Panicum virgatum, una planta resistente emplegada pa producir biocombustibles.El maíz, exemplu de planta utilizada pa la fabricación de biocombustibles.
La biomasa pue tener dos acepciones:
f. Biol. Materia total de los seres que viven nun llugar determináu, espresada en pesu per unidá d'área o de volume.
f. Biol. Materia orgánico aniciada nun procesu biolóxicu, bonal o provocáu, aplicable como fonte d'enerxía.
La primer acepción utilízase davezu n'ecoloxía. La segunda acepción, más acutada, referir a la biomasa 'preséu' en términos enerxéticos formales: les plantes tresformen la enerxía radiante del Sol n'enerxía química al traviés de la fotosíntesis, y parte d'esa enerxía química queda almacenada en forma de materia orgánico; la enerxía química de la biomasa puede recuperase quemar direutamente o tresformándola en combustible (ésta ye la única acepción recoyida na wikipedia inglesa en xunu de 2008).
Un equívocu bien común ye confundir 'materia orgánico' con 'materia vivo', pero basta considerar un árbol, nel que la mayor parte de la masa ta muerta, pa desfaer l'equívocu; ello ye que ye precisamente la biomasa 'muerta' la que nel árbol resulta más útil en términos enerxéticos. Trátase d'un alderique importante n'ecoloxía, como amuesa esta apreciación de Margalef (1980:12):
Tou ecólogu empeñáu n'envalorar la biomasa d'un monte enfréntase, tarde o aína, con un problema. ¿Tendrá De incluyir tamién la madera, y quiciabes inclusive la foyarasca y el mantillo? Una gran proporción de la madera nun puede calificase de materia vivo, pero ye importante como elementu d'estructura y de tresporte, y la materia orgánico del suelu ye tamién un factor d'estructura.
Otru equívocu bien común ye utilizar 'biomasa' como sinónimu de la enerxía útil que puede estrayese d'ella, lo que xenera bastante tracamundiu por cuenta de que la rellación ente la enerxía útil y la biomasa ye bien variable y depende d'innumberables factores. De mano, la enerxía útil puede estrayese por combustión direuta de biomasa (madera, escrementos animales, etc), pero tamién de la combustión de combustibles llograos d'ella per aciu tresformamientos físicos o químiques (gas metanu de los residuos orgániques, por casu), procesos nos que 'siempres' piérdese daqué de la enerxía útil orixinal. Amás, la biomasa puede ser útil direutamente como materia orgánico en forma d'abonu y tratamientu de suelos (por casu, l'usu de cuchu o de cobertories vexetales). Y de xacíu nun puede escaecese la so utilidá más común: sirvir d'alimentu a bien diversos organismos, la humanidá incluyida (vease 'cadena trófica').
La biomasa de la madera, residuos agrícoles y cuchu sigue siendo una fonte principal d'enerxía y materia útil en países pocu industrializaos.
Na primer acepción, ye la masa total de tola materia que forma un organismu, una población o un ecosistema y tiende a caltenese más o menos constante.
La so midida ye difícil nel casu de los ecosistemes. Polo xeneral, dar n'unidaes de masa per cada unidá de superficie. Ye frecuente midir la materia seco (escluyendo l'agua). Na pluviselva del Amazones pue haber una biomasa de plantes de 1.100 tonelaes per hectárea de tierra.
Pero muncho más frecuente ye l'interés na 'producción neta' d'un ecosistema, esto ye, la nueva materia orgánico xenerada na unidá de superficie a lo llargo d'una unidá tiempu, por casu, nuna hectárea y a lo llargo d'un añu. En teoría, nun ecosistema qu'algamó'l clímax la producción neta ye nula o bien pequeña: l'ecosistema a cencielles anueva la so biomasa ensin crecedera al empar que la biomasa total algama'l so valor máximu. Por ello la biomasa ye unu de los atributos más relevantes pa carauterizar l'estáu d'un ecosistema o'l procesu de socesión ecolóxica nun territoriu (vease, por casu, Odum, 1969).
En términos enerxéticos, puede utilizase direutamente, como ye'l casu de la lleña, o indireutamente en forma de los biocombustibles (nótese que l'etanol puede llograse del vinu por destilación): 'biomasa' tien d'acutar pa denominar la materia primo emplegada na fabricación de biocombustibles.
La biomasa podría apurrir enerxíes sustitutives a los combustibles fósiles, gracies a agrocombustibles líquidos (como'l biodiésel o'l bioetanol), gaseosos (gas metanu) o sólidos (lleña), pero tou depende de que nun s'emplegue más biomasa que la producción neta del ecosistema esplotáu, de que nun s'incurra n'otros consumos de combustibles nos procesos de tresformamientu, y de que la utilidá enerxética seya la más oportuna frente a otros usos posibles (como abonu y alimentu, vease'l discutiniu que pa España plantega Carpinteru, 2006).
Anguaño (2009), la biomasa apurre combustibles complementarios a los fósiles, ayudando a la crecedera del consumu mundial (y de los sos correspondientes impautos ambientales), sobremanera nel sector tresporte (Estevan, 2008). Esti fechu contribúi a la yá amplia apropiación humana del productu total de la fotosíntesis nel planeta, que supera anguaño más de la metá del total (Naredo y Valero, 1999), apropiación na que competimos col restu de les especies.
Clasificación
La biomasa, como recursu enerxéticu, puede clasificase en biomasa natural, residual y los cultivos enerxéticos.[1]
La biomasa natural ye la que se produz na naturaleza ensin intervención humana. Por exemplu, la cayida natural de cañes de los árboles (fradadura natural) nos montes.
Los cultivos enerxéticos son aquellos que tán destinaos a la producción de biocombustibles. Amás de los cultivos esistentes pa la industria alimentaria (ceberes y remolacha pa producción de bioetanol y oleaxinoses pa producción de biodiésel), esisten otros cultivos como los lignocelulósicos forestales y yerbáceos.
Llogru d'agrocarburantes
Hai delles maneres de clasificar los distintos combustibles que pueden llograse a partir de la biomasa. Quiciabes la más pertinente ye pol procesu de producción necesariu primero que'l combustible tea llistu pal usu.
Usu direutu. La biomasa emplegada sufre namái tresformamientos físicos enantes de la so combustión, casu de la madera o la paya. Puede tratase de residuos d'otros usos: fradadura d'árboles, restos de carpintería, etc.
Fermentadura alcohólica. Trátase del mesmu procesu utilizáu pa producir bébores alcohóliques. Consta d'una fermentadura anaeróbica liderada por lleldos nes qu'un amiestu d'azucres y agua (mostiu) tresformar nun amiestu d'alcohol y agua con emisión de dióxidu de carbonu. Pa llograr finalmente etanol ye necesariu un procesu de destilación nel que s'esanicie l'agua del amiestu. Al tratase d'etanol como combustible nun puede emplegase equí'l métodu tradicional de destilación en alambique, pos se perdería más enerxía que la llograda. Cuando se parte d'una materia primo seca (ceberes) ye necesariu producir primero un mostu azucarado per aciu distintos procesos d'esmagayáu, hidrólisis aceda y separación d'amiestos.
Tresformamientu d'ácidos grasos. Aceites vexetales y grases animales pueden tresformase nun amiestu d'hidrocarburos similar al diésel al traviés d'un complexu procesu d'esterificación, eliminación d'agua, transesterificación, y destilación con metanol, a la fin del cual llógrase tamién glicerina y xabón.
Descomposición anaeróbica. Trátase de nuevu d'un procesu lideráu por bacteries específiques que dexa llograr metanu en forma de biogás a partir de residuos orgániques, fundamentalmente escrementos animales. Al empar llógrase como un subproductu abonu pa suelos.
Biomasa como enerxía alternativa
En toos estos procesos hai qu'analizar delles carauterístiques a la d'enxuiciar si'l combustible llográu puede considerase una fonte anovable d'enerxía:
Emisiones de CO2 (dióxidu de carbonu). Polo xeneral, l'usu de biomasa o de los sos derivaos puede considerase neutru en términos d'emisiones netes si namái emplegar en cantidaes a lo sumo iguales a la producción neta de biomasa del ecosistema que s'esplota. Tal ye'l casu de los usos tradicionales (usu de los restos de fradadura como lleña, cocines de pornada, etc.) si nun se supera la capacidá de carga del territoriu.
Nos procesos industriales, yá que resulta inevitable l'usu d'otres fontes d'enerxía (na construcción de la maquinaria, nel tresporte de materiales y en dalgunos de los procesos imprescindibles, como l'empléu de maquinaria agrícola mientres el cultivu de materia primo), les emisiones producíes por eses fontes contabilícense como emisiones netes. En procesos pocu intensivos n'enerxía pueden consiguise combustibles con emisiones netes significativamente menores que les de combustibles fósiles comparables. Sicasí, l'usu de procesos desaparentes (como sería la destilación con alambique tradicional pa la fabricación d'oruxos) puede conducir a combustibles con mayores emisiones.
Hai qu'analizar tamién si producen otres emisiones de gases d'efeutu ivernaderu. Por exemplu, na producción de biogás, un escape accidental puede dar al traste col balance cero d'emisiones, yá que el metanu tien un potencial 21 vegaes cimera al dióxidu de carbonu, según el IPCC.
Tanto nel balance d'emisiones como nel balance d'enerxía útil nun tien d'escaecer se la contabilidá de los inputs indireutos d'enerxía, tal ye'l casu de la enerxía incorporada na agua duce emplegada. La importancia d'estos inputs depende de cada procesu, nel casu del biodiésel, por casu, envalórase un consumu de 20 kilogramos d'agua per cada kilogramu de combustible: dependiendo del contestu industrial la enerxía incorporada na agua podría ser cimera a la del combustible llográu (Estevan, 2008: Cuadru 1).
Si la materia primo emplegada vien de residuos, estos combustibles ayuden al reciclaje. Pero siempres hai que considerar si la producción de combustibles ye'l meyor usu posible pa una residuu concreta.
Si la materia primo emplegada vien de cultivos, hai que considerar si ésti ye'l meyor usu posible del suelo frente a otres alternatives (cultivos alimenticios, reforestación, etc). Esta considerancia depende sobre manera de les circunstancies concretes de cada territoriu.
Dalgunos d'estos combustibles (bioetanol, por casu) nun emiten contaminantes sulfurados o nitrogenados, nin apenes partícules sólides; pero otros sí (por casu, la combustión direuta de madera).
Quiciabes el mayor problema que pueden xenerar estos procesos ye l'usu de cultivos de vexetales comestibles (sirva como exemplu'l maíz, bien afechu pa estos usos), o'l cambéu de cultivu en tierres, hasta esi momentu dedicaes a l'alimentación, al cultivu de vexetales destinaos a producir biocombustibles, que los países ricos pueden pagar, pero a cuenta d'encarecer la dieta de los países más probes, aumentando'l problema de la fame nel mundu.
La incineración puede resultar peligrosa y producen sustancies toxicas. Por ello deben utilizar filtros y realizar la combustión a temperatures mayores a los 900 °C.
Nun esisten demasiaos llugares aparentes pal so aprovechamientu ventaxosu.
Al xubir los precios finánciase la balta de montes nativos que van ser reemplazaos por cultivos de productos con destín a biocombustible.
La combustión completa d'hidrocarburos consiste na oxidación d'éstos pol osíxenu del aire, llogrando como productos de la reacción vapor d'agua y dióxidu de carbonu y enerxía térmica.
Dende la Edá Antigua llógrase carbón vexetal per aciu pirólisis, que consiste na combustión incompleta de biomasa a unos 500 oC con déficit d'osíxenu. El fumu producíu nesa combustión ye un amiestu de monóxidu y dióxidu de carbonu, hidróxenu ya hidrocarburos llixeros.
