Preguntas examen biocombustibles

Preguntas examen biocombustibles

Tema 1

1. ¿Qué es la biomasa?, ¿cuál es su origen?, ¿qué ventajas tiene el uso de biomasa como fuente de energía?

Es la materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado que tiene como factor principal el sol, utilizable como fuente de energía.

Sus ventajas son, escaso impacto ambiental, mejora el estado de las masas forestales, contribuye a la reforestación y a la protección de los hábitats silvestres, crea empleo y moderniza el tejido industrial.

1. ¿Cómo se puede clasificar la biomasa?

En función de su procedencia se pueden clasificar en:

Biomasa natural, residual o producida por cultivos energéticos.

Y según su naturaleza se puede clasificar en:

Biomasa vegetal o biomasa animal.

1. Realice un esquema gráfico que recoja las posibilidades de aprovechamiento energético de la biomasa.

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1. ¿Por qué se puede considerar que la biomasa tiene un comportamiento neutro respecto a las emisiones de CO2?

La biomasa tiene un comportamiento neutro porque se considera que la cantidad de CO2 desprendido en la utilización de la biomasa ha sido absorbido antes durante la vida de la materia orgánica de la biomasa.

1. Describa brevemente los pretratamientos que pueden aplicarse a la biomasa para su uso como biocombustible sólido.

Los pretratamientos que pueden aplicarse son:

Reducción de la humedad, para ello se hace un secado ya sea natural o forzado.

Reducción granulométrica, su objetivo es reducir el tamaño de la biomasa por medio de disgregación, triturado, astillado o molienda.

1. Describa brevemente los procesos termoquímicos de gasificación y pirólisis.

La gasificación es un proceso termoquímico en el que la materia hidrocarbonada es convertida en un gas combustible, mediante una sucesión de reacciones que tienen lugar a altas temperaturas en presencia de un agente gasificante.

La pirólisis es la descomposición térmica de la materia orgánica por medio de la aportación de energía en forma de calor en una atmósfera inerte o en el vacío, produciendo gases, productos condensables y/o char.

1. Describa brevemente los procesos de fermentación alcohólica y digestión anaerobia.

La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de oxígeno, originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono para obtener como productos finales: etanol, dióxido de carbono y moléculas de ATP, que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular.

La digestión anaerobia es un proceso en el que la materia orgánica, en ausencia de oxígeno, y mediante la acción de un grupo de bacterias específicas, se descompone en una mezcla de gases o “biogás” , y en una suspensión acuosa o «lodo» que contiene los componentes difíciles de degradar y los minerales inicialmente presentes en la biomasa.[pic 2]

1. Describa brevemente los parámetros físicos, químicos y energéticos de la biomasa como combustible.

Parámetros físicos: densidad, humedad y distribución granulométrica. Influyen en la selección y el diseño de los equipos de manejo del material y la necesidad de pretratamiento.

Parámetros químicos: análisis elemental, análisis inmediato, componentes estructurales, composición de cenizas y fusibilidad de cenizas. Determinan el comportamiento de la biomasa durante los procesos de transformación química y termoquímica.

Parámetros energéticos: poder calorífico. Determina la cantidad de energía aprovechable

1. ¿Es posible producir electricidad con biomasa? Realice un diagrama de bloques que recoja el uso de la biomasa como combustible en una planta de generación de energía eléctrica.

Si, es posible producir electricidad con biomasa.

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1. ¿Qué es una biorrefinería?, ¿cómo se clasifican las biorrefinerías?

Las biorrefinerías son instalaciones altamente integradas en las que las diferentes materias primas (biomasas) se separan en componentes individuales para convertirlas en productos vendibles como energía, carburantes, productos químicos y/o productos de síntesis. Es decir, el concepto de biorrefinería es análogo a lo que representan hoy las refinerías tradicionales en las que se producen combustibles y productos derivados del petróleo crudo.

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1. ¿En qué consiste la torrefacción de biomasa?, ¿qué mejoras produce en las características de la biomasa?

Es un proceso de tostación lenta para mejorar su contenido energético en el que el material pierde su humedad y se convierte en hidrófobo, resulta estable frente a la degradación de microorganismos, aumenta su densidad energética, pierde la elasticidad y puede molerse más fácilmente.

Tema 2

1. ¿Qué es el biodiesel?, ¿a partir de qué materias primas puede producirse?

El biodiesel es una mezcla de ésteres metílicos, etílicos, isopropílicos, butílicos, etc.  producidos a partir de un aceite vegetal o grasa animal, de calidad similar al gasóleo, para su uso como biocarburante.

1. ¿Qué características debe cumplir el aceite vegetal ideal para la producción de biodiesel?

Debe tener la mayor cantidad de ácidos grasos saturados posible, tiene que tener un proceso de producción de bajo coste y la materia prima de la que se obtiene no debe servir para alimentación.

1. Escriba la reacción de síntesis del biodiesel.

La reacción es de transesterificación

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1. Realice un esquema gráfico que recoja las posibilidades industriales de producción de biodiesel.

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1. Realice una tabla comparativa entre la catálisis homogénea básica y ácida para la obtención de biodiesel.

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1. ¿Qué es el número de cetano?, ¿qué es el punto de obstrucción del filtro frío (POFF)?

Es el número que determina el tiempo que tarda en producirse la combustión desde la inyección del carburante, cuanto más elevado es el número, menor es el retraso de la ignición y mejor es la calidad de combustión.

Es el punto que muestra la mínima temperatura a la cual puede operar un motor con ese combustible.

1. ¿Qué recomendaciones de mantenimiento daría a su vecina «María José Pérez» que va a empezar a utilizar biodiesel como biocombustible en su coche? Justifique su respuesta.

Las recomendaciones serian: la limpieza del depósito antes de su empleo, mayor sustitución de filtros de combustible, introducir filtros calentadores, no mantener el biodiesel en el depósito más de un mes, cambiar el aceite más frecuentemente y hacer una revisión más exhaustivas de fugas en el circuito de combustible por posible deterioro de juntas.

1. Describa las principales ventajas e inconvenientes de la utilización del biodiésel como combustible alternativo para automoción.

Ventajas medioambientales: es un combustible renovable, es biodegradable, reduce las emisiones del diésel del petróleo y la producción facilita la gestión de algunos residuos.

Ventajas técnicas: Su incorporación al mercado es sencilla, presenta una excelente lubricidad, funciona con los motores actuales, presenta un índice de cetano mayor y tiene un mayor punto de inflamación.

Inconvenientes ambientales: necesita materias primas en abundancia, elevado volumen de efluentes acuosos y aumento de las emisiones de óxidos de nitrógeno

Inconvenientes técnicos y económicos: Elevado coste de producción, fallos en climas fríos, efecto disolvente, incompatibilidad con algunos materiales, baja estabilidad a la oxidación, menor poder calorífico y gran afinidad al agua.

1. ¿Qué hace la producción de biocombustibles a partir de algas tan emocionante?, ¿cómo se puede mejorar la economía del proceso de producción de biodiésel a partir de algas?

Las microalgas son organismos que pueden crecer y reproducirse rápidamente, presenta un mayor rendimiento productivo por unidad de superficie y el proceso de producción es más económico.

Se puede mejorar cuando retenemos el CO2 de otros flujos, cuando tratamos las aguas residuales y extraemos componentes de alto valor para otros procesos.

1. ¿Qué ventajas presenta el metóxido sódico respecto a otro catalizador básico como NaOH o KOH?

La principal ventaja es que durante la reacción no produce agua.

1. Comente brevemente las principales repercusiones técnicas del uso de biodiésel en motores

• Influencia en las prestaciones: provoca una ligera pérdida de potencia máxima y un leve incremento del consumo debido a el menor poder calorífico del biodiésel que el de los gasóleos, el rendimiento del motor no se ve afectado.
• Influencia en el desgaste del motor y aceite de lubricación: puede provocar corrosión de los inyectores o la bomba de inyección asociada a la presencia de humedad absorbida, así como una ligera pérdida de viscosidad del aceite.
• Comportamiento en función de la temperatura: los puntos de enturbamiento y POFF son superiores a los del gasóleo, por lo que pueden provocar problemas de arranque y mal funcionamiento en climas fríos.
• Compatibilidad de materiales: Los esteres son más agresivos sobre el caucho y los tipos comunes de pintura.
• Afinidad por el agua: Su almacenamiento durante tiempo prolongado provoca el aumento de contenido en agua del combustible con inconvenientes para el funcionamiento del motor.
• Influencia en la estabilidad y formación de residuos carbonosos: Un biodiesel con índice de yodo elevado favorece los procesos de oxidación y polimerización.
• Influencia en la lubricidad del combustible: La presencia de ésteres metílicos en el gasóleo mejora las características de lubricidad.
• Influencia en las emisiones: La presencia de oxígeno en las moléculas éster provoca una disminución en la cantidad de partículas emitidas.

Tema 3

1.  ¿Qué es el bioetanol?, ¿cómo se clasifican las principales materias primas para su producción?, ¿qué es el bioetanol de segunda generación?

Es etanol producido a partir de la biomasa.

Se clasifican en azucaradas, amiláceas y lignocelulósicas.

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