Biomasa Y Sustentabilidad

Biomasa y Sustentabilidad
Diplomado en Energía y Desarrollo Sustentable, USACH, 2010 Alumno: Víctor Pino

Introducción
Definición
En el contexto del aprovechamiento de la energía, la biomasa corresponde a la materia orgánica producida actualmente por organismos biológicos. La materia orgánica está compuesta en gran parte por cadenas de hidrocarburos que pueden ser combustionados con oxígenopara producir calor. Este calor puede ser posteriormente usado para generar electricidad. Los organismos biológicos producen estos compuestos por el proceso de fotosíntesis utilizando fundamentalmente la energía de la radiación solar. No se cuenta como biomasa los hidrocarburos producidos en el pasado en almacenes geológicos. Se considera la biomasa como un elemento de un ciclo sustentable en elque los productos resultantes de su combustión con gases atmosféricos son reutilizados por los organismos vivos para recombinar nuevamente la biomasa utilizando energía solar.

Entonces la biomasa es un producto intermedio almacenable en el proceso de conversión de la energía solar en energía térmica o eléctrica.

Antecedentes
Como elemento de almacenamiento requiere de una gran energíaespecífica (energía o mejor exergía por unidad de masa) para ser eficiente. Históricamente estas condiciones de almacenabilidad y gran energía específica se han encontrado en la madera; o troncos de árboles, que se han usado para producir energía térmica directamente como leña o carbonificado para obtener una mayor temperatura en la combustión.

Densidad de Tipos de Maderas Densidad Kg/l Alerce RoblePino Eucaliptus 0,60 0,70 0,46 0,80

Calores de Combustión 1 2 Energia MJ/Kg (superior) Madera Hidrógeno Metano Petroleo Etanol 15 142 55 45 30

Se observa en la tabla que la energía específica de la madera es solo 2 a 3 veces menor que el de los combustibles fósiles usado actualmente. En la práctica los valores se acercan mas si se usa el calor inferior y se agrega el peso del envase.Considerando el envase, el valor comparativo del hidrógeno, que se promueve como vector energético, baja a cerca de 7 MJ/Kg 3, que es la mitad de valor de la madera. Otras formas de biomasa de menor densidad de energía son los desechos orgánicos. Estos no son relevantes como aporte energético total en Chile4, pero su explotación puede aportar a la operación de sistemas mas elaborados de tratamiento deresiduos5. Dado el incremento en el valor del petróleo se está volviendo atractiva la utilización de biomasa como sucedáneo; estos es biocombustibles. Los biocombustibles se obtienen de la fermentación de azúcares produciendo bioetanol, y de la esterificación de aceites vegetales produciendo biodiesel.

Ventajas
Es fácil de transportar y almacenar. No requiere de tecnologías sofisticadas niinsumos (solo aire) para su combustión. Disponible en todo el mundo gracias a la adaptabilidad de los organismos vivos. Como en los combustibles fósiles, no hay costo directo de producción, solo de extracción y distribución. Los insumos requeridos para la producción son provistos por el medioambiente: CO2, agua, y radiación solar.

Desventajas
El proceso de síntesis de hidrocarburos en las plantases energéticamente muy ineficiente. Los organismos vivos no tienen como prioridad producir hidrocarburos; su prioridad es crecer, resistir cambios medioambientales, protegerse de parásitos, y replicarse.

Los hidrocarburos se encuentran suficientemente concentrados solo en almacenes de azúcares (savia de caña, remolacha, semillas) o estructuras de sustento (tronco). La planta utiliza la mayorparte de la energía solar para bombear agua desde las raíces mediante evaporación. Tradicionalmente solo la estructura del tronco en los árboles tiene una densidad atractiva de hidrocarburos. Los troncos se usan fundamentalmente para material de construcción y papel. En países que aún cuentan con un gran almacén (stock) de árboles se usa la carbonificación para su uso como combustible (Brasil,...