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Ing.AtiliodeFrías,Ph.D.Gerente Técnico
ProyectosyEstructuras,AJ,S.R.L.
1dediciembrede2016
Tipos deBiomasa,Disponibilidad yDistribución
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2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD
3.Potencial en relación alacomposición química
1.Definición debiomasa
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución
4.Disponibilidad ydistribución
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Biomasa es todo materialvegetaluorgánico quepueda ser usado como fuente deenergía térmica,energía eléctrica,químicos ocombustibles*
*Definición del“NationalRenewableEnergyLab”(NREL)delos Estados Unidos (www.nrel.gov)
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TiposdeBiomasa
Comestibles
NOComestibles
Caña deazúcarMaíz
YerbaMerker Aserrín Estiércol
Bagazo decaña CascarilladearrozAcaciaMangium
Algas
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Labiomasa comestibleyalgasqueda fueradentrodelcontextodeRDparafinesenergéticosoproductosdevaloragregado
Comestibles
NOComestibles
Caña deazúcarMaiz
YerbaMerker Aserrín Estiércol
Bagazo decaña CascarilladearrozAcaciaMangium
Algas
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2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD
3.Potencial en relación alacomposición química
1.Definición debiomasa
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución
4.Disponibilidad ydistribución
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TiposdeBiomasa dentrodelcontextoRDsonNOcomestiblesysonlassiguientes:
Ø BiomasaForestal
Ø Biomasa Herbácea
Ø Biomasa ResidualAgrícola
Ø Biomasa ResidualIndustrial
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Ø AcaciaMangium
LaBiomasa Forestal consiste en especies arbóreas,ysonconocidastambiéncomobiomasasleñosas.
Ø Eucalipto
Ø Pino Caribea
Ø Leucaena
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Ø YerbaMerker (“KingGrass”)
LaBiomasa Herbácea .Dentrodeeste grupo están lashierbas.
Ø Super KingGrass
Ø Bambu
Ø Arundo Donax
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Ø Cascarilladearroz
LaBiomasa ResidualAgrícola consiste en los residuoslignocelulósicos delprocesamiento deotras especies debiomasa
Ø Bagazodecaña
Ø Jícaradecoco
Ø Racimos delapalma aceitera
Ø Arundo Donax
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Ø Aserríndemadera
LaBiomasa ResidualIndustrial consiste en los residuos delprocesamiento industrialdeespecies forestales oherbáceas
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1. FasedeCultivo:Características químicassonlasmáspreponderantes por su influencia en laeficiencia deoperación decalderas
2. Fase deSuministro:Características físicassonlasmásimportantes,comotamañodepartículaydensidad
LaBiomasatienedosfasesensuciclodevidadestinadacomofuentedeenergía
VanLooyKoppejan,2010.“BiomassCombustionandCo-Firing”.
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1. FasedeCultivo:Características químicassonlasmáspreponderantes por su influencia en laeficiencia deoperación decalderas
2. Fase deSuministro:Características físicassonlasmásimportantes,comotamañodepartículaydensidad
LaBiomasatienedosfasesensuciclodevidadestinadacomofuentedeenergía
VanLooyKoppejan,2010.“BiomassCombustionandCo-Firing”.
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2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD
3.Potencial en relación alacomposición química
1.Definición debiomasa
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución
4.Disponibilidad ydistribución
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(Celulosa y hemicelulosa)(Lignina)
(Lignina)
Adaptado dehttp://genomicscience.energy.gov/roadmap/#page=news
Celulosa
Hemicelulosa
Lignina
Glucosa
Xilosa
Anillo Fenólico
Labiomasa NOcomestibleeslignocelulósica ytiene trescomponentes principales
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Eltipo debiomasa conmayorpoder calorífico eslaforestal,dadosu mayorcontenido decelulosa ydelignina
Lignina
Celulosa44%
Hemicelulosa 6%
Lignina 35%
Celulosa40%
Hemicelulosa22%
Lignina 23%
Templetonetal.“CompositionalAnalysisofBiomassReferenceMaterials:ResultsfromanInterlaboratory Study
Pino(biomasa forestal)
Bagazo decaña(biomasa residualagrícola)
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Mayorcontenido decelulosa ylignina implica mayorcontenido decarbono fijo ypor tanto,mayorpoder calorífico
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
Análisis Químico Inmediato
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ElAnálisis Químico Inmediato es elúnico disponibleen RDparabiomasa,en elInstituto deInnovacion enBiotecnología eIndustria (IIBI)
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
Análisis Químico Inmediato
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Elcontenido dehumedad es elporcentaje deaguaen labiomasa
Ø Máximocontenidodehumedadaceptadoporusuariosdebiomasaes50%
Ø Contenidos altosdehumedad disminuyen laeficenciaen lacombustión yelvolumen degasesproducidos enlacaldera
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
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Loselementos volátiles apartir debiomasa seformandurante lacombustión yconsiste en gasesdebajo pesoMolecular,CO,CO2,etc
Ø Contenidodevolátilesoscilaentre40%y80%
Ø Permite quelabiomasa seauncombustiblealtamentereactivo queva ainfluenciar ladescomposicióntérmica delamisma
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
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Elcarbono fijo es elresiduo sólido combustibledespués delaremoción devolátiles delabiomasa
Ø Contenidodecarbonofijooscilaentre6%y20%
Ø Unóptimo funcionamiento delacalderarequiere ladescomposición completa deeste carbono fijo en CO2yH2O
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
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Elcontenido decenizas es elresiduo remanente delacompleta oxidación delabiomasa,yes una medida delcontenido demateria inorgánica en labiomasa
Ø Contenidodecenizasaumentasilamuestrapresentaimpurezasminerales
Ø Varía entre0.1%como en algunas biomasas leñosas,hastaun15%parabiomasas herbáceas
Ø Es preferible utilizar biomasa conunbajo contenido decenizas parareducir emisiones ysimplificar proceso deremoción decenizas
Ø Unaltocontenido decenizas puede afectar lalimpiezadelacaldera
Humedad
Volátiles
Carbono fijoCenizas
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Eltipo debiomasa conmayorpoder calorífico eslaforestal,dadosu mayorcontenido decelulosa ylignina,ypor tanto,mayorcarbono fijo
Tipo de Biomasa
Celulosa Hemicelulosa Lignina Podercalorífico
Forestal + - + +Herbácea - + - -Residual Agrícola
- + - -
Residual Industrial
- + - -Tipo de Biomasa
CarbonoFijo
Volátiles Cenizas
Forestal + - -Herbácea - + +Residual Agrícola
- + +
Residual Industrial
- + +
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2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD
3.Potencial en relación alacomposición química
1.Definición debiomasa
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución
4.Disponibilidad ydistribución
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Elepicentro delmercado debiomasa en elpaíshastalafecha sonlasregiones Central,Norcentral yEste
Fuente:PlanOperativo2012.MinisteriodeAgriculturadelaRepúblicaDominicana
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SanPedrodeMacorís es laprincipalfuente debiomasaresidualagrícola (bagazo decaña)
Fuente:PlanOperativo2012.MinisteriodeAgriculturadelaRepúblicaDominicana
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DistritoNacionalyMontePlatasonlos principalescentros deacopio parabiomasa residualindustrial
Fuente:PlanOperativo2012.MinisteriodeAgriculturadelaRepúblicaDominicana
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LaAcaciaMangium es laespecie dominante paralamayoría delos productores debiomasa en elmercado actual
Ø Especieforestalderápidocrecimientoydealtopodercaloríficocomocombustiblebiomásico
Ø PrincipalespecieenlasregionesCentral,Norcentral yEstedelpaís
Ø Adaptableadiferentes tipos desuelos marginales
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Tipo desuelos en lasregiones Central,Norcentral yEste
Ø En laprovincia MontePlata(región Central)los suelostienden aser franco-arenosos ynomuy arcillosos
Ø En laprovincia Monseñor Nouel (región Norcentral)los suelos sonarcillosos yácidos (pH=3– 4.2)
Ø EnlaprovinciaSanPedrodeMacorís(regiónEste)lossuelossonrocosos,norotulables (bajacapacidaddearado),yconbajapluviometría.§ Leucaena ensuelosdebajapluviometría(800mm
alaño).§ Eucaliptoensuelosconpluviometríade(1800mm
alaño)
Ø EnlaprovinciaLaAltagracia,lossuelossonácidos,aunqueconbuencontenidodemateriaorgánica
Fuente:J.AtiliodeFrías,Ph.D.
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LaAcaciaMangium es laespecie dominante paralamayoría delos productores debiomasa en elmercado actual
Ø Puedecrecersobrerocas,yrequieresuelosconbuendrenajeypHbajo
Ø EnRDsehanreportadoincrementosenalturade4m/año eincrementoeneldiámetrode4cm/año
Ø Densidaddeárbolesvaríaentre100a300árbolesportarea(629m2)
Fuente:J.AtiliodeFrías,Ph.D.yHumbertoCheco,M.S.
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LaAcaciaMangium es laespecie dominante paralamayoría delos productores debiomasa en elmercado actual
Ø Turnosderotaciónde4a6años
Ø Secortadurantetodoelaño
Ø Modalidaddecorteatalarasa
Fuente:J.AtiliodeFrías,Ph.D.yHumbertoCheco,M.S.
2.5árbolesdeAcacia(de8a10añosdeedad)equivalenaproximadamentea1toneladadebiomasa
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En conclusión:
1.Lostipos debiomasa en elcontextoRDparalaproducción deenergía térmica yeléctrica son:Ø BiomasaForestalØ Biomasa HerbáceaØ Biomasa ResidualAgrícolaØ Biomasa ResidualIndustrial
2. Labiomasa forestal tiene elmayorcontenido decelulosa ylignina,ypor tanto,mayorcarbono fijo queimplica unmayorpoder calorífico.
3. LaAcaciaMangium eslaespecieforestaldominanteentrelosproductoresenelmercadodebiomasa
4. ElepicentrodelmercadoydisponibilidaddebiomasaenelpaíssonlasregionesCentral,Norcentral yEste.
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Ing.AtiliodeFrías,Ph.D.Gerente Técnico
ProyectosyEstructuras,AJ,S.R.L.
1dediciembrede2016
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución