¿Qué es la energía de biomasa?
La energía de biomasa es un tipo de energía renovable que se produce por medio de la descomposición de materia orgánica o biodegradable. Se obtiene de restos de plantas, árboles, frutas, vegetales, animales y vertidos orgánicos. Estos restos pueden seguir siendo útiles para la generación de energía a pesar de ya no presentar un uso común.
Los restos y residuos al ya no presentar un uso y convertirse en desecho, desechos que pueden ser como cáscaras de fruta, restos de comida, fruto seco, huesos de animal, madera “inservible”, y restos de podas en campos de cultivo, se someten a diferentes procesos para obtener la energía. Energía que se traduce a gases, vapor, alcohol, biocombustible, etc. El resultado cambia de acuerdo al desecho y proceso.
Índice 1 ¿Qué es la biomasa? 2 Cómo funciona 3 Tipos de biomasa 4 De dónde se obtiene 4 Métodos 5.1 Termoquímicos 5.2 Bioquímicos 6 Energías que se crean a partir de los desechos 7 Centrales de biomasa 8 Problemas ambientales
Cómo funciona la energía de biomasa
La energía de biomasa consiste en utilizar los restos y desechos para someterlos a diferentes procesos, procesos que dan como resultado un compuesto que sirve como combustible, en este caso el biocombustible.
Pero existen diferentes métodos, los termoquímicos y bioquímicos, que derivan en otros diferentes procesos que mostraré a continuación. Además de que hay tres tipos de biomasa (desecho aprovechado), que provienen de distintas fuentes, y que generan diferentes compuestos.
Son los siguientes:
Métodos termoquímicos
Los métodos termoquímicos son los que se encargan de transformar los residuos a través del calor sometido. Al finalizar el proceso se libera la energía o el producto, y depende del residuo utilizado será el resultado, como sólido, líquido o gaseoso.
Se emplean los siguientes:
- Combustión
- Pirólisis
- Gasificación
- Co-combustión
Métodos bioquímicos
Un método bioquímico es aquel donde se producen reacciones químicas del metabolismo celular humano, pero en este caso se aplican diferentes bacterias y descomponedores para crear reacciones en los residuos, y donde se maneja la cantidad de oxígeno sometido para obtener un compuesto.
Se emplean los siguientes:
- Digestión anaerobia
- Fermentación alcohólica
- Fermentación metánica
Tipos de biomasa
Se les llama tipos de biomasa porque son diferentes tipos de residuos, que son los siguientes:
- Biomasa natural. Es la que se encuentra en el medio ambiente de manera natural, sin intervención humana, como leña, ramas, árboles muertos.
- Biomasa residual seca. Se refiere biomasa residual a los desechos de industrias de madera, agroalimentarias, agricultura (leñosos, herbáceos), y de actividades forestales. Considerados subproductos. Que en este caso son el aserrín, la cáscara de almendra, pellets, astillas, restos de poda frutales y de arboleda.
- Biomasa residual húmeda. Se refiere biomasa residual a los desechos de industrias de madera, agroalimentarias, agricultura (leñosos, herbáceos), y de actividades forestales. Considerados subproductos. Que en este caso son los vertidos industriales biodegradables, como de la ganadería y cultivo.
- Biomasa producida. Son los campos de cultivo energéticos, campos de cultivos con la finalidad de producir para obtener energía por medio de las plantaciones y sembradíos.
De dónde se obtiene esta energía
Los desechos para generar energía se obtienen de distintas fuentes, como de:
- Residuos o excedentes forestales. En las plantaciones frutales, de arboledas y algunas talas, quedan restos y componentes que pueden ser aprovechados. Al quitar por completo la cosecha del campo cuando se talan árboles o hacer actividades forestales, se utilizan los restos y desechos.
- Residuos o excedentes agrícolas leñosos. Proceden de poda y tratamiento de árboles frutales, olivos o viñedos. En determinadas épocas del año.
- Residuos o excedentes agrícolas herbáceos. Aquí se incluye el cañote de maíz y las pajas de cereal.
- Residuos o excedentes de industrias forestales y agrícolas. Son desechos producidos durante las etapas de transformación de la madera en sus distintos objetos. Los desechos de la agroalimentaria y ganadería, que no se destinan para consumo humano.
- Cultivos energéticos. Son los campos de cultivo, siembra y de plantaciones, diseñados para el uso de la energía que pueden generar, únicamente para esto. El tipo de cultivo suele ser de cereales, maíz, caña de azúcar, cynara, petaca, sorgo dulce y remolacha.
Métodos para obtener energía de biomasa
Para poder obtener la energía de biomasa se emplean distintos métodos y procesos, son los siguientes.
Termoquímicos
Te explico de manera general en qué consisten los métodos termoquímicos en los procesos de obtención de energía.
Combustión
Es el método más básico y el general.
Se quema la biomasa a una temperatura de entre 600 a 1,300 °C, con un 20-40% de aire de su totalidad. Así se obtienen gases calientes que pueden ser usados para generar calor y electricidad.
Pirólisis
Aquí se descomponen los desechos utilizando calor a 500 °C, sin oxígeno. Esto crea gases formados por hidrógeno, óxidos de carbono, hidrocarburos, líquidos hidrocarbonados, residuos sólidos carbonosos.
Es el mismo proceso que se utilizaba hace un buen tiempo para hacer carbón vegetal.
Gasificación
Se produce a partir de una combustión de entre 700 a 1,500 °C, usando una cantidad variada de oxígeno, de 10-50%. Los elementos que se obtienen son monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno, metano y vapor de agua.
El nombre del gas combustible que es generado se le llama syngas, gas de síntesis, gas pobre, gas de madera, gasógeno y sintegás. Que puede ser transformado en metanol y gasolinas.
Co-combustión
Ocurre cuando se está haciendo una combustión de carbón o combustible fósil en caldera u horno, y este es sustituido en parte por biomasa como residuos sólidos fósiles (huesos, restos de animales). Para reducir la emisión del combustible fósil o de carbón.
Bioquímicos
Te explico de manera general en qué consisten los métodos bioquímicos en los procesos de obtención de energía.
Digestión anaerobia
Este proceso requiere de conocimiento más profundo, pero se explicará en general.
Lo que se obtiene son productos gaseosos o biogás y digestato, el digestato es una mezcla de minerales y compuestos de difícil degradación.
Durante el proceso, al descomponer el material biodegradable, pudiendo ser residuos o excedentes de agricultura o ganadería, etc., siendo estos secos y húmedos, se hace por medio de los microorganismos descomponedores, que son bacterias y en ausencia de oxígeno, se va produciendo el gas, los minerales y compuestos que son usados para la producción de energía.
Los descomponedores o bacterias utilizadas pueden ser amilasas, proteasas, bacteria acidogénica, acetogénica, metanogénica acetoclasta e hidrogenotróficas, en diferentes etapas.
Y los gases que emiten son metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), dihidrógeno (H2), sulfuro de oxígeno o ácido sulfhídrico (H2S). Los minerales son nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (CA). Estos se usan para crear el biocombustible o biogás. Al final del proceso deja un compuesto de difícil degradación, el cual es aprovechado.
Fermentación alcohólica
También se le llama fermentación etílica o etanol, y es un proceso biológico-químico, pero se cuenta un proceso exotérmico, ya que libera energía durante el proceso.
Utiliza microorganismos como hongos, algas, protozoos y levaduras (ascomicetos, basidiomicetos) para descomponer materia orgánica sin presencia de oxígeno. Principalmente en los hidratos de carbono como la glucosa o azúcares, fructosa y sacarosa.
El resultado es la obtención de etanol, alcohol y dióxido de carbono para su posterior uso.
Fermentación metánica
Es un proceso de descomposición de materia orgánica por microorganismos descomponedores. Similar a la digestión anaerobia, utiliza microorganismos similares para descomponer los desechos, pero principalmente en el tratamiento de aguas residuales y vertidos biodegradables.
Se hace un proceso de hidrolizado en conjunto con los descomponedores. Y se obtiene gas metano, biogás, anhídrido carbónico.
Energías que se producen a partir de los desechos
Dentro de la energía o productos que pueden obtenerse con la biomasa, están los siguientes:
- Energía térmica. La energía térmica se emplea para generar electricidad, cocinar alimentos, pero también se utiliza en industrias y causa contaminación.
- Biogás. El gas es empleado principalmente en el sector ganadero y agrícola, generando energía eléctrica para distintos usos.
- Biocombustibles (bioetanol y biodiésel). Es utilizado como combustible de transporte (vehículos), es el biodiésel y bioetanol, y ambos sustituyen el combustible fósil.
- Energía eléctrica. Electricidad para diferentes usos.
Centrales de biomasa
¿Qué es una central de biomasa? Las centrales de biomasa son los sitios destinados a la producción de energía de biomasa, a través de procesos al material biodegradable. Estas centrales cuentan con todo el equipo y material necesario para la ejecución del proceso de inicio a fin. Generando en su mayor parte electricidad de forma limpia.
Aquí los desechos orgánicos se introducen a una especie de caldera, horno o depósito que, al hacer combustión y tener altas temperaturas, se libera vapor de agua. El vapor de agua llega a unas turbinas que se activan y giran produciendo energía mecánica, que a su vez pasa por un generador, transformándola en electricidad, y finalmente pasa a un transformador para ampliar el voltaje.
Durante la ejecución, los gases emitidos se filtran y las cenizas se guardan para otro proceso.
Problemas ambientales
Excederse en el uso de esta energía podría resultar en efectos negativos, si no se mide el uso de los recursos forestales. Tiene que ser solo desechos orgánicos y biodegradables, no es necesario deforestar para obtener esta energía.
No tendría y tiene sentido cuidar el medio ambiente, al mismo tiempo que los destruyes.