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¿Cuáles son los tipos de biomasa que existen?

¿Cuáles son los tipos de biomasa que existen?

Para realizar un proyecto energético basado en la utilización de uno o varios tipos de biomasa, es necesario determinar si el ámbito del proyecto es puntual (en un lugar muy concreto y determinado, por ejemplo, el caso de una vivienda unifamiliar, un bloque de vecinos, un hotel, una residencia, un hospital, etc.)

, o bien a un nivel superior como puede ser el de un término municipal más o menos grande, el de una comarca (considerando varios términos municipales), el de una provincia, el de una Comunidad Autónoma e incluso el de España.

Para el caso de un proyecto puntual, es preciso analizar previamente la situación actual de consumo energético y la biomasa que se dispone para llevar a cabo el mismo, y luego fijar la biomasa que se emplearía si se llevara a cabo el proyecto que se estudia, todo ello en función de la disponibilidad existente de biomasa. Hay que poner énfasis en este punto, que el contenido en humedad de la biomasa es una característica muy importante, ya que, en función de dicho valor, el contenido energético de aquella será mayor o menor y, por tanto, la cantidad de energía generada, con la importancia que esto tiene desde el punto de vista económico y, por consiguiente, de rentabilidad económica de los proyectos.

En el resto de los casos, la cantidad de biomasa se determina para llevar a cabo estudios generales de potencialidad de biomasa. En este punto es preciso utilizar análisis previos del recurso y cuantificación de los mismos, e incluso utilizar los ratios que se muestran en este tema para cada uno de los tipos de biomasa.

Biomasa natural.

La biomasa natural es aquella materia de origen vegetal que se origina en la naturaleza sin la intervención humana, o desde un punto de vista más amplio, tal como la define la Especificación Técnica Europea CEN/TS 14588, biomasa natural es “Todo material de origen biológico excluyendo aquellos que han sido englobados en formaciones geológicas y han sufrido un proceso de mineralización”. Y que las diferentes civilizaciones que han existido a lo largo de la historia de la humanidad, así como los actuales países en vías de desarrollo, han empleado como fuente de energía primaria básica y fundamental.”

Su aprovechamiento masivo de forma incontrolada podría originar graves problemas medioambientales por degradación de importantes zonas de alto valor ecológico y provocar fenómenos tan desastrosos como la desertización. Es la situación que se da en buena parte de la selva amazónica y en determinados lugares de África y Asia.

Este aprovechamiento sin control viene propiciado por la escasez de recursos energéticos disponibles para la mayor parte de la población y el instinto de supervivencia innato al reino animal, donde se encuentra el ser humano.

El asesoramiento a las poblaciones por parte de los gobiernos de los mencionados lugares, así como de organizaciones externas a los mismos, donde se está produciendo dicho fenómeno, sería importante ya que, además del aprovechamiento energético que se tendría de buena parte de la biomasa que se origina en estas zonas, se conseguiría el equilibrio del ecosistema del lugar y, por tanto, se evitaría la proliferación de incendios, todo ello sin dejar de satisfacer las necesidades energéticas de estas poblaciones.

Biomasa residual.

Respecto a la biomasa residual, se puede decir que se incluyen todas aquellas materias primas que se generan en las actividades de producción, transformación y consumo, y que no han alcanzado valor económico en el contexto donde se generan. Desde un punto de vista medioambiental, en algunas ocasiones provocan graves problemas de contaminación derivados de su mala gestión, por lo que, si se actúa convenientemente, pueden aprovecharse energéticamente con las consiguientes revalorizaciones económicas.

De forma esquemática, se dan los tipos de biomasa:

  1. Residuos agrarios: Se emplee un tipo u otro, a la hora de evaluar la disponibilidad de recursos, es necesario tener en cuenta una serie de conceptos, que son los que se comentan:
    1. Residuo potencial: residuo generado susceptible de ser recogido, pero sin considerar las posibilidades reales de su empleo con fines energéticos, es decir, sin considerar ningún condicionante para su uso.
    2. Residuo disponible o real: residuo que no está siendo empleado para otro fin que no sea el energético. Buena parte de los residuos potenciales no se catalogan como disponibles ya que se autoconsumen en las propias explotaciones agrarias.
    3. Residuo utilizable: disponible con las limitaciones de las tecnologías de recolección existentes y con el coste de extracción y transporte de los mismos, y que no tiene otro valor que destinarse al mercado energético.
  2. Residuos agrícolas: En este apartado se incluyen dos importantes recursos en función de su tipología: herbáceos y leñosos. Basándose en los conceptos anteriores y de manera general, los residuos agrícolas de naturaleza herbácea son residuales y excedentarios, buena parte de ellos (los que tienen usos alternativos al energético), mientras que los leñosos son residuales todos ellos. Antes de llevar a cabo un proyecto con biomasa de origen agrícola, es necesario que se conozcan una serie de datos:
    1. El uso actual del residuo.
    2. La metodología a seguir por parte del agricultor en el momento actual de eliminar dicho residuo y el coste de llevarlo a cabo.
    3. Las características del combustible (composición química elemental y humedad en el momento de la recogida).
    4. Determinar el residuo disponible y el utilizable.

Herbáceos.

Bajo este concepto, se incluyen todos los residuos que se generan en el terreno de cultivo tras producirse la recolección del producto con interés industrial, textil u oleícola, así como los residuos de los cereales, ya sean de invierno o de primavera, y que es preciso eliminar de la superficie del suelo para facilitar las tareas preparatorias para el cultivo sucesivo.

El cálculo del residuo generado está indexado al rendimiento de producto obtenido y para ello se emplean ratios que muestran kg de residuo/kg de producción.

Estos ratios se pueden calcular de varias maneras, sirviendo todos ellos para la comparación de los mismos:

  1. Muestreo previo a la cosecha: con recogida de una planta completa en parcelas de muestreo, separación de la paja y el grano, y determinación de la humedad (secado en estufa).
  2. Muestreo tras la cosecha: con cálculo del registro de los rendimientos de grano, muestreo de secciones de línea de paja, medida de la distancia entre líneas y determinación de la humedad (secado en estufa).
  3. Muestreo de la producción total de parcelas: con registro del rendimiento de grano, pesaje del residuo total y determinación de la humedad (secado en estufa).

Algunos de estos cultivos son:

  1. Cereales. Es el grupo más importante de cultivos herbáceos en España y que generan una importante cantidad de residuos susceptible de ser empleada energéticamente. Son un grupo de plantas pertenecientes a la familia botánica de las gramíneas, que se cultivan por los granos, que son muy ricos en almidones y, en menor cantidad, en proteínas.
  2. Girasol. Se trata de un cultivo muy típico en los secanos de España, especialmente en los de Andalucía, Castilla-La Mancha y Castilla y León. Es una especie que se cultiva para la obtención de aceite vegetal o de la pipa para fruto seco. El residuo generado es el tallo o cañote y dicho capítulo floral.
  3. Algodón. Se trata de un cultivo típicamente de la Comunidad de Andalucía, aunque también se cultiva en pequeña cantidad en la zona de Levante y en Extremadura. El algodón es un cultivo que se desarrolla por la producción de fibra textil, aunque la semilla produce un porcentaje cercano al 20 % de aceite comestible, quedando una torta rica en proteínas que se emplea mucho en la ganadería de vacuno de leche como alimento.
  4. Arroz. Se trata de un cultivo que, al igual que los cereales de invierno, pertenece a la familia de las gramíneas, sin embargo, es más particular para considerarlo dentro del grupo de los cereales. Constituye uno de los alimentos esenciales de la humanidad, y en la Península Ibérica se cultiva en cuatro zonas diferenciadas.
  5. Tomate. Se trata de una especie que pertenece a la familia botánica de las solanácea y cuyo aprovechamiento es el fruto de la planta que se puede utilizar tanto para consumo en fresco como para la industria conservera. Es un cultivo que se desarrolla durante todo el año en los invernaderos del sur español y en la época estival en buena parte del territorio español, aunque donde destaca la superficie plantada es en Extremadura y en Andalucía.

Leñosos.

En la poda de cultivos leñosos, se incluye la leña de poda anual de los árboles frutales, de la vid, del olivo y de los árboles de frutos secos. Generalmente se sitúan a pie de parcela en la mayoría de los casos, para quemarlos posteriormente. En otras ocasiones se trocean, tras ser hilerados, y se dejan en la superficie del suelo como materia orgánica para los suelos donde se desarrollan los cultivos, y en casos menores, generalmente para el caso de los sarmientos de vid, se recogen y se destinan con fines térmicos, adquiriendo un importante precio en el mercado nacional.

Los métodos que se emplean para la determinación de los ratios, se pueden clasificar de la siguiente manera:

  1. Muestreo de peso por árbol: se realiza un registro de la producción del fruto, un muestreo de peso de poda y se mide el marco de plantación.
  2. Muestreo de peso por parcela: se realiza también un registro de producción de fruto y un muestreo del peso de residuo en la parcela.

En Andalucía se han desarrollado importantes estudios para realizar aprovechamiento de este tipo de biomasa. Se ha observado que uno de los graves inconvenientes de la biomasa agrícola leñosa es la heterogeneidad de la poda del olivo y la escasa densidad del material.

Se han analizado varias tecnologías, agrupadas de la siguiente manera:

  1. Saca del ramón. Se realiza de forma manual entre los árboles y se separa a la vez la leña del ramón, siendo “leña” el material que tiene un diámetro superior a 10 cm.
  2. Astillado del ramón. Se puede estudiar también la opción de astillado de la biomasa en el propio campo y posterior transporte al lugar de aprovechamiento.
  3. Empacado del ramón. En este caso se reducen los costes de transporte y de manipulación de la biomasa, hilerándose entre las filas de los árboles.

Excedentes agrícolas.

Como consecuencia del aumento de la tecnificación de la agricultura y de la mejora de los rendimientos agrarios de las distintas especies vegetales cultivables, se han mejorado los rendimientos de los cultivos de manera que se ha producido una mayor oferta de producciones agrícolas frente a una demanda más o menos constante.

Esta situación se ha generalizado de tal forma que en la UE se obtienen excedentes de producción y, por ese motivo, se comenzaron a dejar superficies de cultivo sin sembrar, conociéndose con el nombre de superficies de retirada de la producción, las cuales se pueden emplear para el cultivo de especies que no tengan un mercado saturado, como podría ser el energético.

Hay que tener en cuenta que, para mantener los precios de manera uniforme a lo largo de los años y los agricultores reciban un precio mínimo garantizado, es necesario dar salida a determinadas producciones agrícolas en ocasiones, generalmente de productos como los cereales que, en años de buenas condiciones climáticas, hay un exceso de producción en buena parte de los países. Una de estas salidas es la valorización energética de las producciones agrícolas, generalmente para la obtención de biocombustibles líquidos, y es una situación que no debería mantenerse mucho tiempo por la inestabilidad de la misma.

Cultivos energéticos.

Los cultivos energéticos son aquellas especies vegetales que se cultivan con el único fin de la producción de energía. Cada vez tienen más importancia como consecuencia de la superficie que se está dejando sin cultivar en toda la UE (tierras de retirada de la producción), así como la situación que se tienen en todos los mercados internacionales con los bajos precios de los productos agrícolas y el incremento tan importante que se ha producido en los inputs de cultivo, principalmente por el incremento del precio del barril del petróleo, lo que lleva implícito los reducidos márgenes de beneficio que reciben los productores agrarios.

Los cultivos energéticos se pueden clasificar atendiendo a varios criterios. En primer lugar, en función de la naturaleza de la biomasa del cultivo energético se puede distinguir entre:

  1. Cultivos herbáceos: aquellos en los que su ciclo de cultivo se desarrolla durante menos de un año.
  2. Cultivos leñosos: aquellos en los que su ciclo de cultivo se desarrolla durante varios años, ya que tienen un crecimiento más lento que los herbáceos.

En función del conocimiento que se tenga de la especie vegetal o del número de hectáreas que se cultivan históricamente del mismo en un determinado lugar, se tiene lo siguiente:

  1. Cultivos tradicionales: aquellas especies vegetales que se cultivan históricamente en una determinada comarca, provincia, Comunidad Autónoma... para la alimentación u obtención de materias primas de interés para la industria.
  2. Cultivos alternativos: aquellas que, a pesar de tener aptitudes para su desarrollo con fines energéticos, o no se conocen en un determinado lugar o bien se conocen, pero no se cultivan.

Atendiendo al medio en el que viven los cultivos energéticos, estos se pueden clasificar de la siguiente manera:

  1. Cultivos terrestres: aquellos que viven en tierra firme.
  2. Cultivos acuáticos: especies vegetales que viven necesariamente en lugares en los que está presente el agua.

En función del tipo de biomasa que producen los cultivos, se pueden clasificar de la siguiente manera:

  1. Cultivos oleaginosos: aquellos a partir de los cuales se obtiene aceite, y mediante una serie de procesos químicos ese aceite se transforma en biodiesel, aplicable a todos los vehículos diesel.
  2. Cultivos alcoholígenos: aquellos a partir de los cuales se genera bioetanol, y mediante una serie de reacciones químicas en las que participa dicho bioetanol se obtiene ETBE (etil-ter-butil-éter), empleado como aditivo de la gasolina.
  3. Cultivos lignocelulósicos: los que tienen un importante contenido en celulosa y les hace ser especialmente aptos para la producción de energía eléctrica o térmica, con o sin transformación.

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