Biomasa. Procesos de conversión en energía

21 02 2011

Existen diferentes métodos que transforman la biomasa en energía aprovechable, expondremos los dos métodos más utilizados en este momento, los termoquímicos y los biológicos.


METODOS TERMOQUÍMICOS:

Estos métodos se basan en la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa. Están muy desarrollados para la biomasa seca, sobretodo para la paja y la madera.

Se utilizan los procesos de:

Combustión
Es la oxidación de la biomasa por el oxígeno del aire, en esta reacción se libera agua y gas carbónico, y puede ser utilizado para la calefacción doméstica y para la producción de calor industrial.

Pirólisis
Se trata de una combustión incompleta a alta temperatura (500ºC) de la biomasa en condiciones anaerobias. Se utiliza desde hace mucho tiempo para producir carbón vegetal. Este método libera también un gas pobre, mezcla de monóxido (CO) y dióxido de carbono (CO2), de hidrógeno (H2) y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de poco poder calórico, puede servir para accionar motores diesel,  para producir electricidad, o para mover vehículos. Una variante de la pirólisis, es la pirólisis flash. Esta se realiza a una temperatura mayor, alrededor de 1.000 ºC, y tiene la ventaja de asegurar una gasificación casi total de la biomasa. Se optimiza de esta forma el “gas pobre”
Las instalaciones en la que se realizan la pirólisis y la gasificación de la biomasa se llaman gasógenos. El gas pobre producido puede utilizarse directamente o puede servir como base para la síntesis de metanol, el cual podría sustituir a las gasolinas para la alimentación de los motores de explosión (carburol).

La gasificación tiene ventajas con respecto a la biomasa original:

  1. el gas producido es más versátil y se puede usar para los mismos propósitos que el gas natural;
  2. puede quemarse para producir calor y vapor y puede alimentar motores de combustión interna y turbinas de gas para generar electricidad;
  3. produce un combustible relativamente libre de impurezas y causa menores problemas de contaminación al quemarse.

METODOS BIOLÓGICOS:
Se trata de una fermentación alcohólica que transforma la biomasa en etanol (biocombustible). Este alcohol se produce por la fermentación de azúcares

Otro método biológico es la fermentación metánica, que es la digestión anaerobia de la biomasa por bacterias. Se suele utilizar para la transformación de la biomasa húmeda. En los fermentadores, o digestores. La celulosa es la sustancia que se degrada en un gas, el cual contiene alrededor de 60% de metano y 40% de gas carbónico. Para este proceso se requiere una temperatura entre 30-35 º C. Estos digestores por su gran autonomía presentan una opción favorable para las explotaciones de ganadería intensiva.

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Los plásticos y el medio ambiente

4 11 2010

El impacto en el medio ambiente de las miles de bolsas de plástico que consumimos (cada español consume de media 238 bolsas de plástico al año), es enorme, y eso sin contar la gran cantidad de energía necesaria para su fabricación, puesto que están compuestas de sustancias derivadas del petróleo, que además tardan en degradarse entre 80 y 90 años. Sin contar con las pinturas y serigrafías que llevan en su publicidad que normalmente están fabricadas a base de residuos metálicos tóxicos.

A todo esto hay que añadir, que el plástico como material está presente en la mayoría de productos que consumimos, generando más y más residuos cada día. Eso hace que SÓLO en España generemos 5 millones de toneladas al año de residuos plásticos, de los que sólo se reciclan 700.000 toneladas, el resto, o mejor dicho la mayor parte acaba siendo desechada sin control, en cualquier sitio, contaminando todo lo que tenemos, las ciudades, los ecosistemas naturales, los ríos, el mar.

Cuando llegan al mar, el impacto ya es letal, para el propio mar, pero sobre todo para los animales que desconociendo el peligro que conllevan, las ingieren y acaban muriendo de una forma atroz. El año pasado, cerca de 100.000 ballenas, focas, tortugas y otros animales marinos murieron con bolsas de plástico en el interior de su organismo.

Cuando llega el verano y vamos a las playas, no pensamos que nuestro paso por ellas va dejando un rastro de muerte, para el propio mar y para los animales que en él habitan, la huella que vamos dejando a nuestro paso, además de la suciedad, son millones de objetos de plástico de todo tipo, que dejamos abandonados en las playas y costas, y que el viento y/o las mareas se encargan de arrastrar mar adentro.
Una bolsa de plástico puede navegar a lo largo y ancho del mundo, entre 30 y 40 años sin degradarse, empezando otro ciclo: el de la destrucción de la fauna marina.
Las tortugas marinas las confunden con medusas y las comen ahogándose en el intento por tragarlas. Los delfines, ballenas, focas y demás animales lo mismo, ellos no reconocen que son desperdicios humanos, simplemente están acostumbrados a que “lo que flota en el mar se come” según palabras de un famoso biólogo.

Pero la ingesta de plásticos no sólo afecta a los animales marinos, también a las aves; En estudios patológicos realizados a animales en libertad fallecidos, que de un modo u otro tienen el mar como su entorno natural de vida, se descubrió que en el interior de sus organismos, había desde, tapones de botellas, pasando por encendedores u otros trozos de pequeños plásticos.
Así pues, ya vemos que no sólo afecta a los animales acuáticos, también a las aves.

Y, es que el plástico es versátil, resistente y sobre todo barato. Si miramos a nuestro alrededor, veremos que estamos rodeados de objetos fabricados con plástico. Cada vez se produce más… y claro, cada vez tenemos que desechar más.

Pero, ¿por qué tan sólo se recicla un pequeño porcentaje del plástico?

Sencillo, a diferencia de lo que sucede con otros materiales, como el vidrio o el papel, el reciclado de plástico no supone un gran ahorro, de ahí que no sea rentable su reutilización y sí, la fabricación nueva.

Y llegados a este punto, ¿qué alternativas tenemos?:
El bioplástico.

El Bioplástico es un material polímero fabricado a partir de recursos renovables (por ejemplo, azúcares, almidón, celulosa, patatas, cereales, melazas, etc.), no fósiles, que se degrada rápidamente, que se puede descomponer y devolver a la tierra como abono, siendo posteriormente sintetizado con energía renovable; esto también se le aplica a los productos sintéticos fabricados a partir de petróleo, pero que son biodegradables (por desgracia son minoría) que ya empiezan a comercializarse, poco, muy poco, en este llamado primer mundo.

Lo malo de estos plásticos biodegradables, es que no tienen las características de un plástico normal, no se les puede pasar por procesos de moldeo, extrusión, soplado, además de tener una resistencia, y rigidez menores, hasta ahora, su utilización está enfocada a productos de vida útil corta, por su baja resistencia a la acción de los microorganismos en aplicaciones que soportan la intemperie.

De estos plásticos biodegradables, lo que se aprovecha generalmente son los residuos que se encuentran fácilmente en la naturaleza y que se van renovando por si solos. Esto tiene la ventaja de que no sólo se reducen los impactos ambientales sino que no se termina con el producto, sólo se aprovechan los residuos orgánicos.

Por suerte, existen ya bastantes empresas que están apostando por esta opción, reforzando su área de I+D+i e incluyendo ya en sus estudios plantas piloto de materiales bioplásticos y reforzando su área de I+D+i (Investigación+Desarrollo+innovación), aplicando a sus productos más perecederos este material; parece que poco a poco, también en las empresas se esta creando una conciencia ecológica, comprobando que el cuidado del medio ambiente, no tiene porque repercutir en la capacidad productiva. Algunos ejemplos son: Hewlet Packard, Fujitsu, Nestle, Toyota, Down Chemicals – Natureworks o Belu, que han empezado a usar este bioplástico en diferentes aplicaciones como carcasas de ordenadores, televisores, telefonía móvil, walkman, y productos que generan un numero importante de residuos como son los envases, sobre todo algo que destaca últimamente los de las botellas de agua y de refrescos, también en el papel “films” para productos frescos y confitería, las bandejas termo en las que nos sirven los alimentos precocinados, las bandejas de polímero sobre la base de almidón de maíz solubles en agua, cintas adhesivas de celulosa modificada que puede usarse también como recubrimiento de bandejas de celulosa o almidón, films de mezclas de Ecoflex con PLA (acido láctico del maíz, ya granulado) y almidón, para envasado de alimentos con atmósfera modificada MAP).

También se empieza a explorar en otros sectores como el agrícola, el de componentes electrónicos y se empieza a investigar su aplicación a la medicina para productos desechables, como en biomedicina para desarrollo de tejidos –medicina regenerativa, y también para elementos necesarios en cirugías de huesos como tornillos biodegradables.

Algunas grandes cadenas comerciales de Francia, Gran Bretaña, Italia y Países Bajos, (por desgracia, a España aun no ha llegado “esta moda”) han comenzado a utilizarlos principalmente para el envasado de productos frescos como frutas, verduras y productos congelados, y para productos de higiene personal o vajillas y vasos desechables.

En algunos países se plantean medidas más drásticas para frenar su uso. Por ejemplo, en Suecia o Alemania el cobro de las bolsas está generalizado, si bien los consumidores están más concienciados y suelen reutilizarlas o emplean bolsas de tela.

En otros paises han optado por la vía que más nos duele a los ciudadanos; los impuestos. En Irlanda ha implantado el “plustax”, que obliga al pago de 15 céntimos de euro por cada bolsa que utilicen los consumidores. En Hong Kong, una tasa medioambiental similar a la irlandesa, obliga a pagar por cada bolsa unos 50 céntimos.

Y, algunas ciudades de Estados Unidos se están planteando prohibir directamente su uso, como en San Francisco, Boston o Berkeley. En Los Ángeles se estudia sustituirlas por otras recicladas y biodegradables. Por su parte, en la localidad inglesa de Devon las han eliminado de los establecimientos comerciales, ofreciendo en su lugar bolsas de papel o de tela.
En Francia e Italia para el 2010 estarán prohibidas todas las bolsas de plástico no biodegradables, en España somos más laxos, tan sólo se pretende que en 2015 el 70% sean biodegradables.

En cualquier caso, en nuestra mano está, aunque parezca como el anuncio de la tele “total por una más…” una más una, más una… reduzcamos el consumo del plástico en la medida de lo posible, reutilicémoslos, y si está a nuestro alcance, usemos plásticos biodegradables, pero NUNCA, NUNCA, tiremos los plásticos junto con la basura orgánica, ni las dejemos tiradas ni en el campo ni en el mar, recordar, que los animales, no distinguen lo que para nosotros sólo es basura, y su muerte es muy, muy lenta y agónica.

Fuente: Blog Action Day.

ACTIVIDADES

Después de haber leído el artículo contesta a las siguientes preguntas:

  1. ¿Cuál es el consumo por habitante en España de bolsas de plástico al año?
  2. ¿Qué tiempo tardan las bolsas de plástico en degradarse?
  3. ¿Qué cantidad de residuos plásticos generamos al año en España?
  4. ¿Qué tiempo puede estar “navegando” una bolsa de plástico por el mar sin degradarse? ¿Qué suelen hacer los animales marinos con los residuos plásticos que encuentran en el mar? ¿Solamente afectan estos residuos a los animales marinos? ¿a qué otros animales afecta?
  5. ¿Qué es el bioplástico?
  6. ¿Qué inconvenientes tienen estos bioplásticos con respecto a los plásticos normales?
  7. ¿Qué empresas han empezado a tomar conciencia del problema de los residuos plásticos y están utilizando bioplásticos en sus productos? ¿En qué productos concretamente lo están utilizando?
  8. ¿En qué país se pagan impuestos por el uso de las bolsas de plástico? ¿Cuánto hay que pagar?
  9. ¿Cuál es la política de Francia e Italia respecto a las bolsas de plástico no biodegradable? Y en España ¿que se hace?
  10. Explica que estas dispuesto a hacer tú para solucionar este problema.

Para contestar a las actividades tienes que entrar en la zona de “Deja un Comentario”. Es necesario que dejeis vuestro nombre y correo electrónico. Cuando termines le das a “Enviar Comentario”. Los enunciados deben copiarse.






El reciclado de los plásticos

4 11 2010

simbolo reciclado

1. RECICLADO EN LA FUENTE

Uno de los problemas es que el acento debe ponerse en cómo generar cada vez menos residuos, de cualquier índole como residuos plásticos.

La reducción en la fuente se refiere directamente al diseño y a la etapa productiva de los productos, principalmente envases, antes de ser consumidos. Es una manera de concebir los productos con un nuevo criterio ambiental; generar menos residuos. Y esto es aplicable a todas las materias primas: vidrio, papel, cartón, aluminio y plásticos.

En el caso de estos últimos residuos, la reducción en la fuente es responsabilidad de la industria petroquímica (fabricante de los diferentes tipos de plásticos), de la industria transformadora (que toma esos plásticos para fabricar los diferentes productos finales), y de quien diseña el envase (envasador).

Aunque podría decirse que al consumidor también le cabe una buena parte de la responsabilidad: en las góndolas de los supermercados es él quien tiene la facultad de elegir entre un producto que ha sido concebido con criterio de reducción en la fuente y otro que derrocha materia prima y aumenta innecesariamente el volumen de los residuos.

Reducir en la fuente significa referirse a la investigación, desarrollo y producción de objetos utilizando menos recursos (materia prima). De ahí su denominación porque se aplica a la faz productiva. Al utilizar menos materia prima se producen menos residuos y además se aprovechan mejor los recursos naturales.

Minimizar el volumen y peso de los residuos es el primer paso para resolver el problema global de los mismos. Todo gerenciamiento de los Residuos Sólidos Urbanos debe comenzar por la reducción en la fuente.

Las principales ventajas de la reducción en la fuente son:

  • Disminuye la cantidad de residuos; es mejor no producir residuos que resolver qué hacer con ellos.
  • Ayuda a que los rellenos sanitarios no se saturen rápidamente.
  • Se ahorran recursos naturales –energía y materia prima- y recursos financieros
  • La reducción en la fuente aminora la polución y el efecto invernadero. Requiere menos energía transportar materiales más livianos. Menos energía significa menos combustible quemado, lo que implica a su vez menor agresión al ambiente.

2. ETAPAS PARA RECICLAR EL PLÁSTICO

  • Recolección

Todo sistema de recolección diferenciada que se implemente descansa en un principio fundamental, que es la separación, en el hogar, de los residuos en dos grupos básicos: residuos orgánicos por un lado e inorgánicos por otro. En la bolsa de los residuos orgánicos irían los restos de comida, de jardín, y en la otra bolsa los metales, madera, plásticos, vidrio, aluminio. Estas dos bolsas se colocarán en la vía pública y serán recolectadas en forma diferenciada, permitiendo así que se encaucen hacia sus respectivas formas de tratamiento.

  • Centro de reciclado

Aquí se reciben los residuos plásticos mixtos compactados en fardos que son almacenados a la intemperie. Existen limitaciones para el almacenamiento prolongado en estas condiciones, ya que la radiación ultravioleta puede afectar a la estructura del material, razón por la cual se aconseja no tener el material expuesto más de tres meses.

  • Clasificación

Luego de la recepción se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color. Si bien esto puede hacerse manualmente, se han desarrollado tecnologías de clasificación automática, que se están utilizando en países desarrollados. Este proceso se ve facilitado si existe una entrega diferenciada de este material, lo cual podría hacerse con el apoyo y promoción por parte de los municipios.

3. RECICLADO MECÁNICO

El reciclado mecánico es un proceso físico mediante el cual el plástico post-consumo o el industrial es recuperado, permitiendo su posterior utilización.

Los plásticos que son reciclados mecánicamente provienen de dos grandes fuentes:

  • Residuos plásticos provenientes de los procesos de fabricación: son los residuos que quedan al pie de la máquina, tanto en la industria petroquímica como en la transformadora. A esta clase de residuos se la denomina scrap. El scrap es más fácil de reciclar porque está limpio y es homogéneo en su composición, ya que no está mezclado con otros tipos de plásticos.
  • Residuos plásticos provenientes de la masa de Residuos Sólidos Urbanos (RSU). Estos se dividen a su vez en tres clases:
    • Residuos plásticos de tipo simple: han sido clasificados y separados entre sí los de distintas clases.
    • Residuos mixtos: los diferentes tipos de plásticos se hallan mezclados entre sí.
    • Residuos plásticos mixtos combinados con otros residuos: papel, cartón, metales.

4. RECICLADO QUÍMICO

Se trata de diferentes procesos mediante los cuales las moléculas de los polímeros son craqueadas (rotas) dando origen nuevamente a materia prima básica que puede ser utilizada para fabricar nuevos plásticos.

Minimizar el volumen y peso de los residuos es el primer paso para resolver el problema global de los mismos.

El reciclado químico comenzó a ser desarrollado por la industria petroquímica con el objetivo de lograr las metas propuestas para la optimización de recursos y recuperación de residuos. Algunos métodos de reciclado químico ofrecen la ventaja de no tener que separar tipos de resina plástica, es decir, que pueden tomar residuos plásticos mixtos reduciendo de esta manera los costos de recolección y clasificación. Dando origen a productos finales de muy buena calidad.

Principales procesos existentes:

  • Pirolisis
  • Hidrogenación
  • Gasificación
  • Quimiolisis
  • Metanólisis

ACTIVIDADES

Para contestar a las actividades tienes que entrar en la zona de “Deja un Comentario”. Es necesario que dejeis vuestro nombre y correo electrónico. Cuando termineis le dais a “Enviar Comentario”. Los enunciados deben copiarse.

  1. ¿Qué quiere decir la expresión “reciclado en la fuente”? ¿A qué tipo de materias primas es aplicable?
  2. En el caso de los plásticos el “reciclado en la fuente” es responsabilidad de:
  3. ¿Qué parte de responsabilidad tiene el consumidor final en este tipo de reciclado?
  4. Nombra las principales ventajas de la reducción en la fuente.
  5. ¿Cuáles son las etapas para reciclar el plástico?
  6. En el hogar los residuos se deben de clasificar en dos grupos, ¿cuáles son? Nombra los restos que irían a cada uno de los grupos.
  7. ¿Cuánto tiempo máximo se deben tener almacenados los plásticos a la intemperie para que no afecten a la estructura del material?
  8. Nombra los criterios que se siguen a la hora de clasificar los plásticos?
  9. ¿Qué es el scrap?
  10. Los residuos plásticos provenientes de la masa de residuos sólidos urbanos se dividen en tres clases, nómbralos y explícalos.
  11. ¿Qué es el reciclado químico de los plásticos?
  12. Nombra los diferentes tipos de reciclado químico que existen y busca su definición.
  13. Entra en la web de la Asociación Nacional de Recicladores de Plástico (www.anarpla.com) y busca la siguiente información de las empresas recicladoras de plástico de Cantabria:
    • Nombre de la empresa
    • Dirección
    • Web
    • A que se dedican

“Para saber mas”





Trabajar con plásticos

4 11 2010

PARA MARCAR UNA PIEZA:

  • Trazar la línea de corte con un punzón, con un lápiz o un rotulador indeleble.
  • Si no utilizas un rotulador indeleble, puedes marcar la zona a cortar o perforar sobre un papel o cinta adhesiva pegada sobre la plancha de plástico

PARA CORTAR:

  • Si la plancha es blanda y flexible utiliza las tijeras
  • Si utilizas un cúter desliza la cuchilla repetidamente ejerciendo presión junto a la línea marcada
  • Si utilizas una máquina móvil, como la sierra de calor o la segueta, desliza de forma suave o constante a lo largo de la línea de corte.

PARA LIMAR:

Sujeta la pieza que has cortado con un tornillo de banco. Sostén el mango de la lima con una mano y sujeta el extremo contrario con la palma de la otra mano Forma aproximadamente un ángulo de 45º entre la herramienta y la pieza. Aprieta hacía abajo solo en el sentido de avance, que es cuando se produce la eliminación del material. También se puede limar la pieza utilizando un papel de lija que envuelve un taco de madera.

PARA PERFORAR:

Sujeta bien la plancha a la mesa con un gato o tornillo de banco. Marca la zona donde vas a perforar con la broca. Lleva a cabo la operación lentamente para evitar que rompa el material. Retira las virutas a medida que se produzca para que no derrita por el rozamiento de la broca y obstruya su avance. Los plásticos también se puede perforar utilizando troqueles y llaves acopladas a estos, y un lubricante adecuado.

PARA UNIR:

Mantén ambas piezas a unir una sobre la otra y con ayuda de una “selladora”, que no es nada mas que una maquina q produce calor por el paso de la corriente a través de una resistencia de Nicrom, procedes a aplicar presion sobre ambas piezas, el tiempo que lo mantengas dependerá del grosor de la unión de ambos plásticos (flexibles) normalmente entre 2 y 4seg; seguidamente enfría el plástico soplando sobre el mismo mientras lo vas retirando de la selladora, repite el proceso cuantas veces sea necesario.

 





Así se hacen … los bidones de plástico

28 10 2010

Este video nos ilustra sobre los dos procesos de conformación, el de extrusión-soplado y el de rotomoldeo. Así mismo también es interesante ver como reciclan los desechos del propio proceso productivo (apartado que veremos próximamente en este tema).





Moldeo por compresión

28 10 2010

Se emplean polímeros termorrígidos. Una vez comenzado el calentamiento, un plástico termorrígido continúa endureciéndose. En el moldeado por compresión, el material se coloca en el molde abierto. Un taco calen­tado aplica suficiente calor y presión para ablandar el polímero termorrígido y llenar la cavidad del molde. La temperatura del taco y de la cavidad del molde puede ser de hasta 149 C y la presión de Las cadenas del polímero se entrecruzan rápidamente y el plástico se endurece tomando su forma permanente, pudiendo ser retirado del molde.





Moldeo por calandrado

27 10 2010

El proceso se emplea para la fabricación de chapas y películas plásticas. Consiste en pasar un polímero convertido en una masa blanda entre una serie de rodillos calentados. A medida que el polímero pasa a través de los rodillos se forma” un producto uniforme. El último par do rodillos se ajustan para dar el espesor deseado. El sistema de rodi­llos de enfriamiento da a las cha­pas o películas su estructura molecular permanente.