Biomasa

BIOMASA

La biomasa es la materia orgánica de origen vegetal o animal producto de procesos biológicos recientes. Esta característica posibilita desestimar al petróleo dentro de esta fuente de energía ya que su origen no es reciente.  

Fuentes de Biomasa
Las fuentes de biomasa se pueden clasificar de la siguiente forma:

-       Biomasa natural: es aquella que se produce espontáneamente en las tierras no cultivadas y el hombre aprovecha para obtener energía calórica (leña).

-       Residuos Rurales: entre los que se encuentran los producidos de explotaciones agropecuarias y forestales.

·         Biomasa agrícola. Excedentes de cosechas agrícolas como los rastrojos.

·  Biomasa de residuos animales. La biomasa de residuos animales incluye principalmente a los residuos procedentes de operaciones de ganadería intensiva, como las granjas avícolas, granjas de porcino, las explotaciones de ganado vacuno y los mataderos.

·         Biomasa Forestal. La biomasa forestal puede utilizarse con fines energéticos. Se compone de la leña y los residuos resultantes de las limpiezas de los bosques para protegerlos de los incendios forestales, así como subproductos de las industrias de la madera.

-       Residuos urbanos: los residuos de origen orgánico producidos en industrias y poblados, provenientes de la actividad humana.

-       Cultivos energéticos: Es la biomasa producida para fines energéticos. Se cultiva para obtener biomasa con el propósito de transformarla en combustible.  (Residuo de algodón, del aceite de oliva, caña de azúcar, etc.)

Productos de la Biomasa:

A partir del aprovechamiento de la biomasa es posible obtener energía calórica y lumínica pero también es posible producir:

• Biocombustibles:

Son combustibles de origen biológico obtenidos de manera renovable a partir de restos orgánicos y, principalmente, de cultivos energéticos. Por sus características, sirven como combustible en motores de combustión interna. Dentro de ellos se encuentran:

BIODIESEL: obtenido a partir de aceites vegetales, se utiliza como combustible en motores diesel.

Obtención de Biodiesel

El aceite vegetal es extraído de las plantas por diversos métodos como puede ser el prensado y, luego de un refinado, pasa por el proceso de transesterificación. El mismo consiste en la adición de alcohol al aceite que al combinarse generan como desecho glicerina. Gracias a este procedimiento, el aceite se vuelve menos denso y por enede, menos viscoso.

BIOETANOL: obtenido a partir de la fermentación de cultivos agrícolas con grandes contenidos de hidratos de carbono como azúcares, almidón y celulosa. Se utiliza como combustible en motores nafteros.

Obtención de Bioetanol

La primera etapa consiste en la obtención de los azúcares que luego serán fermentados  y, luego de una destilación, originarán etanol con gran contenido de agua. Este exceso es necesario eliminarlo mediante una deshidratación ya que de lo contrario podría ocasionar daño en el motor del vehículo que lo utilice como combustible. 

• Biogás:

Es un gas producido por bacterias durante el proceso de biodegradación de material orgánico en condiciones anaeróbicas (sin oxigeno). La generación natural de biogás es una parte importante del ciclo biogeoquímico del carbono.

El metano producido por bacterias es el último eslabón de una cadena de microrganismos que degradan material orgánico y devuelven los productos de la descomposición al medio ambiente. Este proceso que genera biogás es una fuente de energía renovable.

El biogás es una mezcla de gases compuesta principalmente de:

o      Metano (CH4) 50-70%

o      Dióxido de carbono (CO2) 30-50%

o      Nitrógeno (N2) 0,5-3%

o      Ácido sulfhídrico (H2S) 0,1-1%

o      Vapor de agua Trazas

El biogás puede ser utilizado como combustible para motores diesel y a gasolina, a partir de los cuales se puede producir energía eléctrica por medio de un generador. En el caso de los motores diesel, el biogás puede remplazar hasta el 80% de dicho combustible (la baja capacidad de ignición del biogás no permite remplazarlo en su totalidad en este tipo de motores que carecen de bujía para la combustión). En cambio en los motores a gasolina el biogás puede remplazar la totalidad de la misma.

El biogás se produce en contnedores denominados:

Biodigestores:

Los biodigestores son sistemas naturales que aprovechan materia orgánica (estiércol de ganado, desperdicios domiciliarios, etc.) para producir biogás y biol.

o   El biol es un fertilizante ecológico que puede emplearse directamente en el riego de las chacras o decantarlo para obtener fertilizante foliar, de esta forma no se pierde la capacidad fertilizante del estiércol que es de uso común en el ámbito rural.

Los biodigestores familiares de bajo costo son de gran utilidad en las áreas rurales donde las familias poseen ganado, incluso en pequeñas cantidades, debido al bajo costo de inversión y su un fácil manejo y mantenimiento, que no requiere de técnicos.

Un biodigestor esta formado por un tanque hermético donde ocurre la fermentación y un depósito que sirve para el almacenaje de gas. Las dos partes pueden estar juntas o separadas. Posee una tubería de entrada a través del cual se suministra la materia orgánica en forma conjunta con agua, y una tubería de salida en el cual el material ya digerido por acción bacteriana abandona el biodigestor. Los materiales que ingresan y abandonan el biodigestor se denominan afluente y efluente respectivamente.

La duración de la reducción del material biológico depende de los microorganismos especiales y de sus temperaturas óptimas del crecimiento.

Los principales parámetros que influyen en la producción de biogás son:

Ø  Temperatura

Ø  Tiempo de Retención         

Ø  Relación Carbono/Nitrógeno (30C : 1N)

Ø  Porcentaje de sólidos

Ø  pH

Ø  Agitación

Tipos de biodigestores:

De acuerdo a la frecuencia de cargado, se pueden clasificar en:

o   Discontinuo.- se carga una sola vez en forma total y la descarga se efectúa una vez que ha dejado de producir gas combustible. Este sistema es aplicable cuando la materia a procesar esta disponible en forma intermitente.

o    Semi continuos.- es el tipo de digestor más usado en el medio rural, cuando se trata de digestores pequeños para uso doméstico. Poseen el gasómetro integrado al sistema y se construyen totalmente enterrados. Se cargan por gravedad una vez al día, con un volumen de mezcla que depende del tiempo de fermentación o retención y producen una cantidad diaria más o menos constante de biogás si se mantienen las condiciones de operación.

o   Continuos.- Este tipo de digestores se desarrollan principalmente para tratamiento de aguas residuales. En general son plantas muy grandes, en las cuales se emplean equipos comerciales para alimentarlos, proporcionarles calefacción, agitación, así como para su control.

El tiempo de retención del sustrato (afluente) dependerá de la temperatura y del tipo de digestor. Por ejemplo:

Temperatura °C	Días
10	55
20	25
30	10

Todos los productos de la biomasa pueden utilizarse tanto como combustibles para motores como en la generación de energía eléctrica. En este caso, el funcionamiento es el mimo que el de una central térmica, ya que los combustibles se queman para calentar agua que al convertirse en vapor moverá una turbina y un generador eléctrico. 

Ventajas

• Es energía renovable.
• Disminuye la emisión de gases de efecto invernadero.
• Puede ubicarse en cualquier lugar.
• Aprovecha muchos residuos y desperdicios que de cualquier forma podrías contaminar el ambiente.

Desventajas

• Es muy contaminante ya que la quema de estos biocombustibles libera gases como el dióxido de carbono y el metano.
• Al momento, es costosa su elaboración. 
• Al utilizar cultivos para su producción, evita que los mismos estén disponibles para la alimentación.