Combustión directa. Pirólisis.

Gasificación. Fermentación
anaeróbica.
Combustión

Definida como una reacción química que libera energía lumínica y

calórica, también es un tipo de reacción exotérmica de una sustancia
(o una mezcla de ellas) denominada combustible, con el oxígeno.
Como consecuencia de la reacción de combustión se tiene la formación
de una llama. Dicha llama es una masa gaseosa incandescente que emite
luz y calor.
La energía tiene el potencial para desarrollar combustión de biomasa
para suministrar electricidad, ejemplo en áreas rurales sin acceso actual a
electricidad y donde la extensión de la red nacional no es factible.
Casi siempre, las combustiones generan energía térmica y
lumínica y además producen otras sustancias gaseosas y
sólidas, como el dióxido de carbono (CO2) y el vapor de
agua, o los residuos sólidos del combustible (la sustancia
consumida en la reacción) y del comburente (la sustancia que
propicia la reacción).
Las sustancias generadas dependen de la naturaleza química
de los reactivos involucrados en la combustión.
 En la combustión, el agente oxidante (oxígeno) obtiene
electrones del agente reductor (combustible), o lo que es lo
mismo, el comburente (oxígeno), obtiene electrones del
combustible.
Tipos de combustión

Combustiones completas o perfectas.

Son aquellas reacciones en las que se oxida
(consume) totalmente el material combustible y se
producen otros compuestos oxigenados, como el
dióxido de carbono (CO2) o dióxido de azufre (SO2),
según sea el caso, y agua (H2O).
Combustiones estequiométricas o neutras.
 Se denomina así a las combustiones completas ideales,
que emplean las cantidades justas de oxígeno para su
reacción y que ocurren, por lo general, únicamente en el
ambiente controlado de un laboratorio.
Combustiones incompletas.
 Son aquellas reacciones en que aparecen compuestos que
no se oxidaron completamente (llamados también
inquemados) en los gases de combustión. Tales
compuestos pueden ser monóxido de carbono (CO),
hidrógeno, partículas de carbono, etc.
Ejemplo

El encendido de una cocina a gas.

Las cocinas domésticas de casa, funcionan mediante la

combustión de un gas hidrocarburo, generalmente mezcla de
propano (C3H8) y butano (C4H10), que el artefacto extrae de
una cañería o de un recipiente.
Puesto en contacto con el aire y provisto de una carga inicial
de energía calórica (como la llama del piloto, o la de un
fósforo), el gas inicia su reacción; pero para mantener la
llama encendida, debe suministrarse combustible
continuamente.
Las bases fuertes y la materia orgánica.
 La mayoría de las bases fuertes (hidróxidos) como la soda
cáustica, la potasa cáustica y otras sustancias de pH
básico extremo, generan reacciones de oxidación violenta
al entrar en contacto con la materia orgánica.
 Esto significa que podemos quemarnos por contacto con
estas sustancias e incluso iniciar incendios con ellas, dado
que estas reacciones suelen ser muy exotérmicas.
 Es un método termoquímico en el que se produce la
oxidación complete de la biomasa (leñas, maderas,
briquetas, pellets, etc.) liberando gran cantidad de calor.
Esta energía obtenida puede ser usada tanto para fines
domésticos (cocción, calefacción) como industrials (secado
de productos agrícolas, generación de energía mecánica o
eléctrica, etc.).

https://youtu.be/K6I20ZpI4H0?t=11
Combustión directa

La combustión directa es un proceso que

observamos en el sector industrial donde produce
calor y vapor de agua; el calor se aprovecha para
procesar alimentos o secar productos agrícolas, y el
vapor de agua se utiliza para la producción de
electricidad y otros procesos industriales.
 A la combustión directa se denomina a todos los productos
que componen la biomasa, constituyen una forma de
energía solar y, que se han producido a partir de la
captación y transformación de la radiación solar.

 Esta energía ha quedado acumulada como celulosa y el

almidón que se libera en forma de calor en la oxidación de
la materia orgánica.
Pirolisis

 El proceso de pirolisis es aquel proceso en el que se produce la

degradación de la biomasa por medio del efecto del calor sin que se
necesite la presencia de oxígeno, es decir, es un proceso que ocurre
en una atmósfera completamente inerte.
 Los productos que se forman a raíz de la pirólisis pueden ser tanto
sólidos como líquidos y gaseosos, y corresponden a productos como el
carbón, por último, los productos gaseosos o el vapor piroleñosos
como también se conoce.
 Este proceso se puede presentar en la naturaleza de manera individual
o en conjunto en los procesos de combustión o de gasificación.
 La pirólisis es un tratamiento termoquímico, que se puede
aplicar a cualquier producto orgánico que esté basado en
carbono.
 El material se expone a altas temperaturas y, en ausencia
de oxígeno, pasa por la separación química y física en
diferentes moléculas.
 La pirólisis es una forma de termólisis que puede
ser definida como la descomposición térmica que
experimenta un material cuando se encuentra en
ausencia de oxígeno o de algún tipo de reactante.
 También puede ser definida como el paso que se
da previo a la gasificación y la combustión.
Tipos

 Existen diferentes dos diferentes tipos de pirólisis dependiendo de las

condiciones físicas en las que se realice:

 Pirólisis acuosa: Es utilizado cuando se necesita denominar la

termólisis que se da en presencia de agua, como por ejemplo como el
craqueo por vapor de agua del petróleo o la despolimerización térmica
de los residuos orgánicos en crudo pesado.
 Pirólisis al vacío: Este tipo de pirólisis al vacío implica que el material
orgánico se caliente en el vacío para lograr reducir el punto de
ebullición y evitar reacciones químicas desfavorables.
Ejemplos
 Pirolisis del petróleo: en el caso del petróleo los alcanos son
sometidos a altas temperaturas produciendo hidrocarburos .
 Pirolisis de plásticos: por medio de este proceso en el cual el calor
ayuda a descomponer en gas los materiales, se ha logrado
descomponer el plástico en sus elementos básicos. Los gases
obtenidos pueden inyectarse de forma directa en motores para la
producción de energía lo que genera reducción de la contaminación
por plásticos puesto que se pueden usar como materia prima de este
proceso.
 Pirolisis de la madera: es la descomposición de la madera por el
calentamiento de hasta 450º C sin que exista un acceso del aire con la
formación de los productos gaseosos y líquidos así como del residuo
sólido, que es carbón vegetal.

https://youtu.be/8IITXBu5o3U?t=25
Gasificación

La gasificación es un proceso llevado a cabo en un

gasificador en el que se produce la transformación de una
materia prima en estado sólido o líquido en un gas con un
poder calorífico moderado, gracias a la aplicación de calor,
de un agente gasificante y bajo unos niveles de oxígeno
restringidos.
La materia prima que puede ser empleada en procesos
 La gasificación es un proceso termoquímico en el que un
sustrato carbonoso (carbón, biomasa, plástico) es
transformado en un gas combustible mediante una serie de
reacciones que ocurren en presencia de un agente
gasificante (aire, oxígeno, vapor de agua o hidrógeno).
 La composición del gas es muy dependiente de las
condiciones en las que se realiza la gasificación pero
suelen ser ricos en monóxido de carbono y/o hidrógeno,
con contenidos menores de dióxido de carbono.
En función de la fuente de la que provenga el calor necesario
tenemos:

1. Gasificador directo: El calor proviene de la combustión

parcial de la propia biomasa que se va a gasificar.
2. Gasificador indirecto: El calor requerido proviene de otra
fuente energética, por medio de un intercambiador e
incluso de un proceso indirecto.
según la presión a la que trabajan los gasificadores,
son:
 1. Gasificadores atmosféricos: Trabajan a la
presión atmosférica.
 2. Gasificadores presurizados: Realizan la
gasificación a una determinada presión.
Fermentación anaeróbica.

La fermentación anaeróbica es un método que las

células usan para extraer energía de los
carbohidratos cuando el oxígeno u otros aceptores
de electrones no están disponibles en el entorno.
La fermentación se define comúnmente como el proceso en el que la
energía se forma por el proceso de oxidación de compuestos orgánicos
como carbohidratos y azúcares.
Esto conduce a la conversión de compuestos orgánicos en un ácido o un
alcohol que proporciona energía.
Puede ser llevado a cabo por microorganismos con la ayuda de oxígeno,
así como sin él.
Cuando la fermentación se lleva a cabo en presencia de oxígeno, se llama
fermentación aeróbica y cuando se lleva a cabo sin ella, se conoce
comúnmente como fermentación anaeróbica.

Reactor anaerobio https://youtu.be/4dDMRHyaAZU

ACTIVIDAD

 Haga el resumen de una investigación donde se haya aplicado o realizado el

proceso en el que la energía se forma por el proceso de oxidación de
compuestos orgánicos
GRACIAS