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Elemento madera Biomasa labra_uribe03
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Elemento madera Biomasa labra_uribe03

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  • 1. Docente: Alfredo Iturriaga Alumnos: Carla Uribe - Juan Carlos Labra Sistemas Constructivos e Instalaciones Complejas Madera Fotografías J.C.Labra Centro Nuclear La Reina
  • 2. ENERGÍA TÉRMICA BIOMASA Definición de Biomasa, según el Diccionario de la Real Academia Española, tiene dos acepciones: f. Biol. Materia total de los seres que viven en un lugar determinado, expresada en peso por unidad de área o de volumen. f. Biol. Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía. La biomasa es el conjunto de recursos forestales, plantas terrestres y acuáticas, y de residuos y subproductos agrícolas, ganaderos, urbanos e industriales. Descripción General ENERGÍA TÉRMICA Es en realidad la energía cinética de los átomos y moléculas. Cuando notamos que algo está a una alta temperatura, en realidad lo que estamos notando es que sus átomos y moléculas se mueven más deprisa. ENERGÍA TÉRMICA Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor. Puede ser obtenida de la naturaleza, a partir de la energía química, mediante una reacción exotérmica, como la combustión de algún combustible; por una reacción nuclear de fisión o de fusión; mediante energía eléctrica por efecto Joule o por efecto termoeléctrico; o por rozamiento, como residuo de otros procesos mecánicos o químicos. Asimismo, es posible aprovechar energía de la naturaleza que se encuentra en forma de energía térmica, como la energía geotérmica o la energía solar térmica. La energía térmica se puede transformar utilizando un motor térmico, ya sea en energía eléctrica, en una central termoeléctrica; o en trabajo mecánico, como en un motor de automóvil, avión o barco. La energía de la biomasa proviene en última instancia del sol. Mediante la fotosíntesis el reino vegetal absorbe y almacena una parte de la energía solar que llega a la tierra; las células vegetales utilizan la radiación solar para formar sustancias orgánicas a partir de sustancias simples y del CO2 presente en el aire. El reino animal incorpora, transforma y modifica dicha energía. En este proceso de transformación de la materia orgánica se generan subproductos que no tienen valor para la cadena nutritiva o no sirven para la fabricación de productos de mercado, pero que pueden utilizarse como combustible en diferentes aprovechamientos energéticos. 
  • 3.
    • Existen diferentes tipos o fuentes de biomasa que pueden ser utilizados para suministrar la demanda de energía de una instalación, una de las clasificaciones más generalmente aceptada es la siguiente:  - Biomasa natural : es la que se produce espontáneamente en la naturaleza sin ningún tipo de intervención humana. Los recursos generados en las podas naturales de un bosque constituyen un ejemplo de este tipo de biomasa. La utilización de estos recursos requiere de la gestión de su adquisición y transporte hasta la empresa lo que puede provocar que su uso sea inviable económicamente. 
    • Biomasa residual seca : se incluyen en este grupo los subproductos sólidos no utilizados en las actividades agrícolas, en las forestales y en los procesos de las industrias agroalimentarias y de transformación de la madera y que, por tanto, son considerados residuos. Este es el grupo que en la actualidad presenta un mayor interés desde el punto de vista del aprovechamiento industrial. Algunos ejemplos de este tipo de biomasa son la cáscara de almendra, el orujillo, las podas de frutales, el aserrin, etc.
    • - Biomasa residual húmeda: son los vertidos denominados biodegradables: las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos ganaderos (principalmente purines). 
    • Cultivos energéticos: son cultivos realizados con la única finalidad de producir biomasa transformable en combustible. Algunos ejemplos son el cardo (cynara cardunculus), el girasol cuando se destina a la producción de biocarburantes, el miscanto, etc. 
    • - Biocarburantes: aunque su origen se encuentra en la transformación tanto de la biomasa residual húmeda (por ejemplo reciclado de aceites) como de la biomasa residual seca rica en azúcares (trigo, maíz, etc.) o en los cultivos energéticos (colza, girasol, pataca, etc.), por sus especiales características y usos finales este tipo de biomasa exige una clasificación distinta de las anteriores.  Sus aplicaciones son diversas: generación de energía térmica, energía eléctrica y mecánica.
    Composición
  • 4. Producción En términos energéticos, se puede utilizar directamente, como es el caso de la leña, o indirectamente en forma de biocombustibles (biodiésel, bioalcohol, biogás, bloque sólido combustible). Pero al igual que no consideramos al vino como biomasa, debe evitarse denominar como biomasa a los biocombustibles (nótese que el etanol puede obtenerse del vino por destilación): 'biomasa' debe reservarse para denominar la materia prima empleada en la fabricación de biocombustibles. Bosques La única biomasa explotada actualmente para fines energéticos es la de los bosques, es razonable contemplar el aprovechamiento energético de la tala, de la limpieza de las explotaciones forestales (leña, ramaje, follaje, etc.) y de los residuos de la industria de la madera.   Residuos agrícolas El uso de la paja de los cereales en los casos en que el retirarla del campo no afecte apreciablemente a la fertilidad del suelo, y de las deyecciones y camas del ganado cuando el no utilizarlas sistemáticamente como estiércol no perjudique las productividades agrícolas.   Cultivos energéticos Se ha estudiado la posibilidad de ciertos cultivos energéticos, especialmente sorgo dulce y caña de azúcar, el problema de la competencia entre los cultivos clásicos y los cultivos energéticos no se plantearía en el caso de otro tipo de cultivo energético: los cultivos acuáticos. Una planta acuática particularmente interesante desde el punto de vista energético sería el Jacinto de agua, que posee una de las productividades de biomasa más elevadas del reino vegetal. Podría recurrirse también a ciertas algas microscópicas, que tendrían la ventaja de permitir un cultivo continuo. Así, el alga unicelular Botryococcus braunii , en relación a su peso, produce directamente importantes cantidades de hidrocarburos.
  • 5. Captación Fuente energética Puede ser aprovechada mediante su combustión directa a través de su transformación en biogás, bioalcohol, etc. Los métodos de conversión de la biomasa en combustible pueden agruparse en dos tipos: conversión bioquímica y conversión termoquímica . De la primera, se puede obtener el etanol y metano mediante la fermentación alcohólica y digestión anaerobia. De la segunda, se puede obtener gas pobre, carbón y jugos piroleñosos mediante gasificación y pirolisis Métodos termoquímicos Estos métodos se basan en la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa. Están bien adaptados al caso de la biomasa seca, y ,en particular, a los de la paja y de la madera. La combustión Oxidación de la biomasa por el oxígeno del aire, libera simplemente agua y gas carbónico, y puede servir para la calefacción doméstica y para la producción de calor industrial.   La pirolisis Combustión incompleta de la biomasa en ausencia de oxigeno, a unos 500 grados centígrados, se utiliza desde hace mucho tiempo para producir carbón vegetal. Aparte de este, la pirolisis lleva a la liberación de un gas pobre, mezcla de monóxido y dióxido de carbono, de hidrógeno y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de débil poder calórico, puede servir para accionar motores diesel, o para producir electricidad, o para mover vehículos. El gas pobre producido puede utilizarse directamente como se indica antes, o bien servir la base para la síntesis de un alcohol muy importante, el metanol, que podría sustituir las gasolinas para la alimentación de los motores de explosión . Métodos biológicos   La fermentación alcohólica: Es una técnica empleada hace mucho tiempo con los azúcares, que puede utilizase también con la celulosa y el almidón, a condición de realizar una hidrólisis previa (en medio ácido) de estas dos sustancias. Pero la destilación, que permite obtener alcohol etílico prácticamente anhidro, es una operación muy costosa en energía. En estas condiciones la transformación de la biomasa en etanol y después la utilización de este alcohol en motores de explosión, tienen un balance energético global dudoso. A pesar de esta reserva, ciertos países (Brasil, E.U.A.) tienen importantes proyectos de producción de etanol a partir de biomasa con un objetivo energético (propulsión de vehículos; cuando el alcohol es puro o mezclado con gasolina, el carburante recibe el nombre de gasohol).   La fermentación metánica Es la digestión anaerobia de la biomasa por bacteria. Es idónea para la transformación de la biomasa húmeda (mas del 75% de humedad relativa).En los fermentadores, o digestiones, la celulosa es esencialmente la sustancia que se degrada en un gas, que contiene alrededor de 60% de metano y 40% de gas carbónico. El problema principal consiste en la necesidad de calentar el equipo, para mantenerlo en la temperatura optima de 30-35 grados centígrados. No obstante, el empleo de digestores es un camino prometedor hacia la autonomía energética de las explotaciones agrícolas, por recuperación de las deyecciones y desechos del ganado. Además, es una técnica de gran interés para los países en vías de desarrollo. Así, millones de digestores ya son utilizados por familias campesinas chinas.
  • 6. Captación Una central de biomasa se ocupa de obtener energía eléctrica mediante los diferentes procesos de transformación de la materia orgánica. Básicamente el funcionamiento de una central es el siguiente: 1.La biomasa recogida se prepara para transformarla en combustible líquido. 2.Este combustible se quema y se calienta agua. 3.Se produce vapor a alta presión que mueve la turbina y esta a su vez mueve el generador que producirá energía eléctrica. 4.La energía eléctrica producida es transportada por el tendido eléctrico. 5.El calor producido por el vapor se transmite en forma de agua caliente.
  • 7. Mediante tornillo sin-fin. El silo ha de tener el suelo con una inclinación de 45º para garantizar el correcto vaciado. Mediante Saco Silo. Debido a su construcción modular es ideal cuando las limitaciones como puertas de entrada hacen difícil su ubicación, sin necesidad de obra civil. Mediante tornillo sin-fin Rotatorio. En este caso no es necesario el suelo inclinado lo que lo hace ideal para depósitos cuadrados garantizando el correcto vaciado y ofreciendo un alto nivel de eficacia. Mediante Succión. El pellet es transportado mediante un sistema de succión por flujo de aire con la posibilidad además de tener varios puntos de succión. Mediante depósito subterráneo. De esta forma se evita la utilización de espacio dentro de las viviendas. Estos depósitos están señalados para conservar el pellet en óptimas condiciones. Almacenamiento SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN Y ALMACENAJE CALDERA DE PELLET Las calderas modernas queman biomasa de alta calidad como astillas de madera, pellets o residuos agrícolas y agroindustriales uniformes, sin humos y con emisiones comparables a los sistemas modernos de gasoil y gas.  La mayor ventaja de los sistemas de biomasa se encuentra en el balance neutro de sus emisiones de CO2.  CALDERAS DE BIOMASA ALMACENAMIENTO
  • 8. Calderas de alta calidad Una caldera contaminante, ineficiente y difícil de manejar no contentará a ninguna comunidad o familia en cuya casa se instale, aunque sea barata. Como mínimo, las especificaciones de cualquier caldera de biomasa de alta calidad deben ser las siguientes: - Rendimiento mayor del 85% - Emisiones de CO menores de 200 mg/m³ y de partículas menores de 150 mg/m³ a carga completa y al 50% de carga - Sistema automático de limpieza de los intercambiadores de calor y de extracción de cenizas - Control remoto de la caldera por el fabricante o instalador - Alta fiabilidad y fácil operación y mantenimiento confirmado por expertos, fabricantes e instaladores en proyectos similares, aunque nunca una instalación es igual a otra dado que en los parámetros basados en su proyecto y diseño nunca coinciden y las apariencias engañan. Disipación
  • 9. Integración Funcionamiento del sistema La caldera recibe el pellet procedente del silo principal ( Almacén) mediante un sistema de succión de flujo de aire para almacenarlo en el deposito de consumo más pequeño integrado en la caldera .Desde aquí se procederá a la carga del mismo en el quemador para su combustión en función de las necesidades de consumo y teniendo en cuenta todos los parámetros que intervienen en la combustión, la calidad del pellet empleado, las condiciones de la temperatura ambiente y las climáticas exteriores que se procesan en su fiable y potente sistema de control por microprocesador para garantizar el más alto confort y las más altas prestaciones.