Bioenergía de la biomasa

Tipos de fuentes de bioenergía provenientes de biomasa

Tipos de biomasa

La biomasa es la masa total  de sustancias orgánicas que ocurren en un hábitat. Las formas de biomasa en el planeta son diversas. Además de eso existen diferencias en las utilizaciones primarias de biomasa. Además de la industria alimenticia la biomasa puede ser usada en otras industrias, tales como, de mano-facturación o construcción.

Cuando el uso original termina, puede ser realizado un uso energético secundario de la biomasa. Por ejemplo, los residuos orgánicos son una mezcla de material desperdiciado, puede ser usado como fuente de producción de energía regenerativa.

La energía contenida en los residuos orgánicos es generalmente usada a través de la generación de Biogás. En los rellenos sanitarios, existe una conversión de los residuos orgánicos en metano. En algunos casos, contado, puede ser ventajosa la fermentación directa de estos residuos en sistemas de tratamiento anaeróbico. Para residuos con alto contenido de madera, existe la posibilidad de ser sujetos a secado y a quema.

Un área de estudio de aplicaciones de biomasa pasa por la creación de colectas para fines energéticos, que crecen para el uso directo como combustible. Esta cuestión será discutida en las secciones siguientes, analizando los diversos tipos de fuentes de biomasa.

Fuentes de biomasa

La biomasa puede ser dividida en cuatros categorías, de acuerdo con su origen:

• Culturas para fines energéticos: Las colectas para fines energéticos son cultivadas principalmente para la producción de energía. Su función es capturar la radiación solar para almacenar la biomasa. Ejemplos de colectas de energía son la colza, el girasol, el miscanthus sinensis y el maíz.
• Residuos agrícolas y forestales: Los residuos que son generados en La colecta de cereales y en El corte de arboles, tal como La paja y los residuos de madera, son desperdicios naturales. Este grupo de “sub-productos” es especialmente adecuado para el reciclado energético, porque reduce los costos de producción de los productos principales, o aumenta el rendimiento de la cadena de cultivo.
• Sub-productos orgánicos: El procesamiento de la biomasa para creación de productos, forma un grupo adicional de sub-productos. Estos sub-productos incluyen los residuos orgánicos, los afluentes de la agropecuaria y los residuos del procesamiento industrial de madera y de fibras vegetales. En estos casos, el reciclaje de energía puede conducir a un aumento de utilidad y asegurar que partes del proceso de producción sean permanentes y ambientalmente sustentables.
• Residuos orgánicos: incluyen los residuos domésticos y el lodo de los efluentes domésticos e industriales, como por ejemplo, los residuos de la producción alimenticia. Estos residuos están generalmente sujetos a la legislación respectiva. Consecuentemente, debe ser cumplida una gama completa que requisitos legales, desde el origen hasta el control epidémico.

La biomasa vegetal se encuentra, generalmente en un estado sólido agregado. Tiene todavía una forma geométrica y un contenido de agua que, en la mayor parte de los casos y por razones técnicas, define el uso energético directo.

Las fuentes de biomasa utilizadas como combustibles, son clasificadas de acuerdo con el estado de agregación en que se encuentran: sólido, líquido o gaseoso.

El estado de agregación existen cierta determinación  a las posibilidades de utilización de las fuentes de biomasa y el tipo de infraestructura de conversón energética necesaria. Los intercambios de calor o los sistemas de combustión combinados de calor y energía son capaces de usar combustibles sólidos, como que los motores de combustión y las pilas de combustibles, son incapaces.

La forma y el estado de agregación, de los productos de biomasa procesados, son determinados por las tecnologías  sistemas de conversión disponibles. Para cada tipo de utilización existe un método de operación optimizados para las características de biomasa y niveles de desempeños específicos. Para obtener una operación eficiente, estos niveles y características deben mantenerse dentro de los límites fijados.

Utilización de las fuentes de biomasa

En términos de formas de energía existen tres que son fundamentales: energía Calórica, mecánica y eléctrica.

El uso de las fuentes de biomasa puede cubrir estos tres tipos de energía. Existe un gran número de posibilidades de generar de las formas de energía deseadas, a partir de las fuentes de biomasa, en diferentes estados.

Energia Calórica

Normalmente El calor es producido en sistemas de combustión. En una pequeña escala, estos sistemas pueden calentar una habitación, como en larga escala, en una central, el calor disponible por medio de redes de calor puede proveer bloques de una ciudad.

Para sistemas de combustión estacionarios, cuya única función sea la producción de calor, predominan los combustibles sólidos, en lo que dice respecto a la biomasa. La madera, como residuo o materia prima, puede ser usada para generar calor, con bajos costos de procesamiento, de trituración o secada.

Energia mecánica

La energía mecánica es producida por medio de generadores de calor y energía, como las maquinas a vapor. En estas, el combustible liquido o gaseoso es inflamado en los cilindros de un motor de combustión. La expansión de mezcla combustible/aire, causada por la combustión y entonces convertida en energía. El calor producido por este proceso tiene de ser disipado para el ambiente, a través de un sistema de enfriamiento.

La utilización de biodiesel en Europa, por ejemplo, como una mezcla de etanol en Francia, y el uso de etanol puro en el Brasil, con ejemplos de uso de fuentes de biomasa con éxito, en el sector de los transportes.

Los aceites vegetal de la vid o semejantes de girasol y el alcohol producido de la biomasa, es posible cubrir las necesidades de movilidad de la sociedad. Los combustibles de biomasa son una alternativa técnica, equivalente a las fuentes de energía fósiles.

Energia Eléctrica

Los sistemas que producen energía mecánica, en motores de combustión o en turbinas de combustión directa e indirecta, son acoplados a generadores eléctricos. Estos convierten la energía mecánica en energía eléctrica.

La utilización de energía mecánica para producción de energía eléctrica genera aproximadamente dos tercios de calor, para un tercio de electricidad, el que demuestra el aumento de la eficiencia económica de la cogeneración (producción simultánea de calor y electricidad) en aplicaciones estacionario.

El biogás, proveniente de los rellenos sanitarios, de reciclaje de residuos agrícolas o de otros residuos orgánicos pueden ser utilizados, en centrales estacionarias para la producción de energía.

Tipos de fuentes de bioenergía

La bioenergía está disponible en el mercado, en todos los tipos de formas. Este manual presenta los productos más importantes, para los tres estados agregados (solido, líquido, gaseoso), en sus formas comerciales usuales.

Fuentes de biomasa sólida

La mayor fuente de biomasa solida proviene de los productos a partir de la madera. Estos son obtenidos cuando es retirada la leña de las florestas y cuando los desperdicios son utilizados en el proceso industrial de productos de madera. En muchos locales, otros sub-productos, a saber la paja son usados para producir energía, a partir de la biomasa.

En la desforestación forestal, además de los troncos de árboles, que son usados para las industrias de mobiliario y construcción, son también recogidos residuos de madera de calidad inferior. Por cada hectárea de floresta, pueden ser obtenidas, a partir de estos residuos 0,4-0,8 toneladas de leña seca. Para además de eso, otras cantidades de residuos de madera, recogidas durante acciones de manutención de la floresta, permiten un rendimiento del combustible anual, cerca de 1,5 toneladas por hectárea, para un área forestal de uso permanente.

En las exploraciones forestales, los arboles son derrabadas con El auxilio de maquinas, que utilizan un brazo con una sierra eléctrica montada. Adicionalmente, estas maquinas pueden remover automáticamente las ramas del tronco, retirar la cascara oscura de madera y cortar el tronco en partes. Este método significa que, parte del valor acrecentando el procesamiento de la madera es efectuado antes de que la madera salga de la floresta.

Cuando los troncos redondos son transformados en planchas y vigas, son producidas grandes cantidades de residuos. Contenido, la mayor parte de estos es utilizada en las industrias de la madera para otros materiales. Astillas de madera que no tiene cascara, por ejemplo, es una materia prima para el procesamiento de cartón de elevada calidad.

Con todo, otra parte de estos residuos continúa a tener fragmentos de impurezas y es, por tanto, inadecuada para La utilización como materia prima. Estos pedazos de cascara son ideales para reciclaje energética. Debido al elevado contenido de cenizas, estos residuos son principalmente utilizados en centrales de suministro de calor de gran tamaño y en centrales de cogeneración, como sustrato de co-calentamiento.

Otros residuos significantes, provienen de la agricultura, incluyen la paja y el heno. Los residuos de pos-colecta están usualmente disponibles a nivel local y en grandes cantidades.