“Conversión de biomasa en energía…¿cómo se logra?”

Antes de que la biomasa pueda ser usada para fines energéticos, tiene que ser convertida en una forma más conveniente para su transporte y utilización. 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 dendro-energía y la cogeneración.

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

  1. Procesos de combustión directa.
  2. Procesos termo-químicos.
  3. Procesos bio-químicos.

1)    Procesos de combustión directa 

Características generales

Usos

Sistemas de combustión directa

Desventajas

Ventajas o áreas de oportunidad

 *Forma más antigua y común para extraer la energía de la biomasa.

*Estos procesos se aplican para generar calor

Clasificación:

a) Densificación: Proceso de compactar la biomasa en “briquetas”, para facilitar su utilización, almacenamiento y transporte. Las briquetas son para usos domésticos, comerciales e industriales. La materia prima puede ser aserrín, desechos agrícolas y partículas de carbón vegetal, el cual se compacta bajo presión alta.

*Cocción de alimentos*Secado de productos agrícolas

 

*Producción de vapor para procesos industriales y electricidad

*Estufas*Hornos

*Calderas

*Combustión de lecho fluidizado

*Los procesos son generalmente muy ineficientes porque mucha de la energía liberada se desperdicia y pueden causar contaminación cuando no se realizan bajo condiciones controladas. *La contaminación podría disminuir considerablemente si se implementaran prácticas mejoradas de operación y un diseño adecuado del equipo.*Por ejemplo, secar la biomasa antes de utilizarla reduce la cantidad de energía perdida por la evaporación del agua y para procesos industriales.

*Usar pequeños

pedazos de leña y atender continuamente el fuego supliendo pequeñas cantidades resulta en una combustión más completa y, en consecuencia, en mayor eficiencia

*Equipos como los hornos se pueden mejorar con la regulación de la entrada del aire para lograr una combustión más completa y con aislamiento para minimizar las pérdidas de calor.

 

2)    Procesos termo-químicos:

Estos procesos transforman la biomasa en un producto de más alto valor, con una densidad y un valor calorífico mayor, los cuales hacen más conveniente su utilización y transporte. Cuando la biomasa es quemada bajo condiciones controladas, sin hacerlo completamente, su estructura se rompe en compuestos gaseosos, líquidos y sólidos que pueden ser usados como combustible para generar calor y electricidad. Dependiendo de la tecnología, el producto final es un combustible sólido, gaseoso, o combustible líquido. El proceso básico se llama pirólisis o carbonización e incluye:

Clasificación

Ventajas

Uso

Fuentes de extracción y/o producción

Formas de producirlo

 a)Producción de carbón vegetal: Es la forma más común de la conversión termo-química de temperatura mediana. La biomasa se quema con una disponibilidad restringida de aire, lo cual impide que la combustión sea completa. El residuo sólido se usa como carbón vegetal *Tiene mayor densidad energética que la biomasa original*No produce humo *Doméstico  * Madera

* Cáscara de coco

* Algunos residuos agrícolas.

 * Hornos de tierra: excavación en el terreno en la que se coloca la biomasa, la cual es luego cubierta con tierra y vegetación para prevenir la combustión completa

*Hornos de mampostería: construidos de tierra, arcilla y ladrillo

 b)Gasificación: Se utiliza una mayor proporción de oxígeno a mayores temperaturas, con el objetivo de optimizar la producción del llamado “gas pobre”, constituido por una mezcla de monóxido de carbono, hidrógeno y metano, con proporciones menores de dióxido de carbono y nitrógeno    *Se puede utilizar para generar calor y electricidad, y se puede aplicar en equipos convencionales, como los motores de diesel  *Madera

*Cascarilla de arroz

*Cáscara de coco

 * Las tecnologías de gasificación y su aplicación depende de la materia prima y de la escala del sistema.


3)    Procesos bio-químicos: Estos procesos utilizan las características bio-químicas de la biomasa y la acción metabólica de organismos microbiales para producir combustibles gaseosos y líquidos. Son más apropiados para la conversión de biomasa húmeda que los procesos termo-químicos.

Clasificación

Proceso

Usos

¿Qué se produce?

 a)Digestión anaeróbica: *La digestión de biomasa humedecida por bacterias en un ambiente sin oxígeno (anaeróbico) produce un gas combustible llamado biogás. En el proceso, se coloca la biomasa (generalmente desechos de animales) en un contenedor cerrado (el digestor) y allí se deja fermentar; después de unos días, dependiendo de la temperatura del ambiente, se habrá producido un gas, que es una mezcla de metano y dióxido de carbono. La materia remanente dentro del digestor es un buen fertilizante orgánico   .*Doméstico en sustitución de la leña

 

 *Biogas
b)Combustibles alcohólicos *De la biomasa se pueden producir combustibles líquidos como etanol y metanol. El primero se produce por medio de la fermentación de azúcares y, el segundo por la destilación destructiva de madera *Producción de licores y, más recientemente, para generar sustitutos de combustibles fósiles para transporte*Propulsión de máquinas *Etanol*Metanol
C)Biodiesel Se compone de ácidos grasos y ésteres alcalinos, obtenidos de aceites vegetales, grasa animal y grasas recicladas. A partir de un proceso llamado “transesterificación”, los aceites derivados orgánicamente se combinan con alcohol (etanol o metanol) y se alteran químicamente para formar ésteres grasos como el etil o metilo éster *Combustibles en motores comunes *Biodiesel
d) Gas de rellenos sanitarios *Se puede producir un gas combustible de la fermentación de los desechos sólidos urbanos en los rellenos sanitarios. Este es una mezcla de metano y dióxido de carbono. La fermentación de los desechos y la producción de gas es un proceso natural y común en los rellenos sanitarios

Actualmente, la combustión directa es el proceso más aplicado para usos energéticos de la biomasa. Procesos más avanzados como la gasificación y la digestión anaeróbica han sido desarrollados como alternativas más eficientes y convenientes, y para facilitar el uso de la biomasa con equipos modernos. Sin embargo, hasta la fecha, la aplicación de estos últimos no es tan común por tener un costo más alto y la complejidad de su aplicación.

Si deseas más información acerca de este tema, te recomiendo ingreses a los siguientes sitios. Aquí podrás encontrar datos más concretos sobre aspectos técnicos de las tecnologías, sus aplicaciones, además de ejemplos de instalaciones en viviendas, hoteles, centrales de producción eléctrica, etcétera. 


Manual de energías renovables: Energía de la biomasa Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía. http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descargafile=/documentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdf

Manual Biomada PNUD – http://www.bun-ca.org/publicaciones/BIOMASA.pdf

 Vanesa Rendón Montero

LPL

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2 comentarios

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