Energías alternativas
La biomasa resuelve dilema de alimentos o combustibles

El dilema está entre la producción de alimentos o de combustibles. La opción más acertada, si se quiere evitar ese conflicto y satisfacer ambas necesidades, es la de usar la biomasa.

Así lo manifestó el investigador inglés Thomas R. Preston, durante el Seminario El Futuro de la Producción Agropecuaria, ¿Alimentos o Combustibles?, que se desarrolló en la sala Carlos Náder Náder de la Universidad de Caldas, Colombia la semana pasada. Preston ha trabajado en las zonas tropicales de Asia, África y América. Su charla se denominó Declive en la disponibilidad de petróleo y cambios climáticos. Implicaciones y oportunidades para la producción ganadera.

El certamen lo organizaron la Asociación de Egresados de Medicina Veterinaria y Zootecnia, la U. de Caldas, Solla, El Comité Departamental de Ganaderos y el Instituto Colombiano Agropecuario.
Según Preston, la biomasa se puede aprovechar con doble propósito: la parte digestiva como el almidón, el azúcar y las proteínas para el consumo de humanos y animales: y la fibra, para producir combustible.
Preston arrancó su conferencia hablando de la situación actual de la producción de petróleo en el mundo. Anotó que hoy en día los productores deben pensar a nivel global y saber lo que ocurre en el mundo para actuar en lo local.

Cambios

“El planeta va cambiando y hay varios riesgos como que se están acabando los combustibles fósiles, las aguas subterráneas, los suelos minerales, se da el cambio climático, aumenta la población mundial, todos quieren ser más ricos y de todo eso depende la producción agropecuaria”, indicó Preston.

La biomasa es una fuente renovable de energía y su uso no contribuye al calentamiento global. De hecho, produce una reducción los niveles atmosféricos del bióxido de carbono, como actúa como recipiente y el carbón del suelo puede aumentar

Añadió que ha aumentado tanto la población mundial y el uso de los recursos de la tierra, que esta será pequeña para albergar 7 billones de personas, un billón de vacas e igual número de carros. “Se debe aprovechar bien esta segunda parte de la época del petróleo, pues necesitaríamos dos planetas para soportar el uso previsto a 2050. Antes había 7 hectáreas por persona y ahora solo una”.
Agregó que la dependencia del petróleo arrancó desde que se descubrió el primer pozo, lo que disparó además la población. Los subsidios se aplican a los productores, pero se dirigen a lo más ricos; la globalización genera un desequilibrio, pues no es sostenible, ya que está comprobado que no habrá recursos para enriquecer a los más pobres.
“Colombia debe pensar en 500 billones de pesos de subsidios al año para el agro. Destinados, por ejemplo, a los productores de cereales para que puedan competir con los importadores de granos de Estados Unidos”.

Pico de producción

El profesional aseguró que estamos a punto de aribar al pico de producción del petróleo y que según algunos estudios llegará hasta 2015. Los integrantes de la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEC) invierten en tecnologías para procesar el petróleo, pero no tanto en explotación y producción, por eso los precios suben.
“Pero el declive de la globalización afecta al transporte y a la agricultura. Por eso se debe pensar en otras alternativas de generación, por ejemplo, a partir de la biomasa, con fuentes como el etanol (granos, yuca, caña), el biodiesel (arbustos, oleaginosa) y el hidrógeno (a largo plazo)”.
“El etanol ya lo producen en América del Norte, América del Sur, India, China, Comunidad Europea y mayoritariamente en Estados Unidos, a partir del maíz, aunque su precio se duplicó. Sin embargo, un litro de etanol es como 13 litros de agua sucia o 12 litros de vinaza. Hay otras alternativas para el biodiesel como la palma de aceite, soya y colza; o la jatropha cureds y la higuerilla”, aseguró.

Manifestó que en Europa no han considerado viable el biocombustible por el alto costo de las materias primas y la falta de subsidios del gobierno; y que empresas como Nestle dijeron que aumentarán sus precios porque las cosechas se están usando en biocombustible y eso genera escasez del producto.
En México el presidente no autoriza el uso de la caña y el maíz para biocombustible y en Francia reducirán a la mitad el uso de pesticidas, proponen cambiar las políticas del transporte y generar impuestos al uso del petróleo.
“Una de los enfoques económicos que se deben seguir para el ahorro es propender por la electrificación del transporte. Por eso insisto en que la forma de evitar ese conflicto o armonía, como lo he denominado, entre alimentos y energía, es aumentar la producción de biomasa para captar mayor energía solar y enfocar el sistema a ambas necesidades”, concluyó Preston.

¿Qué es la biomasa?

La biomasa es el nombre dado a cualquier materia orgánica de origen reciente que haya derivado de animales y vegetales como resultado del proceso de conversión fotosintético. La energía de la biomasa deriva del material de vegetal y animal, tal como madera de bosques, residuos de procesos agrícolas y forestales, y de la basura industrial, humana o animales.

El valor energético de la biomasa de materia vegetal proviene originalmente de la energía solar a través del proceso conocido como fotosíntesis. La energía química que se almacena en las plantas y los animales (que se alimentan de plantas u otros animales), o en los desechos que producen, se llama bioenergía . Durante procesos de conversión tales como la combustión, la biomasa libera su energía, a menudo en la forma de calor, y el carbón se oxida nuevamente a dióxido de carbono para restituir el que fue absorbido durante el crecimiento de la planta. Esencialmente, el uso de la biomasa para la energía es la inversa de la fotosíntesis.

Este proceso de captación de la energía solar y su acumulación en las plantas y árboles como energía química es un proceso bien conocido. Los carbohidratos, entre los que se encuentra la celulosa, constituyen los productos químicos primarios en el proceso de bioconversión de la energía solar y al formarse aquellos, cada átomo gramo de carbono (14gr) absorbe 112kcal de energía solar, que es precisamente la que después se recupera, en parte con la combustión de la celulosa o de los combustibles obtenidos a partir de ella (gas, alcohol, etc.)

La biomasa es un recurso doméstico, que no está afectado por fluctuaciones de precio a nivel mundial o a por las incertidumbres producidas por las fuentes de combustibles importados. En países en vías de desarrollo en particular, el uso de biocombustibles líquidos, tales como biodiesel y etanol, reduce las presiones económicas causadas por la importación de productos de petróleo.

En naturaleza, en última instancia toda la biomasa se descompone a sus moléculas elementales acompañada por la liberación de calor. Por lo tanto la liberación de energía de conversión de la biomasa en energía útil imita procesos naturales pero en una tasa más rápida. Por lo tanto, la energía obtenida de la biomasa es una forma de energía renovable. Utilizar esta energía recicla al carbón y no añade dióxido de carbono al medio ambiente, en contraste con los combustibles fósiles. De todas las fuentes renovables de energía, la biomasa se diferencia en que almacena energía solar con eficiencia. Además, es la única fuente renovable de carbón, y puede ser procesada convenientemente en combustibles sólidos, líquidos y gaseosos.

La biomasa puede utilizarse directamente (por ejemplo combustión de madera para la calefacción y cocinar) o indirectamente convirtiéndola en un combustible líquido o gaseoso (ej: etanol a partir de cosechas del azúcar o biogás de la basura animal). La energía neta disponible en la biomasa por combustión es de alrededor de 8MJ/kg para la madera verde, 20MJ/kg para la materia vegetal seca en horno, 55MJ/kg para el metano; en comparación con cerca de 23 a 30MJ/kg para el carbón. La eficiencia del proceso de la conversión se determina cuánto la energía real puede ser utilizada en forma práctica.

Aplicaciones de la Biomasa

Biocombustibles

La producción de biocombustibles tales como el etanol y el biodiesel tiene el potencial de sustituir cantidades significativas de combustibles fósiles en varias aplicaciones de transporte. El uso extenso del etanol en Brasil ha demostrado que los biocombustibles son técnicamente factibles en gran escala. La producción de biocombustibles en los EE.UU. y Europa (etanol y biodiesel ) está aumentando, siendo la mayoría de los productos utilizados en combustible mezcla, por ejemplo E20 está compuesto por 20% de etanol y 80% de gasolina y se ha descubierto que es eficaz en la mayoría de los motores de ignición sin ninguna modificación. Actualmente la producción de biocombustibles es apoyada con incentivos del gobierno, pero en el futuro, con el crecimiento de los sembrados dedicados a la bioenergía, y las economías de la escala, las reducciones de costos pueden hacer competitivos a los biocombustibles .

Producción eléctrica

La electricidad puede ser generada a partir de un número de fuentes de biomasa y al ser una forma de energía renovable se la puede clasificar como "energía verde". La producción de electricidad a partir de fuentes renovables de biomasa no contribuye al efecto invernadero ya que el dióxido de carbono liberado por la biomasa cuando es quemado, (directa o indirectamente después de que se produzca un biocombustible) es igual al dióxido de carbono absorbido por el material de la biomasa durante su crecimiento.

La electricidad puede ser generada a partir de un número de fuentes de biomasa y al ser una forma de energía renovable se la puede clasificar como "energía verde". La producción de electricidad a partir de fuentes renovables de biomasa no contribuye al efecto invernadero ya que el dióxido de carbono liberado por la biomasa cuando es quemado, (directa o indirectamente después de que se produzca un biocombustible) es igual al dióxido de carbono absorbido por el material de la biomasa durante su crecimiento.

Calor y Vapor

La combustión de la biomasa o de biogás puede utilizarse para generar calor y vapor. El calor puede ser el producto principal, en usos tales como calefacción de hogares y cocinar, o puede ser un subproducto de la producción eléctrica en centrales combinadas de calor y energía. El vapor generado por la biomasa puede utilizarse para accionar turbinas de vapor para la producción eléctrica, utilizarse como calor de proceso en una fábrica o planta de procesamiento, o utilizarse para mantener un flujo de agua caliente.

Gas Combustible

Los biogases producidos de la digestión o de la pirolisis anaerobia tienen un número de aplicaciones. Pueden ser utilizados en motores de combustión interna para accionar turbinas para la producción eléctrica, puede utilizarse para producir calor para necesidades comerciales y domésticas, y en vehículos especialmente modificados como un combustible.

Ventajas de la biomasa

-La biomasa es una fuente renovable de energía y su uso no contribuye al calentamiento global. De hecho, produce una reducción los niveles atmosféricos del bióxido de carbono, como actúa como recipiente y el carbón del suelo puede aumentar.
-Los combustibles de biomasa tienen un contenido insignificante de azufre y por lo tanto no contribuyen a las emisiones de dióxido de azufre que causan la lluvia ácida. La combustión de la biomasa produce generalmente menos ceniza que la combustión del carbón, y la ceniza producida se puede utilizar como complemento del suelo en granjas para reciclar compuestos tales como fósforo y potasio.
-La conversión de residuos agrícolas, de la silvicultura, y la basura sólida municipal para la producción energética es un uso eficaz de los residuos que a su vez reduce significativamente el problema de la disposición de basura, particularmente en áreas municipales.
-La biomasa es un recurso doméstico, que no está afectado por fluctuaciones de precio a nivel mundial o a por las incertidumbres producidas por las fuentes de combustibles importados. En países en vías de desarrollo en particular, el uso de biocombustibles líquidos, tales como biodiesel y etanol, reduce las presiones económicas causadas por la importación de productos de petróleo.
-Los cultivos para energía perennes (las hierbas y los árboles) tienen consecuencias para el medio ambiente más bajas que los cultivos agrícolas convencionales.

Restricciones en el uso de la biomasa

-En naturaleza, la biomasa tiene relativamente baja densidad de energía y su transporte aumenta los costes y reduce la producción energética neta. La biomasa tiene una densidad a granel baja (grandes volúmenes son necesarios en comparación con los combustibles fósiles), lo que hace el transporte y su administración difíciles y costosos. La clave para superar este inconveniente está en localizar el proceso de conversión de energía cerca de una fuente concentrada de biomasa, tal como una serrería, un molino de azúcar o un molino de pulpa.
-La combustión incompleta de la leña produce partículas de materia orgánica, el monóxido de carbono y otros gases orgánicos. Si se utiliza la combustión de alta temperatura, se producen los óxidos del nitrógeno. En una escala doméstica más pequeña, el impacto en la salud de la contaminación atmosférica dentro de edificios es un problema significativo en los países en vías de desarrollo, en donde la leña se quema ineficazmente en fuegos abiertos para cocinar y la calefacción de ambientes.
-Existe la posibilidad que el uso extensivo de bosques naturales cause la tala de árboles y escasez localizada de leña, con ramificaciones ecológicas y sociales serias. Esto está ocurriendo actualmente en Nepal, partes de la India, Sudamérica y en África sub Sahara. La conversión de bosques en tierras agrícolas y áreas urbanas es una importante causa de la tala de árboles. Además, en muchos países asiáticos gran parte del combustible de la madera usado con propósitos de energía provienen de áreas indígenas boscosas.
-Hay un conflicto potencial por el uso de los recursos de la tierra y del agua para la producción de energía de biomasa y otras aplicaciones, tales como producción de alimentos y de fibras. Sin embargo, el uso de técnicas modernas de producción agrícola representa que hay suficiente tierra disponible para todas las aplicaciones, incluso en regiones densamente pobladas como Europa.
-Algunos usos de la biomasa no son completamente competitivos en esta etapa. En la producción de electricidad por ejemplo, hay fuerte competencia de las nuevas plantas de gas natural, altamente eficientes. Sin embargo, la economía de la producción energética de biomasa está mejorando, y la preocupación cada vez mayor por las emisiones de gas de invernadero está haciendo a la energía de biomasa más atractiva.
-La producción y el proceso de la biomasa pueden implicar un consumo de energía significativa, tales como combustible para los vehículos y los fertilizantes agrícolas, dando por resultado un balance energético reducido para el uso de la biomasa. En el proceso de la biomasa se necesitan reducir al mínimo el consumo de combustibles fósiles, y maximizan la conversión de basura y recuperación de energía.
-A menudo existen restricciones políticas e institucionales al uso de biomasa, tales como políticas energéticas, impuestos y subsidios que animan el uso de combustibles fósiles. Los costos de la energía no reflejan a menudo las ventajas ambientales de la biomasa o de otros recursos energéticos renovables.

Los pellets son un biocombustible estandarizado fabricado utilizando residuos de la madera (serrín,viruta,astillas,…) comprimido en una forma cilíndrica de unos 6 milímetros de diámetro y unos 20 de largo utilizando únicamente calor y presión. Para su combustión es necesaria una estufa diseñada para ello




Fuentes: lapatria.com – Wikipedia – Greenpeace – textoscientificoa.com

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