ESHB_U3_A1_SEMB - Sergio Marquez Barrios

Vista previa del material en texto

1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Seminario de hidrógeno y bioenergía 
ER-ESHB-1802-B1-001 
 
Fabián Montero Flores 
 
Unidad 3 
Biomasa 
 
Actividad 1 
Fuentes y tipos de biomasa 
 
SERGIO ADRIÁN MÁRQUEZ BARRIOS 
ES172011571 
Agosto, 2018 
 
 
 
2 
 
 
Índice: 
 
 
- Introducción: ...........................................................................................................................3 
- Desarrollo de la Actividad: ......................................................................................................4 
 Incluye y explica que es biomasa, y tipos de biomasa, explicando cada uno de ellos 
(brevemente). .........................................................................................................................4 
Biomasa natural .............................................................................................................................4 
Biomasa residual ...........................................................................................................................4 
Excedentes agrícolas ....................................................................................................................5 
Cultivos energéticos ......................................................................................................................5 
 Tipos de biomasa según su origen ..........................................................................................5 
 Tipos de biomasa según su estado físico ................................................................................6 
- Conclusiones. ..........................................................................................................................9 
- Bibliografía ........................................................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
- Introducción: 
Desde tiempos remotos el hombre ha utilizado la biomasa como fuente energética 
para realizar sus tareas cotidianas. Cuando el uso de combustibles fósiles comenzó 
a tomar fuerza, la biomasa se vio relegada a un plano inferior, donde su aportación a 
la producción de energía primaria era insignificante. En la actualidad debido a 
diversos factores, detallados a continuación, ha habido un resurgimiento de la 
biomasa como fuente energética. 
 
La biomasa es una energía renovable de origen solar a través de la fotosíntesis de los 
vegetales. De forma general se puede decir que cualquier definición de biomasa debe 
englobar principalmente dos términos: orgánico y renovable. 
Los factores responsables de favorecer la biomasa como fuente energética son: 
 El encarecimiento del precio del petróleo. 
 El aumento de la producción agrícola. 
 Necesidad de buscar usos alternativos a la producción agrícola. 
 Cambio climático. 
 Posibilidad de utilizar los conocimientos científicos y técnicos para optimizar el 
proceso de obtención de energía. 
 Marco económico favorable para el desarrollo de plantas que utilizan biomasa 
como combustible, gracias a las subvenciones a la producción que reciben las 
plantas generadoras de energía con esta fuente. 
 Dificultad normativa para desarrollar otro tipo de proyectos, dejando a la 
biomasa como la alternativa más razonable para rentabilizar una inversión 
económica. 
 Quedan pues fuera de este concepto los combustibles fósiles y las materias 
orgánicas derivadas de éstos (los plásticos y la mayoría de los productos 
sintéticos) ya que, aunque aquellos tuvieron un origen biológico, su formación 
tuvo lugar en tiempos remotos. 
 
Fig. 1.- biomasa dentro de las energías renovables 
 
 
4 
 
- Desarrollo de la Actividad: 
Incluye y explica que es biomasa, y tipos de biomasa, explicando cada uno de 
ellos (brevemente). 
 
a) Según su origen 
b) Según su estado físico. 
La biomasa es aquella materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los 
residuos y desechos orgánicos, susceptible de ser aprovechada energéticamente. Las 
plantas transforman la energía radiante del sol en energía química a través de la 
fotosíntesis, y parte de esta energía queda almacenada en forma de materia orgánica. 
Biomasa natural 
La biomasa natural es la que se produce en ecosistemas naturales. La explotación 
intensiva de este recurso no es compatible con la protección del medio ambiente, 
aunque sea una de las principales fuentes energéticas en los países subdesarrollados. 
La biomasa natural se produce sin la intervención del hombre para potenciarla o para 
modificarla. Se trata fundamentalmente de residuos forestales: 
 Derivados de limpieza de bosques y de restos de plantaciones 
 Leñas y ramas 
 Coníferas 
 Frondosas 
Biomasa residual 
La biomasa residual es la que generada en las actividades humanas que utilizan 
materia orgánica. Su eliminación en muchos casos supone un problema. Este tipo de 
biomasa tiene asociadas unas ventajas en su utilización: 
 Reduce la contaminación y riesgos de incendios. 
 Reduce el espacio en vertederos. 
 Los costes de producción pueden ser bajos. 
 Los costes de transporte pueden ser bajos. 
 Evita emisiones de CO2. 
 Genera puestos de trabajo. 
 Contribuye al desarrollo rural. 
 
 
 
5 
 
La biomasa residual se divide a su vez en una serie de categorías que se estudian a 
continuación. 
Excedentes agrícolas 
Los excedentes agrícolas que no sean empleados en la alimentación humana pueden 
ser considerados utilizados biomasa con fines energéticos. Este uso de productos 
agrícolas utilizados en la cadena de alimentación humana ha provocado una mala 
fama injustificada del uso de la biomasa con fines energéticos, al haberse acusado a 
este uso de una subida del coste de determinados productos agrícolas que son la 
base de la alimentación en muchos países del tercer mundo y en vías de desarrollo. 
Estos excedentes agrícolas pueden ser utilizados tanto como combustible en plantas 
de generación eléctrica como transformados en biocombustibles. 
Cultivos energéticos 
Los cultivos energéticos son cultivos específicos dedicados exclusivamente a la 
producción de energía. A diferencia de los agrícolas tradicionales, tienen como 
características principales su gran productividad de biomasa y su elevada rusticidad, 
expresada en características tales como resistencia a la sequía, a las enfermedades, 
vigor, precocidad de crecimiento, capacidad de rebrote y adaptación a terrenos 
marginales. 
Entre los cultivos energéticos se pueden incluir cultivos tradicionales (cereales, caña 
de azúcar, semillas oleaginosas) y otros no convencionales (cynara, pataca, sorgo 
dulce) que están siendo objeto de numerosos estudios para determinar sus 
necesidades de cultivo. 
Tipos de biomasa según su origen 
Los tipos de biomasa dependen de la fuente de procedencia, la cual se obtiene a partir 
de residuos biológicos diversos: materia orgánica de origen animal o vegetal. La 
biomasa puede generar energía si se les somete a ciertos procesos. 
Su uso más común es la producción de energía térmica y agua caliente sanitaria para 
casas unifamiliares o comunidades enteras, obtenidas a través de calderas de 
biomasa de varios tipos y tamaños. 
Así mismo existe la biomasa que se siembra específicamente para producir 
combustibles y bio-carburantes, como el caso del cultivo de girasol o la recuperación 
de aceites residuales domésticos e industriales 
 
 
6 
 
 
Tipos de biomasa según su estado físico 
Características de la Biomasa 
Recursos de 
biomasa 
Tipo de residuo Características Físicas 
Residuos 
Forestales 
Restos de aserrío: corteza, aserrín, astillas. 
Resto de ebanistería: aserrín, trozos, astillas. 
Resto de plantaciones: Ramas, corteza, raíces. 
Polvo, solido, HR2>50% 
Polvo sólido, HR 30-45% 
Sólido, HR > 55% 
Residuos 
Agropecuarios 
Cascara y pulpa de frutas y vegetales 
Cascara y polvo de granos secos (Arroz,Café), 
Estiércol. 
Residuos de cosechas: tallos y hojas, cascaras, 
maleza, pastura. 
Sólido, alto contenido 
humedad. Polvo, HR < 25%. 
Sólido, alto contenido 
humedad. Polvo, HR > 50%. 
Residuos 
industriales 
Pulpa y cascara de frutas vegetales. 
Residuos de procesamiento de carnes. 
Aguas de lavado y precocido de carnes y vegetales. 
Grasas y aceites vegetales. 
Sólido, humedad moderada 
Sólido, alto contenido de 
humedad, Liquido 
Líquido, grasoso 
Residuos 
urbanos 
Aguas negras 
Desechos domésticos orgánicos (cascara de 
vegetales) 
Basura orgánica (Madera). 
Liquido 
Sólido, alto contenido de 
humedad 
Sólido, alto contenido de 
humedad 
 
Tipos de biomasa: Los recursos biomásicos se presentan en diferentes estados 
físicos que determinan la factibilidad técnica y económica de los procesos de 
conversión energética que pueden aplicarse a cada tipo en particular. Por ejemplo, los 
desechos forestales indican el uso de los procesos de combustión directa o procesos 
termo-químicos; los residuos animales indican el uso de procesos anaeróbicos 
(bioquímicos), etc. El estado físico de la biomasa puede clasificarse según el tipo de 
recurso. 
- Composición química y física: Las características químicas y físicas de la biomasa 
determinan el tipo de combustible o subproducto energético que se puede generar; 
por ejemplo, los desechos animales producen altas cantidades de metano, mientras 
Fig. 2.- Tipos de biomasa según su origen. 
Tabla 1.- Estados típicos de biomasa. 
 
 
7 
 
que la madera puede producir el denominado "gas pobre", que es una mezcla rica en 
monóxido de carbono (CO). Por otro lado, las características físicas influyen en el 
tratamiento previo que sea necesario aplicar. 
- Contenido de humedad (H.R.): El contenido de humedad de la biomasa es la 
relación de la masa de agua contenida por kilogramo de materia seca. Para la mayoría 
de los procesos de conversión energética es imprescindible que la biomasa tenga un 
contenido de humedad inferior al 30%. Muchas veces, los residuos salen del proceso 
productivo con un contenido de humedad muy superior, que obliga a implementar 
operaciones de acondicionamiento, antes de ingresar al proceso de conversión de 
energía. 
 
- Porcentaje de cenizas: El porcentaje de cenizas indica la cantidad de materia sólida 
no combustible por kilogramo de material. En los procesos que incluyen la combustión 
de la biomasa, es importante conocer el porcentaje de generación de ceniza y su 
composición, pues, en algunos casos, ésta puede ser utilizada; por ejemplo, la ceniza 
de la cascarilla de arroz es un excelente aditivo en la mezcla de concreto o para la 
fabricación de filtros de carbón activado. 
- Poder calórico: El contenido calórico por unidad de masa es el parámetro que 
determina la energía disponible en la biomasa. Su poder calórico está relacionado 
directamente con su contenido de humedad. Un elevado porcentaje de humedad 
reduce la eficiencia de la combustión debido a que una gran parte del calor liberado 
se usa para evaporar el agua y no se aprovecha en la reducción química del material. 
 
- Densidad aparente: Esta se define como el peso por unidad de volumen del material 
en el estado físico que presenta, bajo condiciones dadas. Combustibles con alta 
densidad aparente favorecen la relación de energía por unidad de volumen, 
requiriéndose menores tamaños de los equipos y aumentando los períodos entre 
cargas. Por otro lado, materiales con baja densidad aparente necesitan mayor 
volumen de almacenamiento y transporte y, algunas veces, presentan problemas para 
fluir por gravedad, lo cual complica el proceso de combustión, y eleva los costos del 
proceso. 
 
- Recolección, transporte y manejo: Las condiciones para la recolección, el 
transporte y el manejo en planta de la biomasa son factores determinantes en la 
estructura de costos de inversión y operación en todo proceso de conversión 
energética. La ubicación del material con respecto a la planta de procesamiento y la 
distancia hasta el punto de utilización de la energía convertida, deben analizarse 
detalladamente para lograr un nivel de operación del sistema por encima del punto de 
equilibrio, con relación al proceso convencional. 
 
 
8 
 
Energía Bio -combustible 
 
Mapa Mental 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 3.- Ciclo energético de residuos sólidos urbanos. 
Biomasa 
Procedente de residuos Procedente de cultivos 
Biomasa Residual seca 
Astillas Pelet Térmica Eléctrica 
Calderas 
Térmica 
Planta de 
Gasificación 
Fig. 4.- Características energéticas de la biomasa 
 
 
9 
 
Ventajas 
Desventajas Beneficios 
Ambientales Socioeconómicas 
Disminución de 
emisiones de CO2 
respecto a otros 
combustibles fósiles 
Diversificación 
energética 
Menores 
rendimientos 
energéticos 
Contribuye al cuidado de la 
protección ambiental en cuanto 
a contaminación atmosférica 
No emite contaminantes 
sulfurados o nitrogenados 
(causantes de la lluvia 
ácida), ni apenas 
partículas sólidas 
Disminuye la 
dependencia externa 
del abastecimiento 
de combustibles 
Mayores costes 
de producción 
No produce la combinación de 
compuestos químicos, nocivos 
para la salud y el medio 
ambiente 
Disminución de residuos Nuevas 
oportunidades para 
el sector agrícola 
Baja densidad 
energética 
Mejora las condiciones de vida 
de los seres vivos, porque no 
hay gran demanda de residuos. 
Evita la erosión y la 
degradación del suelo 
Puede contribuir a un 
aumento económico 
en el medio rural 
 Permite una mejor demanda de 
forestación, y suelos más 
fértiles. 
 
- Conclusiones. 
Algunos sistemas importantes de bioenergía ya son actualmente competitivos como 
los combustibles fósiles para algunas materias primas, propósitos y países. En 
aplicaciones de biomasa en el sector residencial, sobre todo si son diseñadas como 
instalaciones para cogeneración, son competitivas en costes y están creciendo muy 
rápidamente. 
Es notable a través de los resultados que las mejoras en tecnologías de generación 
eléctrica, sistemas de producción de cultivos energéticos y desarrollo de sistemas de 
suministro pueden hacer que disminuyan los costes de generación eléctrica y de 
producción de calor a unos niveles muy atractivos en muchas regiones. 
A la vista del importante potencial en cuanto a mejora en costes, cabe considerar a la 
biomasa como una fuente renovable de producción de energía, probada pero todavía 
con importante margen de mayor desarrollo, más que una tecnología madura. 
Las aplicaciones energéticas de los tipos más comunes de biomasa reducen las 
emisiones de CO2 entre un 55% y un 98%, en comparación con los combustibles 
fósiles, aunque haya que transportar la materia prima a larga distancia, siempre que 
la producción de la biomasa no cause cambios en el uso de la tierra. Cuando se usan 
residuos forestales o agrícolas, los ahorros en gases de efecto invernadero están 
normalmente por encima del 80% en comparación con los combustibles fósiles. 
 
 
Tabla 1.- Ventajas, desventajas y beneficios del uso de la biomasa 
 
 
10 
 
- Bibliografía 
Arcia, M. E. (08 de 05 de 2013). http://icasasecologicas.com. Obtenido de 
http://icasasecologicas.com/tipos-de-biomasa/ 
Dufour, J. (14 de 09 de 2009). http://www.madrimasd.org. Obtenido de 
http://www.madrimasd.org/blogs/energiasalternativas/2009/09/14/124793 
Euroger. (27 de 10 de 2015). http://euroger.es/. Obtenido de 
http://euroger.es/biomasa/#.W4HNe8KZLDd 
Garrido, S. G. (s.f.). Obtenido de http://www.plantasdebiomasa.net/tipos-de-
biomasa.html 
González, J. R., & González, L. E. (2014). Perspectivas del potencial energético de la 
biomasa en el marco global y latinoamericano. 18: 179-188. 
Guerrero, L. (22 de 04 de 2018). https://www.aboutespanol.com. Obtenido de 
https://www.aboutespanol.com/caracteristicas-de-la-biomasa-3417679 
http://www.energiza.org. (24 de 08 de 2018). Obtenido de 
http://www.energiza.org/eolica/20-biomasa/953-situaci%C3%B3n-actual-de-la-
biomasa-en-el-mundohttp://www.oise.mx. (24 de 08 de 2018). Obtenido de http://www.oise.mx/biomasa 
https://america.energias-renovables.com. (08 de 01 de 2018). Obtenido de 
https://america.energias-renovables.com/panorama/la-biomasa-supera-por-
primera-vez-al-20180108 
https://www.ambientum.com. (24 de 08 de 2018). Obtenido de 
https://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/energia/concepto_
y_clasificacion.asp 
ITAGRA.CT, C. T. (2012). BIOMASA, BIOCOMBUSTIBLES Y SOSTENIBILIDAD. 
Palencia S.L.: Graficolor. 
Mejía, W. E. (09 de 03 de 2009). http://www.mailxmail.com. Obtenido de 
http://www.mailxmail.com/curso-biomasa-energias-renovables/biomasa-
caracteristicas-clasificacion-estado-fisico 
Torres, G. B. (24 de 08 de 2018). https://docplayer.es/. Obtenido de 
https://docplayer.es/6805475-Valorizacion-de-residuos-agricolas-e-instalacion-
de-calderas-de-biomasa-amisolar-ahorro-energetico.html 
 
 
11 
 
UNADM. (17 de 07 de 2018). https://unadmexico.blackboard.com. Obtenido de 
https://unadmexico.blackboard.com/bbcswebdav/institution/DCSBA/Bloque%2
01/ER/03/ESHB/U3/Unidad3Biomasa_131216.pdf