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La biomasa como fuente de energía renovable

Dibujo de un mar en el que se ven residuos en el agua al lado de fauna marítima para mostrar la función de la biomasa como energía renovableConoce las ventajas de la biomasa como fuente de energía renovable, así como los distintos tipos que existen de esta fuente de energía.

La biomasa es un recurso clave de las energías renovables que incluye material vegetal, animal o residual, como puede ser, por ejemplo la madera de los bosques, los residuos generados por animales o los residuos urbanos que generamos nosotros mismos. Es decir, la energía que produce la biomasa se genera a través del material que queda de los procesos agrícolas y forestales, así como los desechos orgánicos industriales, humanos y animales. La energía contenida en la biomasa originalmente provenía del sol. A través de la fotosíntesis, el dióxido de carbono en el aire se transforma en otras moléculas que contienen carbono en las plantas, por ejemplo, azúcares, almidones y celulosa. La energía química que se almacena en plantas y animales o en sus desechos, se llama energía de biomasa o bioenergía.

Que es la biomasa

La la energía de la biomasa proviene de una variedad de fuentes que incluyen:
  • Madera de bosques naturales
  • Plantaciones forestales
  • Residuos forestales
  • Residuos agrícolas como paja, restos de madera, desechos de caña y desechos agrícolas verdes
  • Residuos agroindustriales, como el bagazo de caña de azúcar y la cáscara de arroz
  • Desechos animales (estiércol de vaca, camada de aves, etc.)
  • Residuos industriales, como el licor negro de la fabricación de papel
  • Aguas residuales
  • Residuos sólidos municipales (RSU)
  • Residuos de procesamiento de alimentos
  Los proyectos de energía de biomasa brindan grandes oportunidades de negocio, beneficios ambientales y un desarrollo rural. Las materias primas para generar energía de biomasa se pueden obtener de una amplia gama de fuentes sin poner en peligro el suministro de alimentos y piensos, los bosques y la biodiversidad en el mundo.

Residuos Agrícolas para producir energía de Biomasa

Los residuos agrícolas procedentes de cultivos, útiles para la biomasa, abarcan el bagazo, la paja, el tallo, las hojas, la cáscara, la pulpa, el rastrojo, etc. Son grandes las cantidades de residuos de cultivos que se producen anualmente en todo el mundo y aún están muy infrautilizados. El arroz produce paja y, además, las cáscaras de arroz en la planta de procesamiento se pueden convertir de manera conveniente y fácil en energía de biomasa. Hay grandes cantidades de biomasa que permanecen en los campos como, por ejemplo, la mazorca, que cuando se cosecha el maíz se puede convertir en energía. La cosecha de caña de azúcar también conduce a la recolección de residuos para la biomasa en los campos, ya que, el procesamiento de la caña produce bagazo fibroso, que es otra buena fuente de energía. Del mismo modo, la cosecha y el procesamiento de cocos producen buenas cantidades de cáscara y fibra, que pueden utilizarse también para generar biomasa. Hasta ahora, las prácticas agrícolas generalmente consistían en volver a arar en el suelo o quemar estos residuos generados, por lo que se dejan descomponer sin más fin que el abono. Estos residuos agrícolas desperdiciados podrían procesarse, a través de la biomasa, como combustibles líquidos o procesarse termo-químicamente para producir electricidad y calor. Los residuos agrícolas se caracterizan por su disponibilidad estacional y tienen características que difieren de otros combustibles sólidos como la madera, el carbón vegetal o la briqueta de carbón. Las principales diferencias son el alto contenido de materia volátil, menor densidad y tiempo de combustión.

Residuo animal para producir Biomasa

Existe una amplia gama de desechos animales que pueden utilizarse como fuentes de energía para biomasa. Las fuentes más comunes son el abono animal y avícola. En el pasado, estos residuos se recuperaban y vendían como fertilizantes o simplemente se extendían a tierras agrícolas, pero la implantación de unos controles ambientales más estrictos sobre el olor y la contaminación del agua, se ha traducido en que actualmente se requiere algún tipo de gestión de residuos, lo que proporciona más incentivos para la eliminación de estos residuos, a través de su conversión en energía de biomasa. El método más atractivo para convertir estos materiales de desechos orgánicos en una forma de energía útil es la digestión anaeróbica que proporciona el biogás y que se puede usar como combustible para motores de combustión interna, para generar electricidad de pequeñas turbinas de gas o quemadas directamente para cocinar o para calentar un espacio y el agua.

Residuos Forestales destinados a la Biomasa

Los residuos forestales son generados por acciones tales como la poda de plantaciones, el desmonte para caminos forestales, la extracción de madera y el mismo desgaste forestal que se produce naturalmente. La recolección de esta materia forestal puede darse a través de la poda de árboles jóvenes o también se puede extraer de la poda de árboles más viejos para obtener madera o pulpa a través de estas ramas, que son utilizables para producir energía de biomasa. Las recolecciones de residuos forestales a través de la poda, por lo general, eliminan solo del 25 al 50 por ciento del volumen del árbol, extrayendo de este modo los residuos generados para generar energía de biomasa. Además,  las partes de los árboles dañados por insectos, enfermedades o incendios, son también fuentes adicionales de biomasa. Los residuos forestales, normalmente tienen baja densidad y valores de combustible que mantienen altos los costos de transporte, por lo que lo más económico es reducir la densidad de la biomasa en el mismo bosque.

Desechos de madera como fuente de energía

Las industrias de procesamiento de madera incluyen principalmente aserradero, madera contrachapada, paneles de madera, muebles, componentes de construcción, pisos, tableros de partículas, molduras, uniones e industrias artesanales. Los desechos de madera, generalmente se concentran en las fábricas de procesamiento, por ejemplo en molinos de contrachapado y aserraderos. La cantidad de residuos generados por las industrias de procesamiento de madera varía de un tipo de industria a otra, según la forma de la materia prima y el producto terminado. En general, los residuos utilizables de las industrias de la madera para producir este tipo de energía renovable, se extraen de aserraderos, madera contrachapada, chapas, aserrín, recortes y virutas. En general, el procesamiento de 1,000 kg de madera en las industrias de muebles dará lugar a una generación de residuos de casi la mitad (45%), es decir, 450 kg de madera. De manera similar, cuando se procesan 1,000 kg de madera en un aserradero, los desechos ascenderán a más de la mitad (52%), es decir, 520 kg de madera.

Desechos industriales

La industria alimentaria produce una gran cantidad de residuos y subproductos que pueden utilizarse como fuentes de energía de biomasa. Estos materiales de desecho se generan en todos los sectores de la industria alimentaria en todos sus sectores, desde la producción de carne hasta los productos de confitería, todos pueden utilizarse como fuente de energía. Los desechos sólidos incluyen despellejamientos de restos de frutas y verduras, alimentos que no cumplen con los estándares de control de calidad, pulpa y fibra de la extracción de azúcar y almidón, lodos de filtro y granos de café. Estos desechos, generalmente se desechan en vertederos, aunque son una buena fuente de energía para producir biomasa. En cuanto a los desechos líquidos, se generan lavando carne, frutas y verduras o escaldando frutas y verduras, precocinando carnes, aves de corral y pescado, a través de operaciones de limpieza y procesamiento, así como elaborando vino. Estas aguas residuales contienen azúcares, almidones y otras materias orgánicas disueltas y sólidas. Existe la posibilidad de que estos desechos industriales sean digeridos anaeróbicamente para producir biogás o fermentados para producir etanol, por lo que ya existen varios ejemplos comerciales de conversión de estos desechos en energía. La industria de la pulpa y el papel está considerada como una de las industrias altamente contaminantes y consume gran cantidad de energía y agua en varias operaciones unitarias. Las aguas residuales vertidas por esta industria son altamente heterogéneas, ya que contienen compuestos de madera u otras materias primas, productos químicos procesados ​​y compuestos formados durante el procesamiento. Un ejemplo de ello es el licor negro, que se puede utilizar para la producción de biogás utilizando la tecnología anaeróbica UASB.

Residuos sólidos urbanos y aguas residuales

Millones de toneladas de residuos domésticos se recolectan cada año y la gran mayoría se desecha en campos abiertos. Podemos generar biomasa mediante residuos sólidos urbanos a través de los putrescibles, papel y plástico, aprovechando hasta el 80% del total de los residuos sólidos urbanos recolectados. Los residuos sólidos municipales o urbanos se pueden convertir en energía por combustión directa o por digestión anaeróbica natural en el relleno sanitario diseñado. En los vertederos, el gas producido, conocido como gas de vertedero o LFG, por la descomposición natural de los residuos sólidos urbanos (aproximadamente 50% de metano y 50% de dióxido de carbono) se recolecta del material almacenado y, se depura y limpia, antes de introducirlo en los motores de combustión interna o turbinas de gas para generar calor y energía. La fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos se puede estabilizar anaeróbicamente en un digestor de alta velocidad para obtener biogás para generar electricidad o vapor. Las aguas residuales son una fuente de energía de biomasa que es muy similar a la de otros desechos animales. La energía se puede extraer de las aguas residuales mediante la digestión anaeróbica para producir biogás. Los lodos de aguas residuales que quedan pueden ser incinerados o sometidos a pirólisis para producir más biogás.  

En Grupo Melfosur apostamos por el desarrollo de las energías renovables en nuestros procesos de trabajo, de esta forma, somos una empresa líder en la construcción de centrales de biomasa, así como en el desarrollo de este tipo de energía.

 
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