Hola, soy César Sáez, y en esta sección revisaremos los principales elementos relacionados con la producción de biocombustibles termoquímicos, todos a partir de biomasa. Entendemos por procesos termoquímicos de transformación de biomasa, aquellos que se valen del calor para romper los enlaces covalentes en la molécula constitutiva de la biomasa, produciendo compuestos con diverso valor energético, en fases diversas y/o energía de subcombustión. Desde antaño la humanidad ha usado la biomasa como fuente de energía. Siguió su utilización como combustible, es el convencional para la producción de fuego, con el tiempo aprendió a desarrollar técnicas para incrementar la energía contenida en una cierta masa combustible. El caso de la producción de carbón vegetal, a partir de ramas y de palos, es un ejemplo de ello. En efecto, la energía contenida por unidad de masa en el carbón es en general más del doble de aquella contenida en la madera seca. Transformando al carbón en un recurso energético muy importante. Es liviano, puede almacenarse con facilidad y produce energía sostenida y por más tiempo que la madera desde donde proviene. Como contraparte, se requiere gastar una importante cantidad de energía para producir esta transformación bioquímica, calentando la biomasa en déficit de oxígeno para que no se produzca combustión. Por ejemplo, la siguiente fotografía muestra un vehículo de tiempos de la Segunda Guerra Mundial, que utilizaban un gasificador de madera o de carbón, para su funcionamiento. En esta tecnología, son los gases combustibles que provienen del calentamiento en déficit de oxígeno de la madera o del carbón, los que se usan como combustible para hacer funcionar el automóvil. En esta vista lateral de un modelo similar, el gasificador de madera o de carbón, se localizaba en la parte posterior. Los gases producidos eran conducidos por mangueras o tuberías hasta la zona frontal, desde donde se retiraban las partículas de mayor tamaño. Pasando hasta el sistema de combustión, sólo los gases combustibles. Camiones, o incluso algunos tanques, equiparon este sistema en zonas donde la disponibilidad de combustibles fósiles era limitada. Los procesos de transformación termoquímica de biomasa de energía, suelen perseguir la recuperación de energía. Sin embargo, otros objetivos incluyen la reducción de masa y de volumen y su inertización, como es el caso del tratamiento térmico de algunos tipos de residuos. Una clasificación sencilla de recordar para los procesos termoquímicos de biomasa, es aquella que se refiere a la cantidad de oxígeno presente en el sistema de combustión o de pirólisis. En efecto, si el proceso se produce con una cantidad mayor, o igual al estequiométrico, necesario para la oxidación completa de la biomasa, el procesos se denomina combustión. Por el contrario, si el proceso termoquímico se lleva a cabo en ausencia de oxígeno, el proceso se denomina pirólisis. Por su parte, el proceso de pirólisis conduce a la formación de tres fases combustibles. Si las condiciones de operación del pirolizador promueve la producción de combustibles en fase gas, el proceso se denomina gasificación. Si promueve la producción de combustibles en fase líquida, el proceso se denomina licuefacción. Y si promueve la producción de combustibles en fase sólida, el proceso se denomina carbonización, torrefacción o tostación. Se define entonces como pirólisis, el proceso termoquímico que se produce en ausencia de oxígeno y que conduce a la producción de tres fases combustibles. Esta figura muestra los productos de pirólisis que se producen en cada una de las fases combustibles del proceso. Es relevante destacar la gran variedad de compuestos químicos que pueden generarse en fase líquida, lo que requerirá de procesos adicionales de separación y de purificación. La siguiente ecuación, ilustra la estequiometría para la pirólisis de celulosa. Es posible notar los contenidos energéticos de la fase gas y líquida, y su relación comparativa con el gas natural y la gasolina. Los tipos de pirólisis pueden diferenciarse según las condiciones de operación del proceso. Las condiciones claves incluyen la temperatura de pirólisis, la tasa de calentamiento, el tamaño de partícula y el tiempo de residencia de sólidos. La relación agua-biomasa, suele estar en el rango 0.1 a 2, dependiendo del tipo de pirólisis. La gasificación con vapor, por ejemplo, emplea condiciones de operación muy parecidas a la pirólisis rápida, pero con una tasa de calentamiento entre la pirólisis rápida y la instantánea. La licuefacción, por su parte, se realiza a temperaturas similares a la de la pirólisis pero a presiones muy superiores, entre 50 y 200 atmósferas. De esta forma, privilegia la generación de productos en fase líquida por sobre los productos en fase gas o en fase sólida. En resumen, los procesos termoquímicos de transformación de biomasa han sido empleados desde los albores de la humanidad. La producción de carbón vegetal, fue una de las actividades más extendidas. Según el contenido de oxígeno, es posible o cómo estrenar la biomasa, o pirolizarla. Por su parte, la pirólisis puede ser guiada hacia distintas fases combustibles, según sea las condiciones de operación. En términos modernos, los procesos de gasificación y licuefacción, están cobrando cada vez más interés, pese a la energía necesaria para la transformación de biomasa a biocombustible.
