BIOMASA

DEFINICIÓN: La biomasa es materia viva o que ha estado viva recientemente. Pueden ser un conjunto de materia biológicamente renovable, (madera, células, resto de comida),por extensión, la energía que proviene de la fermentación o la combustión, o sea del quemado de los desechos o por la fermentación de los desechos orgánicos que están sepultados. De las dos Formas se puede obtener gas o electricidad

BIOMASA EL ORIGEN DE LA BIOMASA: LA FOTOSÍNTESIS La formación de materia viva o biomasa a partir de la luz solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis gracias al cual se producen grandes moléculas de alto contenido energético, cuyo coste de almacenamiento es nulo y sin pérdidas La originalidad de este proceso es el hecho de que toma prestadas del medio ambiente la energía (fotones de luz) y las materias primas (carbono, hidrógeno, nitrógeno, potasio y fósforo). La acción del crecimiento (principalmente macromoléculas de glucosa) a partir de elementos suministrados en desorden por la naturaleza (carbono, hidrógeno, oxígeno) exige, de acuerdo a las leyes de la Termodinámica, cantidades muy importantes de energía (673 kcal/mol de glucosa obtenida) de las cuales, la mayor parte es desechada a la atmósfera. Pero, a pesar de que el rendimiento de la fotosíntesis es particularmente bajo, la operación resulta, no obstante, rentable, debido a la gratuidad de la energía solar y de la utilidad de los productos finales (alimentos)

BIOMASA CONSIDERACIÓN GENERAL: La crisis del petróleo de 1973 contribuyó a fomentar a escala internacional la preocupación por el uso de la energía, lo que conduce, entre otras, a las siguientes propuestas: desarrollo de bienes en forma sostenible empleo de la innovación industrial búsqueda de nuevas fuentes de energía empleo más eficiente de los portadores energéticos

TIPOS DE BIOMASA RESIDUOS DOMICILIARIOS RESIDUOS DE ASERRADEROS RESIDUOS DE LA CAÑA DE AZÚCAR MJ/kg RESIDUOS DE LA CÁSCARA DE MANÍ ESTIÉRCOL 5000 A 5500 KCAL/M3 (INTA) JACINTO DE AGUA

BIOMASA PRODUCCIÓN DE METANO La formación metanogénica ocurre por la acción oxidante de microorganismos en ausencia del oxigeno. Esta condición se logra en recipientes que impiden la entrada de aire exterior llamado BIODIGESTORES o en rellenos sanitarios. La temperatura del digestor se mantiene a unos 50 °C; de este modo se logra que el pH este comprendido entre 6.2 y 8, lo que favorece la actividad de los microorganismos. Los componentes del biogas obtenido en este proceso son: 54%- 70% para el metano, 27%-45% para el CO2. El biogás se emplea tanto para la generación de calor mediante combustión como para la generación de energía eléctrica, principalmente en las mismas plantas donde se obtiene. Como residuo se obtiene el Compost y fertilizantes.

BIOMASA PRODUCCIÓN DE ALCOHOL Los alcoholes son los biocombustibles más utilizados, tanto para dar una salida a excedentes agrícolas convertibles en alcohol como por dificultades financieras en la importación de combustibles fósiles. En principio, es posible obtener alcoholes a partir de cualquier producto que contenga glúcidos; como lo son las sustancias azucaradas (caña de azúcar, mostos, remolacha jugos de frutas), amiláceas (cereales y tubérculos) y celulósicas (madera,paja de cereal) pero los rendimientos son muy desiguales.

BIOMASA METODOS DE CONVERSIÓN DE LA BIOMASA EN ENERGÍA. Métodos termoquímicos. Estos métodos se basan en la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa La combustión, oxidación de la biomasa por el oxígeno del aire, libera agua y gas carbónico, y puede servir para la calefacción doméstica y para la producción de calor industrial Métodos biológicos. Fermentación alcohólica de los azúcares, la celulosa o el almidón, a condición de realizar una hidrólisis previa en medio ácido. La destilación permite obtener alcohol etílico prácticamenteanhidro, pero es una operación muy costosa en energía. Este alcohol puede utilizarse en motores de explosión. Hay proyectos en EUA y Brasil. Mezclado con gasolina recibe el nombre de Gasohol.

CONVERSIÓN DE LA ABIOMASA MÉTODOS BIOLÓGICOS CONTINUACIÓN La fermentación metánica: es la digestión anaerobia de la biomasa por bacterias. En este caso se utiliza la Celulosa que se degrada en un gas que tiene 60% de metano y 40% de CO2 El problema principal consiste en la necesidad de calentar el equipo, para mantenerlo en la temperatura óptima de 30-35°C. Estos “fermentadores” están siendo muy utilizados por familias campesinas chinas.

PROYECTO TIERRA DEL FUEGO RESIDUOS DE ASERRADEROS EN TIERRA DEL FUEGO Masa Boscosa de ha LA LENGA conforma una masa boscosa de ha. EL ÑIRE conforma una masa boscosa de...…… ha. LA LENGA …………………… toneladas/año(residuos). EL ÑIRE…………………..… toneladas/año(residuos).

PROYECTO TIERRA DEL FUEGO Instalación de una Planta energética de Biomasa PILOTO instalada en TOLHUIN ubicada entre las dos ciudades mas importantes de la Isla, que tiene una demanda en la actualidad de 0,5MW, con una población de habitantes. TOLHUIN esta en medio del bosque por lo que prácticamente el valor por flete de los desechos es nulo Se aprovecharía el agua caliente(calefacción)

PROYECTO CAÑA DE AZÚCAR Se propone un método para estimar la fijación de CO 2 durante la formación de biomasa cañera Hay disponibilidad energética de la caña de azúcar Las plantas que existen sobre la superficie de la Tierra son capaces de almacenar a través de la fotosíntesis una cantidad de energía 10 veces mayor que el consumo mundial, y unas 200 más que la energía total de los alimentos que se consumen La energía se almacena en forma de biomasa como se ilustra en la siguiente ecuación: CO 2 + H 2 O + Luz Solar C x H 2 O + Energía + O 2

PROYECTO CAÑA DE AZÚCAR La caña de azúcar es capaz de almacenar el 1.7% de la energía existente en la radiación Al incinerarse tiene un valor calórico de MJ/kg de materia seca (MS) Su producción energética caña es 20 veces mayor que la energía que se utiliza para producirla, cosecharla y trasladarla en el ingenio. Una tonelada de bagazo equivale a 231 m 3 de gas natural Cuatro toneladas de paja equivalen a una tonelada de petróleo (calor de combustión de la paja con 30% humedad: 11.7 MJ/kg) El valor calórico del bagazo (con 50% humedad) es de 7.64 MJ/kg, semejante al de la madera : 7.9 MJ/kg

PROYECTO CAÑA DE AZÚCAR A partir de la composición química de este cultivo, es posible establecer que el nivel de fijación de CO 2 es de (11.96) 12 moles/ton de biomasa de caña Como productos finales de su tratamiento se tiene: azúcar 48 kg/t ; alcohol l/t; biogás 6.31 Nm 3 /t y electricidad 9.8 kwh/t Los lodos residuales se utilizan como abono orgánico

EJEMPLOS EJEMPLOS EN EL MUNDO 1. Altenstadt-Alta Baviera) CENTRAL DE BIOMASA - Produccion de energía megavatios annual (35Megavatios/hora) de electricidad. Cantidad de operarios = 20 empleados + 1 Gerente. Usuarios = hogares tamaño medio ( habitantes) Materia prima : toneladas /año(85% de residuo de madera + 15% de heno o pasto) Cenizas: se usan como abono industrial A futuro se proyectan instalar 50 centrales en toda Alemania

EJEMPLOS (Cont.) España: Lugar: Ayuntamiento de Cuellar(SEGOVIA) Habitantes: Electricidad y calefacción Materia prima: Ha. de monte Características técnicas: un deposito 30tn de biomasa (corteza de pino y cáscara de piña).

EJEMPLOS (Cont.) Chile Planta Termoeléctrica.Lugar: CONSTITUCION LA LAJA Potencia instalada: 9.200kW.Generación media anual 56GWh. Materia prima: desechos de madera m3/año Actualmente se esta por poner en funcionamiento otra Planta de Biomasa (desechos de aserradero) en un gran establecimiento maderero.

EJEMPLOS (Cont.) DINAMARCA. Una planta quema toneladas anuales de paja para producir 13 MW. de electricidad. En BRASIL unos de vehículos funcionan con alcohol casi puro, obtenido del cultivo de la caña de azúcar, y más utilizan una mezcla de gasolina y alcohol. Las vastas extensiones de terreno, la elevada productividad agrícola y los altos niveles de precipitaciones y el sol hacen que el proceso de producción del biocombustible sea ideal. SUECIA obtiene ya un 10 % de su energía de desechos forestales y agrícolas, y FINLANDIA, el 14 %. EE.UU. tiene instalados más de MW para generación de energía eléctrica.

BIOMASA Comparación con otras fuentes de energía Al contrario de las energías extraídas de la tanatomasa (carbón; petróleo), la energía derivada de la biomasa es renovable indefinidamente. Al contrario de las energías eólica y solar, la de la biomasa es fácil de almacenar. En cambio, opera con enormes volúmenes combustibles que hacen su transporte oneroso. Esto constituye un argumento a favor de una utilización local y sobre todo rural. Su rendimiento, en relación a la energía solar incidente sobre las mismas superficies, es muy débil (0.5 % a 4%) contra 10% a 30% para las pilas solares fotovoltaicas. Pero las superfícies, terrestres y acuáticas, de que se puede disponer no tienen comparación con las que pueden cubrir, por ejemplo, los captadores solares.

BIOMASA UTILIZACIÓN DE LA BIOMASA Bosques. Es la única biomasa realmente explotada en la actualidad. Para fines energéticos sólo puede constituir una opción razonable en países donde la densidad territorial y de población es muy baja. Residuos agrícolas, deyecciones y camas del ganado. Estos constituyen otra fuente importante de bioenergía, aunque no siempre sea razonable darles este tipo de utilidad. Cultivos energéticos. Consiste en cultivar vegetales para su aprovechamiento energético. Esta opción no es muy rentable. Como ej. tenemos los cultivos acuáticos. Una planta acuática particularmente interesante desde el punto de vista energético sería el jacinto de agua que posee una de las productividades de biomasa más elevadas del reino vegetal (un centenar de toneladas de materia seca por hectárea y por año)

BIOMASA OTRAS CONSIDERACIONES Las plantas fijan anualmente mediante la fotosíntesis una cantidad de carbono equivalente en energía que equivale a aproximadamente a 10 veces el consumo mundial de energía y aproximadamente a 200 veces la energía consumida en forma de alimentos. El interés medioambiental de la biomasa reside en que, siempre que se obtenga de una forma renovable y sostenible, es decir, que el consumo no vaya a más velocidad que la capacidad del bosque, la tierra, etc. para regenerarse es muy aceptable.

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y chorro de tinta

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BIOMASA para su disposición final y control

BIOMASA como insumo par

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MUCHAS GRACIAS