▷ ¿Qué es la biomasa? – Conoce los Tipos de biomasa

Una de las preguntas que más se realizan sobre la biomasa, es ¿qué es? ¿qué es la biomasa? La biomasa es fuente de energía renovable procedente de materia orgánica de origen vegetal o animal incluyendo residuos orgánicos. Puede parecer confuso, pero la biomasa abarca un amplio conjunto de materias orgánicas que se caracteriza por su heterogeneidad. Se considera como la materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.

La Directiva 2009/28/CE relativa al fomento del uso de la energía procedente de fuentes renovables, define la biomasa como “la fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos de origen biológico procedentes de actividades agrarias (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, incluidas la pesca y la acuicultura, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales”.

El uso energético de la biomasa es lo que consideramos bioenergía, y puede ser para generación térmica, eléctrica y transporte.

¿Qué es la biomasa?

La biomasa es toda aquella materia orgánica que puede ser utilizada como fuente de energía. Es decir, su origen puede ser tanto animal como vegetal, como proveniente de residuos de origen biológico, incluso del Sol. Esto se debe a que los animales o vegetales absorben y almacenan energía solar, que se transforma en alimento y energía, creando subproductos que no tienen valor para la cadena nutritiva o no sirven para la fabricación de productos de mercado, pero que pueden utilizarse como combustible en diferentes aprovechamientos energéticos. 

¿Para qué se utiliza la biomasa?

Existe una gran variedad de biomasa, al igual que las tecnologías que se le aplican y los principales ámbitos donde se utiliza:

• Producción de energía térmica. Se utilizan para dar calor. Se puede utilizar, por ejemplo, para cocinar o secar productos agrícolas. También se pueden aprovechar para hacer vapor para la industria o para generar electricidad. Su mayor inconveniente es la contaminación que generan.
• Producción de biogás. La finalidad es conseguir combustible, principalmente el metano, muy útil para aplicaciones térmicas para el sector ganadero y agrícola, suministrando electricidad y calor.
• Producción de biocombustibles. Son una alternativa a los combustibles tradicionales del transporte. Existen dos tipos de biocombustibles: Bioetanol (sustituye a la gasolina) y el Biodiésel (sustituye al gasoil).

Se trata de un tipo de producción de energía más barata, renovable y con menos emisiones por su forma de combustión.

¿Cómo funciona la biomasa?

La biomasa se puede transformar en energía eléctrica o calor con métodos domésticos como puede ser una caldera, o bien, se puede generar en mayor medida en plantas industriales a través de procesos biológicos y termoquímicos.

En el caso de la electricidad, lo que se hace en las plantas especializadas es utilizar la madera como combustible. Es un proceso similar al que podemos encontrar en otro tipo de energías renovables. Además, al disponer de biomasa a diario, no existe un problema de abastecimiento de materiales para su transformación. La biomasa nos rodea y es muy fácil obtenerla y continuar con el proceso de creación de energía.

Por otro lado, también se puede generar combustibles líquidos o gaseosos a partir de biomasa. Los combustibles líquidos pueden usarse como sustitutos de los combustibles tradicionales, y así reducir el consumo de combustibles contaminantes.Se obtienen a partir de aceites vegetales o restos orgánicos.

De esta forma, obtenemos productos cuyo uso está destinado a toda clase de opciones: desde industriales, pasando por el transporte y tareas domésticas.

¿Cómo se extrae energía de la biomasa?

Existen diferentes formas para transformar la biomasa en energía aprovechable, pero son dos de las más utilizadas en la actualidad.

Métodos termoquímicos

Es la manera de utilizar el calor para transformar la biomasa en energía. Se utilizan para:

• Combustión: existe cuando quemamos la biomasa con mucho aire y a altas temperaturas (hasta 1300ºC). Es el modo más básico para extraer la energía de la biomasa, de donde salen gases calientes para producir calor y poder darle un uso doméstico, industrial y para producir electricidad.
• Pirólisis: se trata de descomponer la biomasa utilizando el calor (a unos 500ºC) sin oxígeno. A través de este proceso se obtienen gases formados por hidrógeno, óxidos de carbono e hidrocarburos, líquidos hidrocarbonados y residuos sólidos carbonosos. Este proceso se utilizaba hace años para hacer carbón vegetal.

• Gasificación: cuando la biomasa es transformada en un gas combustible, mediante un agente gasificante que puede ser aire, vapor de agua, oxígeno o una mezcla de estos. En este proceso se producen diferentes elementos químicos: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), hidrógeno (H) y metano (CH4), en cantidades diferentes. Según se utilice aire u oxígeno, se crean dos procedimientos de gasificación distintos. Por un lado, el gasógeno o “gas pobre” y por otro el gas de síntesis. Este último transformarse en combustibles líquidos (metanol y gasolinas) y de ahí su importancia en el papel de la descarbonización.
• Co-combustión: consiste en acompañar con biomasa la combustión de carbón, de manera que se requiera menos de este último elemento, reduciendo así el consumo de carbón y, por tanto, las emisiones contaminantes.

Métodos bioquímicos

Se llevan a cabo utilizando diferentes microorganismos que degradan las moléculas. Se utilizan para biomasa de alto contenido en humedad. Destacan los siguientes:

• Fermentación alcohólica: es una técnica que consiste en la fermentación de levaduras e hidratos de carbono que se encuentran en las plantas, y en ausencia de oxígeno. Se consigue un alcohol (etanol).
• Fermentación metánica: se trata de la descomposición (fermentación) de materia orgánica, a través de un proceso sin oxígeno, en el que se crea el biogás.

Características de la energía biomasa

Las características principales de la biomasa son:

• Humedad: afecta tanto a la cantidad y la calidad de la materia como al proceso.
• Tamaño y forma: presenta gran variedad de formas y tamaños.
• Densidad real y aparente: varia considerablemente dependiendo de la presentación de la biomasa.

Tipos de biomasa

La biomasa se clasifica en dos grupos principalmente, en función de los elementos que se utilizan para su producción:

• Natural
• Residual

Biomasa natural

Es la producida espontáneamente en las tierras no cultivadas y sin intervención humana y que el hombre ha utilizado tradicionalmente para satisfacer sus necesidades (leñas). Este tipo de biomasa no parece ser la más adecuada para su aprovechamiento energético masivo. En principio debería ser respetada como tal formando una reserva biológica natural.

Biomasa residual

Es la que se genera como consecuencia de cualquier proceso  y actividades humanas que utilizan materia orgánica. Se produce en explotaciones agrícolas, forestales o ganaderas, así como los residuos de origen orgánico generados en las industrias y en los núcleos urbanos. Dentro de la biomasa residual podemos diferenciar dos clasificaciones:

• Cultivos energéticos. Estos cultivos se generan con la única finalidad de producir biomasa transformable en combustible.. Estos cultivos se caracterizan por su resistencia y por su gran capacidad de adaptación a terrenos inhóspitos. En este grupo se encuentran el sorgo, la caña de azúcar, los cereales, la pataca y la cynara, entre otros.
• Excedentes agrícolas. Los granos que no fueron utilizados como alimento para animales o personas se usan como biocombustibles o para la generación de electricidad. Algunos excedentes que se utilizan son cáscaras de almendras, huesos animales o los restos de una poda.

Ventajas e inconvenientes de la biomasa

La biomasa, al igual que otras fuentes de energía presenta una serie de ventajas y desventajas con respecto a otros combustibles:

Ventajas de la biomasa

• Es una fuente de energía renovable, segura y limpia
• Genera poco residuos que, además, son biodegradables
• Es económica; su precio es inferior al de otros combustibles
• Proporciona un enorme beneficio económico y social en sectores rurales por su gran potencial de aprovechamiento. La generación de energía biomasa solventa el problema de la disposición final de residuos y su posterior utilización.
• El saldo de emisiones de CO2 al ambiente es neutral. Esto se debe a que aprovecha el carbono que inicialmente estaba en las plantas y por lo tanto formaba parte del ciclo natural del CO2.
• Es una energía de aprovechamiento, porque la biomasa se genera continuamente como consecuencia de la actividad animal y vegetal. Por ello, es prácticamente inagotable.
• Contribuye a reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

Desventajas de la biomasa

• Bajo poder calorífico; la biomasa presenta una densidad energética más baja que la de los combustibles fósiles y por tanto, su rendimiento es menor que el que ofrecen dichos combustibles.
• Requiere mayores espacios que otros tipos de combustibles; su almacenamiento puede ser uno de los inconvenientes principales a la hora de decidirse por un sistema de calefacción por biomasa.
• Los canales de distribución aún no están tan extendidos como los de otros combustibles.
• Se necesitan grandes cantidades de plantas y, por tanto, de terreno. Se intenta “fabricar” el vegetal adecuado mediante ingeniería genética.

Los biocombustibles

Se entiende por biocombustible a aquellos combustibles que se obtienen de biomasa, es decir, de organismos recientemente vivos o sus desechos metabólicos. Pueden reemplazar parcialmente a los combustibles fósiles.

A partir de biomasa podemos obtener tres tipos de combustibles: biocombustibles sólidos, biogás y biocarburantes.

Biocombustibles sólidos

Los principales biocombustibles sólidos obtenidos a partir de la biomasa son pellets, astillas de madera y hueso de aceituna. También son biocombustibles otros menos abundantes como las cáscaras de frutos secos, o menos homogéneos y tecnificados como la leña pero igual de importantes.

• Pellets de madera; El pellet es el biocombustible más elaborado. Son pequeños cilindros de 6 a 8 mm de diámetro y de 10 a 40 mm de longitud que se obtienen prensando serrín de madera. Gracias a la lignina, componente natural de la madera que hace las veces de pegamento se consigue formar pequeños cilindros sin utilizar ningún aditivo. Tienen un alto poder calorífico por lo que ofrece rendimientos energéticos muy elevados. Las estufas de pellets se han convertido hoy en día en uno de los sistemas de calefacción más utilizados en los hogares.
• Hueso de aceituna y cáscaras de frutos secos; Su oferta depende de la cosecha anual, y se usan de forma normal por tener un tamaño que permite automatizar perfectamente la combustión.Además de poseer un elevado poder calorífico, otra ventaja destacable es que tienen un precio menor que el pellet.
• Leña;  se define como “madera cortada y troceada”. Es el biocombustible menos elaborado y controlado y su almecenaje presenta mayores dificultades.

Se habrá de tener en cuenta que, la certificación de los biocombustibles sólidos garantiza unos factores mínimos de calidad necesarios para el correcto funcionamiento de los equipos. Este tipo de combustible puede deteriorarse durante su manipulación y transporte, por tanto, la gestión de la calidad debe cubrir toda la cadena de suministro, desde la selección de la materia prima hasta la entrega definitiva al usuario final.

Biogás

El biogás es un gas combustible cuyos principales componentes son metano (CH4, entre 50 a 70% vol.), dióxido de carbono (CO2 entre 30 a 50% vol.) y otros componentes en menores proporciones. El metano, principal componente del biogás, es el que le confiere su característica combustible y por tanto, el valor energético del biogás, estará determinado por la concentración de metano.

El biogás se genera mediante la descomposición microbiológica de materia orgánica biodegradable en condiciones anaerobias (ausencia de oxígeno). Se define como “biogás agroindustrial” aquel biogás generado a partir de sustratos agroindustriales, como p.e. las deyecciones ganaderas, lodos de industrias agroalimentarias, restos de cosechas, cultivos energéticos, etc.

Biocarburantes

Un biocarburante o biocombustible es una mezcla de sustancias orgánicas que se utiliza como combustible en los motores de combustión interna. Los biocarburantes presentes a día de hoy en el mercado se utilizan principalmente en el transporte por carretera. Sin embargo, cabe destacar su creciente uso en el sector de la aviación , en cuyo caso se emplea la denominación de bioqueroseno.

Los principales biocarburantes tanto a escala global como nacional, atendiendo a su desarrollo comercial, son actualmente los siguientes:

• Bioetanol, definido como alcohol etílico producido a partir de productos agrícolas o de origen vegetal, ya se utilice como tal o previa modificación o transformación química.
• Biodiésel, esto es, éster metílico o etílico producido a partir de grasas de origen vegetal o animal.
• Hidrobiodiésel (también denominado HVO por sus siglas en inglés, de Hydrotreated Vegetable Oil), un hidrocarburo resultante del tratamiento de aceites vegetales o grasas animales con hidrógeno, bien en unidades dedicadas a ello, o bien mediante tecnologías de co-procesado en refinerías.

Las estufas de biomasa

Un buen ejemplo de sistema de calefacción ‘verde’ es la biomasa. Una estufa de biomasa es una de las opciones más ecológicas del mercado para calentar tu hogar. Las estufas de biomasa se basan en las tradicionales estufas de leña, pero aplicando tecnologías más avanzadas, haciendo su uso más cómodo y la combustión más optimizada.

Su proceso trata de la quema de sustancias orgánicas para proporcionar calor. Un ejemplo que todos conocemos, es la chimenea, utilizada para quemar troncos de madera. Aunque se siga utilizando, actualmente existen nuevos métodos para aprovechar la energía de la naturaleza. Además, ahorra casi la mitad de energía que otras fuentes convencionales.

Existen varios tipos de estufas de biomasa, pero todas tienen en común que hoy en día pueden consumir pellets o la tradicional leña. Las estufas de biomasa, al caracterizarse por una muy sencilla instalación, son el producto más apropiado para aquellas personas que necesiten un aporte de calefacción con biomasa de una manera sencilla, estética y también muy económica. 

¿Qué tipos de calderas de biomasa existen?

Las más comunes son:

• Calderas de llama invertida para la combustión de trozos de leña. Su proceso es similar al de las chimeneas. Su calor se obtiene a través de la combustión de troncos de madera. No obstante, este método requiere mucha atención y puede resultar cansado, ya que implica una recarga manual del combustible. Además, tampoco proporciona mucha energía calorífica. Se recomienda para casas aisladas y unifamiliares de pocos pisos.
• Calderas de astillas. Su mecanismo es algo más automatizado. También consiste en la quema de leña, los cuáles suelen ser pequeños y de pocos centímetros, como ejemplo, residuos de explotaciones forestales o residuos industriales (fábricas de muebles, carpinterías, etc.). Las especies de árboles más recomendables son el abeto, el haya, el alerce, el pino silvestre y la encina, entre otras.
• Caldera de pellets. Este sistema funciona gracias a un combustible prensado y confeccionado artificialmente que está compuesto principalmente por serrín, llamado pellets. Mediante este combustible ecológico se ahorra casi un 50% de energía y también de dinero, ya que es más barato que el gasoil, gas natural y propano.
• Multicombustibles. Usan combustibles procedentes de la biomasa que provienen de los residuos naturales. Los más comunes son los huesos de aceitunas y las cáscaras de almendras. Los huesos de aceitunas necesitan ser previamente triturados y lavados para que se erradiquen los restos de azufre y cloro. En el caso de las cáscaras de almendras, se pueden usar tanto trituradas como enteras. Tienen un elevado poder calorífico.