Biomasa y Energías Renovables: ¿Qué es la Biomasa? Definición, Concepto y Significado

Biomasa

La biomasa es el peso de la materia viva , por lo general expresado como contenido de materia seca de un área determinada (kg. m-2), compuesto por el material orgánico de origen biológico no-fósil.

Tambien se utiliza para energias renovables como la leña, el biodiesel, el bioalcohol y el biogas.

¿Qué es la Biomasa?

La biomasa es cualquier materia orgánica obtenida a partir de vegetales o de animales. En ámbito domestico los recursos de la biomasa son los obtenidos de residuos agrícolas y forestales, los desechos sólidos municipales, residuos industriales, terrestres y acuáticos y los productos que se cultivan únicamente con fines energéticos.

La biomasa puede ser convertida a otras formas de energía utilizable y es una atractiva alternativa de petróleo por varias razones. En primer lugar, es un recurso renovable que esta más uniformemente distribuidos sobre la superficie de la Tierra y son fuentes de energía, y que podrían ser explotados usando tecnologías más favorables al medio ambiente.

Residuos de la agricultura y la silvicultura, y, en particular, los residuos de fábricas de papel, son los recursos más comunes utilizados como la biomasa para la generación de electricidad y de energía, incluidos en los procesos industriales de calor y de vapor, así como para una variedad de productos de base biológica. El uso de los combustibles líquidos como el etanol y el biodiésel, que está actualmente en derivados principalmente de cultivos agrícolas, está aumentando de forma espectacular.

Definición de Biomasa

Se considera por biomasa a todo el conjunto de elementos vivos que componen un espacio geográfico y que actúan en combinación de muchas maneras diversas afectándolo tanto positiva como negativamente. La biomasa es la sección del planeta que está habitada por seres vivos de manera permanente, a diferencia de lo que sucede con la sección subterránea y con la sección atmosférica, ninguna de las cuales presenta condiciones aptas para la vida permanente y estable de los seres vivos.

La biomasa puede estar, entonces, compuesta por un sinfín de elementos tales como plantas, animales, microorganismos y demás, todos ellos habitantes de un espacio definido al cual modifican de manera espontánea y continua. Las modificaciones son las que le da las características al lugar y lo hace diferente a otros espacios debido a la acción combinada de los elementos vivos o bióticos. El conjunto de transformaciones que se generan a causa de la acción de la biomasa se conoce como ecosistema, el espacio en el cual se combinan tanto los elementos vivos como los no vivos y se relacionan entre sí de muy diversas maneras (por ejemplo, un ecosistema acuático en el cual los animales y las plantas dejan su huella en el agua). De más está decir que, dependiendo del espacio, la cantidad de elementos vivos presentes podrá variar y conformar así diferentes tipos de ecosistemas, algunos más naturales y otros más artificiales.

La biomasa también puede ser entendida en términos ecológicos y sustentables ya que se define al mismo tiempo como una materia viva que se puede transformar en un importante recurso energético no contaminante y mucho menos nocivo para el planeta que otras energías tales como el petróleo. En este sentido, los defensores de la biomasa como recurso energético plantean que todos los elementos vivos pueden ser utilizados como energía y que, entonces, una importantísima variedad de elementos podrían contribuir a la eliminación de otras energías mucho más contaminantes y nocivas.

Energía Renovable

El concepto de energía renovable es un concepto muy actual que tiene que ver con la generación de fuentes de energía que no estén basadas en recursos agotables como el petróleo o el gas. La energía renovable se establece en torno al uso de elementos que se renuevan constantemente y que, de ese modo, no generarían una transformación profunda o dañina al planeta porque no se estaría utilizando hasta el agotamiento ninguna fuente. Cuando hablamos de energías renovables hacemos referencia principalmente a la energía eólica, a la energía solar y a la energía hidráulica (es decir, del agua), aunque en la actualidad también se están desarrollando energías renovables basadas en el uso de aceites naturales como el proveniente de los granos de soja, conocido como biodiesel.

El desarrollo de las energías renovables es un fenómeno relativamente actual que ha comenzado a universalizarse a partir del desgaste que se conoce están sufriendo las energías tradicionales basadas en el carbón, el petróleo o el gas. Estas energías, además de ser limitadas debido a que recurren al uso de elementos que no se renuevan ni se regeneran, son altamente contaminantes y su utilización genera residuos que la naturaleza difícilmente puede absorber. Las energías renovables se oponen a esas energías tradicionales simplemente por el hecho de que utilizan recursos que no se agotan y que no generan ningún tipo de residuo.

Esta idea de que las energías renovables no generan residuo parte de la noción de que aquellas fuentes de energía renovable (el viento, el agua o el sol) no son transformadas químicamente (como sí lo es el petróleo), por lo cual la energía se extrae de ellas mismas, de la fuerza con la que se desplazan, por ejemplo cuando los molinos eólicos giran y generan energía a partir del viento o cuando una represa toma la energía de un caudal de agua. La energía solar, por su parte, consiste en la absorción de la energía que proviene del sol (del mismo modo que lo hacen los vegetales cuando realizan el proceso de fotosíntesis) y esta es luego convertida en energía útil para diferentes situaciones o necesidades.

El trabajo hacia una cada vez mayor presencia de energías renovables es mundial, pero hay muchos países que dependen en su economía casi totalmente de la extracción y comercialización de los materiales tradicionales como el petróleo o el gas, por lo cual se rehúsan a desarrollar fuentes de energía renovables. Otros países, como las grandes potencias, tienen su economía y sus industrias organizadas en torno al uso de energías no renovables (un buen ejemplo es la industria automotriz), por lo cual tampoco quieren dejar de lado el uso de esas energías en pos de nuevas formas de energía más sanas y seguras para el medio ambiente.

Definición de Energía Renovable

La energía es un recurso natural que puede aprovecharse industrialmente a partir de la aplicación de tecnología y de diversos recursos asociados. El concepto también permite nombrar a la capacidad de poner en movimiento o transformar algo.

Energía renovableRenovable, por su parte, es aquello que puede renovarse. El verbo renovar está vinculado a reemplazar algo, poner de nuevo, transformar o restablecer algo que se había interrumpido.

La noción de energía renovable hace mención al tipo de energía que puede obtenerse de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya que contienen una inmensa cantidad de energía o pueden regenerarse naturalmente.

La energía eólica, la energía solar y la energía geotérmica son ejemplos de energías renovables no contaminantes (energías verdes), debido a que su utilización supone una mínima huella ambiental. Las energías que se obtienen a partir de biomasa, en cambio, son energías renovables contaminantes.

Las energías no renovables son aquellas cuya fuente no puede volver a generarse. Es decir, lo que se gasta, no puede reponerse. Los combustibles fósiles, como el petróleo, el carbón o el gas natural, son energías no renovables.

La lógica indica que el ser humano debe apostar por la energía renovable para garantizar su subsistencia como especie. Se estima que el Sol abastecerá las fuentes de energía renovable (a través de la radiación solar, su incidencia en las lluvias, el viento, etc.) hasta el fin del mundo. El uso de estas energías, por otra parte, no genera gases de efecto invernadero ni otras emisiones contaminantes.

Entre los puntos en contra de la energía renovable, aparece su irregularidad (no puede usarse la energía eólica cuando no hay vientos, por ejemplo).

Utilización de la Biomasa

La energía del sol es utilizada por las plantas para sintetizar la materia orgánica mediante el proceso de fotosíntesis. Esta materia orgánica es incorporada y transformada por el reino animal, incluido el hombre. El hombre, además, la transforma por procedimientos artificiales para obtener bienes de consumo. Todo este proceso da lugar a elementos utilizables directamente, pero también a subproductos que tienen la posibilidad de encontrar aplicación en el campo energético.

  • Bosques. La única biomasa realmente explotada en la actualidad. Para fines energéticos es la de los bosques para cubrir parte de la demanda energética sólo puede constituir una opción razonable en países donde la densidad territorial de dicha demanda es muy baja, así como también la de la población. En España (por lo demás, país deficitario en madera ) sólo es razonable contemplar el aprovechamiento energético de los desechos de la corta y saca y de la limpia de las explotaciones forestales (leña, ramaje, follaje, etc.), así como de los residuos de la madera . En este sentido, la oferta energética subyacente a las leñas ha sido evaluada en 2.500.000tep, partiendo de la base de que la producción de leña (siempre en España) en t/ha es aproximadamente igual a la cuarta parte de la cifra al crecimiento anual de madera, en m3/ha.

  • Residuos agrícolas y deyecciones y camas del ganado. Estos constituyen otra fuente importante de bioenergía, aunque no siempre sea razonable darles este tipo de utilidad. En España sólo parece recomendable el uso a tal fin de la paja de los cereales en los casos en que el retirarla del campo no afecte apreciablemente a la fertilidad del suelo, y de las deyecciones y camas del ganado, cuando el no utilizarlas sistemáticamente como estiércol no perjudique las productividades agrícolas. Siguiendo este criterio , en España se ha evaluado una hipotética oferta energética de 3.700.000 tep procedentes de paja de cereales.

  • Cultivos energéticos. Consiste en cultivar vegetales para la posibilidad del aprovechamiento de cultivos energéticos. Esta opción no es muy rentable. Es muy discutida la conveniencia de los cultivos o plantaciones con fines energéticos, no sólo por su rentabilidad en si mismos, sino también por la competencia que ejercerían con la producción de alimentos y otros productos necesarios, (madera, etc.) Las dudas aumentan en el caso de las regiones templadas, donde la asimilación fotosintética es inferior a la que se produce en zonas tropicales. Así y todo, en España se ha estudiado de modo especial la posibilidad de ciertos cultivos energéticos, especialmente sorgo dulce y caña de azúcar, en ciertas regiones de Andalucía donde ya hay una tradición en el cultivo de estas plantas de elevada asimilación fotosintética .No obstante, el problema de la competencia entre los cultivos clásicos y los cultivos energéticos no se plantearía en el caso de otro tipo de cultivo energético: 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) .podría recurrirse también a ciertas algas microscópicas (microfitos), que tendrían la ventaja de permitir un cultivo continuo. Así, el alga unicelular Botryococcus braunii, en relación a su peso produce directamente importantes cantidades de hidrocarburos.

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. Están bien adaptados al caso de la biomasa seca, y ,en particular, a los de la paja y de la madera.

  • La combustión, oxidación de la biomasa por el oxígeno del aire, libera simplemente agua y gas carbónico, y puede servir para la calefacción doméstica y para la producción de calor industrial.

  • La pirólisis, combustión incompleta de la biomasa en ausencia de oxigeno, a unos 500 grados centígrados, se utiliza desde hace mucho tiempo para producir carbón vegetal. Aparte de este, la pirólisis lleva a la liberación de un gas pobre, mezcla de monóxido y dióxido de carbono, de hidrógeno y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de débil poder calórico, puede servir para accionar motores diesel, o para producir electricidad, o para mover vehículos. Una variante de la pirólisis, llamada pirólisis flash, llevada a 1000 grados centígrados en menos de un segundo, tiene la ventaja de asegurar una gasificación casi total de la biomasa. De todas formas, la gasificación total puede obtenerse mediante una oxidación parcial de los productos no gaseosos de la pirólisis. Las instalaciones en la que se realizan la pirólisis y la gasificación de la biomasa reciben el nombre de gasógenos. El gas pobre producido puede utilizarse directamente como se indica antes, o bien servir la base para la síntesis de un alcohol muy importante, el metanol, que podría sustituir las gasolinas para la alimentación de los motores de explosión (carburol).

Métodos Biológicos

  • La fermentación alcohólica es una técnica empleada desde muy antiguo con los azúcares, que puede utilizase también con la celulosa y el almidón, a condición de realizar una hidrólisis previa (en medio ácido) de estas dos sustancias. Pero la destilación, que permite obtener alcohol etílico prácticamente anhidro, es una operación muy costosa en energía. En estas condiciones la transformación de la biomasa en etanol y después la utilización de este alcohol en motores de explosión, tienen un balance energético global dudoso. A pesar de esta reserva, ciertos países (Brasil, E.U.A.) tienen importantes proyectos de producción de etanol a partir de biomasa con un objetivo energético (propulsión de vehículos; cuando el alcohol es puro o mezclado con gasolina, el carburante recibe el nombre de gasohol).

  • La fermentación metánica es la digestión anaerobia de la biomasa por bacteria. Es idónea para la transformación de la biomasa húmeda (mas del 75% de humedad relativa).En los fermentadores, o digestiones, la celulosa es esencialmente la sustancia que se degrada en un gas, que contiene alrededor de 60% de metano y 40% de gas carbónico. El problema principal consiste en la necesidad de calentar el equipo, para mantenerlo en la temperatura optima de 30-35 grados centígrados. No obstante, el empleo de digestores es un camino prometedor hacia la autonomía energética de las explotaciones agrícolas, por recuperación de las deyecciones y camas del ganado. Además, es una técnica de gran interés para los países en vías de desarrollo. Así, millones de digestores ya son utilizados por familias campesinas chinas.

La Biomasa en España

La biomasa en la fuente renovable de mayor potencial en España, cuantificándose los recursos en 25'7 Mtep. (millones de toneladas equivalentes de petróleo), lo que equivale a una cantidad superior a todos los consumos energéticos de la industria española. Sin embargo, los planes del Gobierno apenas pasan de "quedarse donde estamos": aunque fuentes oficiales señalan unos recursos utilizables de 10 Mtep./ año, las autoridades carecen de voluntad política para dejar de arrojar a la basura todo ese potencial energético y el Plan energético nacional solo contempla el aprovechamiento de 2,8 Mtep. En el año 2.000.

La Biomasa en el Mundo

Aunque en nuestro país se ha realizado entre los años 1.996 y 1.990 un total de 235 instalaciones para el aprovechamiento de la biomasa, aún estamos lejos de alcanzar el nivel de Francia, el país líder de la C.E. en el que seis millones de hogares utilizan la madera como fuente de calor, o de Dinamarca, donde una planta quema 28.000 toneladas anuales de paja para producir 13 Mw. de electricidad. En Brasil unos 2.000.000 de vehículos funcionan con alcohol casi puro, obtenido del cultivo de la caña de azúcar, y 8.000.000 más utilizan una mezcla de gasolina y alcohol.

Uno de los ejemplos más destacados en el campo de la tecnología de las fuentes de energía renovables es el caso de la obtención de alcohol industrial por fermentación en Brasil. En 1976, el gobierno brasileño decidió dejar de ser el mayor importador de petróleo entre los países en desarrollo, y se embarcó en un programa para la producción masiva de etanol, a partir de melazas de caña de azúcar o de la pulpa de mandioca, para ser utilizado como combustible. Actualmente se producen entre 3 y 5 millones de m de etanol por año. Gran parte del etanol se mezcla con gasolina, y constituye el 20 % del combustible que utilizan los automóviles, con el consiguiente ahorro de energía fósil (gasolina).

Es poco probable que el combustible de biomasa sea factible en muchos países occidentales pequeños y densamente poblados. Pero en Brasil, las vastas extensiones de terreno, la elevada productividad agrícola y los altos niveles de precipitaciones y sol, hacen que el proceso sea ideal.

Incluso los países avanzados están buscando medios para reducir su dependencia de los combustibles fósiles y organizando proyectos de biomasa tendentes a satisfacer una parte de sus necesidades energéticas. Suecia obtiene ya un 10 % de su energía de desechos forestales y agrícolas, y Finlandia, el 14 %. En el Reino Unido existen proyectos para producir alcohol en fermentadores en proceso continuo, que son lo suficientemente rápidos y el alcohol lo bastante concentrado como para poder competir con la gasolina como combustible para el transporte.

EE.UU. tiene instalados más de 9.000 MW para generación de energía eléctrica, obtiene el 4% de la energía que necesita de esta fuente. La Unión Europea tiene un potencial económico en biomasa del orden de 100 Mtep, aproximadamente el 10% de sus necesidades, su potencial técnico es del orden de 306 Mtep.

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