Energía de biomasa

1999/08/01 Imaz Amiano, Eneko - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia berriztagarriak

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La energía de la biomasa es la energía renovable acumulada en la materia orgánica que las plantas sintetizan en el proceso de fotosíntesis utilizando dióxido de carbono y energía solar. La biomasa, en sentido amplio, es un material que forma seres vivos. En un sentido más estricto, sin embargo, se llama materia resultante del proceso de fotosíntesis. Al tratarse de una materia orgánica, se trata de un recurso renovable producido por una fuente casi inagotable y por un reino vegetal (biomasa primaria), un reino animal (biomasa secundaria) y un sistema urbano e industrial (biomasa residual).

En los
últimos tiempos, con el objetivo de construir plantas de generación de energía eléctrica a través de la quema de residuos en incineradoras en nuestro entorno, el tema se ha convertido en algo más conocido, pero quien no ha oído más que eso, seguramente, podría pensar que la única fuente de energía de la biomasa son los residuos urbanos, agrícolas e industriales. Y esto no es correcto, ni en lo que se refiere a la fuente de energía ni en lo que sólo puede ser la energía eléctrica producida.

Métodos de obtención de energía de biomasa

En la energía de biomasa, además de los residuos procedentes de otros procesos, se utilizan plantas cultivadas y recogidas (o recogidas en bruto) para este fin. Y el método utilizado para obtener la energía de biomasa también varía en función de la materia prima.

Extracción de hidrocarburos

Terreno sembrado para la producción de energía de biomasa.

Se utilizan hidrocarburos o compuestos similares producidos por diversas plantas en el metabolismo.El tratamiento previo, los disolventes utilizados y los productos y subproductos obtenidos dependerán, lógicamente, de la especie vegetal. No obstante, debido a su similitud con el petróleo, el producto puede ser utilizado como combustible para motores de combustión interna o diesel, aunque se obtienen productos de otros usos. La extracción de aceites vegetales o hidrocarburos procedentes de algas y microalgas u otras plantas de rápido crecimiento es una de las fuentes de energía biológica menos desarrolladas.

Combustión

La madera es sin duda la fuente biológica más importante, ya que es una fuente primaria para los habitantes del Tercer Mundo. La madera se libera en forma de calor fácilmente la energía solar acumulada por fotosíntesis. Este calor puede emplearse como tal o para calentar algún líquido y generar electricidad a vapor.

Gasificación

Automóvil brasileño de puro etanol.

Otro mecanismo es la gasificación de la madera a alta temperatura en un medio con vapor de agua. El gas de síntesis así obtenido se cataliza formando metanol (monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno en diferentes proporciones en función de la materia prima y de las condiciones del proceso). En este proceso se utiliza entre un 10-15% de la cantidad teórica de oxígeno necesaria para la combustión completa. Si la fuente de oxígeno es el aire se obtiene el gas gasógeno que se debe utilizar en unidades de combustión para obtener electricidad o vapor. Sin embargo, la utilización de oxígeno puro y vapor de agua como fuente de oxígeno permite obtener un gas de síntesis que puede convertirse en un combustible líquido (metanol y gasolina).

Pirólisis

Es la descomposición de la biomasa por calor (450ºC) y por defecto de oxígeno. La naturaleza y composición del producto final dependerá de la biomasa utilizada como materia prima y de la temperatura, presión y tiempo del proceso. Sin embargo, en general se pueden clasificar en tres grupos:

• 1) gases, compuestos por hidrógeno, óxido de carbono e hidrocarburos;
• 2) los líquidos de hidrocarburos; y
• 3) residuos sólidos carbonosos.

Fermentación alcohólica

La celulosa se puede convertir en azúcar simple y obtener, tras el proceso de fermentación, un etanol apropiado para alimentar motores de combustión interna. Para ello se tritura, hidroliza (enzimática o químicamente) y se somete a fermentación. A continuación se procede a la separación y purificación del etanol obtenido para obtener etanol destilado comercial (96%) y etanol absoluto (99,5%). Esta es la parte más cara (para la segunda se utiliza benceno). La alimentación de los motores a simple etanol sigue presentando algunos inconvenientes (principalmente baja producción de etanol y motores especiales), pero la incorporación del etanol absoluto a la gasolina (gasoil) evita la adición de componentes que contengan plomo a la gasolina y la necesidad de realizar tratamientos de mejora de calidad. De cara al mercado, el proceso más viable para la producción de alcohol es la fermentación del azúcar producido por hidrólisis del almidón. El azúcar y el almidón se pueden obtener de la caña de azúcar y del maíz, entre otros, y en Brasil y Estados Unidos estas plantas se plantan en grandes tierras para producir alcohol.

Fermentación anaerobia

La producción de metano es una de las mejores opciones de la biomasa. Para ello se utilizan restos de plantas y animales y la materia orgánica genera biogás a partir de la fermentación producida por microorganismos anaerobios. Este biogás está compuesto principalmente por metano (50-70%) y dióxido de carbono (30-50%), aunque en función de la materia prima y de las características del proceso presente signos de nitrógeno, oxígeno, hidrógeno y sulfuro de hidrógeno. La producción no es la misma, pero suele rondar los 350 l/kg de gas y puede quemarse para producir calor o electricidad.

Problemas medioambientales

En este caserío se obtenía metano de estiércol y se quemaba en la cocina.

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Por último, la explotación de la biomasa puede causar problemas medioambientales si no se aplica con cuidado. De hecho, en muchos territorios del planeta se están perdiendo bosques debido a la quema de madera para las necesidades cotidianas. En algunos pueblos, en lugar de utilizar residuos, puede haber tentación de preparar campos de cultivo especiales para obtener etanol, lo que puede ocasionar dos perjuicios: un menor crecimiento de los alimentos y un desmantelamiento del bosque para cultivar nuevos cultivos. En Brasil, por ejemplo, siembran grandes campos de cultivo para producir alcohol como combustible en coches. El biogás también puede causar problemas al planeta al aumentar el efecto invernadero. En general, la combustión de la biomasa es contaminante y más aún cuando el combustible es basura urbana. Se trata de un nuevo uso de la biomasa que últimamente se está generalizando, y que si no se toman medidas al respecto emite a la atmósfera numerosas sustancias químicas tóxicas. La quema de basuras produce emisiones de dioxinas, entre otras. Por estas razones, diversas instituciones vienen proponiendo en los últimos tiempos dejar de considerar la energía de biomasa como energía renovable.