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Biomasa y biodigestión

Biomasa es la cantidad de materia viva producida en un área determinada de la superficie terrestre, o por organismos de un tipo específico, es decir, se podría concebir como la masa total de materia orgánica por unidad de área.

Esta biomasa disminuye en cada uno de los niveles tróficos del ecosistema; dicho de otra forma, cada nivel alimentario contiene menos biomasa que el anterior.

Varios factores inciden en esta reducción de biomasa. Desde luego la síntesis de materia orgánica requiere energía y como ésta se disipa al ser transferida de un organismo a otro, resulta evidente que cada nivel de consumidores originará una cantidad progresivamente menor de materia orgánica.

La biomasa es uno de los primeros recursos energéticos utilizados por el ser humano, y todavía en la actualidad es uno de los más necesarios para una importante cantidad de población mundial. La energía de la biomasa es aquella que se produce a partir de productos vegetales y sus derivados. El concepto abarca principalmente leña, desechos forestales (aserrín, virutas) y agrícolas (residuos de cosechas); también se consideran biomasa los papeles. cartones y similares.

En Chile, la biomasa cubre nada menos que el 15 por ciento de todas las necesidades energéticas del país. Esta energía no sólo se utiliza para calentar y cocinar, sino también para otras cosas como alimentar centrales de generación termoeléctrica.

Desde el punto de vista energético, la biomasa se puede aprovechar de dos maneras; quemándola para producir calor o transformándola en combustible para su mejor transporte y almacenamiento.

La naturaleza de la biomasa es muy variada, ya que depende de la propia fuente, pudiendo ser animal o vegetal, pero generalmente se puede decir que se compone de hidratos de carbono, lípidos y proteínas. Siendo la biomasa vegetal la que se compone mayoritariamente de hidratos de carbono y la animal de lípidos y prótidos.

La utilización con fines energéticos de la biomasa requiere de su adecuación para utilizarla en los sistemas convencionales.

Estos procesos pueden ser:

Físicos, son procesos que actúan físicamente sobre la biomasa y están asociados a las fases primarias de transformación, dentro de lo que puede denominarse fase de acondicionamiento, como, triturado, astillado, compactado e incluso secado.

Químicos, son los procesos relacionados con la digestión química, generalmente mediante hidrólisis pirólisis y gasificación.

Biológicos, son los llevados a cabo por la acción directa de microorganismos o de sus enzimas, generalmente llamado fermentación. Son procesos relacionados con la producción de ácidos orgánicos, alcoholes, cetonas y polímeros.

Termoquímicos, están basados en la transformación química de la biomasa, al someterla a altas temperaturas (300° C - 1500° C). Cuando se calienta la biomasa se produce un proceso de secado y evaporación de sus componentes volátiles, seguido de reacciones de crakeo o descomposición de sus moléculas, seguidas por reacciones en la que los productos resultantes de la primera fase reaccionan entre sí y con los componentes de la atmósfera en la que tenga lugar la reacción, de esta forma se consiguen los productos finales.

Según el control de las condiciones del proceso se consiguen productos finales diferentes, lo que da lugar a los tres procesos principales de la conversión termoquímica de la biomasa:

Combustión: Se produce en una atmósfera oxidante, de aire u oxígeno, obteniendo cuando es completa, dióxido de carbono, agua y sales minerales (cenizas), obteniendo calor en forma de gases calientes.

Gasificación: Es una combustión incompleta de la biomasa a una temperatura de entre 600° C a 1500° C en una atmósfera pobre de oxígeno, en la que la cantidad disponible de este compuesto está por debajo del punto mínimo necesario para que se produzca la reacción de combustión. En este caso se obtiene principalmente un gas combustible formado por monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno y metano.

Pirólisis: Es el proceso en la descomposición térmica de la biomasa en ausencia total de oxígeno.

En procesos lentos y temperaturas de 300° C a 500° C el producto obtenido es carbón vegetal, mientras que en procesos rápidos (segundos) y temperaturas entre 800° C a 1200° C se obtienen mezclas de compuestos orgánicos de aspectos aceitosos y de bajo pH, denominados aceites de pirólisis.

Pudiéndose obtener combustibles:

Sólidos, Leña, astillas, carbón vegetal

Líquidos, biocarburantes, aceites, aldehídos, alcoholes, cetonas, ácidos orgánicos...

Gaseosos, biogás, hidrógeno

En Chile, se han realizado experiencias piloto de biodigestión a partir de los depósitos de basura y rellenos sanitarios en la Región Metropolitana.

Otro proyecto de experimentación mucho más grande es el siguiente:

Desarrollo y adaptación de tecnologías para la utilización integral y racional de los abundantes recursos biomásicos existentes en Iberoamérica

Que está compuesto por cuatro subproyectos:

IV.1 "Obtención de etanol a partir de materiales de lignocelulósicos"

IV.2 "Transformación de lignina en productos de alto valor añadido"

IV.3 "Producción de ácido proprónico y otros ácidos carboxílicos a partir de biomasa"

IV.4 "Desarrollo de una via industrial alternativa de producción de vitamina D2"

Coordinador Internacional: Dr. R. Cunningham (Argentina)

Tel. (54-1) 312 24 22

Fax (54-1) 334 26 28/334 17 19

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