Ing.AtiliodeFrías,Ph.D.Gerente Técnico
ProyectosyEstructuras,AJ,S.R.L.
1dediciembrede2016
Tipos deBiomasa,Disponibilidad yDistribución
2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD
3.Potencial en relación alacomposición química
1.Definición debiomasa
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución
4.Disponibilidad ydistribución
Biomasa es todo materialvegetaluorgánico quepueda ser usado como fuente deenergía térmica,energía eléctrica,químicos ocombustibles*
*Definición del“NationalRenewableEnergyLab”(NREL)delos Estados Unidos (www.nrel.gov)
TiposdeBiomasa
Comestibles
NOComestibles
Caña deazúcarMaíz
YerbaMerker Aserrín Estiércol
Bagazo decaña CascarilladearrozAcaciaMangium
Algas
Labiomasa comestibleyalgasqueda fueradentrodelcontextodeRDparafinesenergéticosoproductosdevaloragregado
Comestibles
NOComestibles
Caña deazúcarMaiz
YerbaMerker Aserrín Estiércol
Bagazo decaña CascarilladearrozAcaciaMangium
Algas
2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD
3.Potencial en relación alacomposición química
1.Definición debiomasa
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución
4.Disponibilidad ydistribución
TiposdeBiomasa dentrodelcontextoRDsonNOcomestiblesysonlassiguientes:
Ø BiomasaForestal
Ø Biomasa Herbácea
Ø Biomasa ResidualAgrícola
Ø Biomasa ResidualIndustrial
Ø AcaciaMangium
LaBiomasa Forestal consiste en especies arbóreas,ysonconocidastambiéncomobiomasasleñosas.
Ø Eucalipto
Ø Pino Caribea
Ø Leucaena
Ø YerbaMerker (“KingGrass”)
LaBiomasa Herbácea .Dentrodeeste grupo están lashierbas.
Ø Super KingGrass
Ø Bambu
Ø Arundo Donax
Ø Cascarilladearroz
LaBiomasa ResidualAgrícola consiste en los residuoslignocelulósicos delprocesamiento deotras especies debiomasa
Ø Bagazodecaña
Ø Jícaradecoco
Ø Racimos delapalma aceitera
Ø Arundo Donax
Ø Aserríndemadera
LaBiomasa ResidualIndustrial consiste en los residuos delprocesamiento industrialdeespecies forestales oherbáceas
1. FasedeCultivo:Características químicassonlasmáspreponderantes por su influencia en laeficiencia deoperación decalderas
2. Fase deSuministro:Características físicassonlasmásimportantes,comotamañodepartículaydensidad
LaBiomasatienedosfasesensuciclodevidadestinadacomofuentedeenergía
VanLooyKoppejan,2010.“BiomassCombustionandCo-Firing”.
1. FasedeCultivo:Características químicassonlasmáspreponderantes por su influencia en laeficiencia deoperación decalderas
2. Fase deSuministro:Características físicassonlasmásimportantes,comotamañodepartículaydensidad
LaBiomasatienedosfasesensuciclodevidadestinadacomofuentedeenergía
VanLooyKoppejan,2010.“BiomassCombustionandCo-Firing”.
2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD
3.Potencial en relación alacomposición química
1.Definición debiomasa
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución
4.Disponibilidad ydistribución
(Celulosa y hemicelulosa)(Lignina)
(Lignina)
Adaptado dehttp://genomicscience.energy.gov/roadmap/#page=news
Celulosa
Hemicelulosa
Lignina
Glucosa
Xilosa
Anillo Fenólico
Labiomasa NOcomestibleeslignocelulósica ytiene trescomponentes principales
Eltipo debiomasa conmayorpoder calorífico eslaforestal,dadosu mayorcontenido decelulosa ydelignina
Lignina
Celulosa44%
Hemicelulosa 6%
Lignina 35%
Celulosa40%
Hemicelulosa22%
Lignina 23%
Templetonetal.“CompositionalAnalysisofBiomassReferenceMaterials:ResultsfromanInterlaboratory Study
Pino(biomasa forestal)
Bagazo decaña(biomasa residualagrícola)
Mayorcontenido decelulosa ylignina implica mayorcontenido decarbono fijo ypor tanto,mayorpoder calorífico
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
Análisis Químico Inmediato
ElAnálisis Químico Inmediato es elúnico disponibleen RDparabiomasa,en elInstituto deInnovacion enBiotecnología eIndustria (IIBI)
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
Análisis Químico Inmediato
Elcontenido dehumedad es elporcentaje deaguaen labiomasa
Ø Máximocontenidodehumedadaceptadoporusuariosdebiomasaes50%
Ø Contenidos altosdehumedad disminuyen laeficenciaen lacombustión yelvolumen degasesproducidos enlacaldera
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
Loselementos volátiles apartir debiomasa seformandurante lacombustión yconsiste en gasesdebajo pesoMolecular,CO,CO2,etc
Ø Contenidodevolátilesoscilaentre40%y80%
Ø Permite quelabiomasa seauncombustiblealtamentereactivo queva ainfluenciar ladescomposicióntérmica delamisma
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
Elcarbono fijo es elresiduo sólido combustibledespués delaremoción devolátiles delabiomasa
Ø Contenidodecarbonofijooscilaentre6%y20%
Ø Unóptimo funcionamiento delacalderarequiere ladescomposición completa deeste carbono fijo en CO2yH2O
Humedad
Volátiles
Carbono fijo
Cenizas
Elcontenido decenizas es elresiduo remanente delacompleta oxidación delabiomasa,yes una medida delcontenido demateria inorgánica en labiomasa
Ø Contenidodecenizasaumentasilamuestrapresentaimpurezasminerales
Ø Varía entre0.1%como en algunas biomasas leñosas,hastaun15%parabiomasas herbáceas
Ø Es preferible utilizar biomasa conunbajo contenido decenizas parareducir emisiones ysimplificar proceso deremoción decenizas
Ø Unaltocontenido decenizas puede afectar lalimpiezadelacaldera
Humedad
Volátiles
Carbono fijoCenizas
Eltipo debiomasa conmayorpoder calorífico eslaforestal,dadosu mayorcontenido decelulosa ylignina,ypor tanto,mayorcarbono fijo
Tipo de Biomasa
Celulosa Hemicelulosa Lignina Podercalorífico
Forestal + - + +Herbácea - + - -Residual Agrícola
- + - -
Residual Industrial
- + - -Tipo de Biomasa
CarbonoFijo
Volátiles Cenizas
Forestal + - -Herbácea - + +Residual Agrícola
- + +
Residual Industrial
- + +
2.Tiposdebiomasa en elcontextoRD
3.Potencial en relación alacomposición química
1.Definición debiomasa
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución
4.Disponibilidad ydistribución
Elepicentro delmercado debiomasa en elpaíshastalafecha sonlasregiones Central,Norcentral yEste
Fuente:PlanOperativo2012.MinisteriodeAgriculturadelaRepúblicaDominicana
SanPedrodeMacorís es laprincipalfuente debiomasaresidualagrícola (bagazo decaña)
Fuente:PlanOperativo2012.MinisteriodeAgriculturadelaRepúblicaDominicana
DistritoNacionalyMontePlatasonlos principalescentros deacopio parabiomasa residualindustrial
Fuente:PlanOperativo2012.MinisteriodeAgriculturadelaRepúblicaDominicana
LaAcaciaMangium es laespecie dominante paralamayoría delos productores debiomasa en elmercado actual
Ø Especieforestalderápidocrecimientoydealtopodercaloríficocomocombustiblebiomásico
Ø PrincipalespecieenlasregionesCentral,Norcentral yEstedelpaís
Ø Adaptableadiferentes tipos desuelos marginales
Tipo desuelos en lasregiones Central,Norcentral yEste
Ø En laprovincia MontePlata(región Central)los suelostienden aser franco-arenosos ynomuy arcillosos
Ø En laprovincia Monseñor Nouel (región Norcentral)los suelos sonarcillosos yácidos (pH=3– 4.2)
Ø EnlaprovinciaSanPedrodeMacorís(regiónEste)lossuelossonrocosos,norotulables (bajacapacidaddearado),yconbajapluviometría.§ Leucaena ensuelosdebajapluviometría(800mm
alaño).§ Eucaliptoensuelosconpluviometríade(1800mm
alaño)
Ø EnlaprovinciaLaAltagracia,lossuelossonácidos,aunqueconbuencontenidodemateriaorgánica
Fuente:J.AtiliodeFrías,Ph.D.
LaAcaciaMangium es laespecie dominante paralamayoría delos productores debiomasa en elmercado actual
Ø Puedecrecersobrerocas,yrequieresuelosconbuendrenajeypHbajo
Ø EnRDsehanreportadoincrementosenalturade4m/año eincrementoeneldiámetrode4cm/año
Ø Densidaddeárbolesvaríaentre100a300árbolesportarea(629m2)
Fuente:J.AtiliodeFrías,Ph.D.yHumbertoCheco,M.S.
LaAcaciaMangium es laespecie dominante paralamayoría delos productores debiomasa en elmercado actual
Ø Turnosderotaciónde4a6años
Ø Secortadurantetodoelaño
Ø Modalidaddecorteatalarasa
Fuente:J.AtiliodeFrías,Ph.D.yHumbertoCheco,M.S.
2.5árbolesdeAcacia(de8a10añosdeedad)equivalenaproximadamentea1toneladadebiomasa
En conclusión:
1.Lostipos debiomasa en elcontextoRDparalaproducción deenergía térmica yeléctrica son:Ø BiomasaForestalØ Biomasa HerbáceaØ Biomasa ResidualAgrícolaØ Biomasa ResidualIndustrial
2. Labiomasa forestal tiene elmayorcontenido decelulosa ylignina,ypor tanto,mayorcarbono fijo queimplica unmayorpoder calorífico.
3. LaAcaciaMangium eslaespecieforestaldominanteentrelosproductoresenelmercadodebiomasa
4. ElepicentrodelmercadoydisponibilidaddebiomasaenelpaíssonlasregionesCentral,Norcentral yEste.
Ing.AtiliodeFrías,Ph.D.Gerente Técnico
ProyectosyEstructuras,AJ,S.R.L.
1dediciembrede2016
TiposdeBiomasa,Disponibilidad yDistribución