energía de la biomas

8/15/2019 Energía de La Biomas

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Energía de la Biomasa.Aspectos e Impactos Ambientales.

Integrantes:

Abdel Asmad. Bairon Vega. Leonardo Licanqueo. Axel Sánchez.


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Energía de la Biomasa.

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Índice.

Pág.

1) Introducción. 3

2) ¿Qué es la Biomasa? 4

3) La Biomasa como fuente de energía. 5

4) Procesos de Transformación de la Biomasa. 6

5) Centrales Termoeléctricas de Biomasa. 8

6) Tipos de Biomasa 12

7) Usos de Biomasa 15

8) Ventajas y Desventaja. 19

9) Conclusión. 22

10) Bibliografía. 23


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1- Introducción.

Cuando se piensa en las energías alternativas para sustituir a los combustibles deorigen fósil, generalmente lo primero que se tiene en cuenta es la posibilidad de

utilizar la energía solar, ya que la cantidad total de energía que recibe la Tierraprocedente del Sol supera en más de 10000 veces la demanda energética total dela Humanidad.

Si bien esta cantidad de energía solar es considerable, se observa que sudispersión es muy alta, con lo que el principal problema a resolver, si se quiereutilizar la energía solar, es establecer sistemas que la concentren y transformen enotro tipo que sea de fácil utilización para la actividad humana.

De todas nuestras fuentes de energía, la Biomasa es la más antigua, es la quemás ha contribuido al desarrollo tecnológico de la humanidad y, en la actualidad,es la energía renovable que presenta una de las mejores tarjetas de visita a lahora de resolver los problemas energéticos de nuestros días. Y ello es así porquela biomasa puede emplearse como combustible en instalaciones que generancalor o electricidad. Además, en algunos casos puede transformarse paraconvertirse en un producto que puede emplearse como substituto del petróleo enlos motores de los coches.


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2- ¿Qué es la Biomasa?

La biomasa es aquella materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo losresiduos y desechos orgánicos, susceptible de ser aprovechada energéticamente.Las plantas transforman la energía radiante del sol en energía química a través de

la fotosíntesis, y parte de esta energía queda almacenada en forma de materiaorgánica.

En la actualidad se acepta como definición de biomasa la siguiente:

“Se considera biomasa a un grupo de productos energéticos y materia primas detipo renovable que se originan a partir de materia orgánica formada por víabiológica “.

Quedan pues fuera de este concepto los combustibles fósiles y las materiasorgánicas derivadas de éstos (los plásticos y la mayoría de los productos

sintéticos) ya que, aunque aquellos tuvieron un origen biológico, su formación tuvolugar en tiempos remotos. La biomasa es una energía renovable de origen solar através de la fotosíntesis de los vegetales. En la figura adjunta se puede ver lasituación de la biomasa dentro de las energías renovables.

Según la directiva 2003/30/CE: biomasa es “fracción biodegradable de productosde desecho y residuos procedentes de la agricultura, silvicultura y de las industriasrelacionadas, así como de la fracción biodegradable de residuos industriales ymunicipales”.

De forma general se puede decir que cualquier definición de biomasa debeenglobar principalmente dos términos: orgánico y renovable.


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3- La Biomasa como fuente de Energía.

Desde tiempos remotos el hombre ha utilizado la biomasa como fuente energéticapara realizar sus tareas cotidianas. Cuando el uso de combustibles fósiles

comenzó a tomar fuerza, la biomasa se vio relegada a un plano inferior, donde suaportación a la producción de energía primaria era insignificante. En la actualidaddebido a diversos factores, detallados a continuación, ha habido un resurgimientode la biomasa como fuente energética.

Los factores responsables de favorecer la biomasa como fuente energética son:

El encarecimiento del precio del petróleo. El aumento de la producción agrícola.

Necesidad de buscar usos alternativos a la producción agrícola.

Cambio climático. Posibilidad de utilizar los conocimientos científicos y técnicos para optimizar el

proceso de obtención de energía.

Marco económico favorable para el desarrollo de plantas que utilizan biomasacomo combustible, gracias a las subvenciones a la producción que reciben lasplantas generadoras de energía con esta fuente.

Dificultad normativa para desarrollar otro tipo de proyectos, dejando a labiomasa como la alternativa más razonable para rentabilizar una inversióneconómica.


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4- Proceso de transformación de la Biomasa.

La gran variedad de materiales diferentes incluidos dentro del concepto biomasapermite a su vez plantear una gran cantidad de posibles procesos de

transformación de esta biomasa en energía. Aplicando los diferentes procesos de conversión, la biomasa puede transformarseen diferentes formas de energía:

Calor y vapor : es posible generar calor y vapor mediante la combustión debiomasa o biogás. El calor puede ser el producto principal para aplicaciones encalefacción y cocción, o puede ser un subproducto de la generación deelectricidad en plantas que cogeneran electricidad y vapor.

Combustible gaseoso : el biogás producido en procesos de digestiónanaeróbica o gasificación puede ser usado en motores de combustión internapara generación eléctrica, para calefacción y acondicionamiento en el sectordoméstico, comercial e institucional y en vehículos modificados.

Biocombustibles : la producción de biocombustibles como el etanol y elbiodiesel tiene el potencial para reemplazar cantidades significativas decombustibles fósiles en muchas aplicaciones de transporte. El uso extensivode etanol en Brasil ha demostrado, durante más de 20 años, que losbiocombustibles son técnicamente factibles a gran escala. En los Estados

Unidos y Europa su producción está incrementándose y se estáncomercializando mezclados con derivados del petróleo. Por ejemplo, la mezcladenominada E20, constituida 20% de etanol y 80% de petróleo, resultaaplicable en la mayoría de motores de ignición. Actualmente, este tipo decombustible recibe algún tipo de subvención o ayuda estatal, pero, en el futuro,con el incremento en los cultivos energéticos y las economías de escala, lareducción de costos puede hacer competitiva su producción.

Electricidad : la electricidad generada a partir de los recursos biomásicospuede ser comercializada como “energía verde”, pues no contribuye al efecto

invernadero por estar libre de emisiones de dióxido de carbono (CO 2). Este tipode energía puede ofrecer nuevas opciones al mercado, ya que su estructurade costos permitirá a los usuarios soportar mayores niveles de inversión entecnologías eficientes, lo cual incrementará la industria bioenergética.


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Co-generación (calor y electricidad) : la co-generación se refiere a laproducción simultánea de vapor y electricidad, que puede aplicarse a muchosprocesos industriales que requieren las dos formas de energía. En AméricaCentral, por ejemplo, este proceso es muy común en la industria azucarera,donde es posible aprovechar los desechos de proceso, principalmente el

bagazo. Por la alta fiabilidad de bagazo disponible, tradicionalmente, la co-generación se realiza de una forma bastante eficiente. Sin embargo, en losúltimos años ha existido la tendencia a mejorar el proceso para generar máselectricidad y vender el excedente a la red eléctrica.


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5- Centrales Termoeléctricas de Biomasa.

Una central termoeléctrica de biomasa es una planta de generación eléctrica queaprovecha la energía química contenida en una cantidad determinada de biomasay que es liberada como energía térmica mediante un proceso de combustión.


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En primer lugar, una planta de valorización energética de biomasa debe disponerde un sistema de pre tratamiento de biomasa, cuyos fines principales son ladisminución de la humedad que contiene, la adecuación del tamaño y launiformidad de la biomasa, al objeto de uniformizar las condiciones de entrada enla caldera y conseguir la mayor eficiencia del sistema de combustión.


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Una vez liberada la energía térmica en un horno apropiado, los gases liberados enla combustión, compuestos por CO 2 y H 2O mayoritariamente junto con otrassustancias sólidas y gaseosas, intercambian su calor en una caldera por la quecircula agua, y que es convertida normalmente en vapor a una determinadapresión y temperatura.

Los gases de combustión de la biomasa atraviesan la caldera cediendo su energíaal agua/vapor en diferentes etapas: paredes de agua, sobre calentador, hazvaporizador, economizador y pre-calentadores de aire.

El vapor a presión formado en la caldera es transportado entonces hasta unaturbina, donde se expansiona, produciéndose una nueva transformaciónenergética por la cual la energía potencial contenida en el vapor a presión seconvierte primero en energía cinética, y después en energía mecánica rotativa.


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El eje de la turbina está conectado a un generador eléctrico, que se encarga de laúltima transformación energética que se realiza en la planta: la transformación deenergía mecánica rotativa en energía eléctrica.

La salida del vapor de la turbina se efectúa en condiciones de vacío, para

aumentar hasta el máximo posible la transformación de energía térmica enenergía mecánica. Las presiones oscilan entre 0,06 y 0,120 bar absolutos. Elvapor se condensa mediante un condensador, evacuándose el calor latente decondensación bien a un circuito de agua de refrigeración abierto, a un circuitosemi-cerrado con torre de refrigeración, o directamente a la atmósfera medianteun aerocondensador.

El agua condensada, denominada habitualmente condensado, se bombeamediante unas bombas centrífugas colocadas a la salida del condensador, hastael desgasificador térmico.

El desgasificador es uno de los equipos que componen el ciclo agua-vapor y quese encarga de eliminar los gases disueltos en el agua y que resultan perjudicialespara el circuito. La desgasificación se produce por la adición de calor provenientede una extracción de la turbina, con lo que por un lado se consigue elevar latemperatura del agua antes de entrar en la caldera, y por otro, se consigue liberarlos gases disueltos (CO 2, O 2 y N 2 principalmente) por la menor solubilidad de estosgases en caliente.

Unas bombas centrífugas, denominadas bombas de alimentación o de altapresión, toman el agua contenida en el desgasificador, que actúa como tanque

pulmón de agua de alimentación de la caldera, y lo impulsan hasta la entrada de lacaldera a una presión ligeramente superior a la presión existente en el calderín deevaporación, cerrando de esta forma completamente el ciclo agua-vapor.


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6- Tipos de Biomasa.

La biomasa para energía se obtiene de los restos de aprovechamientos forestales,de las industrias de la primera y segunda transformación de la madera, de losproductos agrícolas y forestales, de los residuos de explotaciones ganaderas, de

la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos, de cultivos implantados yexplotados con el único objeto de la obtención de biomasa, los denominadoscultivos energéticos, y, en general, de cualquier producto de origen orgánicosusceptible de aprovechamiento energético.


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Biomasa Natural.

La biomasa natural es la que se produce en ecosistemas naturales. La explotaciónintensiva de este recurso no es compatible con la protección del medio ambiente,aunque sea una de las principales fuentes energéticas en los paísessubdesarrollados.

La biomasa natural se produce sin la intervención del hombre para potenciarla opara modificarla. Se trata fundamentalmente de residuos forestales:

Derivados de limpieza de bosques y de restos de plantaciones Leñas y ramas Coníferas Frondosas

Biomasa Residual (Húmeda, seca).

La biomasa residual es la que generada en las actividades humanas que utilizanmateria orgánica. Su eliminación en muchos casos supone un problema. Muchostipos de residuos sirven para obtener energía como por ejemplo:

Residuos agrícolas Residuos forestales Residuos de industrias agrícolas y agroalimentarias Residuos de industrias forestales Residuos ganaderos Residuos urbanos

Este tipo de biomasa tiene asociadas unas ventajas en su utilización:

Reduce la contaminación y riesgos de incendios. Reduce el espacio en vertederos. Los costes de producción pueden ser bajos. Los costes de transporte pueden ser bajos. Evita emisiones de CO 2.

Genera puestos de trabajo. Contribuye al desarrollo rural.


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La biomasa residual se divide a su vez en una serie de categorías que se estudiana continuación.

Excedentes Agrícolas

Los excedentes agrícolas que no sean empleados en la alimentación humanapueden ser considerados utilizados biomasa con fines energéticos. Este uso deproductos agrícolas utilizados en la cadena de alimentación humana ha provocadouna mala fama injustificada del uso de la biomasa con fines energéticos, alhaberse acusado a este uso de una subida del coste de determinados productosagrícolas que son la base de la alimentación en muchos países del tercer mundo yen vías de desarrollo.

Estos excedentes agrícolas pueden ser utilizados tanto como combustible en

plantas de generación eléctrica como transformados en biocombustibles.

Cultivos Energéticos

Los cultivos energéticos son cultivos específicos dedicados exclusivamente a laproducción de energía. A diferencia de los agrícolas tradicionales, tienen comocaracterísticas principales su gran productividad de biomasa y su elevadarusticidad, expresada en características tales como resistencia a la sequía, a lasenfermedades, vigor, precocidad de crecimiento, capacidad de rebrote yadaptación a terrenos marginales.

Entre los cultivos energéticos se pueden incluir cultivos tradicionales (cereales,caña de azúcar, semillas oleaginosas) y otros no convencionales (cynara, pataca,sorgo dulce) que están siendo objeto de numerosos estudios para determinar susnecesidades de cultivo.


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Uso Eléctrico De La Biomasa:

La obtención de energía eléctrica a través de la quema de biomasa sólida serealiza generalmente a gran escala (plantas mayores de 2MW). Esto es debidoprincipalmente a que las instalaciones necesarias requieren una gran inversión

económica. Además, los rendimientos globales obtenidos son mayores, cuantomayor sea la potencia generada.El funcionamiento de una planta de biomasa para la generación de energíaeléctrica consiste en la recepción de la biomasa, generalmente en forma dealpacas (paja ó astillas), posteriormente se colocan automáticamente en una cintatransportadora, que las conduce hasta la caldera. Allí, previamentedesmenuzadas, caen a una parrilla vibratoria que favorece la combustión y laevacuación de inquemados. Dicha combustión calienta el agua que circula por lastuberías de las paredes de la caldera y por haces de tubos en el interior de lamisma convirtiéndola en vapor sobrecalentado.

El vapor sobrecalentado mueve una turbina conectada a un generador queproduce electricidad a una tensión determinada, transformándola posteriormentea otra tensión mayor para su incorporación a la red general.Por último, los inquemados depositados en el fondo de la caldera, se trasladan aun vertedero autorizado, y las cenizas volantes, retenidas por un filtro, seaprovechan para fertilizantes agrícolas.El esquema que se muestra a continuación corresponde a la planta de combustiónde paja de Briviesca, la potencia instalada son 16 MW .

http://www.agenbur.com/imagftp/im3410esquemabriv.JPG


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Uso Térmico De La Biomasa:

La obtención de energía térmica a través de la quema de biomasa sólida serealiza con diferentes propósitos. Las aplicaciones térmicas con producción decalor y agua caliente sanitaria son las más comunes dentro del sector de la

biomasa, aunque también es posible la producción de frío, esta última opción esmás excepcional.

Las aplicaciones térmicas más comunes de la biomasa son:

Instalaciones industriales que producen biomasa y donde se requiere energíatérmica en sus procesos. En estos casos es donde se consume actualmente lamayor parte de la biomasa en nuestro país.

Otro tipo de instalaciones industriales con necesidades de demandas de calor

prolongadas para sus procesos.

Instalaciones del sector doméstico y de servicios con elevada centralización,puesto que el coste de la instalación por unidad de energía producida disminuyesignificativamente con el tamaño de la misma.

Entre otros casos en que las instalaciones de biomasa son rentables para elpromotor y para el usuario, se pueden destacar:

Edificios públicos de cierta dimensión, como colegios, hospitales, centrosadministrativos, etc. con una ubicación que permita un fácil suministro delcombustible.

Edificios de viviendas con servicios de calefacción y agua calientecentralizados.

Sistemas de redes urbanas, centralizadas o de distrito.

http://www.agenbur.com/imagftp/im4410termicos.JPG


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Uso Mixto Simultáneo Térmico-Eléctrico:

En la actualidad, existen procesos para obtener simultáneamente energía térmicay eléctrica (a partir de cualquier combustible, incluida la biomasa), con ello seoptimiza el proceso obteniendo mayores rendimientos. Estos procesos se conocen

con los nombres de:

Cogeneración : es el procedimiento mediante el cual se obtienesimultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua calientesanitaria)

Trigeneración : Proceso de obtención simultánea de energía eléctrica y energíatérmica útil (calor Y frío)

De hecho el óptimo aprovechamiento de la biomasa es en este tipo de procesos

de cogeneración y trigeneración donde se obtienen producciones eléctricas entreel 15 y el 20% y aprovechamientos térmicos que alcanzan una eficiencia total del80%.

https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Agua_caliente_sanitariahttps://es.wikipedia.org/wiki/Agua_caliente_sanitariahttps://es.wikipedia.org/wiki/Agua_caliente_sanitariahttps://es.wikipedia.org/wiki/Agua_caliente_sanitariahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


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8- Ventajas y Desventajas.

La biomasa tiene un amplio abanico de usos tales como el uso directoquemándola para obtener calor o para generar electricidad mediante turbinas devapor. La biomasa también se puede emplear en la obtención de gas metano,biodiesel y otros biocombustibles. Su uso parece tener una larga lista de ventajas,pero ¿tiene también inconvenientes?

A continuación haremos lista de ventajas y desventajas de la biomasa.

Ventajas de la energía procedente de la Biomasa:

Es una fuente de energía renovable: En todo el planeta existe laposibilidad de acceder a fuentes de biomasa tales como restos de cosecha,estiércol y basura orgánica. En el transcurso de un año en el que se transformantodas esas fuentes en biocombustibles, se están generando cantidadesequivalentes en cosechas, granjas y ciudades. El ritmo de transformación seasemeja al ritmo de crecimiento de cosechas y recolección, y puede ser tan cortacomo unos meses en algunos casos .

Neutral respecto a las emisiones de carbono : Esta tal vez sea la mayor y

más importante ventaja de la energía procedente de la biomasa. La biomasa entrade lleno en el ciclo del carbono. El carbono de la atmósfera es captado por lasplantas durante la fotosíntesis y pasa a formar parte de sus estructuras. Cuando laplanta muere o es quemada, ese carbono retorna a la atmósfera. Puesto que esun ciclo, los siguientes cultivos absorben el carbono una y otra vez, por lo que semantiene un equilibrio entre la cantidad de carbono que el combustible de labiomasa libera a la atmósfera y la cantidad que las plantas extraen de ella. Poreste motivo, los combustibles procedentes de la biomasa no contribuyen alcalentamiento global, y tienen la consideración de combustibles limpios.


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Mínimo precio: El aprovechamiento de la energía contenida en la biomasa

resulta muy económico comparado con el petróleo o el carbón. Suele costaralrededor de un tercio de los combustibles fósiles para obtener el mismo resultado.Esto significa que si tu calefacción dependiera de biomasa, podrías ahorrar todos

los años un tercio del coste de calentarla con gasoil, lo que supone un granahorro.

La biomasa es abundante: La biomasa está disponible en grandes

cantidades por todo el mundo. Por lo tanto, en general no son necesarias grandesinfraestructuras de transporte para llevarlas a su punto de destino .


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10- Bibliografía.

Ministerio del Medio Ambiente. Renovetec, Ingeniera y Mantenimiento. Libro “Centrales Termoeléctricas de Biomasa ”, Santiago García Garrido. www.energiasrenovablesinfo.com .
http://www.energiasrenovablesinfo.com/http://www.energiasrenovablesinfo.com/http://www.energiasrenovablesinfo.com/

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