La obtención de combustible a partir de materia orgánica de deshecho: La biomasa y el biogás.

Con la constante subida de los precios de los combustibles fósiles, unido a la crisis medioambiental que estos generan, se vuelve a valorar la utilidad de los desechos orgánicos para obtener combustibles de ellos.

En nuestra sociedad existe la tendencia general de deshacernos sistemáticamente de los restos orgánicos de nuestras actividades por considerarlos inservibles y molestos. Restos no comestibles de cosechas, podas, estiércol o basura se abandonan y/o se queman desaprovechándose el potencial útil que tienen y contaminando el ambiente.

Con la constante subida de los precios de los combustibles fósiles, unido a la crisis medioambiental que estos generan, se vuelve a valorar la utilidad de los desechos orgánicos y su aprovechamiento para obtener combustibles de ellos. De esta manera empieza a entenderse así lo poco sensato que resulta importar o extraer combustibles fósiles de zonas remotas para obtener una energía la cual puede conseguirse en buena medida de los materiales que desechamos habitualmente.

Dos son las maneras de emplear los materiales orgánicos de deshecho como combustible fósiles: La biomasa y el biogás.

¿De dónde procede la energía contenida en la materia viva?

Una vez mas, el origen de la energía que toda estructura viva almacena procede del Sol. Las plantas mediante la fotosíntesis son las únicas capaces de aprovechar directamente la energía del Sol, empleándola para unir los elementos que conforman sus tejidos.

Los animales al comer esas plantas descomponen los tejidos vegetales para extraer su energía y emplearla en la formación de los suyos propios o para generar movimiento y calor. Los carnívoros por su parte al comer la carne de sus presas obtienen energía de una manera semejante a como los herbívoros la obtuvieron de las plantas.

De esta manera la materia inorgánica se transforma en orgánica por acción de las plantas que luego pasa a los animales. Cuando mueren tanto plantas como animales las bacterias intervienen y descomponen los cuerpos orgánicos de nuevo en materia inorgánica extrayendo la energía que contenían. En la naturaleza se establece pues un ciclo de creación de materia orgánica y descomposición de la misma en materia inorgánica en la cual se captura y se libera energía.

También en todo este proceso se establece un ciclo cerrado de CO2. En el crecimiento de las plantas y como parte del proceso de fotosíntesis, se capta Co2 de la atmósfera el cual queda incorporado a los tejidos vegetales. Este Co2 es de nuevo liberado a la atmósfera por los animales que ingirieron las plantas, cuando se estas se descomponen de manera natural en un ambiente con aire (compostaje) y también cuando estas estructuras vegetales son quemadas de algún modo. El resultado es que al final del proceso el saldo de Co2 capturado de la atmósfera y el liberado es igual a cero no contribuyendo a aumentar al efecto invernadero.

La biomasa (combustible de biomasa sólida)

Se denomina biomasa al material orgánico que es producido por los seres vivos, ya sean animales o vegetales

No obstante, el término de biomasa se emplea usualmente para designar a los restos de materia vegetal procedente de diferentes actividades humanas que se emplean para la combustión en hornos.

Es posible emplear para la producción de biomasa una amplia variedad de desechos vegetales. Entre los distintos productos que pueden servir para producir la biomasa se encuentran:

- Desechos de trabajos forestales- Como los restos de ramas y troncos resultado del aclarado de bosques, de las podas etc.…
– Podas en cultivos- podas de árboles frutales (Olivo, Vid etc..)
– Restos de cultivo de cereales o herbáceos- (paja del trigo y cebada, caña del maíz…etc.)
– Restos de productos industriales (cáscaras de frutos secos en la industria alimenticia, virutas de madera en la fabricación de la muebles).

milpa seca

La gran mayoría de la masa vegetal que produce un cultivo de maíz no tiene aprovechamiento en la alimentación humana

dehecho del maizal

Los desechos vegetales del cultivo del maíz pueden aprovecharse para alimentación del ganado o para producir combustible de biomasa

Una vez se dispone de la materia vegetal existen distintos procesos de preparación de la biomasa como combustible en función del tipo de uso que se le vaya a dar: -En el caso del uso de la madera de las podas como leña para hogueras o chimeneas bastará con un secado que elimine la humedad interna del la madera. Esta humedad restaría eficacia en la combustión.

-Para su uso en determinados tipos de hornos, además del secado, es necesario triturar los restos vegetales, en particular la madera de podas, para convertirlos en trozos más pequeños que faciliten su manejo.

-Para facilitar aún más el uso de este tipo de restos vegetales como combustible, aparte de los procesos ya mencionados de secado y triturado, se efectúa una molienda. El material ya molido se somete entonces a la compactación por procesos físicos y/o químicos para hacerlos consistentes y aumentar así su poder calorífico por volumen. De esta manera se forman bloques de material combustible compacto denominados pelets y briquetas.

Los pelets (o pellets) son pequeños bloques de formas cilíndricas que presentan un tamaño de entre 7 y 20 mm de diámetro y entre 25 y 60 mm de longitud. Debido a su reducido tamaño y a su gran manejabilidad son muy adecuados para cualquier tipo de caldera de combustión.

Pellets

Pelets

El otro modelo de combustible de biomasa compacto son las briquetas que son semejantes en tamaño a un tronco de árbol de tamaño medio y que se usan de igual manera que estos.

briquetas

Briquetas

En muchos países ya existen sistemas de calefacción que se basan en este tipo de briquetas y pelets distribuidos por empresas de energías renovables. Se trata así de un sistema de calefacción totalmente ecológico que no contribuye al problema del calentamiento global.

El Biogás

Otro tipo de tratamiento para obtener combustibles de desechos orgánicos es la biodigestión. Los biodigestores someten a los residuos (generalmente estiércol o aguas negras) a la acción de las bacterias en un medio anaeróbico (sin aire). En este proceso se produce lo que se denomina biogás el cual está compuesto por gas metano principalmente, altamente inflamable. Como resto queda un lodo que resulta ser un excelente fertilizante.

Para producir biogás es posible utilizar cualquier tipo de estiércol ya sea de vaca, cerdo, cabra, aves e incluso es posible emplear los deshechos humanos.

estiercol

estiercol

En algunas instalaciones de tratamiento de residuos urbanos (RSU) la biodigestión se emplea para producir biogás con el que se genera electricidad. Se estima que por cada tonelada de residuos sólidos urbanos, con un promedio de materia orgánica del 50%, es posible obtener una media entre 100 y 500 Kwh. Teniéndose en cuenta la enorme cantidad de RSU que genera una ciudad media actual, este dato muestra el importante potencial de este tipo de fuente energética.

También es posible emplear el biogás a nivel doméstico como si se tratase de gas propano o butano en las cocinas y hornos. Su combustión no produce ningún tipo de mal olor ni transfiere a los alimentos ningún sabor. Resulta en todo semejante a cualquier otro combustible gaseoso de origen fósil.

Por lo relativamente sencillo de su proceso y por no requerirse alta tecnología, la generación de biogás es un recurso al alcance de muchas sociedades rurales, incluyendo aquellas de pocos recursos. Es incluso accesible a nivel doméstico.
Existen varios tipos de digestores, aunque el mecanismo básico es siempre el mismo.

En una cámara hermética se mezcla el estiércol o los restos biológicos con agua. La cámara debe mantenerse siempre a una temperatura constante no inferior a los 30 grados para conseguir un buen rendimiento. La biodigestión empieza entonces y pasa por las diferentes fases en las cuales se va produciendo el biogás. Éste tenderá a ascender y a situarse en la parte alta del depósito desde donde por medio de conductos se llevará hasta donde se requiera.

esquema funcionamiento biodigestor

Esquema funcionamiento biodigestor
(1) Depósito de aprovisionamiento- donde se introduce la materia orgánica(2) Cámara donde se lleva a cabo el proceso de la biodigestión (3) Salida del biogás (4) Depósito donde se almacena los restos de la materia que ya ha producido biogás.

La cantidad de biogás que es posible producir por día depende de varios factores como el tipo de estiércol y el método de biodigestor empleado. En la siguiente tabla se muestra la producción promedio de biogás en función de tipo de estiércol empleado

tabla produccion estiercol y biogas por animal



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One thought on “La obtención de combustible a partir de materia orgánica de deshecho: La biomasa y el biogás.

  1. Miguel

    Me encanta el tema,, pero quisiera poder emplearlo en casa, si me pudieran decir como hacerlo ,,
    desde ya muchas gracias

    Reply

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