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Bioenergía y bioproductos


La bioenergía es la energía producida a partir de la conversión de biomasa, donde ésta puede ser utilizada directamente como biocombustible sólido o ser convertida en biolíquidos y/o gases.

Los bioproductos son aquellos productos que derivan total o parcialmente de materiales de origen biológico.



TIPOS DE BIOMASA

La biomasa se define como la fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos de origen biológico procedentes de actividades agrarias (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, incluidas la pesca y la acuicultura, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales.

Las biomasas pueden clasificarse en función de su procedencia en: agrícolas, forestales, ganaderas, industriales y domésticas (incluido HORECA-Hoteles, Restaurantes y Cafés):


Cultivos: especies principalmente leñosas producidas mediante las actividades de cultivo en terreno forestal, cosecha y, en caso necesario, del procesado de las materias primas recolectadas. También se consideran los productos forestales no madereros como las plantas aromáticas y medicinales, procedentes de recolección en sus hábitats naturales.
Aprovechamientos forestales: biomasa originada como producto de las operaciones silvícolas en las masas forestales que precisen de permiso de corta o en su defecto plan de ordenación para su extracción.
Residuos forestales: biomasa residual generada en la limpieza y en el mantenimiento de las masas forestales y los espacios verdes.

Cultivos: especies herbáceas o leñosas producidas mediante las actividades de cultivo en terreno agrícola, cosecha y, en caso necesario, del procesado de las materias primas recolectadas. También se incluyen en este grupo los cultivos de algas, al producirse en medio acuoso.
Residuos de las actividades agrícolas: biomasa residual originada durante el cultivo y primera transformación de productos agrícolas.

Residuos orgánicos generados en las explotaciones ganaderas. Se trata principalmente de la mezcla de deyecciones y la cama de ganado, denominándose comúnmente según la especie de la que proceden en estiércol, purines y gallinaza.

Subproductos y residuos procedentes de instalaciones industriales del sector agroalimentario: producción del aceite de oliva, procesado de cítricos, extracción de aceite de semillas, industria vinícola y alcoholera, conservera, cervecera, animal, producción de frutos secos, producción de arroz y procesado de algas.
Subproductos y residuos procedentes de instalaciones industriales del sector forestal: industrias forestales de primera y segunda transformación (cortezas, serrerías, carpinterías, etc.), subproductos de la industria de la celulosa (lejías negras), procedentes de la recuperación de materiales lignocelulósicos (palés, materiales de construcción, muebles viejos, etc.

Es la fracción biodegradable de los residuos urbanos que se generan diariamente en todas las localidades. Además, se incluyen en esta categoría los lodos de depuradora, las aguas residuales y los residuos HORECA (aceites de fritura, etc.).


USOS DE LA BIOMASA

La biomasa se puede destinar a hacia la producción de uno o varios tipos
de energía (calor y electricidad) y/o de biocombustibles además de bioproductos:


La producción térmica y eléctrica mediante combustión directa de la biomasa sólida constituye unas de las aplicaciones energéticas más asentadas hoy en día, con tecnologías plenamente desarrolladas a escala comercial. Las aplicaciones pueden ser: Instalaciones térmicas domésticas, instalaciones térmicas industriales, instalaciones eléctricas que exportan electricidad a la red e instalaciones eléctricas que consumen parte o la totalidad de la electricidad que generan
(autoconsumo).


El biogás (50-70% metano) se produce a través de la descomposición bacteriana de la materia orgánica de diversos tipos de biomasas tales como estiércoles y purines, la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos y aguas residuales, entre otras. Puede ser purificado hasta alcanzar una calidad similar a la del gas natural y utilizarse para diversos usos como generación eléctrica, aprovechamiento térmico, utilización como biocarburante, ser inyectado en las redes de transporte y/o distribución de gas natural, o en pilas de combustible.

Los biocarburantes son combustibles líquidos o gaseosos producidos a partir de la biomasa utilizados para el transporte, en todos los ámbitos (carretera, transporte marítimo, aviación). Esto es debido a que el encarecimiento de las materias primas y la necesidad de cumplimiento con los estrictos criterios obligatorios de sostenibilidad fijados por la UE hacen imprescindible el desarrollo de nuevas materias biomásicas para la fabricación de los biocarburantes, como materiales lignocelulósicos, residuos o algas, así como la mejora de los procesos productivos actuales y el fomento de tecnologías de producción alternativas.

Los bioproductos son aquellos productos que derivan total o parcialmente de materiales de origen biológico, excluidos los materiales incrustados en formaciones geológicas y/o fosilizados. Se obtienen a partir de diversas fuentes de biomasa y pueden ser utilizados para la producción de productos químicos, materiales, alimentos y pienso. Su potencial se extiende a lo largo de todo el espectro de productos de la industria química; y pueden emplearse en otros ámbitos de la cadena de valor. Los bioproductos y biomateriales con mayor potencial comercial son aquellos con propiedades mejoradas y/o con costes de producción inferiores o que técnicamente no se puedan obtener a partir de materias primas fósiles.

TECNOLOGÍAS DE CONVERSIÓN DE LA BIOMASA


Los procesos de transformación de la biomasa se pueden dividir en cuatro grandes grupos:


Operaciones básicas que cambian las propiedades del material aplicando energía mecánica, procesos de limpieza y separación, procesos de densificación, procesos de molienda y procesos de extracción (incluida la extracción directa de macromoléculas para su uso biotecnológico).

Estos procesos consiguen obtener, a partir de la materia orgánica de las biomasas, los siguientes compuestos: almidón, hemicelulosa, celulosa, lignina, aceites vegetales, proteínas o directamente energía termo-eléctrica. En base a los mismos pueden obtenerse diversos bioproductos (materiales, químicos, complementos alimentarios, piensos) además de biocombustibles (pélets, astillas, biocarburantes) y bioenergía (energía eléctrica, energía térmica).

Las unidades productivas clave en las que se articula la conversión de las biomasas son las biorrefinerías, cuyo desarrollo contribuye en la transición hacia una economía circular a la par que se evitaría la penalización asociada a la generación y/o vertido de residuos de origen biológico.

Operaciones de transformación mediante cambios de temperatura que en ocasiones implican transformaciones químicas en la materia prima. Los principales procesos termoquímicos para producción de calor y electricidad son:

  • Pirólisis: degradación térmica de biomasa en ausencia de oxígeno. Se genera gas de síntesis para combustible,
    bioaceites, carbón activo e hidrocarburos ligeros (principalmente olefinas y parafinas).
  • Gasificación: Se somete a la biomasa a temperaturas que pueden oscilar entre los 800°C y 1.500°C en ausencia de oxígeno Se originan productos gaseosos que constituyen una mezcla conocida como gas de síntesis, syngas o gas pobre, y está compuesta fundamentalmente por nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano e hidrógeno en proporciones variables.
  • Combustión (oxidación completa): proceso de oxidación a temperaturas entre 600 °C y 1300 °C. Genera CO2, agua y cenizas.

Operaciones básicas para la transformación del material mediante reacciones químicas y conversiones catalizadas químicamente. Actualmente, el proceso químico empleado para la producción de biodiésel (metil ésteres de ácidos grasos) es la transesterificación. Este proceso consiste en combinar el aceite, normalmente aceite vegetal, con un alcohol ligero, normalmente metanol, obteniendo como principal subproducto la glicerina, que puede ser aprovechada en aplicaciones diversas.

Conversiones catalizadas enzimáticamente, procesos de fermentación y descomposición gobernada por microorganismos. Para la obtención de biogás se utiliza la digestión anaerobia: proceso microbiológico que se desarrolla en ausencia de oxígeno.
La obtención de biocarburantes líquidos se realiza por medio de la fermentación: cambio químico producido por un organismo vivo o una enzima, especialmente bacterias o mircroorganismos. La reacción incluye, generalmente, la descomposición de los azúcares y almidones
a alcohol etílico y dióxido de carbono

EL VALOR ECONÓMICO, SOCIAL Y MEDIOAMBIENTAL DE LA BIOMASA

La biomasa realiza una valiosa aportación a la sociedad en diversos ámbitos:


economia

VALOR ECONÓMICO
Como cualquier actividad económica de marcado carácter industrial, el aprovechamiento de la biomasa -agrícola, forestal, ganadera, industrial o municipal- requiere movilizar una serie de recursos humanos y de capital, con la peculiaridad de que mantiene una intensa relación de suministros con proveedores, al tener que aprovisionar con biomasas continuamente a las instalaciones y otros servicios anexos. El valor económico de estos procesos productivos -estrictamente la generación de rentas y de empleos- puede aproximarse mediante la aportación que realizan al Valor Añadido Bruto (VAB) y a la creación (y el mantenimiento) de puestos de trabajo de la economía española. Esto es lo que se conoce como ‘el valor económico’ de la biomasa, que beneficia tanto el sector primario (agrícola, forestal y ganadero), como el sector secundario (industrias agroalimentarias, forestales, químicas, materiales, etc.).

social

VALOR SOCIAL
La biomasa contribuye en materia de política social, en aspectos tales como la inserción laboral de colectivos (fundamentalmente vinculados con núcleos rurales) con pocas oportunidades de encontrar y mantener un empleo, el freno al despoblamiento del medio rural o el ahorro económico que permite en el tratamiento de residuos. Representa una oportunidad para la impulsión de la creación y mantenimiento de empleos asociados a modelos productivos innovadores, capaces de generar alto valor añadido, utilizando el capital humano y los recursos presentes en el territorio. De esta forma, el aprovechamiento de las biomasas puede considerarse una efectiva herramienta para contribuir a la fijación de la población en áreas rurales y la dinamización de la economía de las comarcas fomentando el desarrollo rural y la vertebración territorial.

ambiente

VALOR MEDIOAMBIENTAL
Desempeña un importante papel en la preservación del medioambiente, gracias fundamentalmente a la reducción de emisiones de CO2 por la sustitución del uso de combustibles fósiles y por la valorización de determinados residuos biomásicos generadores de emisiones difusas (tales como las deyecciones ganaderas, intensivas en generación de metano), aprovechando así las biomasas autóctonas y contribuyendo a convertir residuos potencialmente problemáticos en recursos. Además suponen un impacto positivo en la gestión de los ecosistemas (ligados, por ejemplo, a la reducción de los incendios forestales que se deriva de una gestión sostenible de los montes). La biomasa garantiza un modelo socioeconómico basado en el desarrollo sostenible y contribuyendo activamente a mitigar la gran amenaza de la sociedad actual: el cambio climático.