DEFINICIÓN DE LA BIOMASA
La biomasa es la energía solar convertida por la vegetación en materia orgánica; esa energía la podemos recuperar por combustión directa o transformando la materia orgánica en otros combustibles.
UTILIZACIÓN DE LA BIOMASA
- 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 (Tercer mundo). 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 biomasabiomasa 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.
LUGAR DE LA BIOMASA ENTRE LAS 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 y constituyen un argumento a favor de una utilización local y sobre todo rural. Su rendimiento, expresado 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 puede disponer no tienen comparación con las que pueden cubrir, por ejemplo, los captadores solares.
BIOMASA EN COLOMBIA
La energía de biomasa, que incluye materiales biológicos tales como materia de plantas y de animales, es una opción importante en términos de generación de energía. La biomasa para el combustible viene de la caña de azúcar, del maíz, de la planta switchgrass, y del cáñamo. Una ventaja de la biomasa residual es que puede ser utilizada para producir alcohol, metanol, y metano.
Colombia tiene un gran potencial de biomasa a partir del plátano, de la pulpa del café, y de los residuos animales. Se ha sugerido que el biogas se puede obtener del tratamiento anaeróbico en las zonas productoras de plátano. La región del Urabá en el norte del departamento de Antioquia tiene aproximadamente 19.000 hectáreas de plantaciones de plátano, produciendo más de 1 millón de toneladas anualmente. El potencial del café viene de los residuos, que alcanza cerca del 40 por ciento del peso total húmedo. Se ha estimado que aproximadamente 85.000 TOE/año se podrían producir de los 190 millones de m3/año del biogass generado a partir de las plantaciones del café, equivalentes a 995.000 MWh (Pérez y Osorio 2002).
Se estima que el potencial anual de energía de biomasa en Colombia debe ser de aproximadamente 16.260 MWh (TOE 1.398), distribuido así: 658 MWh/año de biodiesel, 2.640 MWh/ año de bioetanol, 11.828 MWh/ año de residuos de la agricultura, 442 MWh/ año de residuos de bosques plantados, y 698 MWh/ año de los residuos de bosques naturales (ISAGEN S.A. 2005). Se estima que los depósitos de basura de las cuatro principales ciudades en Colombia (Bogotá, Medellín, Cali y Barranquilla) tienen el potencial de proveer una capacidad instalada de 47 MW (ISAGEN S.A. 2005). Usando los residuos de los depósitos y de los procesos agrícolas se puede reducir el desecho de basuras.
Notablemente, sin embargo, algunas dificultades se asocian a la generación de energía de biomasa. A saber, el combustible ocupa un gran espacio durante el transporte (que también implica un costo de energía, y este costo se intensifica si el combustible va a ser transportado largas distancias). Semejantemente, la biomasa tiene un contenido de energía bajo, podría ser un recurso difuso en algunas áreas, es un combustible heterogéneo, y puede servir a veces usos limitados. Sin embargo, se debe anotar que Colombia tiene un gran potencial que puedan ser explotado - sin costos importantes, y que también ayude a resolver el problema de los desechos
