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La biomasa es una reserva considerable de energía que nace de la acción del sol gracias a la fotosíntesis, existiendo bajo la forma de carbono orgánico. Su valorización se hace por medio de procesos específicos según su tipo de constitución.

A su vez, la biomasa es considerada una fuente de energía renovable solo si su regeneración es por lo menos igual a su consumo. Así, por ejemplo, el uso de madera no debe contribuir a la disminución del número de árboles.

Se considera que la biomasa es una fuente renovable de energía porque su valor proviene del Sol. A través del proceso de fotosíntesis, la clorofila de las plantas captura su energía, y convierte el dióxido de carbono (CO2) del aire y el agua del suelo en carbohidratos, para formar la materia orgánica. Cuando estos carbohidratos se queman, regresan a su forma de dióxido de carbono y agua, liberando la energía que contienen. De esta forma, la biomasa funciona como una especie de batería que almacena la energía solar.

Los recursos biomásicos incluyen cualquier fuente de materia orgánica, como desechos agrícolas y forestales, cultivos energéticos, desechos animales y basura urbana (domestica e industrial). Su disponibilidad varía de región a región, de acuerdo con el clima, el tipo de suelo, la geografía, la densidad de la población, las actividades productivas, etc; por eso, los correspondientes aspectos de infraestructura, manejo y recolección del material deben adaptarse a las condiciones específicas del proceso en el que se deseen explotar.

La biomasa es la fuente de energía renovable más antigua conocida por el ser humano, pues ha sido usada desde que nuestros ancestros descubrieron el secreto del fuego.

Alumbrado público de noche

Desde la prehistoria, la forma más común de utilizar la energía de la biomasa ha sido por medio de la combustión directa: quemándola en hogueras a cielo abierto, en hornos y cocinas artesanales e, incluso, en calderas; convirtiéndola en calor para suplir las necesidades de calefacción, cocción de alimentos, producción de vapor y generación de electricidad.

Los avances tecnológicos han permitido el desarrollo de procesos más eficientes y limpios para la conversión de biomasa en energía; transformándola, por ejemplo, en combustibles líquidos o gaseosos, los cuáles son más convenientes y eficientes. Así aparte de la combustión directa, se pueden distinguir otros dos tipos de procesos: termoquímicos y bioquímicos.

Clasificación de biomasa

APLICACIONES ENERGÉTICAS

La gran variedad de formas de biomasa, así como sus posibilidades de transformación, hace que sus aplicaciones sean también numerosas.

• Producción térmica

Esta ha sido la aplicación más extendida. Casi siempre se utilizan los productos de combustión directa, aunque en ocasiones también se pueden emplear combustibles gaseosos (como el biogás).

Tradicionalmente se han usado estufas y hogares, con rendimientos energéticos muy bajos. En los últimos años han apareciendo nuevos criterios en cuanto a eficiencia de los equipos, mejora de los efectos ambientales, características del combustible.... lo que ha abierto una oportunidad para los productos densificados de biomasa (briquetas, pellets, etc). Recientemente se están instalando calderas de biomasa para calefacción de centros públicos y de comunidades de vecinos.

Se viene aplicando la biomasa en instalaciones como hornos cerámicos, secaderos y calderas, con instalaciones que tienen generalmente buenos rendimientos energéticos.

Carbón

• Producción eléctrica

La electricidad puede ser generada a partir de un número de fuentes de biomasa y de tecnologías. Entre las más extendidas están la combustión directa para producir vapor que acciona turbinas y la cogeneración (producción de electricidad y calor) a partir de biogás o gases de síntesis.

Bombillos dañados

• Producción de combustible vehicular

Los biocombustibles tienen un interés especial en este campo, ante la vulnerabilidad del abastecimiento y la subida progresiva de los precios que sufren las fuentes “tradicionales” de combustible. El sector se está desarrollando con una gran velocidad, debido que la demanda potencial es muy elevada y la capacidad productora también. Existe un mercado de gran interés presente y de futuro.

Hay dos tipos de combustible desarrollados a partir de la biomasa, el bioetanol y el biodiesel. El bioetanol se aplica a la combustión en motores de gasolina, mezclado con ella o sustituyéndola. El biodiésel se aplica a motores diésel, mezclado en ciertas proporciones con gasoil o, más raramente, sustituyéndolo.

combustible

MÉTODOS DE CONVERSIÓN DE BIOMASA EN ENERGÍA

Las tecnologías de conversión incluyen desde procesos simples y tradicionales, como la producción de carbón vegetal en hogueras bajo tierra; hasta procesos de alta eficiencia como la cogeneración.

A continuación, se presentan los procesos de conversión de biomasa más relevantes, los cuales se pueden clasificar en tres categorías:

  • Procesos de combustión directa
  • Procesos bioquímicos
  • Procesos termoquímicos

La valorización energética de la biomasa puede permitir aumentar la importancia de las energías renovables y su mix energético, así como lograr disminuir la dependencia al petróleo o al gas. La diversidad de materias orgánicas que constituyen la biomasa permite a números países el acceso a la misma, constituyendo así una ficha fundamental en su independencia energética.

BIOMASA RESIDUAL

La biomasa residual es la generada en las actividades humanas que utilizan materia orgánica. Su manejo en el proceso de industrialización y urbanización actual supone un problema. Este tipo de biomasa tiene asociadas unas ventajas en su utilización:

 

  • Reduce la contaminación y riesgos de incendios
  • Reduce el espacio en vertederos
  • Evita emisiones de metano a la atmosfera
  • Los costes de producción pueden ser bajos
  • Los costes de transporte pueden ser bajos
  • Evita emisiones de CO2
  • Recircula pate de la materia orgánica estabilizada al suelo
  • Contribuye a la autonomía energética
  • Genera puestos de trabajo
  • Contribuye al desarrollo rural

Biomasa residual y/o industrial

Es la que se genera como consecuencia de cualquier proceso en que se consuma biomasa y se produce en explotaciones agrícolas, forestales o ganaderas, así como los residuos de origen orgánico generados en las industrias y en los núcleos urbanos. La utilización de biomasas residuales es, en principio, atractiva, pero limitada: en general, es más importante la descontaminación que se produce al eliminar estos residuos que la energía que se puede generar con su aprovechamiento. Sin embargo, pueden hacer autosuficientes desde el punto de vista energético a las instalaciones que aprovechan sus propios residuos tales como granjas, industrias papeleras, serrerías o depuradoras urbanas.

Industria

Biomasa residual agrícola y de residuos de poda

La biomasa residual agrícola herbácea es la paja de cereal (arroz, trigo, cebada, centeno, etc.), la caña del maíz y el girasol. La biomasa residual generada de poda es la obtenida de los cultivos leñosos6. Según la composición de Carbohidratos (compuestos más abundantes en la biomasa vegetal) se puede clasificar en:

  • Biomasa Lignocelulosa: en esta predominan las celulosas de hemicelulosa, holocelulosa y lignina.
  • Biomasa amilácea: en esta predomina hidratos de carbono como el almidón y la inulina, estos son polisacáridos de reserva en los vegetales.
  • Biomasa azucarada: los hidratos de carbonos son azucares monosacáridos (glucosa o fructosa) o disacáridos como la sacarosa.
  • Biomasa energética: incluye los materiales de origen biológico que no pueden ser empleados con fines alimenticios, está cubre actualmente el 14% de las necesidades energéticas mundiales y en los países industrializados, solo cubre 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.

BIOMASA RESIDUAL AGRICOLA EN COLOMBIA

Biomasa residual Agrícola Colombia

BIOMASA RESIDUAL PECUARIO EN COLOMBIA

Biomasa Residual Pecuario en Colombia

BIOMASA RESIDUAL RESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS URBANOS EN COLOMBIA

Biomasa residual residuos sólidos organicos urbanos en Colombia

Fuente de los cuadros precedentes: Atlas de biomasa - UPME

METANIZACIÓN DE LA BIOMASA RESIDUAL

La Metanización (líquida o seca) es un proceso que permite valorizar la materia orgánica. Esta materia es colocada al interior de un reactor en ausencia de oxígeno. De esta manera se produce biogás como energía renovable y un material digerido como fertilizante o mejorador agronómico del suelo.

En el proceso de biodigestión, las diferentes familias de bacterias anaerobias (que viven en ausencia de oxigeno) convierten las cadenas orgánicas complejas (proteínas, polisacáridos, lípidos) en elementos simples (CH4, CO2, H2, NH3, y H2O).

Las cuatro etapas de la degradación Hidrolisis, acidogénesis, y la metanogénesis se presentan al mismo tiempo en el biodigestor.

La biomasa es así una fuente histórica de energía, limpia, renovable, que brinda no solo soluciones energéticas, sino que permite solucionar problemáticas con respecto a los residuos orgánicos y su valorización.

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