Procesos de extracción y transformación

Los procesos de extracción y transformación de los combustibles derivados de la biomasa son tan variados como las características de cada uno de ellos. En general, los que requieren sistemas 26 Energía de la biomasa más complejos son los residuos derivados de las actividades forestales y agrícolas, y entre éstas últimas los de cultivos leñosos. 

Para su recolección adecuada se emplean una serie de trabajos que empiezan con la extracción de las zonas donde se encuentran, en muchos casos con grandes pendientes u otros impedimentos geográficos; siguen con el astillado o con el empacado y continúan con su transporte a plantas de transformación; su secado, natural o forzado, para eliminar al máximo el grado de humedad; y su adecuación para el consumo ya sea mediante un nuevo astillado o molturado, una peletización u otros procesos. Todo este proceso requiere de una maquinaria específica como tractores (forestales o agrícolas), autocargadores, astilladoras, empacadoras, camiones y, ya en las plantas de tratamiento, equipos de triturado (astilladoras fijas), molienda, secado y peletizado.

 Las plantas de tratamiento de biomasa no sólo reciben biomasa forestal o agrícola sino que también obtienen su materia prima de industrias forestales o agrícolas. Respecto a los residuos de industrias forestales, estas plantas utilizan principalmente los procedentes de industrias de primera transformación de la madera, entre las que se encuentran los aserraderos. Las industrias de segunda transformación, como las del tablero y el mueble, aprovechan generalmente sus residuos como combustibles para autoabastecerse de calor y, en ocasiones, producir energía eléctrica, por tanto no necesitan enviarlo a plantas de tratamiento. 

Fuente: Biomasa forestal

Algo parecido ocurre con algunas industrias agrícolas o agroalimentarias, que aprovechan sus propios residuos como combustibles. Es el caso del orujillo derivado de la extracción de aceite de orujo de oliva; de la cascarilla de arroz de las maicerías; de la cáscara de piñón en la elaboración de frutos secos; o de los huesos de frutas de la industria conservera. Aquellos residuos que no son utilizados en estas fábricas entran en el mercado de los biocombustibles y son comercializados por empresas de almacenamiento y distribución que deben procurar que la biomasa no pierda sus propiedades. 

Una de las principales características de un biocombustible sólido es su poder calorífico, tanto superior como inferior. El poder calorífico superior (PCS) se define como la energía liberada cuando una masa unitaria de biocombustible se quema con oxígeno en una bomba calorimétrica en condiciones normalizadas. A esta energía se la denomina poder calorífico inferior (PCI) y es necesario utilizar fórmulas empíricas para su determinación a partir del PCS. 

Fuente: Energía de la biomasa

Ventajas de la biomasa

Si normalmente a los sistemas de producción de energías renovables se les otorga un beneficio claro, la disminución de la carga contaminante provocada por los combustibles fósiles, en el caso de la biomasa existen otros beneficios como propiciar el desarrollo rural y proporcionar el tratamiento adecuado de residuos, en algunos casos contaminantes, o gestionar los residuos procedentes de podas y limpiezas de bosques limitando la propagación de incendios. 

El aprovechamiento de la masa forestal residual como combustible para calderas de biomasa es una de las soluciones para facilitar el saneamiento de los bosques. En este último caso podrían incluirse los rastrojos y podas agrícolas, cuya quema tradicional en el campo conlleva un riesgo añadido de incendios, y que pueden encontrar un nuevo mercado en la producción de energía.

Otro aspecto a tener en cuenta es la posible reforestación de tierras agrícolas o desforestadas con cultivos energéticos, herbáceos o leñosos, con destino a la producción de biomasa, que aumentarían la retención de agua y la disminución de la degradación y erosión del suelo. Respecto a las aplicaciones energéticas, las calderas modernas de biomasa no producen humos como las antiguas chimeneas de leña, y sus emisiones son comparables a los sistemas modernos de gasóleo C y gas. 

Fuente: Ciclo de la biomasa

La composición de estas emisiones es básicamente parte del CO2 captado por la planta origen de la biomasa y agua, con una baja presencia de compuestos de nitrógeno y con bajas o nulas cantidades de azufre, uno de los grandes problemas de otros combustibles. La mayor ventaja es el balance neutro de las emisiones de CO2, al cerrar el ciclo del carbono que comenzaron las plantas al absorberlo durante su crecimiento, ya que este CO2 sólo proviene de la atmósfera en la que vivimos y necesita ser absorbido continuamente por las plantas si se desea mantener en funcionamiento la producción energética con biomasa. 

Según datos del PER, en el año 2010, con un incremento de la potencia eléctrica con biomasa de 1.695 MW y un incremento en la energía primaria procedente de biomasa térmica de 582,5 ktep, las emisiones evitadas de CO2 superarían los nueve millones de toneladas. Por otro lado, todas las nuevas plantas cuya actividad principal sea el aprovechamiento energético o la manipulación y transformación de la biomasa deben presentar un estudio de impacto ambiental en el que, entre otras cuestiones, se constate las características del entorno en el que se va a ubicar, el análisis del proyecto, la previsión de las alteraciones y las medidas correctoras, los impactos residuales y el plan de vigilancia.

Fuente: Energía de la biomasa

Usos y aplicaciones de la biomasa

Las aplicaciones térmicas con producción de calor y agua caliente sanitaria son las más comunes dentro del sector de la biomasa. En un nivel menor de desarrollo se sitúa la producción de electricidad. La producción térmica sigue una escala de usos que comienza en las calderas o estufas individuales utilizadas tradicionalmente en los hogares.

Hoy en día existen aparatos tanto de aire, (las estufas de toda la vida, mejoradas y actualizadas a las necesidades de los usuarios de hoy) que calientan una única estancia, como de agua, que permiten su adaptación a un sistema de radiadores o de suelo radiante y a otros sistemas con producción de agua caliente sanitaria. En un segundo escalafón se sitúan las calderas diseñadas para un bloque o edificio de viviendas, equiparables en su funcionamiento a las habituales de gasóleo C o gas natural, que proveen a las viviendas de calefacción y agua caliente.

Debido a la necesidad de disponer de un lugar amplio y seco para el almacenamiento del biocombustible este tipo de instalaciones pueden tener problemas en edificios con salas de calderas pequeñas y poco espacio aprovechable. En cambio son una buena solución, tanto económica como medioambiental, para edificios de nueva construcción, sobre todo si se atienen a las nuevas ordenanzas y reglamentos elaborados o en proceso de elaboración, como las Ordenanzas de Energía Solar (que permiten utilizar biomasa en lugar de la citada energía renovable) o la revisión que se está realizando del Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE). 

Fuente: Residuos forestales

Otra aplicación importante de estas calderas es la conversión de las antiguas calefacciones de carbón o gasóleo C a instalaciones de biomasa, existiendo muchos ejemplos en nuestro país. La buena disposición de los vecinos que encontrarán un ahorro económico en su consumo de calefacción y agua caliente, un acertado asesoramiento profesional y espacio suficiente para el almacenamiento forman la base para este tipo de cambios.

Una red de calefacción centralizada, conocida en inglés como district heating, supone el siguiente nivel dentro de las aplicaciones térmicas de la biomasa. Este tipo de instalaciones están muy extendidas en el Centro y Norte de Europa. La red de calor y agua caliente llega no sólo a urbanizaciones y otras viviendas residenciales sino también a edificios públicos, centros deportivos, complejos comerciales y un amplio elenco de edificios e incluso industrias. 

El mayor tamaño, tanto de las calderas como de los silos de almacenamiento del combustible, requiere de instalaciones exclusivas para estas centrales térmicas. Dadas las características de nuestro país, en España están iniciándose las primeras redes de climatización centralizada alimentadas con biomasa, las cuáles no sólo proveen de calefacción en invierno a los usuarios sino que permiten la distribución de frío para la climatización de las viviendas y otros edificios en verano.

Fuente: Energía de la biomasa

Situación actual de la biomasa

El desarrollo y operación de los actuales sistemas de producción y consumo necesitan grandes cantidades de energía para mantenerse. Por ello, en nuestra sociedad, los países pobres tienen un bajo consumo de energía, mientras que el consumo energético de los países ricos es varias veces superior a los anteriores, aún cuando sus procesos sean mucho más eficientes y existan importantes campañas de concienciación para el ahorro energético.

Esto significa que el desarrollo de un país implica un aumento considerable de su consumo energético. Esta situación se puede constatar en la medida que se analiza el aumento del consumo energético referenciado a los países en vías de desarrollo. La Agencia Internacional de la Energía ha desarrollado diversos proyectos sobre biomasa a través de su división IEA Bioenergy. Esta agencia calcula que el 10% de la energía primaria mundial procede de los recursos asociados a esta fuente, incluidos los relacionados con biocombustibles líquidos y biogás.

Gran parte de ese porcentaje corresponde a los países pobres y en desarrollo, donde resulta ser la materia prima más utilizada para la producción de energía, justo en aquellos países donde se prevé un mayor aumento de la demanda energética. Según datos del Fondo de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), “algunos países pobres obtienen el 90% de su energía de la leña y otros biocombustibles”. 

Fuente: Conceptos básicos

En África, Asia y Latinoamérica representa la tercera parte del consumo energético y para 2.000 millones de personas es la principal fuente de energía en el ámbito doméstico. Pero, en muchas ocasiones, esta utilización masiva no se realiza mediante un uso racional y sostenible de los recursos, sino como una búsqueda desesperada de energía que provoca la deforestación de grandes áreas, dejando indefenso al suelo frente a la erosión. 

La propia FAO reconoce que “la mejora del uso eficiente de los recursos de la energía de la biomasa - incluidos los residuos agrícolas y las plantaciones de materiales energéticos - ofrece oportunidades de empleo, beneficios ambientales y una mejor infraestructura rural”. Incluso va más allá al considerar que el uso eficiente de estas fuentes de energía ayudarían a alcanzar dos de los objetivos de desarrollo del milenio: “erradicar la pobreza y el hambre y garantizar la sostenibilidad del medio ambiente”. 

Volviendo al principio, la biomasa podría ser el vector energético que permitiera el desarrollo de los países pobres, evitando que el aumento del consumo energético asociado a este desarrollo pusiera en peligro el medio ambiente y la seguridad de abastecimiento energético de nuestra sociedad.

Fuente: Energía de la biomasa