Biocombustibles: cómo utilizar eficazmente los residuos

Tarde o temprano, los minerales no renovables, que ahora se utilizan como combustible, se agotarán por completo. Por lo tanto, se están introduciendo diversas tecnologías que utilizan biocombustibles en todo el mundo. Puede reemplazar las fuentes tradicionales de energía en la mayoría de las áreas de actividad humana, y para obtenerla, es suficiente reciclar los desechos agrícolas de una manera especial.

Disposiciones generales

Conceptos basicos

Empecemos definiendo qué son los biocombustibles. El tipo de transportador de energía considerado es completamente orgánico y, con el equipo adecuado, puede utilizarse para calentar edificios residenciales, alimentar automóviles, alimentar plantas industriales, etc.

Los biocombustibles gaseosos, líquidos o sólidos pueden producirse a partir de diversas plantas agrícolas (por ejemplo, de colza), así como a partir de productos de desecho de animales y humanos (biocombustible de estiércol). Es decir, las materias primas para su fabricación son, por regla general, aquellos productos que anteriormente se enviaban a vertederos.

Además, las ventajas de este tipo de energía pueden atribuirse a su respeto al medio ambiente. Durante la combustión, se liberan sustancias mucho menos dañinas que afectan el estado del medio ambiente. Esto distingue favorablemente las calderas de biocombustible de los equipos de calefacción en diésel o gas, que son famosos por sus escapes cancerígenos.

Pero el biocombustible tiene importantes inconvenientes:

• baja capacidad calorífica: el biocombustible líquido, que se quema en un intercambiador de calor, emite menos calor que una cantidad similar de gasolina o combustible diesel;
• alto costo de producción: las tecnologías modernas aún no permiten la producción de biocombustibles, líquidos, sólidos o gaseosos, a escala industrial, porque su precio es algo más alto que los portadores de energía tradicionales;
• Propiedades corrosivas fuertes: los aceites vegetales y las grasas animales que forman parte de los transportadores de energía orgánica tienen un fuerte efecto destructivo sobre los mecanismos, lo que dificulta su uso en motores de combustión interna y otros sistemas similares.

Actualmente, la obtención de biocombustibles con propiedades menos agresivas y métodos más baratos es una de las direcciones prioritarias de la investigación científica de los científicos de todo el mundo. El enorme progreso en esta área hace posible decir con confianza que será posible eliminar la mayoría de las deficiencias de este tipo de energía en un futuro próximo.

Ya se utilizan ampliamente los biocombustibles para invernaderos y otras estructuras agrícolas. El gas obtenido del procesamiento del estiércol, o pellets, se utiliza para crear un microclima cómodo en el que crecen varios cultivos. (Ver también el artículo Calentando un invernadero en invierno: características.)

Presta atencion A diferencia del petróleo y el gas naturales, que se producen solo en los lugares donde ocurren, las plantas de biocombustibles no están atadas a depósitos y se pueden instalar en cualquier lugar de nuestro país.

Generación de biocombustibles

Incluso en los albores de la investigación relacionada con el desarrollo de energía a partir de desechos agrícolas, los científicos expresaron el temor de que en el futuro, cuando los biocombustibles se generalicen, puedan surgir problemas con los alimentos. Esto es posible si los cultivos (maíz, colza, maíz) se usarán no para el propósito previsto, sino para la destilación en combustible.

Para evitar esto, los científicos buscaban otras fuentes de energía de biocombustible. Como resultado de su investigación, aparecieron biocombustibles de segunda generación y versiones más nuevas.

Estas incluyen sustancias derivadas no de las plantas en sí, sino de sus residuos: hojas, cáscaras, rizomas, etc. Un representante prominente de este tipo de refrigerante es el biocombustible del aserrín y el estiércol, un gas que consiste en metano y ácido carbónico, que en la vida cotidiana se denomina "aguas residuales".

Es absolutamente idéntica en composición al metano fósil natural. Después de eliminar elementos innecesarios, se puede usar para producir etanol para hornos que calientan ciertas estructuras.

El biocombustible más innovador, cuya presentación tuvo lugar no hace mucho tiempo, está hecho de algas. Estas plantas submarinas se pueden cultivar en estanques que no son adecuados para las necesidades agrícolas. Además, se pueden cultivar en los llamados fitobiorreactores.

A medida que se desarrollan, estos organismos forman estructuras moleculares que se asemejan a la estructura del aceite en su estructura. El biocombustible de algas es el desarrollo más prometedor, sin embargo, su aplicación práctica aún está muy lejos.

Presta atencion Los aspectos positivos del uso de algas pueden atribuirse al hecho de que en el transcurso de su vida absorben dióxido de carbono, lo que reduce la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera de nuestro planeta.

Variedades de biocombustibles

Las fuentes de energía de los biocombustibles, a pesar de las deficiencias en la composición y la tecnología de producción enumeradas en las secciones anteriores, se están utilizando ahora. En algunas áreas de la actividad humana, reemplazan la electricidad. Incluso hay casas de calderas completas basadas en biocombustibles, con la ayuda de las cuales se lleva a cabo el calentamiento de edificios residenciales, comerciales e industriales.

Los biocombustibles más utilizados son:

• liquido
• sólido

Consideremos cada uno de ellos con más detalle.

Liquido

Uno de los cultivos más adecuados para la producción de biocombustibles es la colza.

El portador de energía se fabrica de acuerdo con el siguiente esquema:

• La colza recolectada se somete a una limpieza fina, como resultado de la cual se eliminan de la basura, el suelo y otros elementos extraños;
• después de eso, las materias primas vegetales se trituran y exprimen para obtener el pastel;
• luego se produce la esterificación del aceite de colza: los ésteres volátiles se extraen de esta sustancia con la ayuda de ácidos especiales y alcoholes;
• al final, el combustible de biodiesel resultante se limpia de impurezas de aceite innecesarias.

Sugerencia La sustancia resultante es adecuada para uso independiente y también se puede usar como aditivo para diesel, lo que permite reducir las emisiones dañinas a la atmósfera.

Además, el biocombustible E-95, que reemplaza a la gasolina tradicional, está muy extendido. Este tipo de portador de energía consiste en alcohol etílico con aditivos que reducen el efecto corrosivo en las piezas de metal y caucho de los motores de combustión interna instalados en automóviles.

Las ventajas de la gasolina biológica son las siguientes:

• El costo de este tipo de combustible es más bajo que el tradicional;
• En su uso aumenta el plazo de operación del aceite y elementos filtrantes;
• la combustión de biocombustibles no conduce a la formación de una placa en las bujías que impide el paso de una chispa;
• un motor de combustión interna que funciona con biobenceno no emite sustancias nocivas a la atmósfera;
• El etanol se inflama peor y no explota durante los accidentes de tráfico;
• La gasolina orgánica detona a una temperatura más baja, porque el motor del automóvil no se sobrecalienta en la estación cálida.

A pesar de las ventajas anteriores, el biocombustible líquido tiene varios inconvenientes que impiden su introducción generalizada en la actividad económica:

1. Cuando se usa gasolina orgánica, los motores de combustión interna y otros equipos fallan rápidamente, porque las sustancias que componen el portador de energía natural causan corrosión y arruinan las juntas de goma de los agregados. Aún no se han encontrado formas efectivas para combatir este fenómeno.
2. Para la sustitución completa de los combustibles fósiles por biológicos, es necesario ampliar significativamente el área de tierras agrícolas, lo que actualmente es imposible. Además, el área de tierra apta para el cultivo de plantas es limitada. La solución al problema puede servir como combustible de tercera generación, cuyo trabajo para el desarrollo aún no se ha completado.

Sólido

Además de los biocombustibles líquidos, la energía orgánica sólida ha ganado un merecido reconocimiento entre los consumidores de todo el mundo.

Sus características son las siguientes:

1. Elaborado a partir de diversas materias primas de origen biológico. Estos pueden ser desechos orgánicos de humanos y animales, y partes de varias plantas.
2. La esencia del proceso tecnológico de producción de biocombustibles sólidos es el uso efectivo de varios métodos de división de celulosa. Actualmente, se están llevando a cabo muchos estudios, cuyo propósito es repetir los procesos naturales de división que ocurren en el tracto digestivo de los organismos vivos.
3. Para la fabricación de combustible orgánico sólido se utiliza la denominada masa biológica, que tiene cierta consistencia y proporciones. El producto terminado se obtiene eliminando la humedad de la materia prima y presionando posteriormente.

La mayoría de las veces, la energía sólida se suministra en las siguientes formas:

• briquetas
• pellets
• gránulos

Producción independiente de biocombustibles.

Materias primas necesarias

Hacer tu propio biocombustible es bastante fácil. Esto requiere una gran cantidad de estiércol y un equipo no muy complejo, que puede solicitarse a empresas especializadas.

Los costos en los que incurra en la fase inicial se amortizarán en los próximos años. Una caldera de biocombustible, que calienta no solo las instalaciones agrotécnicas y de cría de ganado, sino también una casa residencial, ahorrará significativamente en las facturas de servicios públicos.

Lo más adecuado desde el punto de vista energético es el estiércol de caballo. Sin embargo, no todas las explotaciones se dedican a la cría de estos animales, por lo tanto, en las plantas para la producción de biogás se pueden utilizar residuos de otros animales.

Las siguientes mezclas orgánicas se pueden utilizar en el proceso:

• Residuos de caballo, mezclados con turba o paja.;
• Estiércol mezclado con los tallos restantes después del procesamiento del lino.;
• estiércol mezclado con desechos humanos orgánicos;
• estiércol de vaca mezclado con caballo en la proporción de 50/50;
• Desperdicio de vacas mezcladas con aserrín.;
• estiércol de caballo mezclado con hojas caídas.

Antes de hacer biogás, la materia prima debe colocarse en un búnker sellado, donde estará sujeta a fermentación durante un largo período de tiempo. Después de eso, el exceso de líquido de la mezcla biológica se evapora, y el biometano resultante se usa para satisfacer diversas necesidades económicas.

Planta de biocombustible casera.

La siguiente instrucción es sobre la tecnología de la unidad de fabricación propia, que puede utilizarse para la producción de biocombustibles.

Es necesario hacer lo siguiente:

1. En primer lugar, excave un hoyo del tamaño que necesita (dependiendo de la cantidad de materias primas disponibles).
2. Las paredes de la fosa deben reforzarse preferiblemente con anillos de concreto. Esto evitará que el suelo se desprenda. Las juntas deben sellarse cuidadosamente con una solución de concreto con la adición de plastificantes, evitando las fugas, a través de las cuales se puede evaporar el biogás producido.
3. Desde arriba, la construcción está herméticamente sellada con una cúpula en la que se hacen los agujeros y se instalan las tuberías necesarias para suministrar gas a los consumidores.
4. Para aumentar la eficiencia de la instalación, los calentadores pueden montarse en el tanque en forma de bobinas que funcionan con electricidad.

Presta atencion Para utilizar gas orgánico, es necesario modernizar el equipo de calefacción o reconstruir los quemadores para que entre más oxígeno en la cámara de combustión.

El proceso de obtención de biocombustibles es el siguiente:

• las materias primas orgánicas se colocan en el tanque (su composición se explica en detalle en la sección anterior);
• También es necesario agregar agua allí, aumentando el contenido de humedad de la materia orgánica hasta en un 70%;
• después de eso, el elemento calefactor debe encenderse y la temperatura del estiércol debe aumentarse a 35 grados;
• después del inicio de la fermentación, la temperatura de la mezcla aumentará aún más, como resultado de lo cual comenzará el gas, que se utiliza para alimentar a esos u otros consumidores.

Combustible orgánico para chimeneas.

Además del biogás y la gasolina orgánica, cuyo uso aún no está muy extendido, ya se pueden sentir todos los placeres del uso de los biocombustibles. Este es el fluido Planica fanola, que está especialmente diseñado para su uso en biofirlaces y se puede usar sin equipar la chimenea y la ventilación especial.

Al quemarse, este tipo de combustible no forma la combustión y el humo, y tampoco emite sustancias dañinas que pueden dañar el cuerpo humano.

Un litro de líquido, encendido en un tanque especial instalado en la chimenea para biocombustibles, puede quemarse durante al menos 6 horas con la liberación de calor, cuya potencia es igual a 3 kW de energía. Esto es casi dos veces más que la leña más común, pero menos respetuosa con el medio ambiente.

Conclusión

El biocombustible es uno de los desarrollos prometedores, cuyos beneficios se apreciarán en el futuro. Sin embargo, esto no le impide utilizar biocombustibles de fabricación propia para un invernadero o un baño. Puedes aprender más sobre esto en el siguiente video.