“LA BIOMASA COMO UNA FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE …

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Ing. Orlando Aguilar 1 ING. ORLANDO AGUILAR Profesor FIM / UTP Consultor en Mediciones Ambientales y Fuentes Renovables de Energía. “LA BIOMASA COMO UNA FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE EN CENTROAMERICA”

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Presentación de PowerPointConsultor en Mediciones Ambientales y Fuentes Renovables de Energía.
“LA BIOMASA COMO UNA FUENTE DE ENERGÍA
RENOVABLE EN CENTROAMERICA”
Introducción Biomasa
Tipos de biomasa Procesos de conversión aplicados a la biomasa para su
aprovechamiento Abono Orgánico Biodigestión
Biogás y biodigestores Barreras al desarrollo de la Biomasa como Fuente de Energía en
Centroamerica. Conclusiones
INTRODUCCIÓN
La energía del sol es utilizada por las plantas para sintetizar la materia orgánica mediante el proceso de fotosíntesis. Esta materia orgánica es incorporada y transformada por el reino animal, incluido el hombre, quien además, la transforma para obtener bienes de consumo. Todo este proceso da lugar a elementos utilizables directamente, y a residuos o subproductos que tienen la posibilidad de encontrar aplicación en el campo energético.
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INTRODUCCIÓN (CONT.)
La mayoría de los residuos animales y/o vegetales, cuando no son aprovechados como alimento animal o desde el punto de vista energético, pasan a ser un problema para el hombre y su entorno, ya que se constituyen en criaderos de roedores, insectos y microorganismos patógenos, además de la generación de olores desagradables y vertidos líquidos que poseen alta potencialidad como agentes contaminantes del suelo, del aire y de las fuentes naturales de agua, por lo tanto, es una prioridad y un deber moral, tratar los desechos que generamos.
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INTRODUCCIÓN (CONT.)
Para la región de América Central, las tecnologías de energía renovable a pequeña escala representan una alternativa económica y ambiental factible para la provisión de energía a comunidades rurales, ya sea por medio de sistemas aislados o por proyectos conectados a la red eléctrica. La región cuenta con suficientes recursos para desarrollar sistemas hidráulicos, solares, eólicos y biomásicos.
El potencial energético de los residuos biomásicos es amplio, podemos mencionar la generación de gas de cocina, la generación de energía eléctrica y la producción de fertilizantes orgánicos, entre otros.
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BIOMASA
DEFINICIÓN: Por biomasa se entiende a toda la materia de origen
biológico, esto es, materia orgánica renovable de origen animal o vegetal, o procedente de la transformación natural o artificial de éstas, que pueden ser convertidos en energía; como los desechos provenientes de la agricultura (residuos de maíz, café, arroz, caña de azucar), del aserradero (podas, ramas, aserrín, cortezas) y de los residuos urbanos (aguas negras, basura orgánica y otros).
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¿ BIOMASA = ENERGÍA ? Se considera que la biomasa es una fuente
renovable de energía porque su valor proviene del Sol. A través del proceso de fotosíntesis, la clorofila de las plantas captura su energía, y convierte el CO2 del aire y el H2O del suelo en carbohidratos, para formar su materia orgánica. Cuando estos carbohidratos se queman, regresan a su forma de dióxido de carbono y agua, liberando la energía que contienen. De esta forma, la biomasa funciona como una especie de batería que almacena la energía solar.
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o Sólidos biodegradables o Lodos biodegradables
Cultivos Energéticos
BIOMASA NATURAL
Se produce en ecosistemas naturales Es una de las principales fuentes energéticas en los países subdesarrollados Su explotación intensiva no es compatible con la protección del ambiente.
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BIOMASA RESIDUAL RESIDUOS FORESTALES: Estos residuos son una importante fuente de
biomasa que actualmente es poco explotada en el área centroamericana. Se considera que de cada árbol extraído para la producción maderera, sólo se aprovecha comercialmente un 20%. Se estima que un 40% es dejado en el campo, en las ramas y raíces, y otro 40%, en el proceso de aserrío, en forma de astillas, corteza y aserrín.
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BIOMASA RESIDUAL
RESIDUOS AGROPECUARIOS: La agricultura y la cría de animales, generan cantidades
considerables de desechos; ejemplos comunes son cascarillas de arroz, de café, bagazo de la caña de azúcar, pulpa de frutas y vegetales, así como estiercol de animales. Aunque es necesario reciclar un porcentaje de la biomasa vegetal para proteger el suelo de la erosión y mantener el nivel de nutrientes orgánicos, una cantidad importante puede ser recolectada para la producción de energía.
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RESIDUOS INDUSTRIALES: La industria alimenticia genera una gran cantidad de
residuos y subproductos, que pueden ser usados como fuentes de energía, los provenientes de todo tipo de carnes (avícola, vacuna, porcina) y vegetales (cáscaras, pulpa) cuyo tratamiento como desechos representan un costo considerable para la industria. Estos residuos son sólidos y líquidos con un alto contenido de azúcares y carbohidratos, los cuales pueden ser convertidos en combustibles gaseosos.
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BIOMASA RESIDUAL RESIDUOS URBANOS: Los centros urbanos generan una gran cantidad de
biomasa como lo son: residuos alimenticios, papel, cartón, madera y aguas negras. La mayoría de los países centroamericanos carecen de adecuados sistemas para su procesamiento, lo cual genera grandes problemas de contaminación de suelos y cuencas; sobre todo por la inadecuada disposición de la basura.
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CULTIVOS ENERGÉTICOS
Son grandes plantaciones de árboles o plantas de rápido crecimiento, cultivadas con el fin específico de producir energía. Usualmente, se cultivan en tierras de bajo valor productivo. Su principal limitante es que se requieren grandes extensiones de tierra para lograr una producción de energía rentable.
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PROCESOS DE CONVERSIÓN APLICADOS A LA BIOMASA PARA SU APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO
Conversión termo-química
Conversión bio-química
I. FÍSICOS: Alteración mecánica de las características físicas del material.
II. TERMO-QUÍMICOS: Descomposición térmica de la biomasa.
III. BIO-QUÍMICOS: Descomposición bioquímica de la biomasa por el desarrollo de microorganismos.
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PROCESOS FÍSICOS APLICADOS A LA BIOMASA
Trituración / Molienda Consiste en el picado o molienda de la biomasa,
principalmente forestal y agrícola, con el objeto de facilitar su manejo y transporte. Densificación
Consiste en compactar la biomasa en “pellets” y/o “briquetas”, para aumentar su valor energético por unidad de volumen.
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Fotos-Pellets-Briquetas.doc
PROCESOS TERMO-QUÍMICOS APLICADOS A LA BIOMASA
Pirólisis: Se obtiene carbón vegetal. En este proceso se quema la biomasa con una disponibilidad restringida de oxígeno, lo cual impide que la combustión sea completa. Gasificación: Se obtiene un gas combustible. Se utiliza una mayor proporción de oxígeno a mayores temperaturas, con el objeto de optimizar la producción del “gas pobre”, constituido por monóxido de carbono, hidrógeno y metano. Este se puede utilizar para generar calor y electricidad, mediante motores diesel. El valor calorífico del gas depende de la biomasa utilizada, por ejemplo madera, cascarilla de arroz, cáscara de coco.
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Fermentación • Alcoholes • Combustibles líquidos
Biodigestión aerobia • Abono orgánico
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ABONO ORGÁNICO DEFINICIÓN: "Es la recuperación de materia orgánica de los
residuos biodegradables para su transformación en fertilizante agrícola".
Esto se logra compostando dichos restos, imitando el proceso de fermentación que normalmente ocurre en el suelo de un bosque, pero de forma acelerada, intensificada y dirigida. El abono resultante contiene nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, calcio, hierro y otros nutrientes necesarios para las plantas.
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VENTAJAS DEL ABONO ORGÁNICO
Disminuye el volumen de desperdicios. Evita la propagación de un problema sanitario por acumulación de residuos. Se cambia un foco contaminante por tierra fértil. Se puede percibir un beneficio económico.
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Biodigestión Anaerobia es una técnica de fermentación en ausencia de oxígeno libre, ocasionada por el crecimiento y desarrollo de grupos de microorganismos especializados, cuya finalidad es producir biogás a partir de desechos orgánicos biodegradables, transformándolos en residuos con propiedades físico-químicas diferentes a las iniciales y de excelentes propiedades fertilizantes.
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VENTAJAS DEL USO DE LOS BIODIGESTORES
Disminuye la carga contaminante del entorno. Mejora la capacidad fertilizante del estiércol. Todos los nutrientes tales como nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio así como los elementos menores son conservados en el efluente. El material a la salida es mucho menos oloroso que a la entrada. Control de patógenos. Genera gas combustible para diversos usos.
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OPORTUNIDADES EN AMÉRICA CENTRAL
Combustión Directa Digestión Anaerobia Co-generación en ingenios azucareros Generación de energía a través de desechos de:
Beneficios de café Desechos de aserraderos Desechos de molino de arroz
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OPORTUNIDADES EN AMÉRICA CENTRAL
ENERGÉTICOS, EN CENTRO AMÉRICA
ENERGÍA
Información: La pequeña y mediana industria comunmente carece de la información que les permita valorar debidamente el valor agregado que pueden reportar con el aprovechamiento energético de los residuos. La falta de conocimiento provoca la mala apreciación de las inversiones y la tasa de retorno, por lo que no se tiene una idea adecuada de la rentabilidad de los proyectos de recuperación energética de los desechos.
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ENERGÍA
Financieras: Al no existir programas financieros en la banca que soporten las inversiones en este tipo de proyectos, los productores están obligados a financiarlos con su propia caja o a partir de endeudamiento bajo las tasas de interés normales del mercado. Esta situación hace disminuir la tasa de retorno y por ende, la factibilidad económica.
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ENERGÍA
Políticas: En general, no existen programas de gobierno enfocados al fortalecimiento de las tecnologías, ni incentivos para la generación de energía o la sustitución de combustibles fósiles. En toda el área, el aumento en las tarifas eléctricas y el costo de los combustibles tenderán a favorer el desarrollo de la biomasa, como una vía para la reducción de las facturas por insumos energéticos.
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ENERGÍA
Institucional: No existe en nuestros países la capacidad y el soporte técnicos formales para el desarrollo y aplicación de estas tecnologías. Algunas empresas vinculadas con capitales extranjeros han realizado acciones en algunos campos, como la digestión anaeróbia, pero no se cuenta con suficientes empresas formales centroamericanas que ofrezcan equipo y soporte técnico.
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CONCLUSIONES
La biomasa es una fuente renovable de energía útil y abundante en Panamá y Centroamerica; La conversión de los residuos forestales, agropecuarios y urbanos para la generación de energía reduce significativamente los problemas ambientales que trae el manejo de estos desechos;
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CONCLUSIONES
La biomasa es un recurso local que no está sujeto a las fluctuaciones de precios de las importaciones de combustibles fósiles; La producción y utilización de biogás reduce el consumo de leña y produce beneficios micro-económicos a través de la potencial sustitución de combustibles fósiles y fertilizantes químicos;
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CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
BIOMASA RESIDUAL
BIOMASA RESIDUAL
CULTIVOS ENERGÉTICOS
PROCESOS DE CONVERSIÓN APLICADOS A LA BIOMASA PARA SU APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO
PROCESOS DE CONVERSIÓN APLICADOS A LA BIOMASA
PROCESOS FÍSICOS APLICADOS A LA BIOMASA
PRODUCTOS DE BIOMASA BAJO PROCESOS FÍSICOS
PROCESOS TERMO-QUÍMICOS APLICADOS A LA BIOMASA
PROCESOS BIO-QUÍMICOS APLICADOS A LA BIOMASA
ABONO ORGÁNICO
OPORTUNIDADES EN AMÉRICA CENTRAL
OPORTUNIDADES EN AMÉRICA CENTRAL
EJEMPLOS DE UTILIZACIÓN DE LA BIOMASA, CON FINES ENERGÉTICOS, EN CENTRO AMÉRICA
BARRERAS AL DESARROLLO DE LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA
BARRERAS AL DESARROLLO DE LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA
BARRERAS AL DESARROLLO DE LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA
BARRERAS AL DESARROLLO DE LA BIOMASA COMO FUENTE DE ENERGÍA
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES