TRATADO SOBRE EL APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA BIOMASA

La biomasa es un recurso clave en el ámbito energético debido a su capacidad de contribuir a sistemas sostenibles, siendo una alternativa renovable a los combustibles fósiles, existiendo en las últimas décadas un impulso significativo de proyectos que buscan optimizar su aprovechamiento. Estos esfuerzos se centran principalmente en la transformación de materiales biológicos en biocombustibles y en la generación directa de energía. Sin embargo, la obtención de las materias primas y su logística son aspectos cruciales para que cualquier planificación energética sea efectiva y sostenible.

Una cadena de aprovechamiento energético basada en la biomasa debe incluir aspectos críticos como la valoración precisa de la biomasa disponible, la implementación de técnicas adecuadas para su recolección y transporte, así como el diseño de sistemas eficientes para la transformación de estos recursos.

Se exponen los principios de diseño de instalaciones de producción de biocombustibles, describiendo las metodologías de valoración y los criterios para una gestión sostenible. Se hace hincapié en la planificación detallada de las operaciones de obtención de biomasa energética, proporcionando una visión global sobre los equipos y técnicas disponibles, la organización de las tareas, y un análisis exhaustivo de los costes e impactos ambientales asociados. Esta perspectiva es esencial para los ingenieros responsables de la gestión de biosistemas, quienes deberán evaluar toda la cadena desde una perspectiva técnica, económica y medioambiental, garantizando así un aprovechamiento óptimo y sostenible de la biomasa en sus proyectos de energía renovable.

ÍNDICE COMPLETO DEL LIBRO:

Prólogo.

Simbología.

Capítulo I. La biomasa como fuente de energía renovable. Fuentes de biomasa. Biomasa agrícola para uso energético. Biomasa forestal para uso energético. Concluciones.

Capítulo II. Tipos de biocombustibles. Proceso de combustión. Tipos de biocombustibles.

Capítulo III. Caracterización de la biomasa sólida. Humedad. Densidad. Poder calorífico. Análisis. Temperatura de fusión. Análisis estructural. Inflamabilidad y combustibilidad. Análisis termogravimétrico. Durabilidad de los materiales densificados. Especificaciones de los biocombustibles. Normas análisis caracterización de Biomasa. Costes de análisis.

Capítulo IV. Cuantificación e inventariación de biomasa. En estructuras vegetales. En biomasa vegetal forestal. En biomasa de árboles frutales. En biomasa arbustiva. Biomasa procedente de podas. Biomasa ligada a la producción. Biomasa energética obtenible de cultivos energéticos. Determinación biomasa mediante teledetección.

Capítulo V. Sistemas de cosecha de biomasa leñosa. Equipos. Cosecha residuos poda frutales. Cosecha de biomasa forestal. Sistemas de desbroce, limpieza de monte bajo. Sistemas de cosecha de residuos herbáceos agrícolas.

Capítulo VI. Evaluación de los sistemas de cosecha. Evaluación técnica y económica de una máquina. Viabilidad proyectos aprovechamiento de biomasa. Teoría de colas.

Capítulo VII. Modelos logísticos para el abastecimiento de biomasa. Fuentes aprovisionamiento. Análisis de redes transporte. Técnicas programación y control proyectos. Problemas localización.

Capítulo VIII. Secado de la biomasa. Clasificación de los secadores. Dimensionado de los secadores por aire caliente. Cinética de los procesos de secado. Psicrometría del proceso de secado por aire caliente. Ejemplo de dimensionado de secadores. Medición de la porosidad de la biomasa.

Capítulo IX. Generación de potencia-ciclos de vapor. Análisis transferencia energía sistemas abiertos. Análisis elementos circuitos termodinámicos. Instalaciones de potencia de vapor. Tablas de propiedades termodinámicas del agua.

Capítulo X. Definición de caldera. Funcionamiento de la caldera de combustibles sólidos. Elementos de la instalación de la caldera. Funcionamiento de calderas de combustibles líquidos y gaseosos. Especificaciones técnicas de las calderas y datos en el proyecto. Determinación de la potencia de las calderas en edificios. Necesidades de aire en la caldera. Rendimiento y control de la combustión. Instalaciones térmicas industriales. Sistemas no estacionarios.

Capítulo XI. Pirólisis, gasificación y carbonización. Proceso de descomposición. Diseño. Tipos de gasificadores. Condiciones de operación. Depuración del Syngas. Motores y turbinas de gas. Dimensionado de la instalación. Carbonización.

Capítulo XII. Diseño de biorreactores. Fundamentos funcionamiento. Tipos. Cálculo de flujos y tiempos de retención. Reactores en serie. Bombas y conexiones. Dimensionado mecánico del biorreactor. Control térmico. Sistemas esterilización del reactor. Sensores asociados al biorreactor. Control de espuma. Automatización. Balance de masas y energía en reactores químicos.

Capítulo XIII. Tecnología del bioetanol. Características. Procesos obtención bioetanol. Procesos obtención almidón. Fermentación del azúcar. Destilación del etanol. Compuestos tóxicos para la fermentación. Métodos para el aumento de la fermentabilidad. Perspectivas de futuro comercialización bioetanol. Bioetanol como combustible. Etanol como aditivo para gasolinas y gasóleo.

Capítulo XIV. Fermentación anaerobia-biogás. Proceso de producción. Digestores. Adecuación del biogás. Gestión de residuos. Dimensionado de instalaciones.

Capítulo XV. Tecnología del biodiésel. Análisis transformación grano a aceite. Refinado aceite. Fase purificación de la glicerina. Calidad biodiésel. Dimensionado instalaciones. Aplicaciones biodiésel. Aplicaciones glicerina y su problemática.

Capítulo XVI. Cultivos energéticos oleaginosos. Estudio del girasol. Estudio de la colza. Estudio de la soja. Estudio de la Palma africana. Estudio de la jatrofa. Recopilación de análisis económico del cultivo de la soja. Análisis económico del cultivo de la palma africana. Análisis económico cultivo jatrofa.