Combustion de biomasa

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QUEMA DE LEÑA
BREVE DESCRIPCIÓN FENOMENOLÓGICA

INTRODUCCIÓN

El uso de la leña como combustible se remonta a los inicios de la historia del hombre, siendo hasta la aparición de los combustibles fósiles, uno de los combustibles más utilizado tanto a nivel doméstico como industrial.

La leña es considerada un recurso renovable, ya que una vez utilizado puede ser replantado y vuelto aobtener.

Actualmente ante la creciente preocupación por la disminución de las reservas a nivel mundial de combustibles fósiles, han aumentado los estudios sobre el uso de los denominados combustibles “alternativos”, entre los cuales se ha clasificado la leña.

Mientras en los países desarrollados, la investigación sobre el uso de leña como combustible alternativo, está centrado en la generación depellets y la determinación de sus propiedades termodinámicas, la realidad en los países subdesarrollados y en vías de desarrollo es muy distinta.

En los países del tercer mundo e incluso en algunas zonas rurales de los países desarrollados, el uso de pellets de leña como combustible es mínimo y en algunos casos casi inexistente, esto debido a que históricamente la leña trozada, cortada y secadaen forma artesanal, ha competido como fuente energética con los combustibles fósiles, existiendo zonas geográficas importantes a lo largo del mundo, donde la calefacción y la energía para preparar alimentos es obtenida exclusivamente del uso de leña como combustible.

Desde el punto de vista termodinámico, el proceso de combustión de la leña trozada es altamente complejo, pues es un fenómenomulticapa, en el cual coexisten en forma simultaneas reacciones oxidativas y reacciones anóxicas, y que además es altamente sensible al tipo de leña que se esté utilizando como combustible.

A continuación se presenta una breve descripción sobre el proceso de combustión de leña y una descripción general de los procesos termodinámicos de mayor importancia de este fenómeno.

COMPOSICIÓN QUIMICADE LA LEÑA

La leña está constituida principalmente por células tubulares orientadas verticalmente (fibras) cementadas por la lámina media. Los componentes químicos se encuentran distribuidos en una red que se entrelaza con esa estructura. La distribución y organización que presentan estas estructuras es variable para cada tipo de madera, según su tipo, origen e incluso estadio de crecimiento.La celulosa es el principal carbohidrato de la madera, está constituida principalmente por restos de glucosa unidos por medio de enlaces 1,4-beta-glucósidos. Hasta el momento no se ha podido preparar ninguna celulosa a partir de madera que no contenga mananas y xilanas. No se sabe si estos hidratos de carbono no celulósicos se encuentran atrapados en la estructura de la celulosa sólida o si sonparte integrante de las cadenas de la celulosa de la madera.

Figura 1: Estructura Molecular General de la Celulosa

La Hemicelulosa está constituida por los hidratos de carbono de la pared celular de la madera. Es una sustancia amorfa y está compuesta por manosa, galactosa, arabinosa, xilosa, ácidos urónicos y en algunos casos, ramnosa. La distinción entre celulosa "verdadera" y hemicelulosaes principalmente de interés científico. No existe ningún método que permita la separación neta de ambas. La fracción total hidrocarbonada de la madera ha sido denominada Holocelulosa.

La lignina es el constituyente intercelular incrustante o cementante de las células fibrosas de los vegetales, funciona prácticamente como relleno para impartir rigidez al tallo de la planta. Es el segundoelemento en importancia de la composición vegetal. La composición elemental de las ligninas varía según el vegetal y su estado de crecimiento entre el 61-65% de carbono; 5-6.2% de hidrógeno, y el resto oxígeno. El calor de combustión se ha cifrado en 6278 kilocal./kg. Las ligninas parecen consistir en una mezcla de polímeros de un monómero de peso molecular 840-880. La unidad molecular es, por lo menos...
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