La biomasa

Materia: Ciencias 2

Equipo: 8 Grupo: 2°I Fase: 4

Integrantes de equipo: Noé Isaac Núñez Álvarez, Raúl Cristóbal Murillo Valles, Leonel Luna Figueroa y José Alfredo Moreno García

Maestro: Javier Marín Rosales

Índice

¿Qué es biomasa?

¿Quién descubrió la biomasa?

Biomasa natural

Biomasa residual seca

Biomasa residual húmeda

Cultivos energéticos

¿Cómo se trasforma la biomasa en energía?

Métodos termoquímicos

Métodos biológicos

Aplicaciones energéticas

La cogeneración

¿Cuánta energía proporciona la biomasa?

Unidades y equivalencias energéticas

¿Cómo se mide la energía de la biomasa?

El medioambiente y la bioenergía

La biomasa ante el efecto invernadero

Pellets

Ventajas

¿Qué es biomasa?

Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía. Las plantas transforman la energía radiante del Sol en energía química a través de la fotosíntesis, y parte de esa energía química queda almacenada en forma de materia orgánica; la energía química de la biomasa puede recuperarse quemándola directamente o transformándola en combustible. Esta es la fuente de energía renovable más antigua conocida por el ser humano.

La biomasa puede ser convertida a otras formas de energía utilizable y es una atractiva alternativa de petróleo por varias razones. En primer lugar, es un recurso renovable que estos más uniformemente distribuidos sobre la superficie de la Tierra y son fuentes de energía, y que podrían ser explotados usando tecnologías más favorables al medio ambiente.

Residuos de la agricultura y la silvicultura, y, en particular, los residuos de fábricas de papel, son los recursos más comunes utilizados como la biomasa para la generación de electricidad y de energía, incluidos en los procesos industriales de calor y de vapor, así como para una variedad de productos de base biológica. El uso de los combustibles líquidos como el etanol y el biodiesel, que está actualmente en derivados principalmente de cultivos agrícolas, está aumentando de forma espectacular.

¿Quién descubrió la biomasa?

La energía de la biomasa la inventaron los primeros hombres que aprendieron a encender fuego y utilizarlo para preparar sus alimentos o para calentarse.

La forma más primitiva de la biomasa simplemente son las ramas secas de árboles, troncos, hojas, etc.

Encender una hoguera ya es obtener energía de biomasa. Para saber quién inventó la biomasa tendrías que saber quién fue la primera persona que encendió una hoguera (en realidad la biomasa ya existía antes, desde que existen los seres vivos, aunque nos referimos a su utilización)

El descubrimiento de la máquina de vapor (siglo XVIII) supuso un nuevo uso de la biomasa: utilizar madera y carbón para mover máquinas.

La biomasa nunca dejó de utilizarse, pero poco a poco fue apartada y sustituida por los combustibles fósiles (gas, gasóleo, fuel, carbón mineral, etc.) por ser más eficientes y fáciles de manejar (hace falta menos masa y menos volumen de combustible para obtener la misma energía). Únicamente se empleaba leña, deshechos agrícolas (cáscaras de almendra, piñón de oliva, etc.) y demás para pequeñas estufas domésticas.

Biomasa natural

Desde muchísimos años, el hombre ha utilizado la leña de árboles para obtener calor y cocinar. Sin embargo, esta biomasa no es la recomendada para aprovechar su energía, ya que podría provocar el deterioro, o peor aún la destrucción, de los ecosistemas que la producen. Lo mejor en esta Biomasa natural es aprovechar los residuos de las partes muertas o los restos de las podas, siempre teniendo como guía principal el respeto del equilibrio y estabilidad del ecosistema.

La Biomasa natural es la base del consumo energético de pueblos en desarrollo. Aquí hay que tener cuidado porque a medida que crece el lugar, crecen las personas que allí viven, generando un mayor gasto de energía, lo que podría significar graves perjuicios a la naturaleza según qué materia se esté utilizando.

Biomasa residual seca

En el caso de la biomasa residual agrícola, se pueden considerar los restos de los cultivos tales como el maíz, trigo, frijol, y arroz, entre otros, después de obtener el producto principal como lo es el grano; así como también los de sombres de café y cacao, y las podas de frutales. En el último subgrupo se encuentran los restos de actividades agroalimentarias y forestales como lo son, la pulpa del beneficiado de café, el bagazo de la caña de azúcar, y la lapa y el aserrín en el caso de los aserraderos.

Un aspecto a tomar muy en cuenta a la hora de trabajar con biomasa residual seca, es que la misma se encuentre lo más cerca posible de su lugar de utilización, ya que aspectos como el transporte de la misma, pueden convertirse en gastos extras que la hagan poco viable.

Aunque se le llame biomasa residual seca, ésta contiene cerca del 40% de humedad, lo que conlleva a una baja eficiencia en el proceso de obtención de energía, ya que se debe utilizar una buena cantidad de energía para reducir esta humedad hasta un 10% y a partir de allí, poder obtener la energía neta que se va a producir.

Los tratamientos que conlleva el aprovechamiento de este tipo de biomasa, empiezan con el secado de la misma, para su posterior astillado, triturado y tamiz, con lo cual se hace ingresar a una caldera en donde se incinera y produce el calor suficiente para la producción de vapor de agua. Este vapor, hace funcionar una turbina que se encuentra conectada a un generador eléctrico con el cual se genera electricidad. En muchos casos, la energía que se produce es solamente calórica, que se utiliza para calefacción de viviendas, para calefacción de agua domiciliar, para la cocción de alimentos, o para procesos industriales como la fundición de metales.

Biomasa residual húmeda

Se le denomina biomasa residual húmeda a todos aquellos flujos residuales de origen orgánico resultantes de la actividad humana o animal, los cuales se pueden dar en las ciudades (agua residual urbana), industrias (residuos industriales biodegradables) e instalaciones agropecuarias (residuos ganaderos). También se puede citar a los desechos sólidos urbanos (basura orgánica) que por su alto contenido de humedad son tratados mediante procesos biológicos. (Si a los desechos sólidos urbanos, se les da un tratamiento previo de secado, pasan a formar parte del grupo de la biomasa residual seca).

La biomasa residual húmeda, por su alto contenido de materia orgánica puede llegar a considerarse contaminante; ya que en su proceso de descomposición generan metano (CH4) y Dióxido de Carbono (CO2). La contaminación que este tipo de biomasa produce no es debida solamente a la generación de esos compuestos indicados anteriormente, sino que al momento de ser vertida a los ríos o lagos, los microorganismos que la descomponen, utilizan el oxígeno disuelto en los mismos afectando al resto del ecosistema acuático; además, por las altas concentraciones de Nitrógeno producto de la formación de metano, se puede dar un crecimiento elevado de algas, el cual contribuye también al consumo del oxígeno disuelto, causando la muerte de otros seres vivos.

Cultivos energéticos

Cultivos productores de biomasa lignocelulosa, apropiados para producir calor mediante combustión directa en calderas, lo que permite utilizarlos en desecación y en generación de vapor. En el área mediterránea son los de especies leñosas cultivadas en turnos de rotación cortos, o los cultivos de especies herbáceas, entre los que destaca el cardo.

• Los que se obtienen en estado líquido que pueden ser usados como carburantes de los motores de combustión interna, y que se adapten al estado actual de la técnica, tanto en los de encendido por compresión como por chispa, como son los aceites vegetales con diferentes grados de transformación y los alcoholes obtenidos por destilación.

• Cultivos de semillas oleaginosas: básicamente son cultivos de colza, soja y girasoles destinados a la obtención de aceites vegetales aptos para ser usados como carburantes en el sector de la automoción, y conocidos comúnmente como biocarburantes.

Se conoce como biocarburantes todos aquellos combustibles líquidos obtenidos a partir de productos agrícolas. De forma global, se pueden distinguir dos clases de biocarburantes, la de los biocarburantes para los motores de encendido de chispa, y la de los biocarburantes para los motores de encendido por compresión o Diésel.

Para los primeros, los alcoholes son una alternativa a las gasolinas, bien como elemento de sustitución total o como elemento que mejora su índice de octano. El alcohol etílico de origen vegetal, o bioetanol, se obtiene por fermentación de materias primas azucaradas con un grado alcohólico inicial del 10 al 15%, pudiéndose concentrar

Los biocarburantes se obtienen básicamente a partir de productos agrícolas como la colza, la soja o el girasol.

Métodos termoquímicos

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