vapor mediante la combustión de biomasa o biogás. El calor puede ser el producto principal para aplicaciones en calefacción y cocción, o puede ser un subproducto de la generación de electricidad en ciclos combinados de electricidad y vapor.

_ Combustible gaseoso: el biogás producido en procesos de digestión anaeróbica gasificación puede ser usado en motores de combustión interna para generación eléctrica, para calefacción y acondicionamiento en el sector doméstico, comercial e institucional y en vehículos modificados.

_ Biocombustibles: la producción de biocombustibles como el etanol y el biodiesel tiene el potencial para reemplazar cantidades significativas de combustibles fósiles en muchas aplicaciones de transporte. El uso extensivo de etanol en Brasil ha demostrado, durante más de 20 años, que los biocombustibles son técnicamente factibles a gran escala. En los Estados Unidos y Europa su producción está incrementándose y se están comercializando mezclados con derivados del petróleo. Por ejemplo, la mezcla denominada E20, constituida 20% de etanol y 80% de petróleo, resulta aplicable en la mayoría de motores de ignición.

Actualmente, este tipo de combustible es subsidiado por los gobiernos, pero, en el futuro, con el incremento en los cultivos energéticos y las economías de escala, la reducción de costos puede hacer competitiva su producción.

_ Electricidad: la electricidad generada a partir de los recursos biomásicos puede ser comercializada como “energía verde”, pues no contribuye al efecto invernadero por estar libre de emisiones de dióxido de carbono (CO2). Este tipo de energía puede ofrecer nuevas opciones al mercado, ya que su estructura de costos permitirá a los usuarios soportar mayores niveles de inversión en tecnologías eficientes, lo cual incrementará la industria bioenergética.

_ Co-generación (calor y electricidad): la co-generación se refiere a la producción simultánea de vapor y electricidad, la cual se aplicaría en muchos procesos industriales que requieren las dos formas de energía. En América Central este proceso es muy común en los ingenios de azúcar, los cuales aprovechan los desechos de proceso, principalmente el bagazo. Por la alta cantidad de bagazo disponible, tradicionalmente, la co-generación se realiza en una forma bastante eficiente. Sin embargo, en los últimos años ha existido la tendencia a mejorar el proceso para generar más electricidad y vender el excedente a la red eléctrica.

APLICACIONES DE LA BIOMASA EN LAS INDUSTRIAS

La biomasa es una fuente de energía importante para muchas industrias, las aplicaciones industriales más importantes son las siguientes:

_ Generación de calor, las industrias utilizan fuentes de biomasa para generar el calor requerido para proceso como el secado de los productos agrícolas y la producción de cal y ladrillos. En pequeñas industrias, los procesos energéticos muchas veces son ineficientes debido a la baja calidad de los equipos y a procedimientos inadecuados de operación y mantenimiento.

_ Cogeneración, esta aplicación se refiere a la generación simultánea de calor y electricidad, lo cual resulta considerablemente más eficiente que los dos sistemas separados. Se utiliza con frecuencia en industrias que requieren la dos formas de energía. Su configuración depende de cuál es la forma de energía más importante, a veces se utilizan el calor y la electricidad en el proceso de la planta industrial y se vende el excedente a otros usuarios o a la red eléctrica.

_ Generación Eléctrica, en los países industrializados se utiliza la biomasa, a gran escala, para la red eléctrica interconectada. También se usa en combinación con otras fuentes convencionales como el carbón mineral.

_ Hornos industriales, básicamente consisten en una cámara de combustión en la que se quema la biomasa (leña, cascarilla de arroz o café, bagazo, cascara de almendra, residuos del olivar etc.) para luego usar el calor liberado en forma directa o indirecta (intercambiador de calor) en el secado de granos, madera o productos agrícolas.

_ Calderas, las calderas que operan con base en la combustión de biomasa (leña, serrín) se usan para el secado. Estos equipos están dotados de una cámara de combustión en su parte inferior (en el caso de las calderas de leña) en la que se quema el combustible; los gases de la combustión pasan a través del intercambiador de calor, transfiriéndolo al agua. En algunas calderas se usan inyectores especiales para alimentar biomasa en forma de polvo (aserrín, cáscara de grano, etc.) a veces, junto a algún otro tipo de combustible líquido.