Aprovechamiento de la energía
El aprovechamiento energético de la biomasa representa una de las rutas más consolidadas dentro de las energías renovables debido a su versatilidad, neutralidad en carbono y capacidad para valorizar residuos orgánicos. El estado del arte refleja avances significativos en tecnologías térmicas, bioquímicas y termoquímicas, así como en sistemas híbridos de generación. [1]
Las tecnologías termoquímicas como combustión, gasificación, pirólisis y torrefacción han avanzado hacia sistemas más eficientes, modulares y compatibles con diferentes tipos de residuos. Las rutas bioquímicas especialmente la digestión anaerobia y la fermentación destacan por su capacidad para valorizar residuos húmedos y producir biogás o bioetanol. [2]
1.Tecnologías de conversión termoquímica:
Estas tecnologías convierten la biomasa sólida en calor, electricidad o combustibles mediante elevadas temperaturas.
Combustión avanzada:
Sistemas de lecho fluidizado y combustión multietapa optimizan la eficiencia (superior al 85%) y reducen emisiones. Se utilizan en plantas de cogeneración y redes de calor distrital.
Gasificación:
Produce un gas de síntesis para generación eléctrica o producción de biocombustibles. La gasificación de lecho fluidizado y plasma ofrece mejor control y mayor pureza del gas.
Pirólisis rápida y lenta:
Permite obtener biocarbón y gases combustibles. Su estado del arte incluye reactores tipo “ablativo” y “circulación fluidizada ved” con mayor estabilidad térmica y rendimiento.
2.Tecnologías de conversión bioquímica:
Aprovechan microorganismos para transformar biomasa húmeda en energía.
Digestión anaerobia:
Tecnologías como reactores UASB, CSTR y digestores en dos etapas mejoran la producción de biogás y la estabilidad del proceso. El biometano ha evolucionado con técnicas de membranas, PSA y lavado con agua.
Fermentación alcohólica y lignocelulósica:
Se emplean enzimas de última generación para producir bioetanol de segunda generación a partir de residuos agrícolas. La hidrólisis enzimática asistida por pretratamientos de vapor o químicos ha mejorado el rendimiento.
3. Tecnologías de conversión físico-química:
Transesterificación para biodiésel:
El uso de catalizadores heterogéneos, micro reactores y aceites residuales ha aumentado la sostenibilidad del proceso.
4. Aplicaciones energéticas de la biomasa:
Los principales tipos de aprovechamiento son:
Generación térmica (calefacción, procesos industriales) mediante calderas y estufas de alta eficiencia.
Generación eléctrica mediante plantas de combustión o gasificación con turbinas de vapor o motores de combustión interna.
Cogeneración Con eficiencias globales superiores al 80%.
Producción de biocombustibles líquidos (bioetanol, biodiésel, bio-oíl) y gaseosos (biogás, biometano).
Biocarbón como subproducto con beneficios en agricultura y captura de carbono.
5. Tendencias actuales y avances:
Integración de biorrefinerías para producir combustibles, productos químicos y materiales.
Uso de sensores y control digital para optimizar procesos.
Desarrollo de cadenas de suministro sostenibles y valorización de residuos agrícolas y forestales.
Tecnologías de actualización de biogás y combustibles avanzados alineadas con la transición energética.
6. Bibliografía:
[1] P. Basa, Biomasas Gasificación, Pirolisis and Torrefacción, 3rd ed. Ámsterdam, Neerlandés: Academice Presas, 2018.
[2] A. Desirvas, Biomasas and Bifes. Springer, 2021.
[3] P. Mendiry, “Energy producción Fromm biomasas,” Biosensores Tecnología, 2002.