Biomasa: procesos termoquímicos y bioquímicos para producir energía y biocombustibles

Resumen

El documento define la biomasa como materia orgánica renovable y explica cómo aprovechar su energía. Describe la extracción directa de hidrocarburos vegetales y los procesos termoquímicos (combustión, gasificación y pirólisis) y bioquímicos (fermentación alcohólica y anaerobia). El estudiante conocerá los productos obtenidos en cada proceso, como el gas pobre, el gas de síntesis, el etanol y el biogás.

Puntos clave

La biomasa es materia orgánica renovable (no fósil) de origen vegetal, animal o resultante de una transformación.
La extracción directa obtiene biocombustibles de especies vegetales ricas en hidrocarburos o compuestos muy hidrogenados.
En la combustión con aire abundante, el calor produce vapor que mueve una turbina y un alternador generando electricidad.
Con poco aire se obtiene gas pobre (CO, CO2, H2 y metano); con oxígeno puro se obtiene gas de síntesis, transformable en metanol y gasolina.
La pirólisis (sin aire) da productos gaseosos (H2, CO2, hidrocarburos), líquidos (alcoholes) y sólidos (carbón y alquitrán).
La fermentación alcohólica transforma la glucosa en etanol mediante levaduras y hongos unicelulares: 1 kg de glucosa produce 510 g de etanol.
La fermentación anaerobia prolongada sin oxígeno produce biogás (metano y CO2), con un poder calorífico de unas 4500 kcal/m3.

Ponte a prueba

Biomasa

Biomasa es el conjunto de materia orgánica renovable (no fósil), de procedencia vegetal, animal o resultante de una transformación.

Extracción directa

Se basa en la existencia de ciertas especies vegetales que producen en su metabolismo hidrocarburos o compuestos muy hidrogenados, con un poder calorífico elevado. Su obtención se lleva a cabo mediante la extracción y añadiendo ciertos compuestos químicos. Al combustible obtenido se le conoce con el nombre de biocombustible.

Procesos termoquímicos

Consisten en someter a la biomasa a temperaturas elevadas. De esta forma se produce la combustión.

Si el proceso se lleva a cabo mediante la combustión de la biomasa con aire abundante, se obtiene calor que puede utilizarse para producir vapor y mover una turbina, la cual arrastraría un alternador que a su vez produciría electricidad.
Cuando la combustión se hace con poco aire, se produce CO, CO₂, H₂ y metano. Esta mezcla se denomina gas pobre.
Cuando se emplea como carburante oxígeno puro, el resultado es una mezcla de monóxido de carbono, hidrógeno e hidrocarburos, que se denomina gas de síntesis. Este gas tiene la posibilidad de transformarse en combustible líquido (metanol y gasolina).
Si la combustión se realiza en ausencia de aire, se denomina pirólisis. En este proceso se produce una descomposición de la materia orgánica debido al calor, que origina tres tipos de producto final:
- Gaseosos: H₂, CO₂ e hidrocarburos.
- Líquidos: alcoholes.
- Sólidos: carbón y alquitrán.

Procesos bioquímicos

Se transforma la biomasa en energía. Para ello se utilizan diferentes tipos de microorganismos que se encuentran en la biomasa o se añaden a ella.

Fermentación alcohólica: Es el proceso de transformación de la glucosa en etanol por acción de levaduras y hongos unicelulares. Cualquier producto que contenga azúcares es transformable en alcohol.
1 kg de glucosa = 510 g de etanol.
Fermentación anaerobia: En ausencia de oxígeno y prolongada en el tiempo, se origina una mezcla de productos gaseosos (metano y CO₂) denominada biogás. 4500 kcal/m³.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la biomasa?

La biomasa es el conjunto de materia orgánica renovable y no fósil, de procedencia vegetal, animal o resultante de una transformación. Puede aprovecharse como fuente de energía.

¿Qué es el gas pobre?

Es la mezcla de CO, CO2, H2 y metano que se obtiene cuando la combustión de la biomasa se realiza con poco aire.

¿Cuánto etanol se obtiene a partir de la glucosa?

Según el texto, 1 kg de glucosa produce 510 g de etanol mediante fermentación alcohólica.

¿Qué es el biogás?

Es una mezcla de productos gaseosos, principalmente metano y CO2, que se origina por fermentación anaerobia prolongada en ausencia de oxígeno.