Universidad de El Salvador

Facultad de Ingeniera y Arquitectura

Escuela de Ingeniera Mecnica

Tema de investigacin:

GENERACIN DE ENERGA ELCTRICA A PARTIR

DE UN CICLO COMBINADO DE GAS Y VAPOR EN

UNA FINCA RURAL, UTILIZANDO BIOGS COMO

COMBUSTIBLE.

Presentan:

Caballero Pacheco, Carlos Armando ..... CP12008

Campos Bernal, Vctor Alejandro ......... CB11027

Meja Chvez, Alfredo Leonel ............... MC11012

Grupo #8

Termodinmica II, ciclo II 2014

Docente: Ing. Gustavo Salomn Torres Ros Lazo

Cuidad Universitaria, 23 de septiembre de 2014

i

NDICE DE CONTENIDOS

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i

Justificacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii

Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii

Presentacin y desarrollo de los temas

1. Generalidades

1.1. Problemtica ambiental y energtica . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2. Propuesta de solucin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.3. Ventajas y desventajas del sistema . . . . . . . . . . . . . . . 2

2. Ciclo combinado de potencia de gas y vapor

2.1. Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.2. Mejoras en el desempeo y la eficincia trmica . . . . . . 7

2.2.1. Anlisis de las mejoras del ciclo de vapor . . . . 10

2.2.2. Anlisis de las mejoras del ciclo de gas . . . . . . 11

3. Biocombustibles

3.1. Qu son los biocombustibles? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.1.1. Biomasa natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.1.2. Biomasa residual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.1.3. Biomasa de cultivos energticos . . . . . . . . . . . 28

3.1.4. Potencial de la energa de la biomasa . . . . . . . 31

3.2. Tipos de biocombustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.2.1. Combustin directa de la biomasa . . . . . . . . . . 36

3.2.2. Biogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.2.2.1. Obtencin del biogs . . . . . . . . . . . . . 40

3.2.2.1.1. Gasificacin y pirlisis . . . . . . 40

3.2.2.1.2. Procesos biolgicos . . . . . . . . 42

4. Aplicacin del biogs como combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

4.1. Composicin y refinamiento del biogs . . . . . . . . . . . . 48

4.2. Sustitucin de un combustible por biogs . . . . . . . . . . . 52

Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

i

INTRODUCCIN

La energa elctrica es actualmente una necesidad humana, nuestra vida no sera

la misma si no dispusiramos de ella: se requiere energa elctrica para hacer

funcionar la maquinaria en los talleres y fbricas, se necesita la energa elctrica

para iluminar los hogares, las carreteras, para sacar de la oscuridad a las

personas, se necesita tambin en la produccin alimenticia, en las

telecomunicaciones, en fin, en todos los aspectos de la vida cotidiana se debe

utilizar energa elctrica de manera directa o indirecta.

Surge a partir de la necesidad de cuidar el medio ambiente al mismo tiempo que

se produce energa la posibilidad de usar materia orgnica como combustible en

un ciclo de gas y vapor combinado, obteniendo as muchos beneficios a corto y

largo plazo, como lo son el aprovechamiento de lo que antes era tratado como

desperdicio, autosostenibilidad, desarrollo del rea rural y generacin de empleo.

El biocombustible es una alternativa ecolgicamente viable, pues en nuestro pas

existe el potencial de explotar el recurso renovable de la biomasa, aprovechando

tanto los desperdicios de madera, zafra, arroz, maz, entre otros cultivos, as como

tambin el cultivo de biomasa (plantaciones orientadas al aprovechamiento de sus

cultivos como combustible), incluso se puede aprovechar lo menos valioso que

existe para producir energa limpia y as evitar el dao que se produce al medio

ambiente si se dejan a su suerte: las deposiciones de animales. Se pueden

encontrar muchas maneras alternativas a las que el da de hoy se tienen para

aprovechar al mximo los recursos renovables, reducir el impacto ambiental que la

industria y la vida cotidiana producen y mejorar la calidad de vida de las personas

que habitan en este pas y el mundo entero.

ii

JUSTIFICACIN

Los altos costos de los combustibles fsiles, la compra de energa a grandes

empresas y la dificultad que conlleva transportar esa energa desde el lugar en el

que es generada hasta los ms remotos asentamientos rurales del pas hace que

sea necesario tomar serias acciones, lo que ha llevado a muchos profesionales a

investigar acerca de la manera ms adecuada para abastecer esa demanda

energtica, y un paradigma que debe siempre tenerse en cuenta es buscar la

manera de que el impacto ambiental sea mnimo o nulo.

La utilizacin del biocombustible es determinante para la reduccin de las

dificultades mencionadas anteriormente, porque puede generarse directamente en

el sitio donde se va a utilizar y obtenerse de diversas fuentes (industria maderera,

ganadera, lctea, papelera y en rellenos sanitarios), puede ser almacenada para su

uso posterior o incluso comercializarse, es un recurso econmico y se ayuda al

medio ambiente cuando es tratado, ya que muchas veces la biomasa residual es

tratada como desperdicio y su descomposicin supone focos de infeccin y

contaminacin.

El enfoque de esta investigacin es la biomasa de residuos animales, precisamente

las deyecciones slidas del ganado y las aves de corral, cuyo potencial energtico

es muy grande, as como grandes son las ventajas que suponen su

aprovechamiento, entre las que podemos citar:

Evitar la proliferacin de moscas y las enfermedades que estas transmiten al

ser humano, producto del contacto de estas con heces y materia orgnica

en descomposicin.

Eliminacin de malos olores provenientes de la acumulacin del estircol a

cielo abierto, as como evitar quejas de los lugareos e incluso multas.

Obtener energa limpia y de muy alto valor como combustible al mismo

tiempo que se evita la contaminacin al medio ambiente.

iii

OBJETIVOS

Los objetivos de esta investigacin estn orientados a:

Comprender, explicar y saber diferenciar entre los distintos tipos de

biocombustible que existen, las aplicaciones que cada uno tiene y sus

formas de obtencin, el tratamiento que debe darse a sus residuos y

seleccionar el tipo ms apropiado de biocombustible que se debe usar

dependiendo el rubro y el tipo de materia prima que se pretende utilizar.

Difundir en nuestro pas la cultura del biocombustible, que nos har una

sociedad autosostenible y capaz de proteger al medio ambiente utilizando

para ello los recursos que la tierra misma nos brinda, con energa limpia y a

precios ms accesibles comparados a otros combustibles y otras formas de

energa.

Como estudiantes de Ingeniera Mecnica plantear el desarrollo e

implementacin de tecnologas que permitan transformar la biomasa en

energa elctrica y potencia mecnica, con el fin de solucionar el dficit

energtico, optimizar e industrializar las operaciones que se dan da con da

en las fbricas y proteger al medio ambiente reduciendo las emisiones de

gases de efecto invernadero.

Considerar las limitaciones que la biomasa tiene frente a otros combustibles

tradicionales, y al mismo tiempo comprender las ventajas que presenta la

utilizacin de biomasa y el impacto que tendra en nuestra sociedad una

migracin parcial hacia los biocombustibles.

1

1. GENERALIDADES

1.1. PROBLEMTICA AMBIENTAL Y ENERGTICA

En nuestro pas existen muchas generadoras de energa, pero an as existe la

necesidad de comprar energa a otros pases de la regin durante pocas de

sequa y en horas pico para las grandes fbricas. Esa deficiencia en cuanto al

suministro de energa es alarmante, pues el presupuesto del pas se ve

mermado, de manera que es necesario e imperativo buscar cmo generar

nuestra propia energa, es decir, cmo ser autosostenibles.

La generacin hidroelctrica est muy de moda en el pas, de momento se

planea expandir la central 5 de noviembre, para instalar ms capacidad de

generacin, pero an as depende demasiado del recurso hdrico, durante una

sequa la energa es menor y por tanto, su precio se eleva. Hay que buscar an

ms alternativas.

1.2. PROPUESTA DE SOLUCIN

En esta oportunidad presentamos una solucin alternativa y rentable para

suplir la energa elctrica incluso en aquellas zonas rurales que an no cuentan

con el servicio, y que utiliza recursos naturales renovables para la generacin

de vapor y energa elctrica: biomasa.

Consta de un Ciclo combinado de gas y vapor, en cuya caldera se quemar

combustible biomsico en reemplazo de combustibles derivados del petrleo y

aprovechando al mximo la disponibilidad de materia prima, sea cual sea el

rubro en la zona donde estar instalada la central: papeleras, aserraderos,

granjas avcolas o ganaderas.

Se propone esta solucin porque, en proporciones adecuadas, es un sistema

autosostenible, es decir, lo que se produce en la fbrica o granja pasa luego a

ser materia prima en la produccin del biocombustible, que luego es consumido

en la generacin de energa elctrica para hacer funcionar a las grandes

mquinas, la maquinaria produce y luego sus residuos sern nuevamente

transformados en una forma ms til como lo es el combustible biomsico,

y el ciclo sigue y se repite.

2

1.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA

Como todo en esta vida, no puede existir nada perfecto. Pero como ingenieros,

se debe buscar acercarse lo ms posible a la perfeccin. Aqu presentaremos

las ventajas y las desventajas que tiene un sistema de generacin

termoelctrico que funciona con biocombustible.

Ventajas

Es un recurso renovable e

ilimitado si se usa con

moderacin.

Las emisiones de CO2 se

equilibran en el ambiente.

Sustituyen directamente a

los combustibles fsiles, en

especial en el mercado de

los automotores.

Bajo contenido de azufre y

bajo porcentaje de cenizas.

Gran variedad de productos

finales: slidos, lquidos y

gaseosos.

Se puede reducir en gran

medida la contaminacin en

el ecosistema al aprovechar

los desperdicios ganaderos

y de la actividad humana

en la obtencin de biogs.

Recuperacin de suelos

ridos al sembrar cultivos

energticos.

Posibilidad de usar los

biocombustibles de manera

combinada en las calderas

con quemadores mixtos y

ciclos combinados de gas y

vapor.

Desventajas

Sera irreversiblemente daino

si se consume la biomasa a un

ritmo ms acelerado del que es

generado.

Al utilizar los residuos slidos

humanos (RSU) para la

obtencin de biogs pueden

producirse gases txicos si no

se clasifican previamente los

desechos.

Gran parte de las tierras que

estn destinadas al cultivo de

alimentos seran cultivadas con

plantas aptas para ser

transformadas en combustible.

3

2. CICLO COMBINADO DE POTENCIA DE GAS Y VAPOR

2.1. FUNCIONAMIENTO

El ciclo combinado de generacin de potencia est basado en dos sistemas

distintos: un ciclo de vapor de agua y un ciclo de gas.

El ciclo Brayton de gas es la primer etapa del circuito termodinmico, y en

ella se consume biogs como combustible, los gases de escape de esta

combustin son impulsados hasta encontrarse con la turbina de gas, cuyos

labes estn conectados a un eje que es el responsable de la generacin de

energa mecnica, que es transformada luego en energa elctrica con ayuda

de un generador.

El fluido de de este ciclo no es llevado a sus condiciones iniciales, por lo que se

denomina ciclo abierto, los gases de escape abandonan el sistema an

estando calientes. Este calor es aprovechado por el ciclo Rankine para

sobrecalentar el agua hasta el estado de vapor, y dicha energa trmica es

transformada en energa mecnica por la turbina de vapor.

A diferencia del ciclo Brayton, el ciclo Rankine si es un ciclo cerrado, el calor

con el que abandona el agua las ltimas etapas de la turbina puede

aprovecharse en aquellos procesos donde se requiere temperatura (o

precisamente vapor), como en la industria alimenticia y textil. De no ser

aprovechado este calor, es liberado hacia el ambiente o hacia otra sustancia,

con tal de hacer que el agua llegue hacia sus condiciones iniciales y repetir el

ciclo.

Sea cual sea el combustible elegido, es posible generar electricidad en una

planta termoelctrica, pero la contaminacin generada durante el proceso

depende del tipo de combustible que se elija. Y por ello en esta investigacin se

ha dirigido la atencin hacia la biomasa. En la seccin siguiente se profundizar

mas en ello, el enfoque de este punto es el funcionamiento de un ciclo

combinado Brayton - Rankine.

En la siguiente figura se expone un ciclo Rankine bsico, es decir que tiene

solamente sus componentes bsicos que son: bomba de agua, caldera,

turbina y condensador.

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Figura 1: Diagrama conceptual de una central convencional de turbina de vapor

El ciclio que se muestra a continuacin es el ciclo Brayton de potencia a gas, que

muestra sus principales componentes: compresor, cmara de combustin y

turbina. Como se haba mencionado antes, el fluido de trabajo no realiza un ciclo

completo, aunque una idealizacin es asumir que vuelve a sus condiciones

iniciales.

Figura 2: Diagrama conceptual de una central de turbina de gas.

5

Es incluso posible la concepcin de un sistema mixto de potencia de gas/vapor,

combinando ambos sistemas como se muestra a continuacin:

Figura 3: Diagrama conceptual de una central de ciclo combinado de gas y vapor.

Los esquemas de las figuras 2 y 3 son exclusivamente de uso con biogs, el

esquema de la figura 1 puede funcionar con biocombustibles de toda clase.

En esta investigacin el enfoque es la central de potencia de gas y vapor, que es el

ciclo combinado ms bsico (ver figura 4) y cuyo desempeo se puede mejorar

implementando para ello modificaciones en su diseo, las cuales sern

detalladas ms adelante.

El ciclo combinado utiliza se estudia como dos ciclos separados debido a su

complejidad y a la naturaleza distinta de sus fluidos de trabajo. En esta

investigacin nos centraremos en un ciclo ideal de gas funcionando con biogs y

un ciclo ideal de vapor funcionando con agua.

El sentido del flujo de trabajo en la direccin de las agujas del reloj en un

diagrama termodinmico nos indica un proceso donde se produce o se genera

trabajo tcnico sobre un eje que puede ser acoplado a un generador para producir

energa elctrica. En la figura 5 se muestra el diagrama termodinmico del ciclo

combinado.

6

Figura 4: Ciclo de potencia a gas y

vapor, mostrando las direcciones del

flujo y las interacciones de calor y

trabajo presentes.

Figura 5: Diagrama T-s del ciclo

combinado.

PROCESOS DEL CICLO COMBINADO DE GAS-VAPOR

CICLO BRAYTON CICLO RANKINE

5-6: Compresin isentrpica del aire. 1-2: Compresin isentrpica del agua.

6-7: Absorcin de calor a presin de

la mezcla de gases a P = cte.

2-3: Absorcin de calor de los gases de

escape en el agua, a P = cte.

7-8: Expansin isentrpica de los gases

de combustin en una turbina.

3-4: Expansin isentrpica del vapor de

agua en una turbina.

8-9: Rechazo de calor de los gases de

escape hacia el ciclo de vapor.

4-1: Rechazo de calor del vapor hacia la

atmsfera o hacia otro fluido.

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2.2. MEJORAS EN EL DESEMPEO Y LA EFICIENCIA TRMICA

El ciclo Rankine mas bsico expuesto en la seccin anterior tiene una eficiencia

trmica relativamente baja, entre el 30% y 40%. Esto significa que transforma

en energa mecnica solamente una fraccin de toda la energa trmica que el

vapor transporta. El ciclo Brayton tiene una eficiencia aun ms baja, que ronda

el 20%. Por qu combinarlos entonces?

Es posible mejorar el rendimiento del ciclo, agregando etapas que aprovechen

lo que la turbina que las precede no pudo. Esto consiste en colocar una serie

de turbinas, que operan en distintos rangos de temperatura y presin con el

objetivo de generar ms potencia. Estas nuevas etapas que se agregan tienen

la particularidad de que sus labes aumentan de tamao a medida disminuye la

presin, con el objetivo de mantener constante la fuerza que hace rotar al eje.

Figura 6: Etapas sucesivas en un ciclo de potencia a turbinas.

El cuerpo 1 (C1) es el que recibe la mayor presin a su entrada (P1e), y luego

de la expansin del fluido a travs de la turbina, este escapa a una presin P1s.

La presin cae cuando el fluido atraviesa las tuberas (de lo contrario, no

fluyera o lo hara en sentido inverso) hasta un valor P2e, donde se expande al

pasar entre los labes (de mayor tamao que los de la primera turbina), sale a

una presin P2s y finalmente llega hasta el cuerpo 3, donde los labes son muy

grandes y la presin de salida es insuficiente para accionar otra turbina, por lo

que el fluido que sale de esta etapa es enviado a la siguiente etapa (no se

muestra la tubera en el diagrama).

Si bien el sistema anterior es rentable, puede mejorarse si las salidas de cada

etapa se recalientan, esto significa que cada ducto de escape de vapor

reingresar a la caldera o que cada tubera de salida de gas reciba una

inyeccin extra de combustible, para el caso de las turbinas a vapor y a gas

respectivamente. En las turbinas de vapor se hace para que se eleve la

temperatura del vapor y as asegurarse que a los labes llegue solamente vapor

sobrecalentado y evitar la erosin temprana de los mismos. En el caso de las

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turbinas a gas, se recalienta para tener una mayor disponibilidad de energa, la

cual depende de la temperatura del fluido de trabajo.

El recalentamiento nace exactamente por lo expuesto anteriormente; de no ser

por limitaciones metalrgicas que impiden elevar la temperatura de operacin

del vapor o del gas, el recalentamiento sera un proceso innecesario porque se

hara desde antes de ingresar a las turbinas. Se muestra a continuacin un

esquema de una central termoelctrica con recalentamiento:

Figura 7: Ciclo de vapor con recalentamiento.

Figura 8: Recalentamiento en un ciclo de potencia de gas.

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El recalentamiento ideal se realiza con el propsito de llevar el fluido de trabajo

hasta la misma temperatura con la que sali de la caldera el vapor (o la

temperatura con la que abandonan los gases la cmara de combustin).

El anlisis que debe hacerse a esta clase de sistemas es similar al que se hizo en el

ciclo simple expuesto al inicio de este apartado, teniendo cuidado en el

recalentamiento, pues para elevar la temperatura del vapor de agua en esa etapa

la caldera debe suministrarle calor, y esa energa en forma de calor no puede ser

despreciada. En el caso del ciclo de gas, el calor proviene del consumo adicional de

combustible y tambin debe tomarse en cuenta.

El recalentamiento no es la nica alternativa que se tiene para incrementar la

eficiencia del ciclo, aunque debido a la naturaleza muy distinta de los ciclos de

trabajo se estudiarn por separado; primero el ciclo de vapor y luego el de gas.

Figura 9: Diagrama termodinmico del

proceso de recalentamiento del agua. Para el

recalentamiento del ciclo Brayton se dibuja

solo el proceso, dado que la mezcla de gases

no es una sustancia pura.

Para el ciclo de vapor se tienen las alternativas siguientes para mejorar la

eficiencia, adems del recalentamiento:

Disminucin en la presin del condensador.

Incremento de la presin en la caldera.

Sobrecalentamiento del vapor.

Regeneracin.

Para el ciclo de gas, los medios para conseguir una mayor eficiencia, sin contar el

recalentamiento son:

Interenfriamiento.

Regeneracin.

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2.2.1. ANLISIS DE LAS MEJORAS DEL CICLO DE VAPOR.

Disminucin de la presin del condensador:

En la figura 10 se muestra el proceso

de disminucin de la presin, y el rea

delimitada por los puntos 4, 1, 2, 2, 1

y 4 representa el incremento en el

trabajo tcnico disponible.

Este incremento en el trabajo tcnico

tiene un efecto negativo: analizando de

nuevo el grfico de la figura 10 se

puede ver que la calidad del vapor ha

disminuido en las etapas finales de la

turbina.

Figura 10: Reduccin de la presin del

condensador desde P4 hasta P4.

Incremento de la presin en la caldera:

Otra variante en la presin del

circuito es aumentar la presin de

operacin de la caldera, esto con el

objetivo de aumentar el calor

transferido hacia el agua, con tal de

aumentar la disponibilidad energtica

del vapor, aunque se reduce la

calidad del vapor.

Como se mencion anteriormente en

el recalentamiento, este mtodo est

limitado solo por consideraciones

metalrgicas, ya que la presin y

temperatura elevadas pueden hacer

que los materiales con que est

construida la caldera o los ductos que

transportan el vapor fallen.

Figura 11: Incremento en la presin de la caldera

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Sobrecalentamiento del vapor:

Esta variante es conocida tambin como

ciclo supercrtico, y se aplica esta

descripcin a todo ciclo que trabaje en una

regin ms all del punto crtico. Combina

los dos mtodos anteriores, garantizando

una calidad alta en las etapas finales del

ciclo y aumentando el trabajo tcnico

disponible.

Para optar por este mtodo es necesario

utilizar materiales que soporten las altas

temperaturas y presiones a las que estn

expuestos en esas extremas condiciones.

Figura 12: Ciclo supercrtico

Regeneracin:

La ltima y ms usada de todas las posibles formas de incrementar la eficiencia

trmica de un ciclo de vapor es la regeneracin, que consiste en utilizar la

energa trmica del fluido de trabajo en un punto para hacer que el agua en otro

punto se caliente. Esto se puede conseguir de dos formas, una es mezclando dos

corrientes de agua a diferentes temperaturas y en fases diferentes, y otra es

transfiriendo el calor desde un fluido a otro sin combinarlos, y para conseguirlo se

utilizan calentadores abiertos y calentadores cerrados, respectivamente.

El calentador abierto (figura 15) es aquel que combina dos corrientes de un mismo

fluido a diferentes temperaturas y en diferentes fases (por lo general una corriente

de lquido y un flujo de vapor), para que cuando se alcance el equilibrio trmico se

obtenga agua en estado lquido a una temperatura elevada, idealmente hasta el

estado de saturacin. Es en esencia una cmara de mezcla, por tanto, las

presiones en las ramas de entrada deben ser iguales para que el fluido abandone

el calentador por el conducto adecuado (hay que tener presente que la

transferencia de masa se origina por la diferencia finita de presiones).

Para poder usar un calentador abierto hay que extraer una fraccin del vapor

antes de que se expanda en la turbina, a esta tcnica se le llama sangrado.

12

El calentador cerrado difiere del abierto en cuanto a que las corrientes de fluido

no se mezclan (figura 16), pudiendo estar a presiones distintas o, en un caso

especial, ser fluidos distintos. La transferencia de calor es menos efectiva que en el

calentador abierto, y su instalacin, puesta en marcha y mantenimiento son ms

complicados debido a la compleja red de tuberas que lo conforman.

Regeneracin usando calentador abierto (CAA abierto)

Figura 13: Ciclo Rankine con regeneracin usando CAA abierto

Hay que notar en el esquema anterior que de la turbina se desprenden dos ramas,

nombradas y e 1-y, que indican que el flujo total es dividido en dos partes, siendo

y el sangrado que se mencion previamente, y 1-y la parte restante del fluido de

trabajo que recorre la totalidad de la turbina, generando trabajo tcnico a medida

avanza. Podra creerse que hacer una extraccin previa de vapor reduce en gran

medida la potencia generada por la turbina, pero es al contrario: se utiliza el vapor

extrado para precalentar el agua que viene desde el condensador y con ello se

aumenta la temperatura promedio a la que el calor es transferido al agua.

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Regeneracin usando calentador cerrado (CAA cerrado)

Se muestra un esquema de una planta de potencia con CAA cerrado:

Figura 14: Ciclo Rankine con regeneracin usando CAA cerrado

Es en esencia un intercambiador de calor donde no ocurre mezcla, pero analizando

detenidamente el diagrama podemos notar que las dos corrientes de fluido deben

mezclarse para mantener constante el flujo msico del sistema (se realiza el

sangrado, pero debe volver a juntarse la totalidad del agua antes de reiniciar el

ciclo).

Las diferencias entre los sistemas que usan calentadores abiertos y cerrados se

pueden enunciar de la siguiente manera:

Hay mayor transferencia de calor en los calentadores abiertos, ya que se permite

que ambas corrientes de fluido entren en contacto. En los calentadores cerrados,

el rea efectiva para la transferencia de calor depende de la superficie total que

abarquen las tuberas que forman al calentador, las prdidas que representan

tener que invertir energa en calentar no solamente al vapor sino al ducto mismo

hacen de los sistemas de regeneracin con calentador abierto sean la mejor opcin

si lo que se busca es temperatura alta a la entrada de la caldera.

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El inconveniente principal de los sistemas abiertos, y que es al mismo tiempo la

ventaja de los cerrados, reside en la dependencia de las bombas para los primeros,

por lo general una bomba para cada rama de entrada al calentador, de lo contrario

surgira el problema de que el flujo viaja en direccin errnea. Dicho planteamiento

(presiones distintas durante la transferencia de calor) no representa un problema

para los calentadores cerrados, ya que las tuberas condicionan la direccin del

flujo. Este tipo de calentadores posee una construccin ms compleja por la red de

tuberas que lo conforman.

En algunas etapas de la compleja red de un calentador cerrado se puede airear el

fluido de trabajo debido a la condensacin que sufre. Hay que recordar que el

oxgeno, as como otros gases que se pueden producir al interior de la planta de

potencia, son altamente oxidantes y si se permite que alcancen partes como la

caldera, la turbina u otros componentes susceptibles pueden daarlos

prematuramente. Es por ello que se utilizan las trampas y desaireadores. Las

trampas estrangulan el lquido, pero atrapan el vapor. Los desaireadores sirven

para expulsar todo el aire que el proceso ha acumulado, similar a un proceso de

purga.

Ningn sistema es malo, y en la prctica se utilizan ambos tipos combinados como

se muestra en la figura 17.

Figura 15: Esquema de un calentador abierto de agua de alimentacin real.

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Figura 16: Esquema de un calentador cerrado de agua de alimentacin real. Se distinguen

cuatro ramas en el circuito, dos de ellas las entradas del vapor sangrado y la del agua de

alimentacin, y sus salidas respectivas.

Figura 17: Ciclo Rankine de potencia usando los dos tipos de calentadores de agua de

alimentacin (CAA): abierto y cerrado.

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2.2.2. ANLISIS DE LAS MEJORAS DEL CICLO DE POTENCIA DE GAS

Previamente se haban mencionado algunas modificaciones al ciclo bsico de

potencia de gas, como el recalentamiento y las expansiones en turbinas sucesivas,

ahora se estudiarn las mejoras en el ciclo Brayton.

Interenfriamiento:

Consiste en la compresin del aire por etapas, y como su nombre lo indica, entre

compresiones el gas es enfriado. Por qu se realiza el interenfriamiento? Su

objetivo es minimizar el trabajo del compresor, asemejando la compresin

que idealmente es isentrpica hasta que este prxima a un proceso isotrmico.

Recordando que el trabajo de un

proceso politrpico Pvn = cte est

determinado por el exponente

politrpico mismo:

Siendo n=k el proceso isentrpico,

1

17

Regeneracin:

La regeneracin del ciclo Brayton es muy similar a la del ciclo Rankine, a diferencia

que en el ciclo de gas no existen los calentadores abiertos. La regeneracin se da

al precalentar el aire que sale del compresor aprovechando los gases de escape

calientes de la etapa final del ciclo, para que la combustin sea ms fcil; en el

modelo ideal la regeneracin implica que se requiere menos calor de una fuente

externa para hacer que la combustin se complete.

Figura 19: Regeneracin en el ciclo Brayton, aprovechando los gases de combustin a

temperaturas elevadas se puede precalentar el aire comprimido para facilitar la quema del

combustible.

Las siguientes tres figuras son un ciclo ideal de potencia a vapor, un ciclo ideal de

potencia a gas y un ciclo combinado, cada uno con la implementacin de sus

mejoras. El anlisis que debe darse a cada uno de los sistemas termodinmicos ha

de contemplar lo siguiente:

Debe cuantificarse el calor de recalentamiento, ya que forma parte del calor total

de entrada, en la regeneracin no, debido a que se usa el calor de escape (ciclo

Brayton) o el calor de una etapa previa del vapor (ciclo Rankine).

Las extracciones de vapor en las etapas de expansin en una turbina (sangrados)

deben unirse y sumar el total del agua empleada en el circuito, no se pierde ni se

gana agua durante el sangrado de una turbina.

18

Figura 20: Ciclo Rankine con recalentamiento y regeneracin con ambos tipos de

calentador de agua de alimentacin.

19

Figura 21: Ciclo Brayton con interenfriamiento, recalentamiento y regeneracin.

20

Figura 22: Ciclo de potencia vapor y gas combinado, implementando

recalentamiento en el ciclo Rankine.

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3. BIOCOMBUSTIBLES

3.1. Qu son los biocombustibles?

Los combustibles que se obtienen a partir de materia orgnica son conocidos

como biocombustibles, y han existido desde siempre. En conjunto a toda la

materia viva u orgnica se le conoce como biomasa, pero es ms comn

refererirse a la biomasa como toda aquella materia que tiene potencial de

generar energa a partir de su combustin o transformacin qumica y fsica.

Existe biomasa renovable y no renovable, hablar de la no renovable es referirse

al petrleo, al gas natural, al carbn que se extrae de las minas y en fin a todos

los combustibles fsiles. La biomasa renovable constituye en efecto todo

aquello que est en las siguientes categoras:

Biomasa de origen vegetal: Biomasa natural, cultivos energticos.

Biomasa de origen animal: Excrementos y purines.

Biomasa de origen humano: Residuos Slidos Urbanos (RSU)

provenientes de viviendas, comercios, fbricas, etc.

La biomasa es la energa del sol almacenada en los seres vivos,

vegetales o animales por medio del proceso de fotosntesis (vegetales) y la

digestin (comida) de estos vegetales por los animales.

Se trata, por tanto, de un pequeo porcentaje de la energa solar que llega a

la Tierra.

Debe sealarse que la biomasa puede ser primaria cuando es producto de la

fotosntesis, y secundaria cuando esta recibe la energa solar de forma

indirecta (es el caso de las heces y fangos residuales).

Desde el punto de vista del aprovechamiento energtico, podemos clasificar a

la biomasa en dos categoras: biomasa de residuos y biomasa de cultivos

energticos.

Los residuos provienen de la accin del hombre como de la misma naturaleza

(poda preventiva, astillas y aserrn de madera, ramas que se quiebran con el

viento, deposiciones del ganado, etc.)

Los cultivos energticos son sembrados de diversas plantas con un alto

potencial de producir energa, directamente sometidas a combustin o

transformados en procesos termoqumicos y/o fisicoqumicos.

22

Figura 23: Diversas formas de energa solar.

Como se mencion anteriormente, existen mltiples maneras de aprovechar la

energa que la biomasa tiene almacenada, y la ms sencilla es llevarla

directamente a la combustin en una caldera, para producir vapor y as accionar

una turbina, que acoplada con un generador puede transformar el trabajo tcnico

en electricidad.

Una segunda tcnica consiste en someter la biomasa a procesos termoqumicos,

como por ejemplo carbonizacin, gasificacin y pirlisis, con el objetivo de obtener

as productos lquidos y gaseosos que pueden ser empleados en un proceso de

combustin y producir calor o generar electricidad. Un ejemplo de estas

transformaciones es la obtencin de etanol a partir de la caa de azcar.

Otra tcnica requiere el uso de procesos fisicoqumicos, tal como la

transesterificacin, para obtener combustibles lquidos que pueden ser destinados

a la combustin para producir potencia en un motor de combustin, para generar

calor y electricidad. Un producto obtenido a partir de este proceso es el biodiesel.

23

Existen tambin tcnicas de conversin bioqumica (fermentacin alcohlica,

digestin anaerbica y descomposicin aerbica), que son procesos con o sin

presencia de oxgeno, y que pueden generar como resultado combustibles lquidos

y gaseosos, adems de subproductos como lodos ricos en minerales que pueden

utilizarse para regar cultivos. Un ejemplo de producto obtenido a partir de la

digestin anaerbica es el biogs o gas metano, del cual se hablar en detalle

en secciones posteriores.

Figura 24: Diversas fuentes de biomasa.

Algo que hay que notar es que la biomasa puede considerarse como una

sustitucin directa de los combustibles fsiles, en particular del carbn, puesto que

se quema o gasifica de manera anloga a como lo hace el carbn, y as produce

tambin la misma clase de emisiones.

Reside ac la importancia de sustituir al carbn por la biomasa: ambos emiten

gases de efecto invernadero (CO2 en particular). Podra suponerse que ambas son

igual de dainas, pero no es as:

La biomasa vegetal se genera a partir del proceso de la fotosntesis, se absorbe

dixido de carbono y agua en las plantas, y mediante la energa solar, estos se

transforman en glucosa y oxgeno, siendo este ltimo liberado hacia el ambiente.

24

Al quemar la biomasa, se libera CO2 y una pequea fraccin de vapor de agua

(dependiendo de la humedad que esta tenga en el momento de la combustin), es

decir, se devuelven al medio ambiente los componentes que inicialmente se

absorbieron por la planta: no se ha generado ningn dixido de carbono extra, y

por tanto se mantiene un equilibrio ambiental que al quemar combustible fsil no

se da.

El carbn natural y las dems formas de combustible fsil generan CO2 pero dicho

componente no formaba inicialmente parte de nuestro ambiente, producindose

as contaminacin y dao al ecosistema.

Figura 25: Proceso de la fotosntesis.

3.1.1. Biomasa natural

La biomasa natural constituye una fuente muy importante de combustible, pero

debe tenerse sumo cuidado en su explotacin: hay que recordar que las plantas

son los pulmones de este planeta, y su consumo irracional resultar catastrfico en

lugar de ser de beneficio. Las plantas consumen el CO2 y liberan oxgeno, vital

para la supervivencia de las especies en la Tierra.

Actualmente, la industria maderera explota de manera indiscriminada este valioso

recurso en el bosque del Amazonas, y el impacto que esto produce es irreversible

25

y se empieza a notar: el aumento de la temperatura promedio no ha parado desde

hace ya algunos aos, y se teme que siga aumentando.

Figura 26: Selvas tropicales.

3.1.2. Biomasa residual

La biomasa residual comprende los subproductos derivados de determinadas

actividades ganaderas, agrcolas, forestales, industriales, domsticas, etc., que

suelen denominarse biomasa residual:

Los residuos ganaderos constituyen una parte de la denominada biomasa

animal. Este tipo de residuos est formado por determinados subproductos

generados por animales vivos (por ejemplo material de la cama y deyecciones

slidas, que constituyen el denominado estircol y material procedente de

deyecciones lquidas y agua de lavado, o muertos (por ejemplo, huesos, pellejos,

etc.), que son biodegradables y pueden descomponerse utilizando mecanismos

apropiados para generar biogs. Hay que sealar que un porcentaje de los

residuos procedentes de mataderos se suelen utilizar como materia prima en

determinadas industrias (jabones, albmina, etc.).

26

Figura 27 (arriba): La industria ganadera es una fuente importante de biomasa residual.

Figura 28 (abajo): La agricultura y las madereras producen residuos con potencial uso

energtico.

27

Los residuos agrcolas se caracterizan por su estacionalidad y se obtienen de los

restos de cultivos o de limpiezas que se hacen del campo para evitar las plagas o

los incendios. Estos residuos pueden ser clasificados en dos grupos: los residuos

herbceos (plantas verdes, pajas, cascarillas de cereales, tallos, etc.) y los residuos

leosos (restos de podas, ramas, etc.).

Los residuos herbceos que tienen valor energtico, y que no se destinan a la

alimentacin de animales (uso ms frecuente), pueden emplearse como

combustibles.

Los residuos slidos urbanos (RSU) son, segn la definicin de biomasa

residual, una parte de los desechos (basura) que la humanidad genera en su

domicilio (restos de alimentos, papel, etc.). Este tipo de residuos se incluyen

dentro de la denominada biomasa vegetal, sin embargo, su aprovechamiento

energtico presenta algunas diferencias con los del resto de la biomasa (algunos

desechos pueden ser nocivos y producir subproductos txicos de no tratarse

adecuadamente).

El tratamiento y eliminacin de estos residuos constituye un problema cada da

ms agobiante debido a su incesante crecimiento, a medida que aumenta la

poblacin y el nivel de vida de la misma. Si cada da el reciclaje se practicara en

mayor medida, se ahorraran millones de dlares en la extraccin y fabricacin del

aluminio, plomo y otros metales, as como tambin en la industria el vidrio y el

papel, ambos materiales pueden reciclarse y as se evita seguir creando ms y ms

unidades, que al final terminan en la basura.

Figura 29: Promontorios de basura, potencialmente tratables y usables como combustible.

28

3.1.3. Biomasa de cultivos energticos

Los cultivos realizados con el propsito exclusivo de obtener materiales con

caractersticas especiales para ser aprovechados energticamente. Estos cultivos

se denominan cultivos energticos y, normalmente, se clasifican en cuatro tipos:

Cultivos tradicionales: Se trata de cultivos que el hombre ha utilizado

desde hace mucho tiempo, para su alimentacin o su uso en la industria.

Su utilizacin como biomasa compite directamente con su uso alimenticio.

Ejemplos: maz, trigo, caa de azcar, remolacha.

Figura 30: Caa de azcar, maz, remolacha y trigo

Cultivos poco frecuentes: Cultivos que pueden implantarse en terrenos

no aptos para la siembra de cultivos destinados a la alimentacin.

Por su naturaleza poco comn, no compiten por terreno con los cultivos

alimenticios. Ejemplos: pita (Agave americana), cardo (Cynara cardunculus).

Cultivos acuticos: La mayor parte del planeta est ocupada por agua, en

donde siempre incide una gran cantidad de radiacin solar.

Ejemplos: las algas Macrocystis pyrifera y Nereocystis luektana, Jacinto de

agua (Eichornia crassipes).

29

Figura 31:

Izquierda: Pita (Agave americana, derecha: Cardo (Cynara cardunculus L)

Figura 32:

Izquierda: Alga gigante (Macrocystis pyrifera), derecha: Jacinto de agua (Eichhorna crassipes)

Cultivos ptimos: Esta clase de cultivos poseen propiedades similares a

las de los hidrocarburos, y con un sencillo tratamiento puede extraerse de

ellas combustibles lquidos, como el etanol.

Ejemplos: Palma africana (Elaeis guineensis) y Tartago (Euphorbia lathyris)

30

Figura 33: Izquierda: Palma africana (Elaeis guineensis), derecha: Trtago (Euphorbia lathyris)

En definitiva, la biomasa de los residuos y de los cultivos energticos constituye,

esencialmente, como ya se ha mencionado, energa qumica almacenada. Esta

energa puede ser transformada por el hombre mediante diferentes tratamientos,

en funcin del tipo de recurso, para aprovecharla mediante la produccin de calor,

generacin elctrica, o destinarla como combustible para el transporte.

Evidentemente, la biomasa al quemarse produce anhdrido carbnico (CO2) y agua

(H2O); ambos elementos presentes en la composicin de la atmsfera terrestre.

Sin embargo, los constantes ciclos a que estn sometidos estos componentes les

permiten volver a pasar a la materia vegetal en el proceso de crecimiento de las

plantas. Es decir, se trata de un proceso cclico en el que la composicin de la

atmsfera se mantiene dentro de valores constantes. Los combustibles extrados

de la biomasa presentan un muy bajo contenido de azufre, no forman escorias en

su combustin y tienen bajo contenido en cenizas.

A diferencia, los combustibles fsiles emiten grandes cantidades de CO2, que ya no

formaban parte de la dinmica de la biosfera, contribuyendo a elevar la proporcin

de este gas en la atmsfera y, consecuentemente, a la produccin del llamado

efecto invernadero (calentamiento por retencin de la radiacin solar reflejada),

y a la generacin de otros problemas ambientales, tales como la lluvia cida o el

deterioro de la capa de ozono, debido a la produccin de elementos extraos a la

31

atmsfera (xidos de azufre, carbono y nitrgeno, partculas, hollines, metales

pesados).

3.1.4. Potencial de la energa de la biomasa

Como ya se ha indicado, la biomasa constituye energa solar almacenada en forma

de energa qumica. El rendimiento terico de este proceso de conversin es

bastante bajo, ya que es inferior al 5%. Sin embargo, la biomasa se encuentra

muy distribuida sobre la superficie de la Tierra, estimndose que la energa anual

almacenada por la biomasa es de ms de 8 millones de TWh (aproximadamente el

40% de esta energa se genera en mbito acutico).

Actualmente, solo se utiliza una nfima parte de la energa de la biomasa como

combustible. Sin embargo, no existe forma sostenible en la que se pueda hacer

uso de la produccin entera anual de la biomasa, incluso aunque se quisiera. El

combustible constituye, en cualquier caso, solo uno de los cuatro usos

contrapuestos de la biomasa. Comida, forraje y fibra deben compartir el recurso

(comida para los humanos, forraje para los animales domsticos y salvajes, y fibra

para la fabricacin de papel, tejidos, etc.). Adems, no todo el potencial de la

biomasa renovable puede ser explotado debido a diversos condicionantes:

elevados costes de recoleccin y transporte, localizacin en el mundo acutico, etc.

Dada la naturaleza tan diversa de los biocombustibles y las amplias variaciones en

sus condiciones locales, es evidente que cualquier evaluacin del potencial mundial

debe apoyarse en anlisis detallados de las contribuciones individuales dentro de

regiones especficas o pases. Como en la estimacin de cualquier recurso, se

deben tener en cuenta factores medioambientales y sociales, as como

consideraciones tcnicas y econmicas. Los estudios realizados a escala mundial

(Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medioambiente y Desarrollo), sugieren

que el suministro de energa anual procedente de la biomasa, en la mitad de este

siglo, podr alcanzar alrededor de la mitad del consumo actual total de energa

primaria.

Como se podr ver en la pgina siguiente, El Salvador est en una regin con una

alta densidad de biomasa por hectrea, aprovechar el recurso para ayudar a suplir

la deficiencia energtica debera ser una prioridad. De acuerdo a lo que se ha

podido leer prrafos arriba, no toda la biomasa disponible debe ser usada, y no

toda la biomasa utilizable debe consumirse en la generacin de energa y

combustibles: la economa y la canasta bsica local depende mucho del cultivo

tradicional (granos bsicos, caf, caa de azcar) y de la agricultura (forraje para

32

el ganado). Todas esas consideraciones deben hacerse al evaluar la cantidad

disponible de biomasa

Figura 34: Distribucin de la biomasa a nivel mundial.

33

3.2. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLE

La biomasa fue la principal fuente de energa en todo el mundo antes de la revolucin industrial. Hoy en da, la energa puede obtenerse de muchas formas, y la que se pretende sea tomada de nuevo como la principal fuente de energa es, en efecto, la biomasa. Si se utiliza responsablemente, el recurso puede durar ilimitadamente, cada da los progresos en el campo de la eficiencia energtica son ms notables, al punto que en algunos pases se manejan combustibles obtenidos a partir de procesos termoqumicos, con biomasa como materia prima, como es el caso del etanol, que puede ser mezclado en cualquier proporcin con la gasolina y hacer funcionar un automvil, hay autos que funcionan incluso al 100% de etanol. Se tiene tambin la iniciativa del biodiesel y el biogs, obtenidos mediante procesos de transesterificacin y digestin anaerbica, respectivamente. Se detallarn todos los tipos de biomasa ms adelante. La biomasa es un recurso que se presenta en una variedad de materiales diferentes: madera, aserrn, paja, restos de semillas, estircol, desechos de papel, desechos domsticos, aguas residuales, etc. Las caractersticas de algunos materiales permiten que stos puedan emplearse como combustibles directamente, sin embargo, otros requieren de una serie de tratamientos previos, que precisan distintas tecnologas antes de su aprovechamiento.

Como es de esperar, la biomasa est presente en mltiples formas y para poder utilizarse debe someterse a una serie de tratamientos dependiendo el tipo de aplicacin a la que est destinado su consumo y a la naturaleza del material mismo. Muchos de los recursos pueden utilizarse tal y como se obtienen de la naturaleza, para generar calor mediante la combustin directa de los mismos. En cambio, existen ciertos tipos de recursos energticos que obligadamente deben pasar por procesos fsicos, trmicos y qumicos de transformacin, pudindose producir energa que puede almacenarse y usarse luego, como lo es el biogs, el etanol, los pellets y briquetas, etc. Los recin mencionados pellets y briquetas no son otra cosa que biomasa refinada y posteriormente compactada, y su funcin es la de sustituir al carbn y a la lea, porque en esencia sus componentes son los mismos pero altamente concentrados, debido a su pequeo volumen y a la gran capacidad energtica que tienen, son ampliamente utilizados en calderas y hornos.

34

La siguiente imagen muestra los tipos de biomasa y los procesos a los que deben ser sometidos para su aprovechamiento, y las aplicaciones que tienen:

Figura 35: Tipos de biomasa, procesos a los que deben ser sometidos y aplicacin.

Los procesos de transformacin de la biomasa a sustancias energticamente aprovechables pueden ir desde lo ms sencillo hasta lo ms complejo, dependiendo de la dificultad de obtencin, el tiempo que se requiere para llevarlo a una forma ms til, la energa que hay que invertir y el esfuerzo que se necesita para garantizar que el recurso se renueve con el tiempo. Si no se cumplieran estas etapas necesarias, la biomasa no sera un recurso renovable y el dao al medio ambiente sera irreversible. Hay que notar que de los procesos de transformacin de la biomasa podemos obtener subproductos con valor energtico y comercial, un ejemplo de eficiencia es el lodo que se obtiene del proceso de digestin anaerbica, cuyo contenido en minerales es alto y sirve para fertilizar los pastos y cultivos. Otro ejemplo es la pasta que queda al triturar y extraer el aceite de las semillas, que puede ser tratada y luego servir como alimento para aves. Y el ejemplo ms significativo es sin duda el proceso de transesterificacin, cuyo producto principal es el biodiesel, pero el subproducto que se obtiene tambin tiene una alta demanda, y es la glicerina.

35

Cada proceso tiene su complejidad, y en el siguiente esquema se muestra:

Figura 36: Procesos de transformacin en funcin de su complejidad (descendente)

Figura 37: Pellets y briquetas siendo usadas como combustible.

La biomasa, como ya se cit en pginas anteriores, puede ser directamente aprovechada al someterla a su combustin. Se detallar entonces cmo es que se aprovecha y cunta energa puede conseguirse al aprovecharla de esta manera.

36

3.2.1 COMBUSTIN DIRECTA DE LA BIOMASA: La combustin directa es el sistema ms antiguo de extraccin de energa de la biomasa. En el proceso de combustin la materia orgnica (combustible) reacciona qumicamente con el oxgeno (carburante) en una reaccin exotrmica (cede calor al medio), obtenindose dixido de carbono (CO2), agua (H2O) y, si los elementos azufre y nitrgeno forman parte de los reactivos, xidos de azufre (SOx) y nitrgeno (NyOz). Los factores fundamentales que afectan al proceso son: caractersticas fsicas, qumicas y energticas de la biomasa (combustible), el porcentaje de oxgeno y la temperatura a la que se realiza la misma (entre 600 C y 1300 C). Entre las caractersticas fsicas de la biomasa sobresale, por su importancia, el grado de humedad de la misma. Se aconseja que el grado de humedad sea inferior a 15% (biomasa seca), ya que en la evaporacin del agua contenida en la biomasa se consume parte de la energa liberada en la combustin. Si se utiliza biomasa seca pueden lograse rendimientos del orden del 80%, frente a los rendimientos conseguidos (60%) cuando se utiliza biomasa hmeda (humedad > 50%). Asimismo, la granulometra (tamao) y la densidad son caractersticas que influyen en la duracin del proceso de combustin y en los equipos utilizados en el tratamiento y en la propia combustin. En cuanto a las caractersticas qumicas, hay que sealar que el contenido en azufre de la biomasa vegetal es mnimo, por lo que prcticamente no se producen emisiones a la atmsfera de xidos de azufre. Las propiedades energticas de la biomasa vienen dadas por el denominado Poder Calorfico Superior (PCS), cuya unidad ms frecuente es kcal/kg, y que se define como la cantidad de calor desprendido por la combustin completa de un kilogramo de combustible a presin constante. Sin embargo, se suele utilizar con mayor frecuencia el denominado Poder Calorfico Inferior (PCI), ya que ste refleja la cantidad de calor desprendido, una vez se ha descontado el calor absorbido en la evaporacin del agua contenida en la biomasa. Partiendo de la composicin elemental de la biomasa, el contenido energtico de la misma puede ser estimado mediante la ecuacin siguiente, cuyo resultado viene dado en kcal/kg:

Donde S, H, O y C son la proporcin en peso en tanto por uno del combustible en azufre, hidrgeno, oxgeno y carbono, respectivamente.

37

Como en toda reaccin de combustin, el oxgeno debe ser suficiente para lograr una combustin completa, de lo contrario, se est en presencia de una combustin incompleta y se obtiene carbn (holln) y monxido de carbono. El PCI (kcal/kg), referido a la humedad en base seca, para una humedad h y considerando un concentrado de hidrgeno del 6% y un calor de vaporizacin del agua de 585 kcal/kg, viene dado por:

En la siguiente tabla se indican los PCS y los PCI de algunas biomasas, en base al porcentaje de humedad h y una concentracin de hidrgeno en base seca de 6.

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La humedad en base seca h y la humedad en base hmeda h se relacionan por la siguiente ecuacin:

Mediante la combustin directa de la biomasa se produce la transformacin de la energa qumica almacenada en ella en energa calorfica. La combustin directa de la biomasa puede llevarse a cabo en hogares para calentamiento directo (chimeneas, hornos de lea, estufas de lea, etc.), o mediante el uso de sistemas de calefaccin (calderas). Asimismo, el calor generado al quemar la biomasa directamente puede ser usado en plantas industriales para calefaccin y producir vapor, que puede ser empleado en la generacin de electricidad.

Figura 38: Aprovechamiento por combustin directa de la biomasa.

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Figura 39: Aprovechamiento de la biomasa por combustin directa en una caldera, especialmente

diseada para funcionar con biomasa slida.

Los otros mtodos para la obtencin y el aprovechamiento de la biomasa no se tratarn en esta investigacin, a excepcin de la digestin anaerbica, de la cual se hablar y profundizar en la siguiente seccin. 3.2.2. BIOGS

Biogs es el nombre que se le da a cualquier gas procedente de fuentes orgnicas,

con uso potencial como combustible para diversas aplicaciones, y se obtiene

mediante procesos termoqumicos, biolgicos y/o fisicoqumicos.

El biogs tiene propiedades inflamables debido a su componente mayoritario, el

metano (frmula qumica: CH4), proveniente de la descomposicin de la materia

orgnica y a la accin de bacterias acetognicas. La composicin del biogs est

muy distante de ser algo estable, pudiendo variar el contenido en metano desde

un 30% hasta un 60%, todo depende de la fuente que lo produzca.

40

3.2.2.1. OBTENCIN DEL BIOGS

Puede obtenerse biogs principalmente usando cuatro tipos de procesos:

gasificacin, pirlisis, fermentacin alcohlica y digestin anaerbica.

3.2.2.1.1 GASIFICACIN Y PIRLISIS

La gasificacin y la pirlisis son similares en cuanto a la materia prima que van a

transformar, biomasa slida; en ambos casos se busca convertir un combustible en

otro de mayor poder energtico o mayor eficiencia por unidad de volumen, hay

que recordar que de la madera no todo es aprovechable: la humedad, las cenizas

que se forman, el tamao de las piezas, son factores determinantes para su

aprovechamiento como tal.

La gasificacin consiste en la oxidacin parcial de la materia prima en presencia

de poco aire u oxgeno insuficiente. Se obtienen gases que continen CO, CO2, H2, CH4 y H2O, entre otros compuestos en menor concentracin, al nivel de unas

cuantas a miles de PPM.

Las concentraciones de los compuestos antes mencionados dependen en gran

medida del material utilizado como materia prima, el grado de humedad, tamao y

uniformidad de las partculas que componen al material; aunque tambin son

variables del proceso la presin y temperatura a la que se llevan a cabo los

procedimientos. El tipo de gasificador es otro factor que determina el producto

final obtenido. Las condiciones generales que se deben respetar son: Humedad

inferior al 15%, temperatura mayor de 700C y menor a 1500C, presin entre 1 y

30 veces la atmosfrica.

Se obtienen ms productos y de mejor calidad al usar la gasificacin con oxgeno

en lugar de aire, por supuesto que la mano de obra, los gastos de operacin,

mantenimiento y la materia prima son mayores.

Figura 40: Proceso de gasificacin usando aire atmosfrico, donde se obtiene el gas de bajo poder calorfico.

41

Figura 41: Gasificacin usando oxgeno. La complejidad del proceso se justifica por los combustibles obtenidos al final del proceso, con mayor potencial energtico que los obtenidos usando aire.

La pirlisis se distingue de la gasificacin porque se produce en ausencia total de oxgeno, a temperaturas ms bajas (250C ~ 500C) y los productos que se obtienen pueden ser slios, lquidos y gaseosos. Es posible incluso someter al tratamiento de pirolisis los RSU. Al igual que en la gasificacin, las variables que afectan el proceso son la temperatura, presin, tiempo de operacin y el tipo de biomasa utilizada (residuos ganaderos, vegetales o desechos urbanos). En la pirlisis gobierna el tiempo de operacin y la temperatura, en una aplicacin especial que es la pirlisis sbita, los tiempos son muy cortos y las temperaturas muy altas (, producindose combustibles ricos en hidrgeno, con aplicaciones ms avanzadas como las pilas de hidrgeno. En la siguiente pgina (figura 42) se muestran los distintos procesos a los que es sometida la biomasa durante la pirlisis.

42

Figura 42: Esquema conceptual del proceso de pirlisis.

3.2.2.1.2 PROCESOS BIOLGICOS DE OBTENCIN DE COMBUSTIBLES Los biocombustibles pueden obtenerse a partir de procesos biolgicos, dependiendo de la materia prima as es el producto final obtenido. Uno de estos procesos es la fermentacin alcohlica, que transforma las azcares (hidratos de carbono simples) y los almidones y celulosas (hidratos de carbono complejos) en alcohol, principalmente alcohol metlico y alcohol etlico, siendo este ltimo el que ms posibilidades de desarrollo e implementacin presenta. Los alcoholes son combustibles lquidos, y su mayor campo de aplicacin es el mercado automotriz, llegando incluso a sustituir directamente a los derivados del petrleo como en Brasil, donde se comercializa ms etanol que gasolina desde hace ms de 30 aos. Las fuentes ms comunes de etanol son la caa de azcar y el maz (usados en Brasil y EE.UU. respectivamente). El uso del etanol en los vehculos que funcionan a gasolina y a diesel, en los motores a gasolina por lo general no se requiere ningn cambio sustancial, pero en los motores diesel se necesitan hacer algunos cambios importantes.

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Figura 43: Procesos de obtencin del etanol, en funcin de su materia prima: Azcares, almidones y celulosas.

Figura 44: Comercializacin del etanol y metanol como combustibles de automviles (izquierda); camin pesado de carga funcionando con E-100 (100% etanol) como combustible (derecha).

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El otro camino que se debe seguir para la obtencin de combustible por procesos biolgicos es la digestin anaerbica, que al igual que la pirlisis, es un proceso en ausencia de aire. En este caso, la descomposicin se produce por la accin de bacterias, y en la pirlisis se produce debido a las altas temperaturas. El biogs puede obtenerse a partir de residuos vegetales y ganaderos, de la industria lctea, de la actividad humana y de materia orgnica en descomposicin. Sus componentes principales son el metano y el dixido de carbono, junto con otros compuestos en proporciones menores dependiendo de la fuente. La digestin anaerbica se da en 3 etapas:

Etapa de hidrlisis: descomposicin de la biomasa en azcares. Etapa acetognica: transformacin de los azcares en cidos orgnicos.

Etapa metanognica: transformacin de los cidos en gases.

Figura 45: Transformacin de la biomasa residual en biogs y su posterior uso como combustible.

La cantidad de biogs obtenido y la calidad del mismo dependen de la composicin y el tipo de biomasa, la acidez del medio (pH), el contenido de slidos (la mezcla no debe ser muy lquida para que las bacterias puedan alimentarse, ni muy slida para que las bacterias puedan desplazarse), y el tiempo de retencin

45

hidrulica, que es el tiempo que la mezcla permanece bajo tratamiento en el recinto especialmente diseado para la produccin del biogs. La instalacin designada para la obtencin del biogs a partir de la biomasa es llamada BIODIGESTOR o REACTOR ANAERBICO, y son edificaciones hermticas que almacenan (o son llenadas continuamente) de biomasa y agua en una proporcin 3 agua 1 biomasa 4 agua 1 biomasa. La mezcla de alimentacin debe ser homognea para que las bacterias puedan nutrirse en toda la mezcla (de lo contrario habrn zonas sin capacidad de sostener a las bacterias y zonas donde la digestin sea completa, esto hace que se desperdicie el recurso). Para tal propsito, la mezcla debe estar homogenizada antes de verterla al digestor, o instalar un agitador mecnico. Los biodigestores se subdividen a su vez en dos clases: digestor continuo y digestor discontinuo, dando su nombre cada uno al tipo de alimentacin de mezcla. El digestor discontinuo se llena de mezcla y luego se deja dentro de l durante su tiempo de retencin hidrulica (20 a 60 das), se extrae el biogs y luego es vaciada la materia no digerida, y es posteriormente llenado con una nueva mezcla de residuos y agua. Al contrario, un digestor continuo no cesa su actividad en ningn momento. Es constantemente alimentado con mezcla y el biogs es extrado continuamente, de ah su nombre. De la descripcin del biodigestor continuo nace un nuevo concepto; si el digestor es alimentado constantemente, y tiene un volumen limitado, cmo se dispone de nuevo espacio cada vez que el digestor es llenado? La respuesta es que la mezcla agotada (sin ms potencial para generar biogs), esencialmente agua con disoluciones de otros compuestos y minerales, es extrada y usada como fertilizante al regar con ella, y los slidos que forman esa masa son usados como alimento para aves y animales de granja. Al usar biodigestores para disponer de los residuos agrcolas, lcteos y residuos urbanos orgnicos se soluciona una problemtica muy recurrente: los malos olores que estas sustancias despiden cuando se descomponen en presencia de aire. Las bacterias anaerbicas descomponen la biomasa residual y generan gas metano y otros gases como producto de su propio metabolismo, eliminando los males olores y ayudando al saneamiento ambiental, ya que tener esos desperdicios a cielo abierto es foco de enfermedades y contaminacin.

46

El fertilizante genrico obtenido como subproducto de la digestin anaerbica es muy preciado, y una ventaja que proporciona sostenibilidad a corto y largo plazo.

Figura 46: Biodigestor en una gran empresa. La burbuja de plstico negro est llena con el biogs.

Figura 47: Digestor de polietileno flexible (para uso familiar y a pequea escala). Son ampliamente usados en pases que estn en vas de desarrollo en los que no es factible ni rentable una instalacin de concreto. Al igual que la figura 32, el biogs es retenido dentro de la burbuja de plstico.

Nivel del piso

Recinto del gas

Salida del biogs

Diferencia entre el nivel

de entrada y salida

Entrada de purines Salida de purines

agua + estircol = Fermentacin

Nivel de la mezcla

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El biogs proporciona muchas ventajas, pero su implementacin tiene ciertas dificultades, no en cuanto al uso que se le d al gas ni al funcionamiento de un digestor, el temor de la gente reside en el hecho de que hay que alimentar al digestor con materia fecal (deyecciones de animales de granja) y el temor de que ese olor an permanezca en el gas que la poblacin usara para cocinar. El biogs no tiene mal olor, el mal olor de la materia fecal y la materia orgnica proviene de la putrefaccin y la accin de bacterias en presencia de aire, por lo que es totalmente seguro su uso hogareo en cocinas. Supone una ventaja enorme al eliminar da con da las acumulaciones de estircol, se obtiene un fertilizante muy valioso y de origen natural (los qumicos daan el suelo y los mantos acuferos debajo de este, produciendo dao a largo plazo para todas las especies) y evitando que al cocinar con lea se expongan los pulmones de las personas al humo producido por su combustin, protegindose as los sectores ms vulnerables de la poblacin de las enfermedades pulmonares. En dos estudios realizados en una regin rural de Honduras, con unos cuantos meses de separacin entre ellos, se consult a las personas si utilizaran un biodigestor para la produccin de biogs y usarlo en sus actividades diarias, la gente en el primer ensayo respondi muy negativamente, pero unos cuantos se arriesgaron e instalaron un sistema completo, donado por la cooperacin internacional en sus viviendas. Al ver los resultados que dichas personas perciban tras la instalacin de dicho sistema, la poblacin entera busc medios para implementar el biodigestor en sus hogares. Despejados todos los temores que involucraba el funcionamiento, alimentacin y mantenimiento del digestor, ahora es una prctica muy comn tener un sistema de biodigestor en las zonas rurales de Suramrica. En nuestra regin no ha sido muy divulgado, solo a nivel industrial.

Figura 48: Biodigestor casero de bajo costo, usando una manga tubular de polietileno.

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4. APLICACIN DEL BIOGS COMO COMBUSTIBLE El enfoque de esta investigacin es el biogs obtenido a partir de la digestin anaerbica, debido a que en El Salvador existen muchas potenciales fuentes que suministren este recurso a gran escala (granjas avcolas, ganaderas, procesadoras de productos lcteos) y el aprovechamiento que se le puede dar al biogs va mas all de las necesidades de las empresas mismas: el excedente de la generacin elctrica puede venderse a la red nacional y ayudar al medio ambiente a la vez, ya que cuando se minimiza el consumo de productos derivados del petrleo se disminuyen los costos de operacin, se evita lanzar al ao millones de toneladas de emisiones de efecto invernadero, las empresas se vuelven autosostenibles y se abren fuentes de empleo. 4.1 COMPOSICIN Y REFINAMIENTO DEL BIOGS Pero para utilizar el biogs primero hay que someterlo a una serie de procesos mecnicos y qumicos, con tal de obtener un producto limpio, seguro y amigable con el medio ambiente. La refinacin del biogs persigue un aumento sustancial en la cantidad de metano presente en el gas, el metano contenido en el biogs recin extrado oscila entre 30-60%. Para algunos usos es ms que suficiente el 30%, pero para ser considerado sustituto del gas natural debe contener por lo menos 90% de metano.

Figura 49: Componentes esenciales del biogs recin extrado de un digestor anaerbico.

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El poder calorfico del biogs depende en gran medida de su contenido en metano, es por ello que se busca aumentar su concentracin con tal de utilizarlo directamente como sustituto del gas natural. Sin refinar, su poder calorfico oscila entre 18 y 23 MJ/m. El refinamiento se divide en etapas, dependiendo del uso final que pretenda darse al biogs, pudiendo ser este opcional en algunos casos e indispensable en otros.

Figura 50: Esquema jerarquizado de los procesos de refinamiento del biogs y las

posteriores aplicaciones del mismo.

Figura 51: Uso final del biogs e intensidad de tratamiento al que debe someterse para un

ptimo aprovechamiento.

Eliminacin del agua El agua en el biogs hace que la combustin requiera de mayor energa, puesto que hay que vaporizar primero el agua, adems que daa los componentes de las turbinas, motores u otros dispositivos que transformen la energa trmica en mecnica y/o elctrica y no estn diseados para soportar el agua.

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El agua puede tambin ser diluyente para otras sustancias peligrosas que puedan estar presentes en el biogs, el ms significativo es el sulfuro de hidrgeno, que en presencia de agua forma el cido sulfhdrico (explicado a detalle ms adelante). Eliminacin del CO2 El dixido de carbono aparece en un porcentaje muy importante en la mezcla de gases que conforman al biogs. Con el fin de lograr que la concentracin de metano aumente, deben hacerlo los otros componentes y el CO2 no es la excepcin. En segundo lugar, reducir el contenido en dixido de carbono ayuda a que las emisiones de este se reduzcan, ya que no participa de la combustin, es decir, aparece como producto final sin reaccionar, sumndose al CO2 generado al quemar el combustible. El CO2 puede ser aprovechado en otras reas, como la refrigeracin y las bebidas carbonatadas, no debe solo ser separado del biogs y vuelto a lanzar a la atmsfera. Eliminacin del H2S El sulfuro de hidrgeno es una sustancia txica, inflamable y muy corrosiva, aparte de tener un olor muy similar al de los huevos podridos (en concentraciones de unas cuantas ppm es detectable por este caracterstico olor, y se considera una sobreexposicin mortal cuando dicha concentracin esta prxima a las 100 partculas por milln). Se autoinflama a una temperatura inferior a -60C y es muy soluble en agua, llamndose a su disolucin cido sulfhdrico, sustancia capaz de daar los componentes de cualquier sistema mecnico si no se trata adecuadamente su composicin. Eliminacin de siloxanos y otros componentes Los siloxanos son los principales formadores de depsitos de sales de silicio en las partes mecnicas de un sistema termodinmico, disminuyendo la vida til de los componentes expuestos. Su eliminacin del biogs se realiza con filtros simples, su composicin no es mayor al 2% en la mezcla de gases pero esta baja concentracin no debe ignorarse, pues tiene efectos a largo plazo como lo son la erosin de los labes en las turbinas y la formacin de depsitos en quemadores, labes, y en toda la maquinaria. La importancia del biogs como sustituto del gas natural y otros combustibles derivados del petrleo ha despertado el inters por desarrollar mtodos ms eficientes para su filtrado y purificacin, como lo son los filtros de carbn activado y los catalizadores selectivos que permiten el paso de ciertas sustancias y retienen otras, con el fin de proteger al medio ambiente, a las especies y a la maquinaria.

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Figura 52: Formacin de depsitos de slice en una pieza de maquinaria, al fondo se

muestra otra pieza igual.

Figura 53: Izquierda labe de una turbina sometido a la accin corrosiva del H2S.

Derecha labe de turbina en buen estado.

Figura 54: Uso del CO2 en la industria

Izquierda: Como extintor de gases Derecha: En las bebidas carbonatadas.

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4.2 SUSTITUCIN DE UN COMBUSTIBLE POR BIOGS Cuando ya ha sido filtrado y purificado el biogs, es necesario someterlo a unas pruebas especficas para cuantificar qu tan compatible es el nuevo gas cuando va a reemplazar a otro, por ejemplo gas natural o gas licuado del petrleo (GLP). Estas pruebas evalan:

Capacidad calorfica del nuevo combustible (ndice de Wobbe = ). (PCS: poder calorfico superior; GE: densidad relativa del gas respecto al aire)

Estabilidad de la flama (dimensiones y temperatura constante). Formacin de holln sobre las superficies que entran en contacto con la llama. Tendencia a la retrollama (la llama crece hacia adentro en la tubera). Desprendimiento de la llama (separacin grande entre la llama y el quemador) Tendencia a las puntas amarillas (menor temperatura y formacin de holln). Todo esto para garantizar que el gas que se usar como combustible cumplir la misma funcin y se obtendr un desempeo similar en comparacin con el anterior. De no ser posible la equiparacin total de los parmetros antes mencionados, es posible reajustar la maquinaria para que el desempeo mejore cuando es ms factible usar el gas sometido a prueba. Estas modificaciones en los parmetros de funcionamiento del equipo incluyen: Redimensionamiento de las tuberas (dimetros y longitudes del circuito). Cambio de los quemadores e inyectores (optimizar la quema del combustible) Modificar las temperaturas y presiones de operacin Asegurar un factor de aireacin ptimo (garantizar una combustin completa) Ajustar el flujo msico de combustible (para generar la potencia requerida) Como se mencion antes, el objetivo de purificar al biogs es para acercarlo lo ms posible al gas natural (97% metano), por lo que un biogs con 90% de metano puede considerarse un sustituto apropiado en la mayora de aplicaciones.

Figura 55: Utilizacin del biogs refinado en los automviles.

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La aplicacin del biogs como combustible es muy variada: desde cocinar los alimentos hasta la generacin de potencia en una turbina a gas, las ventajas que presenta el biogs son las mismas que las del gas natural (bsicamente su composicin es similar), a excepcin que el CO2 proveniente de la quema del biogs forma parte originalmente de la atmsfera (como se explic al inicio de este documento) y el que es expulsado por el gas natural y todos los hidrocarburos provenientes del petrleo no forma parte de la atmsfera terrestre habitual y este exceso de dixido de carbono provoca el efecto invernadero (aumento en la retencin de la radiacin solar dentro de los confines de la atmsfera). El biogs es un recurso ecolgico muy importante y su aprovechamiento en el futuro puede suponer a nuestro planeta un alivio en cuanto a la contaminacin del medio ambiente, que en los ltimos aos ha crecido sin detenerse.

Figura 56: La contaminacin por CO2 que los automviles expulsan ha llegado a ser

alarmante, ya que puede crear deficiencias respiratorias en los sectores ms vulnerables.

Figura 57: El dixido de carbono es tambin expulsado a la atmsfera en proporciones

muy grandes por las industrias. Los pases desarrollados son los principales responsables de la contaminacin en todas las escalas (RSU, emisiones de gases, radiacin, etc).

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El biogs es un combustible alternativo, y puede utilizarse en un ciclo combinado de gas-vapor para producir potencia mecnica, elctrica y calor. El ciclo de gas y vapor es un ciclo combinado porque en realidad son dos ciclos en uno, con fluidos de trabajo independientes y potencias desarrolladas de manera individual, sus componentes, anlisis y modificaciones se analizaron en el punto 2 de esta investigacin. Una vez ha sido refinado el biogs y se cumplen los parmetros ptimos de operacin, la generacin de energa elctrica usando un ciclo combinado requiere solamente el acople de un generador al eje de las turbinas, y mediante la conversin adecuada (frecuencias, voltaje y corriente) brindar la energa elctrica necesaria a la maquinaria y a toda la instalacin (luminarias, ventiladores, equipo hidrulico y neumtico, etc), y vender el excedente a la red pblica. En la zona rural es posible trabajar con una instalacin aislada, es decir, estar desconectado de la red pblica, siempre y cuando no exista una instalacin elctrica previa. De existir una conexin a la red nacional, puede optarse por tener un conmutador que permita seleccionar qu fuente de energa usar, la que genera la misma instalacin o la que es comercializada por la red local Para poder comercializar la electricidad generada, es necesario cumplir ciertos requisitos como la frecuencia (en ciclos/segundo o Hertz) y el voltaje entregado (en voltios y sus mltiplos), y garantizar que se cumple toda la normativa legal y comercial existente. La ley de El Salvador premia a los que produzcan electricidad con fuentes de energa renovables comprando la energa a precio preferencial. Mayor informacin disponible en el Reglamento de la ley General de Electricidad: http://www.siget.gob.sv/index.php/servicios/descargables/documentos/category/21-reglamento-de-la-ley-general-de-electricidad?download=40%3Areglamento-de-la-ley-general-de-electricidad El biogs si bien es un combustible apropiado para la generacin elctrica, puede usarse tambin como combustible en otras aplicaciones dinmicas, como la generacin de potencia mecnica y empuje en aviones, en automviles livianos y de carga, comercializado en tambos o directamente por tubos hasta los hogares, ser utilizado directamente en el sitio de su produccin.

http://www.siget.gob.sv/index.php/servicios/descargables/documentos/category/21-reglamento-de-la-ley-general-de-electricidad?download=40%3Areglamento-de-la-ley-general-de-electricidad%20http://www.siget.gob.sv/index.php/servicios/descargables/documentos/category/21-reglamento-de-la-ley-general-de-electricidad?download=40%3Areglamento-de-la-ley-general-de-electricidad%20http://www.siget.gob.sv/index.php/servicios/descargables/documentos/category/21-reglamento-de-la-ley-general-de-electricidad?download=40%3Areglamento-de-la-ley-general-de-electricidad%20

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CONCLUSIONES De esta investigacin se concluyen los siguientes aspectos: La biomasa es un recurso natural muy valioso que se ha utilizado desde que el humano apareci en la tierra, y su aprovechamiento ha sido objeto de constante investigacin en los ltimos aos, al punto que se han desarrollado mtodos para obtener mejores combustibles a partir de fuentes naturales renovables. Usando la biomasa como combustible se puede minimizar el consumo de combustibles fsiles; ambos tienen cosas en comn, como la emisin de importantes cantidades de CO2 hacia la atmsfera, sin embargo, el dixido de carbono existente en la biomasa formaba parte de la atmsfera, de donde la planta lo tom durante su crecimiento, y el combustible derivado del petrleo aporta ms CO2 que originalmente no perteneca al ecosistema, contaminando el medio ambiente a corto y largo plazo. La combustin de la biomasa mantiene equilibrada la concentracin del dixido de carbono en el ecosistema. Aprovechando un proceso natural llamado digestin anaerbica, se puede obtener biogs a partir de residuos vegetales y animales, materia orgnica cuya descomposicin al aire libre supone riesgos para la salud de las personas que viven en sus inmediaciones y para el medio ambiente en general. Al mismo tiempo que se ayuda a prevenir la salud y a disminuir la contaminacin, se obtiene combustible de muy alta calidad, que puede ser explotado en cualquier lugar del mundo y cuyo potencial energtico puede ser mejorado al punto que puede sustituir al gas natural y otros gases derivados del petrleo. El biogs puede ser implementado como combustible en un ciclo combinado de gas y vapor, brindando sostenibilidad y autonoma a quien lo produce, pues puede utilizarlo para generar electricidad, potencia mecnica y calor, reduciendo sus propios costos, automatizando y optimizando los procesos que antes requeran el uso de energa elctrica de la red nacional, comercializando el excedente de su combustible o su electricidad generada y as recuperar la inversin que una planta de potencia requiere. Es alarmante el nivel de contaminacin ocasionada por las emisiones de CO2 debidas a todos los dispositivos que consumen combustibles fsiles para su operacin, por ello es de gran importancia difundir la cultura de las energas renovables, ya que tienen muchas ventajas frente a los derivados del petrleo y muy pocas desventajas, que pueden ser superadas si se dedica tiempo a estudiarlas y aprender a aprovecharlas al mximo. Las energas renovables no deben ser consideradas como una alternativa a corto plazo, sino como una solucin definitiva a la problemtica energtica mundial.

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Nmero de fuente: 1 TIPO: Libro de texto en PDF

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Ttulo: Centrales de energas renovables Generacin de

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Nmero de fuente: 5 TIPO: Boletn informativo en PDF

Ttulo: Produccin y utilizacin del biogs

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Barcelona, Espaa

Nmero de fuente: 6 TIPO: Boletn informativo en PDF

Ttulo: Iniciativa global del metano: Tecnologas para el aprovechamiento del biogs de rellenos sanitarios

Autor: Jos Luis Dvila

Editorial: Global Methane Initiative SCS Engineers

Nmero de fuente: 7 TIPO: Artculo divulgativo en PDF

Ttulo: Mtodos para el estudio de la intercambiabilidad de una

mezcla de gas natural y gas natural-Syngas en quemadores de premezcla de rgimen laminar

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Nmero de fuente: 8 TIPO: Libro en PDF

Ttulo: Biodigestores familiares:

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Nmero de fuente: 9 TIPO: Boletn informativo en PDF

Ttulo: Turbinas de gas industriales para aplicaciones de

cogeneracin a base de Biocombustibles

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Nmero de fuente: 10 TIPO: Boletn informativo en PDF

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Nmero de fuente: 12 TIPO: Boletn informativo en PDF

Ttulo: Turbinas de gas industriales

Autor: Siemens AG.

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Autor: SIGET