Biomassa: origen, processos i impacte ambiental

La biomassa

La biomassa: és tota la matèria viva existent en un moment determinat a la Terra, es considera biomassa la matèria orgànica d’origen vegetal o animal, obtinguda de manera natural o procedent de les seves transformacions artificials. L’origen és la fotosíntesi vegetal procés on les plantes verdes transformen l’energia és energia química, en forma de substàncies orgàniques. Tres parts;

Processos físics:

Estan destinats a preparar la biomassa per a l'ús directe com a combustible o per a processos bioquímics o termoquímics posteriors:

• Homogeneïtzació o refinament. Consisteix en l'adequació de la biomassa a unes condicions de granulometria, humitat o composició per mitjà de la trituració, l'estellatge,...
• Densificació. Consisteix en la millora de les propietats de la biomassa amb la fabricació de briquetes i pal·lets per tal d’aconseguir-ne un pes específic més alt i millorar les seves possibilitats d'emmagatzematge i transport.

Processos termoquímics:

La biomassa se sotmet a diverses transformacions en determinades condicions de pressió i temperatura, per obtenir combustibles fòssils, líquids i gasosos. Mètodes més utilitzats:

• Piròlisi o destil·lació seca: degradació tèrmica de la molècula de la biomassa en absència d’oxigen, mètode tradicional per l’obtenció del carboni vegetal.
• Gasificació: De la combustió incompleta de biomassa en presència de l'oxigen s'obté un gas pobre format per CO, H, i CH., entre altres. El procés es realitza en instal·lacions gasògens.

Processos bioquímics:

La biomassa se sotmet a processos de fermentació seguint dos procediments:

• Digestió anaeròbica. Procés de fermentació de la biomassa, amb l'obtenció de biogàs.
• Fermentació aeròbica o alcohòlica. S'usa per a l'obtenció de bioalcohol mitjançant la fermentació, en presència de l'oxigen de l'aire, de materials orgànics rics en sucres i midons. L'etanol es pot utilitzar com a combustible en els motors d'explosió.

Producció d'energia elèctrica:

Per a la transforació de la biomassa en energia alèctica s'utilitzen, bàsicament, dos sistemes:

• Combustió de la biomassa en una caldera adequada a la producció de vapor que acciona un grup turboalternador.
• Transformació de la biomassa en combustibles gasosos, mitjançant procediments bioquímics o termoquímics, que generalment s’utilitzen per alimentar motors alternatius o turbines de gas que accionen el seu corresponent alternador.

Impacte ambiental d’una central de biomassa:

La biomassa és l'única font d'energia que aporta un balanç de CO2, favorable, sempre q l’obtenció de la biomassa es faci d'una manera renovable i sostenible, és a dir, que el consum del recurs es faci més lentament q la capacitat de la terra per regenerar-se. D'aquesta manera, la matèria orgànica és capaç de retenir durant el seu creixement més CO2, del q s'allibera en la seva combustió, sense incrementar la concentració de CO2. Tot i q el potencial energètic existent al planeta seria suficient per cobrir totes les necessitats energètiques, aquesta no es pot utilitzar completament, ja q exigiria l’aprofitament a gran escala dels recursos forestals. Això faria impossible mantenir el consum per sota de la capacitat de regeneració, això reduiria molt considerablement l'energia neta resultant i conduiria a un esgotament d'aquests recursos alhora que donaria lloc a efectes mediambientals negatius. Els efectes produïts serien tals com la desforestació i l'augment notable d'emissions de CO2, el q implicaria una contribució al canvi climàtic.

Biocombustibles

Biocombustibles: són un conjunt de combustibles líquids, q s'obtenen a partir de diferents transformacions de la biomassa, destinats a substituir els combustibles d'origen fòssil. Dos grups:

• Biodièsel: S'obté amb d'olis vegetals, ja siguin purs o usats, com els olis usats per cuinar. Els primers motors de cicle dièsel es van preparar per funcionar amb olis vegetals, però la disponibilitat de petroli en abundància i barat en va desplaçar totalment l'ús. A partir de la segona meitat del segle passat les crisis del petroli els van convertir en una alternativa interessant, encara q els costos de producció elevats i la necessitat d'adaptar els motors en van frenar l'ús. Ara, un procés de fabricació millorat, s'obté un biodièsel amb propietats semblants a les del gasoil, q en permeten l'utilització sense necessitat de modificar motors.

Bioalcohols

Els bioalcohols originats a partir de la biomassa són el metanol i l'etanol. Com el biodièsel en els motors diésel, els bioalcohols van ser el combustible dels primers motors de cicle d'Otto abans que la gasolina, si bé en aquest cas mai no s'han deixat d'utilitzar com a combustible d'automobil en alguns països.

El metanol o alcohol metílic s'obtenia per destil·lació de la fusta, però actualment es produeix a partir de gas natural o de derivats del petroli. El metanol s'usa com a additiu per a les gasolines i com a carburant per a motors d'altes prestacions (avions i cotxes de competició). Tot i això, la producció de metanol a partir de biomassa està pràcticament en desús.

L'etanol o alcohol etílic s'obté a partir de la fermentació aeròbica de materials orgànics amb elevat contingut de sucres o midons. Les aplicacions de l'etanol en el camp dels biocombustibles són:

• Com a combustible, sol o barrejat amb altres carburants d'origen fòssil: barrejat amb gasoil per a motors dièsel profundament modificats, o barrejat amb gasolina per a motors de gasolina, amb poques o sense cap modificació.

• Com a additiu per a gasolines sense plom. Aquesta gasolina es pot subministrar amb un 10% d'ETBE sense problemes per als motors.

Pvent/s (m²) = ½ x 1,225 x v³

P = 0,5 (π x 20²) x 40³ x 1,293 x 0,45