ESTUDIO DE LA DENDROLOGÍA,

BIOMASA Y BIOENERGÍA

Este trabajo corresponde a un estudio que realice en un curso

para la “Organización para la Alimentación y la Agricultura” - FAO.

Como soy productor de árboles y arbustos, es importante poner en

conocimiento para ustedes y compartir cierta información de valor

e interés. Los saludos cordialmente.

DEFINICIÓN DE BIOMASA

Se define a la Biomasa como "toda materia de origen biológico (excluidas las formaciones

fósiles) como los cultivos energéticos, desechos y subproductos agrícolas y forestales, estiércol o

biomasa microbiana".

La Biomasa comprende toda materia orgánica originada en un proceso biológico utilizable como fuente de energía. Este proceso biológico puede ser espontáneo como la formación de montes naturales o un proceso provocado por acumulación de guano en criadero de aves. Es decir, cualquier sustancia orgánica de origen vegetal o animal, incluye los materiales que resultan de su transformación natural o artificial.

La biomasa engloba a los productos energéticos y materias primas que se originan a partir de la materia orgánica. Quedan excluidos los combustibles fósiles o los productos derivados de ellos, aunque también tuvieron un origen biológico en épocas remotas. Una característica relevante es que la biomasa resulta un recurso energético renovable, es decir bajo ciertas condiciones, se repone, mientras que los combustibles fósiles resultan recursos agotables.

Debe considerarse que el concepto de biomasa es más profundo ya que actualmente constituye un vector energético que, a corto plazo, puede ser básico en nuestra sociedad, tanto desde el punto de vista energético y ambiental, como para el desarrollo socioeconómico de las zonas rurales.

ORIGEN Y FORMACIÓN DE LA BIOMASA La energía que contiene la biomasa es energía solar almacenada a través de la fotosíntesis, proceso por el cual algunos organismos vivos, como las plantas, utilizan la energía solar para

convertir los compuestos inorgánicos que asimilan, como el CO2, en compuestos orgánicos.

Residuos agrícolas y forestales

Los vegetales son una fuente directa de biomasa tanto a partir de la actividad agrícola como la

forestal. La utilización de la masa forestal como fuente directa de biomasa o los residuos luego de

la cosecha, conjuntamente con podas y raleos, constituye una fuente relevante de biomasa. Los

montes pueden ser naturales o implantados y en ambos casos requieren pautas de manejo

racionales y controladas. En este sentido, debe considerarse que se han desarrollado cultivos que

tienen como objetivo principal la producción de energía, ya sean pasturas de elevado rendimiento

y especies arbóreas de rápido crecimiento. Son estos los llamados cultivos energéticos.

Residuos animales

La actividad pecuaria permite obtener una biomasa constituida por las excretas de los animales

bajo crianza. Considerando su elevado contenido de humedad no puede ser utilizada en quemado

directo, pero es fuente de biogás mediante un proceso de biodigestión.

Residuos de industrias

El proceso de industrialización de la madera origina un volumen importante de biomasa compuesta

de materia lignocelulósica no utilizada, en forma de costaneros, chips y aserrín.

Los residuos agrícolas de cosecha (denominados RAC), que se originan en el proceso de

recolección y los residuos agrícolas industriales (denominados RAI) que se originan en la actividad

de la clasificación y procesamiento de la producción agrícola constituye una fuente importante de

biomasa.

Residuos urbanos

Las áreas urbanas producen efluentes y residuos sólidos urbanos (denominados RSU) con alto

contenido de componente orgánico, que también pueden considerarse biomasa y ser utilizada con

fines energéticos, mediante procesos de biodigestión anaeróbica.

USO ACTUAL Y DISPONIBILIDAD DE LA BIOMASA

Origen

Dada la heterogeneidad en el origen y composición de la biomasa resulta razonable también la

heterogeneidad en su uso. Pudiendo utilizarse fundamentalmente para calefacción, cocción,

producción de agua caliente y energía eléctrica en el sector doméstico (viviendas unifamiliares,

comunidades de vecinos, barrios o municipios enteros), calor y electricidad para procesos

industriales y generación de electricidad destinada a la red.

Disponibilidad

La disponibilidad de la biomasa está asociada a su posibilidad de recolección y facilidad de uso.

La baja densidad energética, esto es la cantidad de calor por unidad de peso o de volumen,

impone que el consumo se realice en las proximidades de la zona donde la biomasa se encuentra

disponible. Por lo tanto son los pobladores rurales o comunidades que se encuentran emplazadas

en las cercanías de las fuentes de biomasa los que tienen posibilidades de su aprovechamiento

Uso

En el caso que exista un proceso de transformación de la biomasa disponible en combustibles

biomásicos, como carbón de leña o pellets, facilita el transporte y disponibilidad en grandes

distancias y mercados más amplios.

La biomasa originada en procesos industriales (RAI) incrementa su concentración y continuidad

en su disponibilidad. Esto facilita la utilización en procesos industriales y generación de energía

eléctrica.

La utilización de la biomasa resulta conveniente cuando se realiza en las proximidades de las

fuentes de abastecimiento.

IMPACTO AMBIENTAL DE LA BIOMASA

La acumulación de biomasa sin aplicación origina generalmente impacto ambiental que debe ser

considerado.

ACTIVIDAD FORESTAL

Las ramas, despuntes y tocones que queden en el campo originan riesgos de incendios. Cuando

la poda de frutales se realiza con fines sanitarios, debe ser recogida a fin de evitar infecciones.

La acumulación de chips y aserrín en aserraderos o industria del mueble origina contaminación

atmosférica por particulado, proliferación de vectores y emisiones por descomposición. El

quemado en forma descontrolada origina problemas aún mayores por emisiones a la atmósfera.

Los residuos agrícolas de campo (RAC) en forma parcial pueden contribuir a la conservación del

suelo y conservación de la humedad. En forma controlada la recolección del RAC puede ser

beneficiosa, en particular cuando el RAC es eliminado del campo mediante quemado.

GANADO

Las excretas de ganado vacuno y porcino las formas tradicionales pueden ser fuentes de

contaminación de aguas subterráneas y emisiones de metano. La utilización de biodigestores

resulta una excelente alternativa para la reducción del impacto ambiental. En cuanto a la cría de

aves, el guano utilizado como fertilizante no se demanda en general en su totalidad, teniendo en

cuanta las restricciones en su transporte.

Se destaca que la no utilización de la biomasa disponible implica un impacto ambiental que

puede resolverse satisfactoriamente mediante su aprovechamiento energético.

DEFINICIÓN DE ENERGÍA Y DE BIOENERGÍA

La energía es la capacidad para realizar trabajo y producir cambios...

Es decir, la energía es la capacidad de hacer funcionar las cosas.

La unidad de medida utilizada para cuantificar la energía es el Joule (J)

Resulta relevante destacar que cuando la energía se transforma de una forma en otra, se

producen pérdidas en cuanto a la cantidad de energía utilizable. En todo proceso de

transformación de energía calórica en mecánica o eléctrica existen inevitables pérdidas que son

caracterizadas con el concepto de rendimiento.

BIOENERGÍA

1- La Bioenergía es la energía procedente de la biomasa, comprende todas las formas de

energía derivada de combustibles orgánicos (biocombustibles) de origen biológico utilizados

para producir energía. Comprende tanto los cultivos destinados a producir energía que se

cultivan específicamente, como las plantaciones polivalentes y los subproductos (residuos y

desechos). (FAO)

2- El término subproductos incluye los subproductos sólidos, líquidos y gaseosos derivados de

las actividades humanas. Se puede considerar a la biomasa como una forma de energía

solar transformada. (FAO)

3- La bioenergía es un tipo de energía renovable que se produce a partir del

aprovechamiento de la materia orgánica e industrial formada en algún proceso biológico o

mecánico, generalmente de las sustancias que constituyen los seres vivos o sus restos y

residuos.

FUENTES DE ENERGÍAS

El gráfico muestra las fuentes de energía disponibles en la naturaleza según su carácter

renovable o no renovable y si su utilización puede calificarse como “limpia” o “contaminante”.

Biomasa

La Biomasa puede clasificarse en:

Natural

Se produce en la naturaleza sin intervención humana.

Puede utilizarse con fines energéticos en forma directa como leña, ramas, estiércol seco o

elaborado facilitando su transporte, manipuleo y quemado, ya sea como carbón de leña,

briquetas de carbón, pellets de diversos tipos de biomasa lignocelulósica.

Residual

Es subproducto o residuo generado en las actividades agrícolas (RAC), silvícolas y ganaderas;

residuos de la industria agroalimentaria (RAI) y de la industria de la madera (aserraderos,

fábricas de papel, muebles) así como residuos de depuradoras y el reciclado de aceites.

Pueden utilizarse los residuos en quemado directo como cáscaras, carozos o pepitas, sarmientos,

pajillas, marlos de maíz u otros.

Cultivos energéticos

Son aquellos que están destinados específicamente a la producción de biomasa.

La biomasa es una de las fuentes de energía que reúne características de renovable y limpia, se

la incluye en las denominadas energías alternativas o no convencionales. La forma de

aprovechar energéticamente la biomasa puede efectuarse de diversas maneras.

Bioenergía

Las formas más conocidas y utilizadas de la bioenergía son:

1- Biodiesel: es un biocombustible líquido, producido a partir de recursos renovables y domésticos tales

como aceites vegetales o grasas animales de primera o segunda generación (sin o con uso previo). Es

biodegradable, renovable y no tóxico, libre de azufre y compuestos aromáticos potencialmente

cancerígenos.

Bioetanol: también llamado etanol de biomasa, es el principal producto obtenido de la fermentación y

destilación del almidón (azúcares), contenido en la materia orgánica (biomasa), previamente extraído por

procesos enzimáticos. Se obtiene a través de las siguientes materias primas: féculas y cereales (trigo,

maíz, centeno, yuca, papa, arroz) y azúcares (melazas de caña, melazas de remolacha, sirope de azúcar,

fructuosa, suero).

Biogás: también conocido como biometanol, es el producto gaseoso de la descomposición anaeróbica

(descomposición sin oxígeno) de materia orgánica.

DEFINICIÓN DE ENERGÍA Y DE BIOENERGÍA

La Biomasa es la primera fuente de energía que conoció la humanidad. La biomasa de la madera, residuos agrícolas y estiércol continúa siendo la fuente principal de energía y materia útil en países poco industrializados. La situación generada por la reciente crisis internacional, precios elevados de la energía, seguridad

energética precaria y los problemas generados por el cambio climático, ha impulsado el desarrollo de las energías renovables, entre ellas la Bioenergía, como no se ha visto en el pasado. Las ventajas más importantes de la bioenergía se relacionan con el desarrollo de la comunidad, de su territorio y de sus recursos naturales. La biomasa para uso energético es una fuente energética disponible localmente y manejada adecuadamente es renovable, económica, ambiental y socialmente sostenible. La bioenergía puede reemplazar el consumo de combustibles derivados del petróleo, cada vez más

conflictivo y oneroso, generando ahorros, reduciendo la dependencia externa y contribuyendo a la mitigación del Cambio Climático.

CICLO DE VIDA

El esquema muestra el ciclo del CO2 para una tonelada de biomasa vegetal

La utilización de biocombustibles constituye un ciclo cerrado de carbono. Esto significa que al utilizar biocombustibles, se reduce el CO2 que es enviado a la atmósfera, porque parte del mismo

se ha absorbido durante el crecimiento de las plantas que se utilizaron anteriormente para

producirlo. Al momento de la combustión, los biocombustibles emiten una cantidad similar de CO2 que la que emiten los combustibles convencionales. Debe tenerse en consideración que para producir o colectar la biomasa suelen utilizarse equipos y transportes que consumen combustibles fósiles y por lo tanto el balance de emisiones GEI no es estrictamente nulo. Aunque es frecuente que la recolección y el transporte se realicen manualmente o mediante tracción a sangre.

En el caso de los residuos agroindustriales, son producidos sin incrementar el volumen de emisiones que se producen para poder cumplir con la producción objetivo del proceso. Las aplicaciones energéticas de los tipos más comunes de biomasa reducen las emisiones de CO2 entre un 55 y un 98 %, en comparación con los combustibles fósiles, aunque haya que transportar la materia prima a larga distancia, siempre que la producción de la biomasa no cause cambios en el uso de la tierra. Cuando se usan residuos forestales o agrícolas, los ahorros en

gases de efecto invernadero están normalmente por encima del 80 % en comparación con los combustibles fósiles.

Asimismo el uso de biomasa residual viene a resolver un pasivo ambiental compuesto por emisiones de metano con una mayor equivalencia de emisiones en dióxido de de carbono.

COMPETENCIAS CON OTROS USOS Y CON LA ALIMENTACIÓN

Debe distinguirse entre:

Biomasa aplicada a la producción de biocombustibles, fundamentalmente biodiesel y

etanol.

Biomasa originada en residuos (RAC Y RAI) atento a su relación y efecto respecto de

los usos alternativos.

1. Mientras que la biomasa residual no ofrece demasiadas alternativas de utilización,

los biocombustibles requieren aceites o glucosa producidos con cultivos que pueden destinarse a la alimentación humana o animal. Debe tenerse en consideración que se encuentra en avanzado estado de desarrollo la tecnología para producir biocombustibles de segunda y tercera generación cuya materia prima no compite con la alimentación.

2. La demanda de biocombustibles de primera generación se ha incrementando debido a la necesidad cada vez mayor de energéticos, el alza en el costo del petróleo, la

búsqueda de fuentes de energía renovables y no contaminantes y el deseo de aumentar los ingresos agrícolas en los países en desarrollos

3. Contemporáneamente ha aumentado en forma relevante la necesidad de contar con cultivos, como el maíz y la caña de azúcar, que pueden utilizarse como materia prima para producir biocombustibles. Se sostiene que esta demanda ha tenido a nivel mundial un impacto significativo en los sistemas alimentarios.

4. Los efectos de la creciente demanda de biocombustibles están vinculados con los

mercados de granos, reflejo de los cambios demográficos y de una mejor alimentación. En los países en desarrollo, a medida que la población y los ingresos se incrementan, las preferencias en materia de alimentos van cambiando de cultivos básicos a productos de mayor valor, como los cárnicos y los lácteos

5. En consecuencia la demanda de alimento para animales a base de granos y

proteínas se incrementa y podría llegar a competir con la demanda de alimentos para consumo humano. Estos cambios han llevado a la intensificación de la presión ejercida sobre los mercados mundiales de productos agrícolas y al alza en el precio de los alimentos independientemente del posible impacto en los biocombustibles.

6. De acuerdo con la FAO se prevé que prosiga la expansión de los biocombustibles,

aunque la contribución de los biocombustibles líquidos a los recursos energéticos para el transporte es y seguirá siendo limitada. No obstante, los biocombustibles tienen una importante repercusión en los mercados agrícolas mundiales, el medio ambiente y la seguridad alimentaria.

7. Esta nueva fuente de demanda de productos agrícolas básicos puede ofrecer una oportunidad a los países en desarrollo para aprovechar el crecimiento económico y conseguir un mayor desarrollo rural y reducir la pobreza. Sin embargo, existe un riesgo de que el

aumento de los precios de los alimentos pueda tener consecuencias muy negativas para la seguridad alimentaria dela población más pobre del mundo. Además, la demanda de biocombustibles podría ejercer una importante presión adicional en la base de recursos

naturales, con consecuencias sociales y medioambientales potencialmente perjudiciales.

COMPETENCIA CON OTROS USOS Y CON LA ALIMENTACIÓN

De acuerdo con la FAO se prevé que prosiga la expansión de los biocombustibles, aunque la contribución de los biocombustibles líquidos a los recursos energéticos para el transporte es y seguirá siendo limitada. No obstante, los biocombustibles tienen una importante repercusión en

los mercados agrícolas mundiales, el medio ambiente y la seguridad alimentaria.

Esta nueva fuente de demanda de productos agrícolas básicos puede ofrecer una oportunidad a los países en desarrollo para aprovechar el crecimiento económico y conseguir un mayor desarrollo rural y reducir la pobreza. Sin embargo, existe un riesgo de que el aumento de los precios de los alimentos pueda tener consecuencias muy negativas para la seguridad alimentaria dela población más pobre del mundo. Además, la demanda de biocombustibles podría

ejercer una importante presión adicional en la base de recursos naturales, con consecuencias sociales y medioambientales potencialmente perjudiciales. (7) y (8)

La demanda de materias primas agrícolas para biocombustibles líquidos constituirá un factor importante para los mercados agrícolas en el futuro próximo.

El rápido crecimiento de la demanda de materias primas para biocombustibles

ha contribuido a un aumento de los precios de los alimentos, y amenaza la seguridad alimentaria de compradores netos de alimentos, tanto en áreas rurales

como en áreas urbanas. Se necesita crear urgentemente redes de seguridad para proteger a la población mundial más pobre y más vulnerable, y asegurar su acceso a una

alimentación adecuada.

A más largo plazo, la expansión de la demanda y el aumento de los precios de los productos básicos agrícolas pueden representar una oportunidad para el desarrollo agrícola y rural.

Sin embargo, el incremento de los precios de los productos básicos agrícolas no es suficiente por sí solo; también se necesitan urgentemente inversiones en la investigación para mejorar la sostenibilidad y la productividad, instituciones de apoyo, infraestructuras y políticas acertadas.

Las repercusiones de los biocombustibles en las emisiones de gases de efecto

invernadero varían en función de las materias primas, el lugar, las prácticas

agrícolas y la tecnología de conversión.

En algunos casos, el efecto neto es desfavorable. El impacto más importante está determinado por el cambio en el uso de la tierra, por ejemplo a través de la deforestación, dada la expansión de la superficie destinada a la agricultura.

Se necesitan planteamientos armonizados para evaluar los equilibrios del efecto

invernadero y otras consecuencias medioambientales de la producción de biocombustibles.

Las previsiones indican que los biocombustibles líquidos sustituirán únicamente una parte reducida de la oferta energética mundial.

Con las tecnologías existentes, en muchos países la producción de biocombustibles líquidos no es económicamente viable hoy sin subvenciones. Sin embargo, la competitividad de los biocombustibles varía ampliamente en función del biocombustible, la materia prima y el lugar en cuestión.

Las medidas normativas, especialmente en forma de subvenciones y mezclas obligatorias de biocombustibles con combustibles fósiles, están impulsando la rápida reconversión a los biocombustibles líquidos.

Mensajes de la FAO

Biocombustibles: desde la materia prima hasta el uso final

Fuente: FAO

"Existe seguridad alimentaria cuando todas las personas tienen en todo momento acceso físico y

económico a suficientes alimentos inocuos y nutritivos para satisfacer sus necesidades

alimenticias y sus preferencias en cuanto a los alimentos a fin de llevar una vida activa y sana.”

(Cumbre Mundial sobre la Alimentación, 1996).

IMPACTO SOCIAL Y AMBIENTAL DE LA BIOENERGÍA

La bioenergía es una oportunidad para promover el desarrollo rural. Por lo tanto, la FAO ha

realizado una firme apuesta a favor del desarrollo de la bioenergía en sus países miembros.

Existen claras interrelaciones entre bioenergía y sociedad, economía y territorio

Impacto ambiental:

Ventajas

Por otra parte el uso de la biomasa como recurso energético, en lugar de los combustibles fósiles

comúnmente utilizados, brinda ventajas medioambientales relevantes. Seguidamente se

enumeran las principales ventajas.

Disminución de las emisiones de azufre.

Disminución de las emisiones de partículas.

Emisiones reducidas de contaminantes como CO, HC y NOX.

Ciclo neutro de CO2, sin contribución al cambio climático.

Reducción del mantenimiento y de los peligros derivados del escape de gases tóxicos y

combustibles en el sector residencial.

Reducción de riesgos de incendios forestales y de plagas de insectos.

Aprovechamiento de residuos agrícolas, evitando su quema en el terreno.

Posibilidad de utilización de tierras de barbecho con cultivos energéticos.

Independencia de las fluctuaciones de los precios de los combustibles provenientes del

exterior ya que no son recursos importados.

Mejora socioeconómica de las áreas rurales.

Equilibrio de ingresos

Los agricultores tienen la posibilidad de dedicar parte de sus terrenos a prácticas distintas de las

tradicionales y esto supone un equilibrio en sus ingresos anuales a través de un mercado más

amplio para sus productos. La bioenergía incentiva el desarrollo rural al poner en valor tierras

yermas o nuevas áreas agrícolas en las que se pueden implantar cultivos energéticos y se le da

un valor a los residuos para que sean aprovechados y reutilizados, como los rastrojos y los

restos de trabajos agropecuarios.

Residuos

En las áreas rurales, la bioenergía puede convertirse en un mecanismo y complemento ideal

para la utilización de los numerosos subproductos, residuos o desechos, que generan las

actividades humanas, ya sean forestales, agropecuarias o industriales. Incluso, en muchos casos

pueden evitarse fuertes impactos ambientales, ya que la sociedad en general no elimina

adecuadamente estos subproductos sin causar daños al entorno y a sí misma.

La utilización de biomasa como fuente energética constituye en adecuado medio para la

utilización de múltiples y considerables cantidades de residuos existentes, para promover nuevas

plantaciones, ya sean energéticas o de uso múltiple, con beneficios para el desarrollo del

territorio, con la incorporación de industrias, que generen nuevos empleos y mayores ingresos.

De ese modo a nivel macroeconómico, se produce una redistribución de la renta hacia los

sectores rurales y a nivel macroeconómico, se produce una redistribución de la renta hacia los

sectores rurales y a nivel microeconómico se impulsa la generación de empleos y la mejora de

los ingresos en ese sector.

Impacto Social:

Oferta de empleo

El fomento de la producción de biomasa para uso energético permite el desarrollo de una nueva

actividad en las áreas rurales, sobre la base de un mercado con una demanda continua y sin

fluctuaciones, que genera puestos de trabajo estables, bien remunerados y supone una nueva

fuente de ingresos para las industrias locales. Cabe destacar que igual potencia instalada se

crean hasta cinco veces más puestos de trabajo con energías renovables que con combustibles

convencionales.

Esta oferta de empleo permite fijar la población en los núcleos rurales evitando algunos de los

problemas sociales derivados de la migración hacia las grandes ciudades, como son el abandono

de las actividades del área rural, y la aparición de zonas marginales y desempleo en las grandes

ciudades.

Nueva infraestructura

El aumento de ingresos de las industrias locales y el aumento de la población dan lugar a la

aparición de nuevas infraestructuras y servicios en áreas rurales, como son las carreteras, los

centros hospitalarios y educativos, y los servicios a la población en general. Esta sinergia

aumenta aún más el empleo y la calidad de vida en los núcleos rural

Riesgo de sostenibilidad

Sin embargo debe tenerse en cuenta que la bioenergía no siempre es sostenible, ya que, si no

se planifica debidamente, existen riesgos de deforestación, pérdida de biodiversidad, erosión de

suelos, uso excesivo del agua, conflictos en el uso del suelo y la tenencia de la tierra, escasez de

alimentos o subas repentinas de los precios. Por lo tanto es necesario prestar atención al tipo de

bioenergía a promover y a los aspectos técnicos que sean aplicados.