RECURSO ENERGTICO BIOMSICO EN EL ECUADORLa Biomasa es toda materia orgnica proveniente de un proceso biolgico, su aprovechamiento constituye una fuente renovable de energaEcuador es un pas agrcola, donde se puede encontrar gran variedad de plantaciones (pltano, palma africana, cacao, etc.). Cuando estos productos son cosechados se separa la planta de los frutos lo cual genera importantes cantidades de desechos orgnicos que constituyen biomasa residual, la cual puede ser aprovechada con fines energticos.En Ecuador el uso tradicional ms importante de la biomasa se da en el sector rural domstico que, segn clculos, cubre alrededor del 7% de las necesidades de energa primaria, principalmente para cocinar. Se han aplicado nuevas tecnologas de la biomasa en programas rurales (como 65 instalaciones de biogs en el sector ganadero y programas de cocinas eficientes de biomasa)Actualmente en Ecuador, el bagazo de caa de azcar es el nico tipo de biomasa empleado para generar electricidad, a pesar de esto el uso de biomasa en combustin industrial es muy comn. Especies forestales leosas como restos de cscaras son empleados en combustin en hornos y calderos industriales. Un caso prctico son los calderos de las plantas madereras, las cuales utilizan restos de madera como combustible. El ministerio de Agricultura, Ganadera, Acuacultura y Pesca ha realizado un levantamiento detallado de los diferentes cultivos a lo largo y ancho del territorio nacional. Con base a esta informacin la CIE (Corporacin para la investigacin Energtica) ha efectuado levantamiento de informacin adicional y complementario para generar reportes como inventarios de biomasa en las provincias de Los Ros, El Oro y Pichincha, a continuacin algunos de los proyectos ms relevantes de biomasa:Proyectos apoyados por la CIE Planta piloto de biomasa La Concordia: En Junio del 2009, la CIE con el auspicio de la SENACYT y el apoyo del INIAP, presentaron la primera Planta para la produccin de biocombustibles a partir de biomasa residual del pas.

Produccin de biodiesel a partir de Jatropha Curcas:La posibilidad de encontrar sustitutos al aceite de palma, aceite de soja, entre otros han llevado a investigadores a encontrar la Jatropha Curcas una planta nativa del Ecuador, la cual podra tener la capacidad de reemplazar a los productos mencionados

Img1. Semillas de Jatropha CurcasActualmente se busca inversores que puedan apoyar una plantacin industrial que podra estar en el rango de las 2000 hectreas para el primer ao, con un crecimiento anual de 1000 hectreas por los prximos 5 aos.Ventajas del proyecto: La comunidad donde se va a sembrar la planta est dispuesta a trabajar en el proyecto Existen acuerdos con los mayores productores de biodiesel de Europa La Jatropha Curcas no produce aceite comestible, por lo tanto no existe conflicto con la produccin alimenticia. El proyecto incluye la mano de obra local para desarrollar pequeas comunidades alrededor de la planta piloto.Pruebas de planta y muestreoSe han encontrado rboles de Jatropha a lo largo de la costa ecuatoriana, sus semillas han sido procesadas obteniendo muestras de aceite de Jatropha y biodiesel. Las muestras han sido analizadas en laboratorios de Europa y Ecuador con excelentes resultados.Descripcin de la Jatropha CurcasLa Jatropha Curcas pertenece a la familia Euphorbiaceae ( txica para animales y el hombre), crece sobre los 3-4 metros, su hbitat se encuentra entre los 500 a 1200 msnm. Crece inclusive en climas desrticos en suelos arenosos, salinos, rocosos, su crecimiento es rpido, forma un seto vivo despus slo un mes despus de la plantacin y puede producir ms de 4 toneladas por hectrea en el quinto ao. Puede extraerse entre el 31 y 37% de aceite de una semilla de Jatropha y su costo de mantenimiento es bajo. La absorcin de dixido de carbono es de 8 Kg, por rbol por ao. Proyecto Biodigestores NonoEl abastecimiento de GLP en Nono al noroccidente de Quito es escaso, dos veces por mes un camin distribuidor provee los cilindros de gas a la zona, lo que ocasiona que la comunidad recurra a la quema de lea para la preparacin de alimentos.

Img2. Parroquia de NonoEntre las alternativas para la comunidad est construir biodigestores en diferentes comunidades de la parroquia de Nono y capacitar a la poblacin para actividades como el procesamiento de desechos orgnicos a travs de los biodigestores, instruccin para su mantenimiento, uso del biogs, adems del uso y aplicacin del bioabono en parcelas testigo. El proyecto plantea la construccin de tres biodigestores en zonas estratgicas de la comunidad.Como resultado del proyecto, se espera generar biogs como una fuente de energa renovable a partir de desechos orgnicos vegetales y animales y obtener adems bioabono que puede utilizarse en las comunidades y de esta manera sustituir o complementar la adicin de abonos qumicos en los cultivos. Produccin de azcar orgnico y bioetanolEste proyecto se desarrolla en zonas cercanas a los cantones Pastaza y Mera de la Provincia de Pastaza. Existen aproximadamente 5.000 hectreas, dentro de las cuales se encuentran dispersas 800 hectreas cultivadas con caa de azcar.La idea de construir un microingenio azucarero, es mejorar los cultivos e iniciar un proceso agroindustrial que permita explotar 400 hectreas de caa para elaboracin de azcar orgnico y 400 hectreas para produccin de etanol.Se pretende instalar un sistema energtico sustentable para autoconsumo de esta agroindustria, a partir de la biomasa residual proveniente de la caa y del proceso de industrializacin de madera de balsa existente en la zona. Tabla informativa de las principales fuentes de biomasa presentes en EcuadorFuentePoder calorfico (MJ/Kg)Humedad (%)Cenizas (%)

Bagazo de caa7,5513,7

Cascarilla de arroz13,12110

Cuezco de palma africana16,8126

Viruta de madera15,5200,5

Rastrojo de caa de azcar122010

Al igual que el ministerio de Agricultura, Ganadera, Acuacultura y Pesca, el Ministerio de Electricidad y Energa Renovable ha desarrollado estudios y proyectos que promueven el uso de la biomasa en los diferentes sectores del pas, entre los cuales resaltan: Aprovechamiento de residuos agropecuariosLos procesos agrcolas y pecuarios producen desechos que no son aprovechados energticamente y en la mayora de los casos no reciben una disposicin final apropiada, ocasionando contaminacin ambiental. Dichos desechos, dependiendo de su naturaleza y composicin qumica pueden por ejemplo, alimentar un biodigestor y producir gas metano para usarlo en procesos de calor y electricidad o ser quemados de manera directa.

Ilustracin de distribucin de biomasa agrcola del banano.

Ilustracin de distribucin de biomasa agrcola de arroz y cultivos de ciclo corto.Como se mencion anteriormente el aprovechamiento de los desechos podra, emplearse en alimentacin de biodigestor, proceso que se detalla a continuacin:Biodigestin o Digestin Anaerobia, es un proceso de descomposicin de la materia orgnica en ausencia de oxgeno, debido al efecto de algunos tipos de bacterias.Este proceso normalmente se lleva a cabo dentro de un espacio confinado denominado biodigestor, pudiendo tambin llevarse a cabo en botaderos, rellenos sanitarios o pantanos.

Biodigestor Los principales factores que influyen en la digestin anaerobia son: temperatura, pH, relacin C/N del sustrato (materia orgnica), agitacin, porcentaje de slidos y tiempo de permanencia del sustrato dentro del biodigestor.Los productos de la biodigestin o digestin anaerobia son: biogs, bioles y lodos orgnicos.El biogs es un gas combustible, similar al GLP, cuya composicin caracterstica es la siguienteCONSTITUYENTECOMPOSICIN

Metano 55-75%

Dixido de carbono 30-45%

Sulfuro de hidrgeno 1-2%

Nitrgeno 0-1%

Hidrgeno 0-1%

Monxido de carbono Trazas

Oxgeno Trazas

El biol (abono lquido) y los lodos orgnicos (abono slido) obtenidos contienen nutrientes, por lo que son utilizados como abonos orgnicos.Actualmente est en ejecucin un estudio de factibilidad para la implementacin de un biodigestor en el Camal Metropolitano de Quito, para lo cual se suscribi un convenio de cooperacin con la Empresa Elctrica Quito y la Empresa Municipal de Rastro. A la fecha se ha construido un biodigestor piloto que servir para hacer pruebas.Tambin se han capacitado alrededor de 440 personas sobre el uso de biodigestores y el aprovechamiento energtico de la biomasa residual para generacin elctrica en las Provincias de Pichincha, Imbabura, Manab y Francisco de Orellana.Caractersticas de Materia Orgnica Utilizada en Biodigestin AnaerbicaFUENTEWTTSVSNPK

Vaca5008612100.450.0940.29

Toro500588.57.20.340.0920.21

Becerro40625.22.30.270.0660.28

Chancho7084118.50.520.180.29

Oveja6040119.20.420.0870.32

Chivo5041130.450.110.31

Caballo4005115100.30.0710.25

Gallina2.28522170.840.30.3

Donde:W =Peso promedio del animal en kgT = Cantidad total de residuo (estircol) promedio en kg por cada 1000 kg de peso del animal, por da.TS = Contenido promedio total de slidos en kg por cada 1000 kg de peso del animal, por da.VS =Contenido promedio de slidos voltiles en kg por cada 1000 kg de peso del animal, por da.N = Contenido promedio de nitrgeno en gramos por kilo de sustanciaP = Contenido promedio de fsforo en gramos por kilo de sustancia.K = Contenido promedio de potasio en gramos por kilo de sustancia.

Adems del aprovechamiento de residuos agropecuarios El Ministerio de Electricidad y Energa Renovable apoya dos proyectos para generacin de biomasa, los cuales son: Aprovechamiento energtico de RSU (residuos slidos urbanos): Los RSU se originan en la actividad domstica y comercial de ciudades y pueblos. Es todo el material y/o producto no deseado considerado como desecho y que se necesita eliminar. En este proyecto se busca mediante tratamientos a los desechos obtener energa elctrica para red pblica y autoconsumo. Aceite Vegetal de Pin: Proyecto piloto desarrollado por el Ministerio de Electricidad y Energa Renovable cuyo objetivo es reemplazar el disel utilizado para generacin elctrica de la Isla Floreana en Galpagos por aceite vegetal de pin, obtenido del desarrollo agroindustrial de las cercas vivas existentes en la provincia de Manab.Entre las empresas ms conocidas del pas en emplear biomasa se encuentran: Compaa Azucarera Valdez S.A.: Cultivo de caa de azcar, produccin y comercializacin de azcar y panela. Generacin de energa a partir de biomasa. Compesanfer: Servicios petroleros, generacin de energa renovable, servicios de minera. Ecoelectric S.A.: Generacin de energa elctrica con combustibles de biomasa. Ecudos S.A. Ingenio la Troncal: Elaboracin y comercializacin de azcar, alcohol y melaza. Produccin de energa limpia. Sociedad agrcola e industrial San Carlos: Primera empresa del Ecuador en vender energa limpiaComo proyectos a futuro en Ecuador destacan grandes proyectos para produccin de electricidad, la empresa S. Carlos instalar una central de biomasa de 35 MW utilizando residuos de la caa de azcar y de otras agroindustrias, y Lucega (13MW) y Ecoelectric (6MW) recuperarn sus residuos en nuevas centrales elctricas. Se ha presentado al Conelec para su autorizacin un proyecto para producir 1 MW usando biogs del vertedero de Quito.COMBUSTIN DE LA TUZA DE MAZLas tecnologas aplicables para la obtencin de la biomasa residual de maz se muestran a continuacin:

TecnologaDescripcin

PirolisisProceso de descomposicin trmica de materia orgnica, causado por el calentamiento en ausencia de oxgeno u otros reactivos

GasificacinEs la reaccin de combustibles slidos con aire, vapor, hidrgeno, etc.; para dar un producto gaseoso que se utiliza como fuente de energa o como materia prima para sntesis orgnicas

TermlisisProceso en el cual se utiliza calor indirecto para convertir los materiales slidos en orgnicos

CombustinSecuencia de reacciones qumicas entre combustible y un oxidante generalmente aire, por las cuales se libera energa calrica y luminosa en un ambiente confinado. La zona donde tiene efecto se denomina cmara, hogar u horno de combustin

FermentacinEn un proceso catablico de oxidacin incompleto, totalmente anaerbico, siendo el producto final un compuesto orgnico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones

Digestin AnaerobiaEs un proceso de degradacin de materia orgnica en ausencia de aire. Este proceso lo llevan a cabo microorganismos anaerobios que actan en el interior de un biodigestor

Ensayos realizados por el investigador y docente estadounidense Harold M. Keener en, 1981 han demostrado que los marlos (tuza) de maz usados como combustible resultan efectivos al reducir las necesidades de energa.En los estudios se buscaba emplear al marlo del maz para secar el grano de la misma planta, para esto se requiere un sistema completo para recogerlo, transportarlo, almacenarlo, secarlo y quemarlo.La cosechadora automotriz que puede ser empleada para esta labor necesita ser equipada con un dispositivo "marlero" ubicado, generalmente, en la cola de la mquina, para separar los marlos del resto de chala (hoja que envuelve la mazorca) y hojas que tira la cosechadora. Se debe disponer, tambin, de un acoplado extra para recibir los marlos y de un depsito para almacenarlos. Este proceso puede causar retrasos y complicaciones en la cosecha de maz, sobre todo por la necesidad de cambiar los acoplados para los marlos, pues estos se llenan rpidamente. Otra solucin es que la cosechadora arroje los marlos a un costado formando una hilera y que luego sean recogidos por un recolector especial.Otra alternativa es utilizar una juntadora-espigadora que slo recolecta las mazorcas, que posteriormente tienen que ser desgranadas en una desgranadora de maz, estacionaria. Este mtodo encarece, por supuesto, la cosecha de maz como grano. En cambio puede ser aprovechado por empresas productoras de semilla de maz, que recolectan con juntadoras y acumulan grandes volmenes de marlos.En Estados Unidos se ha probado otro sistema (Vence Morey et al, 1987) que reside en variar las regulaciones del cilindro de la cosechadora, disminuir la luz entre cilindro y cncavo y abrir ms las zarandas, de forma tal que los marlos rotos y los granos sean acumulados en la tolva de granos de la cosechadora. La mezcla es transportada, entonces, a la instalacin de secado, lo que elimina la necesidad de un acarreo separado para los marlos. All la mezcla es clasificada, el grano hmedo ingresa a la secadora y los marlos (o los pedazos de marlos) transportados a una secadora, para posteriormente entrar al quemador para actuar como combustible. Los marlos deben ser secados para poder ser utilizados. El marlo es empleado, tambin, para secar los marlos hmedos.Los marlos secos son quemados en un horno especial, de dos etapas (gasificacin y combustin), y los gases de esa combustin son utilizados para mezclarse con el aire de secado, y alcanzar temperaturas de 90 a 110C en la secadora de grano.Harold Keener indica en su estudio un consumo especfico de energa de unas 1 500 kcal/kg de agua evaporada, y una eficiencia de combustin entre 80 y 85%.Una hectrea de maz rindiendo 6 000 kg de grano puede producir 1 t de marlos; como el calor de combustin de los marlos secos es de unas 3 600 kcal/kg, la capacidad trmica de los marlos ser de 3 600 000 kcal, suficiente para secar dos o ms ha de maz con 20% de humedad inicial (Tomando en cuenta que el poder calorfico del marlo de maz con 20% de humedades 3600kacl/kg) BIBLIOGRAFIA Food and agriculture organization of the united nations. (2012). Secado de granos y secadoras - Energa y combustin. 10/12/2014, de ORGANIZACION DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACION Sitio web: http://www.fao.org/docrep/x5028s/x5028s04.htm Jenny Guerrero, Carlos Gamboa. (2009). Diseo conceptual de una planta piloto de combustin para el aprovechamiento energtico de la biomasa residual del maz. Bucaramanga-Colombia: Universidad Industrial de Santander, proyecto de grado. Avaible: http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/6492/2/130406.pdf Miryam Lopatinsky. (2008). Obtencin de biocombustible orgnico a partir de Zea Mays. 10/12/2014, de Escuela Politcnica del Litoral, trabajo de grado Sitio web: http://www.cib.espol.edu.ec/Digipath/D_Tesis_PDF/D-39045.pdf Sociedad Mexicana de Biotecnologa y bioingeniera A.C.. (2012). Fermetario of Corncob Hydrosate for Xylitol Production. Revista de la Sociedad Mexicana de Biotecnologa y bioingeniera A.C., 16, 48-64. Corporacin para la investigacin energtica. (2014). Desarrollo de la energa renovable en el Ecuador. 9/12/2014, de Corporacin para la investigacin energtica (CIE) Sitio web: http://www.energia.org.ec/cie/?s=biomasa http://www.cdts.espol.edu.ec/documentos/AplicacionesdeBiomasa.pdf