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La energía solar que llega a la biósfera (es de aproximadalemente 3 x 10^24 J/año) es captada y convertida en biomasa por los ecosistemas terrestre y acuático con una eficiencia del 0.1% ( aprox. 3 x 10^21 J/año) almacedándose en 200 Gt (peso seco) de material vegetal por año a expensas de la energía solar, pues aprox 30 GJ corresponde a la síntesis de aprox. 2 t de biomasa.

Cuando se compara la producción anual de biomasa con las reservas energéticas ya almacenadas en la propia biomasa y en los combustibles fósiles, resulta que dicha producción anual de biomasa es sólo un orden de magnitud mejor que las mismas.

Por otra parte, la energía solar que fija el reino vegetal es su conjunto es 10 veces mayor que la energía consumida como tal por la humanidad y unas 200 veces mayor que la energía consumida como alimento.

Aunque el sistema acuático cubre aprox. 2/3 de la superficie de la Tierra, produce aprox. la misma cantidad de biomasa que el terrestre, debido a que éste presenta una eficiencia que al menos duplica la del marino.

Teniendo en cuenta que la Tierra, con un diámetro del orden de 10^4 km, presenta una superficie de unas 5×10^10 ha, se puede calcular que el rendimiento medio de biomasa seca es de 4 t/ha.año, correspondiendo al menos 6 t/ha.año al ecosistema terrestre y 3 t/ha.año al acuático. Cabe mencionar que el rendimiento que puede alcanzar los bosques  es entre 10 y 40 t/ha.año y el de las algas entre 50 y 200 t/ha.año.

El fitoplancton o plancton que puede fotosintetizar, está constituido en su gran mayoría por microorganismos (seres pequeños que se miden en micrómetros) con un diámetro no menor de 20 micrómetros, principalmente: diatomeas, cocolitofóridos y dinoflagelados, aunque también se encuentran cianobacterias.

Debido a la distancia que la separa del Sol, la Tierra recibe aprox 10^(-9) de la energía irradiada por el mismo. Sólo parte de la energía solar que llega a las altas capas de la atmósfera terrestre alcanza la biósfera, unos 10^17 W, pues el resto es absorbido o se dispersa y refleja haciendo que nuestro planeta aparezca brillante a los ojos de un obsevador externo. Esta cantidad de energía que llega es unas diez mil veces la que actualmente consume la humanidad.

La fotobiología comprende una franja estrechísima de 300 a 1100 nanómetros, del a que dependen la visión, las taxias, los tropismos, la dormición, la floración, la maduración, y sobre todo la fotosíntesis que es la conversión biológica de la energía solar en energía química. Estos procesos no pueden tener lugar en la región ultravioleta o la del infrarrojo lejano, porque las radiaciones de estas longitudes de onda no son apropiadas para las reacciones fotobiológicas.

Los límites energéticos de la fotobiología se sitúan más o menos, entre 100 y 400 kJ/mol de fotones, siendo las radiaciones de longitud de onda inferior a 300 nm, es decir, con una energía superior a 400 kJ/mol, incompatibles con la vida porque pueden romper enlaces en las macromoléculas biológicas, tales como ácidos nucleicos y proteínas.

La distribución del espectro solar en la biósfera comprende un 51% de radiación infrarroja, un 40% visible y un 9% ultravioleta. El 83% de esa radiación solar cae dentro de los márgenes de la fotobiología, con un máximo hacia 575 nm (aprox. 200 kJ/mol).

 

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El sorgo es una especie anual de origen tropical, de la familia de las gramíneas. Sus variedades para obtención de grano o forrajeras son conocidos de tiempo atrás. Entre las variedades suceptibles de cultivos con fines de producción de biomasa lignocelulósica destaca el sorgo para fibra.

El sorgo para fibra, con las limitaciones de temperatura y necesidad de riesgos, es de los cultivos más promotedores en cuento a la producción de biomasa. Los aprovechamientos energéticos de este cultivo son dos: la producción del grano para la obtención de biocarburantes, y el resto de la planta (que puede crecer hasta los 4 metros de altura) para usos térmicos o eléctricos. Los rendimientos son muy variables en función de la zona de cultivo; en el sur de España se han obtenido datos muy positivos en cuanto a la producción de materia seca en condiciones de cultivo exigentes (fertibilidad, disponibilidad de agua y temperaturas suaves). Existen empresas e instituciones españolas realizando experiencias cuyos resultados publicados estiman la productividad de 80 t/ha. Los resultados indican que se podría obtener por hectárea 10 kg de azúcar y 17 t de materia seca. Para obtener buenas producciones hacen falta suelos de mediana a buena calidad, siembra para obtener de 150 000 a 200 000 plantas/ha y riegos de 7000 m3/ha y año.

El cardo es una especie vivaz muy bien adaptada al clima mediterráneo de veranos secos y calurosos. Cuando el cultivo está establecido puede alcanzar producciones totales de biomasa superiores a 18 – 20 t de materia seca por ha y año.

El cultivo de cardo se debe diferenciar entre el primer año, que es el de implantación, donde el desarrollo es lento ya que procede de semilla, de los años sucesivos en los que la planta rebrota de las yemas remanentes del cuello de la raíz y forma rápidamente una roseta de hojas basales gracias a la reservas acumuladas en la raíz. Se puede decir que el cultivo de cardo entra en producción a partir del segundo año, pudiendo permanecer en el mismo terreno una cantidad de años ilimitada siempre que se lleven a cabo los ínfimos cuidados necesarios para su mantenimiento.

La producción del cardo oscila sobre las 18 toneladas de materia seca al año y hectárea, más dos toneladas de semila oleaginosa, que también tiene mercado.


Con mucha espectativa y agrado he visitado a don Jaime Villa, quien me invitó a ver sus instalaciones  y aplicaciones hechas en biomasa. Don Jaime es un emprendedor en biomasa, con buenas ideas e iniciativas. Busca por ahora tener el apoyo de financiamiento para realizar sus ideas, pero de instituciones serias porque ya me contó la de muchas idas y vueltas de ofrecimientos y nada de nada. Su planta piloto de biomasa que posee funciona.

Es quizás conocido que iniciativas de mejora tecnológica y de innovación en Perú son difíciles de que se desarrollen, muchas veces porque no hay incentivo y lo otro, que también son poco valorados… la solución, salir fuera del Perú o lucharla indesmayablemente hasta conseguir algo algo. Pues bien, por favor, pasen la voz de convocatorias a concursos de proyectos para que se pueda postular a fondos de financiamiento y estas ideas innovadoras se implementen con gran beneficio a la población, el medio ambiente y las PYME’s.

 

 

 


Se observa que en el 2003 se tiene principalmente generación por combustibles fósiles encabezados por el petroleo, carbón, gas; luego viene los reactores nuclearses y la biomasa, finalmente las centrales hidroeléctricas y la genreación geotérmica. El uso de combustibles fósiles es lo que desde hace décadas ha venido contribuyendo al calentamiento global, sin embargo, en los últimos años adelantos en tecnologías de limpieza de los gases de escape se han implementado principalmente en países que han dictado políticas medioambientales sobre el tema, lo han implementado y hacen la adecuada verificación. Sin embargo, también hay otros países que por cuestiones económicas (dado que estas tecnologías tienen un costo) no se han implementado.

Para el año 2050 se espera una fuerte presencia de uso de fuentes de energía en base a tecnologías libres de carbón y que esto va a servir para estabilizar la cantidad de CO2 presente en la atmósfera. Sin embargo, aún el uso de combustibles fósiles seguirá presente, aunque en menor valor que las fuentes en base a energía nuclear.

Hacia este escenario se proyecta muchas de las políticias y acuerdos internacionales sobre el cambio climático, la independencia energética, la eficiencia energética, el abastacimiento cada vez más creciendo de la demanda de energía a nivel mundial.