1. Biomasa como
Alternativa
Energía
Fuentes Alternativas de
Energía.
Guillermo Rios Gómez

2. Fuentes Alternativas de Energía.
Sergio Botero Botero.
D.Sc.Profesor Asociado Facultad de Minas.
Universidad de Medellín.
¿Qué es Biomasa?
Es el aprovechamiento del conjunto de
materias orgánicas renovables de origen
vegetal, animal o procedentes de la
transformación de las mismas para la
generación de calor y/o electricidad.

3. Fuentes Alternativas de Energía.
Sergio Botero Botero.
D.Sc.Profesor Asociado Facultad de Minas.
Universidad de Medellín.

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Biomasa en el Mundo
 En china han estado utilizando esta tecnología
desde hace más de 200 años. Actualmente tiene 10
millones de digestores de biogás que aprovechan
los residuos animales.
 El mercado de la generación de energía mediante
el uso del biogás aún está subdesarrollada, en
relación al enorme potencia que tiene este
combustible.
 En Europa, Francia es el país que mayor cantidad de
biomasa consume (más de 9 millones de toneladas
equivalentes de petróleo (tep)) seguido de Suecia.
España ocupa el cuarto lugar dentro de esta lista
con 3,6 millones de tep.

5. Fuentes Alternativas de Energía.
Sergio Botero Botero.
D.Sc.Profesor Asociado Facultad de Minas.
Universidad de Medellín.
Biomasa en Colombia
Los lugares más oscuros
hacen relación a alta
densidad de matera de
biomas, y los más claros, se
refieren a los menor densidad
de materia de biomasa. Los
potenciales se distribuyen
para la biomasa primaria, en
las áreas rurales con
considerable actividad
agrícola y bosques, para los
residuos sólidos municipales
se cuenta con los centros
urbanos.

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Ventajas
 Disminución de las emisiones de CO2.
 Aunque para el aprovechamiento energético de
esta fuente renovable tengamos que proceder a
una combustión, y considerar que es la misma
cantidad que fue captada por las plantas
durante su crecimiento. Es decir, que no supone
un incremento de este gas a la atmosfera.
 No emite contaminantes sulfurados o
nitrogenados, ni apenas partículas solidas.
 Si se utilizan residuos de otras actividades como
biomasa, esto se reduce a un reciclaje y
disminución de residuos. Canaliza, por tanto, los
excedentes agrícolas alimentarios, permitiendo el
aprovechamiento de las tierras de retirada.

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Ventajas
 Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos
excedentarios en el mercado de alimentos.
Eso puede ofrecer una oportunidad al sector
agrícola.
 Permite la introducción de cultivos de gran
valor rotacional frente a monocultivos
cerealistas.
 Puede provocar un aumento económico en
el medio rural.
 Disminuye la dependencia externa del
abastecimiento de combustibles.

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Desventajas
 Tiene un mayor coste de producción frente a
la energía que proviene de los combustibles
fósiles.
 Menor rendimiento energético de los
combustibles derivados de biomasa en
comparación con los combustibles fósiles.
 Producción estacional.
 La materia prima es de baja densidad
energética lo que quiere decir que ocupa
mucho volumen y por lo tanto puede tener
problemas de transporte y almacenamiento.
 Necesidad de acondicionamiento o
transformación para su utilización.

9. Fuentes Alternativas de Energía.
Sergio Botero Botero.
D.Sc.Profesor Asociado Facultad de Minas.
Universidad de Medellín.
Biomasa en Colombia
 Clasificación del
recurso de
acuerdo con el
origen (valores de
potencial a futuro).
 Cultivos
energéticos.

10. Fuentes Alternativas de Energía.
Sergio Botero Botero.
D.Sc.Profesor Asociado Facultad de Minas.
Universidad de Medellín.
Residuos en Colombia
Mayores depósitos de residuos solidos: Bello y
Don Matías en Antioquia, Mondoñedo y
altiplano cundiboyacense (Doña Juana), en
Cundinamarca y Valle del Cauca. El 85% de las
basuras de generan en los hogares y el 15%
restante lo produce el comercio, la industria, las
instituciones, las plazas de mercado y las vías
publicas. El 56% de los centros urbanos de
Colombia disponen de las basuras en
botaderos a cielo abierto y el 5% lo arrojan a
ríos.

11. Fuentes Alternativas de Energía.
Sergio Botero Botero.
D.Sc.Profesor Asociado Facultad de Minas.
Universidad de Medellín.
Biomasa en Colombia

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Aplicaciones
La gran variedad de
biomasas existentes unidas al
desarrollo de distintas
tecnologías de
transformación de esta en
energía (Combustión directa,
Pirolisis, Gasificación,
Fermentación, Digestión
anaeróbica,…) permiten
plantear una gran cantidad
de posibles aplicaciones
entre las que se detectan la
producción de energía
térmica, electricidad,
biocombustibles y gases
combustibles.

13. Producción de
Energía Eléctrica
Análisis de la
generación térmica
a vapor con
biomasa (Madera)
Biomasa como Alternativa
Energía
Provincia de Misiones

14. FUENTE:
Concejo profesional de Arquitectura
E Ingeniería de Misiones
Consideraciones Previas:
Módulos de Potencia, los mayores posible. Disponibilidad de agua
para refrigeración en abundancia, 4,5 m3/h por cada MWh.
generado. Para una torre Degremont, (por ejemplo)
Proximidad es a una red eléctrica, en lo posible de 132kV, para
interconectarse y le fijen la frecuencia.
Ser de Diseño con capacidad de condensar el 100% del vapor
generado.
Ser un cogenerador, es decir que el vapor se le trate como un
“COMMODITY” de la central.
Estar ubicada en un gravicentro forestal.
El hogar de la caldera debe ser del tipo ,flex , es decir estar
preparada para quemar varios tipos de combustibles.

15. FUENTE:
Concejo profesional de Arquitectura
E Ingeniería de Misiones
Consideraciones Económicas:
Debe tener asegurado el combustible al menos por el
periodo de Amortización, aproximadamente 20 años.
Debe considerarse que es un emprendimiento subsidiario, no
es el principal, por ende debe competir con fuentes
alternativas de abastecimiento.
Tiene que satisfacer la Ecuación Energética.
Debe, necesariamente, tener incentivos adicionales o
regulación con exigencias.
Debe competir con los costos de la Energía disponible, al
menos con la máscara, por ejemplo la Energía Plus,
aproximadamente160$/MWh.

16. FUENTE:
Concejo profesional de Arquitectura
E Ingeniería de Misiones
Análisis de factibilidad de una Central
Térmica a Vapor de Biomasa en la
Provincia de Misiones.
Para realizar un análisis que pueda ser útil, cualquiera fuere el módulo
elegido, lo planteamos en “PORUNIDAD” de Potencia instalada, en
este caso MW.
El poder calorífico, promedio, de la madera con 50% de humedad es
de1750kcal/kg.
Para una caldera con buen rendimiento térmico (aproximadamente
40% ) las necesidades son de 3.150 kcal/kWh.
Por lo tanto para generar 1kWh. Son necesarios 1,8Kg de combustible.
3.150 kcal/kWh
= 1,8 Kg/kWh.
1.750 kcal/kg

17. FUENTE:
Concejo profesional de Arquitectura
E Ingeniería de Misiones
Consideraciones Técnicas:
Deberá ser capaz de abastecer el emprendimiento para el cual fue diseñado y
ser flexible de manera tal que pueda sectorizar su abastecimiento.
Deberá ser ampliable, por lo que en su emplazamiento no debe tener limitantes
irreductibles.
Deberá tener una playa de acopio de combustible de al menos 15 días de
consumo.
Deberá ser capaz de trabajar en isla.
Deberá ser de un diseño tal que le permita absorber todo el reactivo que le
demande el emprendimiento principal.
Deberá ser capaz de interconectarse a la red.
El sistema de protección es debe ser el adecuado para interconectarse a la red.

18. FUENTE:
Concejo profesional de Arquitectura
E Ingeniería de Misiones
Para un aserradero cuyo rendimiento fuese del 50%
realizaremos el análisis en pu.
1 MWh. Demandarían 1.800 Kg = 1,8 tn/MWh.
1,8 tn/MWh.
= 3,6tn/h
0,5 ( rendimiento )
De troncos a talar necesarios para generar 1,8 tn. De residuos
utilizados como combustible.
3,6 (tn/h) * 24 h/día = 86,4 tn/día de troncos necesarios a
procesar.
Observación. En el residuo se ha incluido chips limpios, chips
sucio, aserrín y retazos. Téngase en cuenta que cada
elemento tiene un valor diferencial y una utilización
alternativa. Se puede afirmar que los residuos irán
disminuyendo, puesto que se mejora la calidad y eficiencia
del proceso de aserrado.

19. FUENTE:
Concejo profesional de Arquitectura
E Ingeniería de Misiones
Aéreas implantadas a
procesar:
Una hectárea de pino de 18 a 20 años rinde aproximadamente 350 tn
de troncos aserrables por ha.
Para una Central a Vapor alimentada con subproductos forestales
varios, C.T.V. Bio, de 1 MW de potencia instalada ( 1,25 MVA ), si
generara 8280 hs, es decir 20 días al año de parada para
mantenimiento mayor, necesitaría:
1 MW x 8280 ( h/año ) x 1,8 ( tn/MWh ) = 14.904 ( tn/año ) de
subproducto Si suponemos que el “aserradero” tiene una eficiencia
del 50% o sea η=0,5 Implicaría que deberíamos procesar:
14.904 (tn/año)
= 29.808 (tn/año) de troncos
0,5
Y como supusimos que una ha. Rinde 350 tn de troncos, nos indica
que para esta C.V.T. Bio de 1 MW, en un año necesitaríamos:

20. FUENTE:
Concejo profesional de Arquitectura
E Ingeniería de Misiones
29.8089 (tn/año)
= 85,16(ha/año)
350 (tn/ha)
100 ha = 1 km2
O sea 0,8516 ( Km2/año ) por MW instalado

21. FUENTE:
Concejo profesional de Arquitectura
E Ingeniería de Misiones
Haciendo comparaciones: Para generar con C.V.T. Bio la Energía más
probable de la Central Hidroeléctrica de Urugua - I igual a 355 ( GWh
/año ),
355 x 103 (MWh/año) x 1,8 (tn/MWh) = 639 x 103 (tn/año)
De subproducto
639.000 (tn/año) * (1/0,5) = 1.278.000 (tn/año) de troncos a procesar.
Superficie afectada:
1.278.000 (tn/año)
= 3.651 ha/año
350 (tn/ha)
Superficie afectada:
3.651 (ha/año)
= 36,51 km2/año deforestación año
100 (ha/km2)

22. Consideraciones sobre los sub
productos de aserraderos:
La tecnología hace que cada vez mejore
la calidad de los cortes y por ende el
aserrín, producto del aserrado, disminuya;
con el finguerjoint se aprovechan los cortes
de encudradura, el resto se chipea, chip
banco y chip sucio.