La creciente necesidad de utilizar fuentes renovables, sustentables y amigables con el medioambiente ha llevado a incursionar en fuentes de energía alternas. La biomasa se presenta como una opción viable y ecológica.
Por Manuel Merelles.
La Real Academia Española de la Lengua define el término de biomasa como la materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado utilizable como fuente de energía, es decir, toda materia orgánica susceptible de aprovechamiento energético. Este tipo de materia orgánica se puede clasificar en biomasa natural, seca, biocarburantes o biocombustibles, residual y cultivos energéticos.
Uno de los tipos de residuos más conocidos utilizados en la generación de energía por biomasa son los pellets, estos se obtienen de la compresión de los residuos orgánicos, básicamente de aserrines y astillas que al entrar en contacto con la combustión producen un alto poder energético. De igual manera, restos vegetales no tratados como cáscaras de almendra o leña pueden ser utilizados en este proceso.
El poder calorífico es una característica esencial para un combustible que se emplea en la generación de calor y está ligado directamente con la de energía por combustión y biomasa, es la cantidad de calor liberado en la combustión por unidad de masa y se mide en MJ/kg.
Componentes de una caldera por biomasa:
1. Sistema de aspiración
2. Intercambiador de calor
3. Lugar de carga de leña
4. Sonda
5. Cámara de combustión
6. Centralita de microprocesamiento
7. recuperador de humo
Las toneladas de residuos y remanentes generados por las actividades agroindustriales y las actividades de consumo cotidianas de las personas, representan una fuente importante de materia prima para la generación por biomasa.
Este tipo de generación de energía se puede realizar mediante dos procesos: el termoquímico y el biológico. El primero utiliza el calor como elemento fundamental para transformar en energía la biomasa, mientras el método biológico utiliza la fermentación como uno de los principales procesos para obtener energía.
En el método termoquímico, la combustión y la pirolisis son los procesos mediante los cuales se aplica la fuente de calor. La combustión se relaciona con la oxidación de la biomasa derivada de la acción del oxígeno en el aire y que es considerado como de afectación neutra al medioambiente ya que genera simplemente agua y gas carbónico, equivalente a la acción natural de las plantas al crear dióxido de carbono. Su aplicación se centra en sistemas de calefacción doméstica y en la producción de calor industrial.
La pirolisis se refiere a la combustión incompleta de biomasa en ausencia de oxígeno; conlleva la liberación de un gas, mezcla de dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrógeno e hidrocarburos ligeros y es utilizado para la locomoción de vehículos, motores a diesel y generación de electricidad.
El proceso biológico presenta la fermentación mecánica como un paso muy útil para transformar la biomasa húmeda en energía mediante la digestión anaerobia de la biomasa por acción de bacterias.
La calefacción por biomasa utiliza una caldera que extrae energía de la masa biológica mediante un proceso sustentable y limpio.
El funcionamiento de una caldera por biomasa es equivalente al de una de gas. Cuenta con un compartimento que funciona como un quemador en el que se lleva a cabo la combustión del biocombustible, lo cual genera el calor necesario para calentar el circuito de agua. El agua caliente se utiliza para climatizar calderas mixtas y proporcionar agua caliente sanitaria. De igual manera, este método es compatible con diversos sistemas de calefacción convencionales como radiadores o suelos radiantes.
Para optimizar el funcionamiento de los sistemas que cuentan con calderas de biomasa, es posible instalar un acumulador que almacenará el calor de forma similar a un sistema de energía solar.
La diferencia básica entre las estufas y las calderas es que las calderas sólo calientan, por ello, se conectan a una instalación de radiadores, suelo o muro radiante; en cambio la estufa calienta y emite calor.
Ventajas y desventajas
Entre las ventajas que presenta este método de calefacción se encuentra la facilidad de almacenamiento de su energía pues la energía química contenida en la caldera se encuentra disponible en todo momento para su uso al no depender de la incidencia de la radiación o de la velocidad del viento como se requiere en la generación de energía por medios solares y eólicos; además de representar una muy buena alternativa al petróleo, por ser un recurso renovable que está más uniformemente distribuido sobre la superficie de la tierra y contribuye al autoabastecimiento energético.
Una de las principales desventajas que presenta esta tecnología es que su costo es más elevado que una instalación convencional de caldera a gas, es decir se requiere una cantidad de biomasa mayor para obtener la misma cantidad de energía que otras fuentes.
Debido a que el tema de generación de energía por biomasa ha tomado mayor relevancia en México, Innotec Formación, una de las ramas estratégicas de Grupo Innotec, imparte el Diplomado Superior de Instalaciones con Calderas de Biomasa en Edificación. El diplomado se desarrolla durante sesiones a través de Internet en un periodo equivalente a 200 horas de estudio.
El objetivo principal del diplomado es enseñar a los participantes a diseñar instalaciones con calderas de biomasa, y que conozcan los diferentes tipos de biomasa, los formatos comerciales más utilizados, las diversas formas de valorización energética, aprender a dimensionar y seleccionar los equipos que intervienen en una instalación, conocer las fases diseño, instalación y mantenimiento y analizar casos prácticos reales para determinar la viabilidad tecno-económica de cada proyecto dependiendo de las características propias de cada uno de ellos.
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