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Los tratamientos a los que se puede someter la biomasa dependen principalmente de resultado que se espera en cuanto a rendimiento y energía, a la tecnología disponible, y a la naturaleza de la materia prima a tratar. Existen 3 categorías diferentes en lo que se refiere a métodos de tratamiento. La descripción de los tratamientos existentes para la biomasa que se explican a continuación, se obtuvieron a partir de la memoria para optar al título de ingeniero civil mención biotecnología del Sr. Juan Luis Carrasco Allendes (Carrasco, 2015), y se presenta el esquema de materia prime, proceso y producto en la figura 4.22.

1. Tratamientos térmicos

En esta categoría se encuentran todos los procesos que utilizan calor como fuente de transformación. Los métodos térmicos más utilizados son,

Combustión directa:proceso en el cual se combustiona biomasa con el objeti- vo de generar energía eléctrica y/o térmica. La materia prima es preferentemente seca y generalmente proveniente de la industria forestal. Se caracteriza por ser uno de los métodos más antiguos y económicos existentes, debido a la simplici- dad de la tecnología necesaria.

Pirolisis:se refiere a la carbonización de la biomasa. En este proceso la materia es sometida a temperaturas de 500°C, en un ambiente sin libre de oxígeno, obteniendo como producto un gas con alta composición de CO e H2. Los usos

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más comunes para este gas son como insumo para motores, turbinas o ciclos combinados, donde se genera energía eléctrica y/o térmica.

Gasificación: es la transformación de un sustrato carbonoso (en este caso biomasa) a un gas combustible. Esto se logra mediante la oxidación parcial del elemento, la cual ocurre en presencia de aire, oxigeno, vapor de agua y/o hidrogeno. Al igual que el caso anterior, este gas combustible es rico en CO y H2, el cual es utilizado para la generación de energía eléctrica y/o térmica a través de métodos mecánicos.

2. Tratamientos químicos

La transformación química agrupa a todos los procesos que modifican los componen- tes de una sustancia, sin necesitar de la acción de microrganismos. Un ejemplo de este proceso es la transformación de ácidos grasos, que consiste en la modificación de aceites vegetales o animales a una mezcla de hidrocarburos a través de procesos químicos.

3. Tratamientos bioquímicosLos métodos bioquímicos se caracterizan por la transfor- mación de material orgánico a otro estado, mediante diferentes reacciones químicas y biológicas. Estas reacciones son desarrolladas por microorganismos, los cuales son capaces de degradar los componentes de la materia prima. Existen dos tipos de procesos bioquímicos principales, que tiene como factor diferenciador la presencia o ausencia de oxígeno.

Fermentación aerobia:La fermentación aerobia, también llamada transforma- ción aerobia, es un proceso en el que actúan microorganismos degradando la materia orgánica en presencia de oxígeno, donde se produce dióxido de carbono, agua, energía calórica, entre otros compuestos.

Digestión anaeróbica o fermentación anaeróbica:La digestión anaeróbica es un proceso donde la degradación de la materia orgánica que sucede gracias a microorganismos que actúan sin presencia de oxígeno, en reacciones de

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óxido reducción, tal como muestra la figura 4.21. La implementación de este tratamiento permite la obtención de energía eléctrica y/o térmica gracias a la generación de gases combustibles. El proceso de digestión anaeróbica se compone de 4 etapas principales.

Hidrolisis: Ocurre gracias a la acción de enzimas hidrolíticas extracelulares que hidrolizan moléculas específicas para obtener ácidos grasos, azúcares simples y aminoácidos.

Acido-génesis: Luego del hidrólisis, los microorganismos presentes en el reac- tor asimilan los compuestos orgánicos resultantes, formando ácidos orgáni- cos y gases como el dióxido de carbono (CO2), hidrógeno (H2) y pequeños volúmenes de amoniaco (NH3), ácido sulfhídrico (H2S) y alcoholes como el glicerol.

Aceto-génesis: Las bacterias acetogénicas metabolizan los ácidos orgánicos produciendo acetato e hidrógeno. Este proceso ocurre en una temperatura optima de 30°C, donde es necesaria la mezcla y agitación para aumentar las probabilidades de contacto entre las bacterias y el sustrato.

Metano-génesis: En esta última etapa se lleva a cabo la producción de metano por acción de microorganismos. Esta etapa es la más lenta del proceso y la más susceptible a cambios en las condiciones del ambiente en el reactor, por lo que un aumento de la alimentación de sustrato, la temperatura o la posible entrada de oxígeno podrían causar una falla en la producción de metano. Este producto final es el que se conoce comúnmente como biogás.

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Figura 4.21:Esquema de la digestión anaeróbica.

(Fuente: (Carrasco,2015))

Figura 4.22:Esquema de los tramatientos utilizados para generar energía a partir de biomasa.

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Aparte del ya mencionado biogás producido durante la digestión anaeróbica, existe un segundo producto llamado Bio-abono o Bio-lodo. La composición de este producto depende de la tecnología que se utilice para la descomposición de la materia orgánica, donde los usos principales de los lodos provenientes de los biorreactores son el acondicionamiento de suelos, uso como fertilizante, cubierta vegetal en rellenos sanitarios o para la recuperación de suelos o sitios degradados.