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La biomasa es uno de los principales pilares de la transición energética mundial y del desarrollo de materiales sostenibles. Comprende toda la materia orgánica de origen vegetal, animal o microbiano presente en un ecosistema determinado en un momento dado. El aprovechamiento energético y material de la biomasa permite reducir las fuentes de energía fósiles y contribuye significativamente a la descarbonización y a la economía circular [Osman et al., 2021].
La complejidad de la biomasa -desde los residuos leñosos hasta los residuos agrícolas y las fracciones biogénicas mezcladas- plantea distintos retos técnicos, ecológicos y económicos [Mahapatra et al., 2021]. Para aprovechar plenamente su potencial, se requiere una caracterización analítica precisa: los métodos de análisis térmico, como el TGA y el DSC, desempeñan aquí un papel fundamental.
Composición y caracterización de la biomasa
La estructura básica de la biomasa está formada por celulosa, hemicelulosa y lignina. Estos polímeros determinan las propiedades mecánicas, térmicas y energéticas del material de partida [Barot, 2022]:
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La celulosa forma la matriz sólida como polímero de glucosa.
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La hemicelulosa contiene estructuras de azúcar ramificadas (por ejemplo, xilanos).
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La lignina es un polímero tridimensional complejo de alcoholes aromáticos y proporciona resistencia e hidrofobicidad.
La composición varía en función de la especie vegetal, la edad y el grado de madurez. Los aditivos como la humedad, las cenizas, el nitrógeno y el azufre influyen en la calidad de la combustión, las emisiones y el rendimiento energético. La tecnología moderna de análisis registra estos parámetros para la evaluación industrial y el control de calidad [Linseis, 2025].
Utilización de energía y materiales
Bioenergía en cifras y desarrollo
La biomasa representa una parte importante de la combinación de energías renovables en Alemania y Europa: Más del 60% se utiliza para producir energía, como combustible directo para calefacción y electricidad o en plantas de biogás [Berlín, 2025]. El resto se utiliza para el aprovechamiento de materiales o como sustrato para la producción de gas de síntesis e hidrógeno [DBFZ, 2025].
En términos de estrategia política, la atención se está desplazando hacia la integración de sistemas sostenibles. El objetivo es evitar usos contrapuestos, aprovechar inteligentemente los flujos de materiales residuales y evaluar todo el ciclo de vida desde una perspectiva medioambiental y de recursos [Mahapatra et al., 2021].
Campos de aplicación industrial
Generación de energía: Utilización como combustible en centrales eléctricas o para generar calor de proceso.
Biocarburantes: Producción de bioetanol y biodiésel a partir de azúcar y aceites.
Productos químicos: Productos químicos biogénicos de plataforma, materiales básicos para las industrias del plástico y farmacéutica.
Procesos modernos: Pirólisis, carbonización hidrotérmica, gasificación para la producción de gas de síntesis e hidrógeno «verde» [Barot, 2022][Mahapatra et al., 2021].
Métodos de análisis térmico: TGA, DSC y EGA
El comportamiento térmico y cinético de la biomasa se evalúa mediante métodos probados:
Análisis termogravimétrico (TGA): Capta pérdidas de masaperfiles de descomposición y componentes volátiles en función de la temperatura. Puede utilizarse para determinar el contenido de humedad, los puntos de degradación de la celulosa/hemicelulosa/lignina y la imagen de las cenizas [Osman et al., 2021][Linseis, 2025].
Calorimetría diferencial de barrido (DSC): Mide los flujos de energía y capacidad calorífica durante procesos endotérmicos y exotérmicos, como la pirólisis, la combustión o la vaporización [Barot, 2022].
Análisis de Gases Evolucionados (AGE): Identifica y cuantifica los gases liberados mediante espectrometría de masas acoplada o detección IR.
La combinación de estos procesos proporciona información sobre la distribución del producto, la cinética y el potencial de optimización para aplicaciones industriales, desde el control del proceso hasta el desarrollo de nuevos ciclos de materiales bioenergéticos.
Tecnología Linseis: soluciones para aplicaciones prácticas
Los analizadores Linseis proporcionan a los investigadores y socios industriales herramientas precisas para:
varios tipos de muestras (paja, hojas de olivo, residuos) en condiciones variables de atmósfera y presión,
cinética específica de descomposición, humedad residual y contenido en cenizas,
calidad del producto en la producción de bioenergía, gas de síntesis o productos químicos de plataforma.
Un ejemplo práctico: los experimentos de gasificación simulada pueden utilizarse para cartografiar los procesos de los reactores a gran escala a escala de laboratorio y optimizarlos de forma selectiva, por ejemplo, en lo que respecta al rendimiento energético, las emisiones y la calidad del producto [Linseis, 2025].
Normas y estándares
En todo el mundo se han establecido normas como la ASTM E1131 (análisis de la composición térmica), la ASTM E1641 (cinética de descomposición mediante Ozawa-Flynn-Wall) y la E2008 (medición de la volatilidad). Garantizan la comparabilidad y calidad de los datos de medición y constituyen la base para el diseño de proyectos bioenergéticos sostenibles y la certificación de nuevos materiales.
Investigación, tendencias y perspectivas
Las tendencias actuales incluyen la:
Producción de hidrógeno a partir de biomasa residual,
Desarrollo de conceptos bioenergéticos inteligentes,
Integración de la bioenergía en las cadenas de valor y los procesos industriales regionales,
Evaluaciones del ciclo de vida para valorar el potencial de gases de efecto invernadero y el impacto medioambiental [Osman et al., 2021][DBFZ, 2025].
Los proyectos internacionales de investigación refuerzan la competitividad de los productos biogénicos frente a los materiales fósiles y ayudan a establecer nuevos procesos y normas.
¿Qué distingue a la biomasa de los combustibles fósiles?
La biomasa procede de recursos renovables y contribuye a la economía circular, mientras que los combustibles fósiles se basan en yacimientos finitos [Osman et al., 2021].
¿Qué valor añadido ofrece el análisis térmico en la práctica?
Permite un control de calidad preciso y fiable, la optimización de procesos y el desarrollo de nuevos productos y procesos, desde biocombustibles hasta soluciones materiales innovadoras [Barot, 2022][Linseis, 2025].
¿Hasta qué punto es realmente sostenible la biomasa?
La sostenibilidad depende de la integración de sistemas, los aspectos del uso del suelo y los procesos circulares. Las evaluaciones modernas tienen en cuenta todo el ciclo de vida y los impactos medioambientales [DBFZ, 2025][Mahapatra et al., 2021].
¿Qué papel desempeña la tecnología Linseis en la bioeconomía?
Linseis ofrece herramientas avanzadas para el análisis térmico de materias primas biogénicas y permite así desarrollar soluciones prácticas para la investigación, la industria y la garantía de calidad medioambiental [Linseis, 2025].
Referencias:
Ahmed I. Osman, Neha Mehta, Ahmed M. Elgarahy, Amer Al-Hinai, Ala’a H. Al-Muhtaseb y David W. Rooney (2021): Conversión de la biomasa en biocombustibles y evaluación del ciclo de vida: una revisión. Energy & Environmental Science, Vol. 19, pp. 4075-4118.
Sangita Mahapatra, Dilip Kumar, Brajesh Singh, Pravin Kumar Sachan (2021): Los biocombustibles y sus fuentes de producción: Una revisión sobre la alternativa sostenible más limpia frente al combustible convencional, en el marco del nexo entre alimentación y energía. Nexo energético, Vol. 4, 100036.
Dra. Sunita Barot (2022): Biomasa y Bioenergía: Recursos, Conversión y Aplicación. En: Evaluación de las Energías Renovables para un Crecimiento Sostenible, Capítulo 9.
DBFZ – Centro Alemán de Investigación de la Biomasa (2025): Contribución de la biomasa al sistema. En línea: www.dbfz.de/forschung
Linseis Messgeräte GmbH (2025): Informes de aplicación y documentos técnicos sobre el análisis térmico de la biomasa. En línea: www.linseis.com/wissen/biomasse/
Berlin.de (2025): Biomasa – Estadísticas sobre utilización energética y análisis del potencial. En línea: www.berlin.de/klimaschutz/waermewende/biomasse/
