Bioenergía. Fundamentos, tecnologías y aplicaciones

Sinopsis del producto

Título: Bioenergía n nSubtítulo: Fundamentos, tecnologías y aplicaciones n nISBN: 9786075764382 n nISBN ebook: 9788426740557 n nAutores: David Pérez Granados n nEdición 1 n nAño: 2025 n nEditorial: Marcombo n nEncuadernación: Rústica n nMedida: 15X22 n nPáginas: 410 n nLomo: 19 mm n nPeso: 960 g n nColores interior: Una tinta n nIdioma: Español n nNivel: Intermedio n nÁrea: Ciencia y tecnología n nSubárea: Tecnologías sustentables n nEste libro ofrece una visión profunda y detallada sobre los fundamentos, tecnologías y aplicaciones de la bioenergía, explorando su potencial transformador en el sector energético. n nContenido n nPrólogo n nAgradecimientos n n  n nCAPÍTULO 1 n nIntroducción a la bioenergía y biocombustibles n n1.1 Definición de energía n n1.1.1 Energía en sistemas biológicos n n1.1.2 Medición y unidades de energía n n1.2 Energía en sistemas biológicos n n1.2.1 Tipos de energía en sistemas biológicos n n1.2.2 Procesos de transformación energética en organismos n n1.2.3 Importancia de la bioenergía en los ecosistemas n n1.2.4 Aplicaciones de la bioenergía en la producción de biocombustibles n n1.3 Comparación de la bioenergía con otras fuentes de energía n n1.3.1 Comparación de eficiencia y disponibilidad n n1.3.2 Impacto ambiental y sostenibilidad n n1.3.3 Aplicaciones y perspectivas futuras n n  n nCAPÍTULO 2 n nTermoquímica aplicada a los biocombustibles n n2.1 Introducción a la termoquímica y su aplicación en biocombustibles n n2.1.1 Definición de termoquímica y su relevancia en bioenergía n n2.1.2 Diferencia entre procesos exotérmicos y endotérmicos en biocombustibles n n2.1.3 Aplicaciones de la termoquímica en procesos bioenergéticos n n2.1.4 Variables clave en los balances de energía en procesos biológicos y termoquímicos n n2.2 Cambios de energía en las reacciones químicas n n2.2.1 Entalpía de reacción (?H) n n2.2.1.1 Interpretación del resultado n n2.2.1.2 Procesos endotérmicos (?H > 0) n n2.2.2 Energía libre de Gibbs (?G) y espontaneidad de las reacciones n n2.2.2.1 Criterios de espontaneidad n n2.2.2.2 Interpretación del resultado n n2.2.2.3 Importancia en la bioenergía n n2.2.3 Entropía (?S) y su influencia en la eficiencia de conversión n n2.3 Introducción a la termodinámica en biocombustibles n n2.3.1 Primer principio de la termodinámica: conservación de la energía en bioprocesos n n2.3.2 Segundo principio de la termodinámica: entropía y eficiencia en conversión de biomasa n n2.3.3 Tercer principio de la termodinámica: aplicación en producción de biogás y combustibles sintéticos n n2.3.4 Trabajo y calor en procesos de conversión de biomasa n n2.4 Termodinámica aplicada a la conversión de biomasa n n2.4.1 Balances de energía en gasificadores y reactores de combustión n n2.4.2 Intercambio de calor en procesos bioenergéticos n n2.5 Química sin oxígeno: procesos anaeróbicos y reductivos n n2.5.1 Diferencias entre reacciones aeróbicas y anaeróbicas n n2.5.2 Reducción y oxidación en la producción de biogás n n2.5.3 Fermentación y producción de bioetanol en condiciones anaeróbicas n n2.6 Calor específico y capacidad calorífica n n2.6.1 Definición y relación con la conversión energética de biomasa n n2.6.2 Cálculo de calor específico de biocombustibles sólidos, líquidos y gaseosos n n2.6.3 Determinación de la capacidad calorífica en procesos de combustión y fermentación n n2.6.4 Impacto del contenido de humedad en la eficiencia de combustión de biomasa n n2.6.5 Modelado térmico en sistemas de conversión de biomasa n n2.7 Autoevaluación del capítulo 2 n n  n nCAPÍTULO 3 n nBioenergía n n3.1 Definición de bioenergía n n3.1.1 Concepto fundamental n n3.1.2 Influencia del ciclo de carbono en la bioenergía n n3.1.3 Clasificación de la biomasa n n3.1.4 Procesos de conversión energética n n3.1.5 Factores de sostenibilidad n n3.2 Historia de la bioenergía n n3.2.1 Los primeros usos de la biomasa n n3.2.2 La Revolución Industrial y la transición energética n n3.2.3 Era contemporánea: innovación y sostenibilidad n n3.3 Importancia de la bioenergía n n3.3.1 Seguridad energética n n3.3.2 Beneficios ambientales n n3.3.3 Impulso económico y social n n3.4 Ventajas y limitaciones de la bioenergía n n3.4.1 Ventajas de la bioenergía n n3.4.1.1 Mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) n n3.4.1.2 Contribución al desarrollo rural n n3.4.2 Limitaciones de la bioenergía n n3.4.2.1 Competencia con la producción de alimentos n n3.4.2.2 Impactos medioambientales asociados n n3.4.2.3 Eficiencia energética limitada en ciertas tecnologías n n3.5 Rol de la bioenergía en la transición energética n n3.5.1 Bioenergía y la generación de electricidad n n3.5.2 Bioenergía en el transporte n n3.5.2.1 Bioenergía en otros sectores industriales n n3.6 Autoevaluación del capítulo 3 n n  n nCAPÍTULO 4 n nCrecimiento bacteriano n n4.1 Fases del crecimiento bacteriano n n4.1.1 Fase de latencia n n4.1.2 Fase exponencial n n4.1.3 Fase estacionaria n n4.1.4 Fase de declive n n4.2 Factores que afectan el crecimiento bacteriano n n4.2.1 Factores físicos n n4.2.2 Factores químicos n n4.2.3 Factores biológicos n n4.3 Importancia del crecimiento bacteriano en la bioenergía n n4.3.1 Producción de biogás n n4.3.2 Producción de biocombustibles líquidos n n4.3.3 Aplicaciones innovadoras en bioenergía n n4.4 Métodos de monitoreo y optimización del crecimiento bacteriano n n4.4.1 Técnicas de monitoreo n n4.4.2 Estrategias de optimización n n4.4.3 Tecnologías emergentes en monitoreo n n4.5 Autoevaluación del capítulo 4 n n  n nCAPÍTULO 5 n nBiomasa n n5.1 Definición de biomasa n n5.1.1 Importancia de la biomasa en el contexto global n n5.1.2 Categorías de biomasa según su origen n n5.1.3 Potencial de la biomasa para la mitigación del cambio climático n n5.2 Tipos de biomasa n n5.2.1 Clasificación por función de la energía n n5.2.1.1 Residuos forestales n n5.2.1.2 Desechos agrícolas n n5.2.1.3 Plantaciones energéticas n n5.2.1.4 Desechos industriales n n5.2.1.5 Desechos urbanos n n5.2.2 Tipo de biomasa por nivel de humedad n n5.2.2.1 Biomasa seca n n5.2.2.2 Biomasa húmeda n n5.3 Características de la biomasa n n5.3.1 Composición física n n5.3.2 Composición química n n5.3.2.1 Poder calorífico y densidad aparente n n5.3.3 Composición y combustión de la madera n n5.4 Proceso de combustión n n5.5 Cultivos energéticos n n5.5.1 Características de los cultivos energéticos n n5.5.2 Ventajas de los cultivos energéticos n n5.5.3 Desventajas en el desarrollo de cultivos energéticos n n5.6 Propiedades de la biomasa n n5.6.1 Propiedades físicas n n5.6.2 Propiedades químicas n n5.6.3 Propiedades térmicas n n5.6.3.1 Poder calorífico n n5.6.3.2 Temperatura de ignición n n5.6.3.3 Influencia en la eficiencia térmica n n5.7 Ciclo de vida de la biomasa n n5.7.1 Etapas principales del ACV de la biomasa n n5.7.2 Beneficios del ACV aplicado a la biomasa n n5.8 Producción de biomasa n n5.8.1 Etapas principales en la producción de biomasa n n5.8.2 Cálculo para crecimiento de biomasa n n5.8.2.1 Biomasa en suspensión (microalgas, bacterias, levaduras) n n5.8.2.2 Biomasa sólida (cultivos energéticos, residuos forestales, plantas terrestres) n n5.8.2.3 Biomasa heterogénea (residuos orgánicos, compost, desechos agrícolas) n n5.8.3 Factores que afectan la producción de biomasa n n5.9 Autoevaluación del capítulo 5 n n  n nCAPÍTULO 6 n nBiocombustibles n n6.1 Definición de biocombustibles n n6.1.1 Propiedades fundamentales n n6.1.2 Contexto histórico y actual n n6.2 Balance energético n n6.2.1 Conceptos básicos y relevancia del balance energético n n6.2.2 Factores que influyen en el balance energético n n6.3 Obtención de biocombustibles (métodos termoquímicos y químicos) n n6.3.1 Métodos termoquímicos n n6.3.1.1 Combustión n n6.3.1.2 Gasificación n n6.3.1.3 Pirólisis n n6.3.1.4 Licuefacción n n6.3.2 Métodos químicos n n6.3.2.1 Transesterificación n n6.3.2.2 Reformado catalítico n n6.4 Carbón vegetal n n6.4.1 Métodos de producción de carbón vegetal n n6.4.1.1 Activación física y química del carbón vegetal n n6.4.1.2 Pirólisis para la obtención de carbón vegetal n n6.4.1.3 Gasificación y producción secundaria de carbón vegetal n n6.4.2 Propiedades fisicoquímicas del carbón vegetal n n6.4.3 Aplicaciones y retos del uso de carbón vegetal n n6.4.3.1 Aplicaciones n n6.4.3.2 Retos n n6.5 Pellets y briquetas n n6.5.1 Proceso de producción de pellets y briquetas n n6.5.1.1 Preparación de la biomasa n n6.5.1.2 Compactación n n6.5.1.3 Procesos térmicos complementarios n n6.5.1.4 Tratamientos térmicos y químicos n n6.5.2 Propiedades fisicoquímicas n n6.5.3 Aplicaciones y retos n n6.5.3.1 Aplicaciones n n6.5.3.2 Retos n n6.6 Biodiésel n n6.6.1 Especificaciones del biodiésel n n6.6.2 Propiedades adicionales n n6.6.3 Materias primas para el biodiésel n n6.6.3.1 Aceites vegetales n n6.6.3.2 Grasas animales n n6.6.3.3 Aceites residuales n n6.6.4 Procesos de transformación del biodiésel n n6.6.4.1 Transesterificación (catálisis homogénea) n n6.6.5 Transesterificación (no catalítica) n n6.6.6 Transesterificación (catálisis heterogénea) n n6.6.7 Retos y oportunidades n n6.6.7.1 Retos n n6.6.7.2 Oportunidades n n6.7 Bioetanol n n6.7.1 Materias primas para el bioetanol n n6.7.1.1 Primera generación n n6.7.1.2 Segunda generación n n6.7.1.3 Tercera generación n n6.7.2 Proceso de producción de bioetanol n n6.7.3 Retos y oportunidades n n6.7.3.1 Retos n n6.7.3.2 Oportunidades n n6.7.4 Perspectivas n n6.8 Gas de síntesis n n6.8.1 Características y composición del gas de síntesis n n6.8.2 Producción de gas de síntesis n n6.8.2.1 Gasificación n n6.8.3 Tecnologías de gasificación n n6.8.3.1 Reactores de lecho fijo n n6.8.3.2 Reactores de lecho fluidizado n n6.8.3.3 Reactores de flujo de arrastre n n6.8.4 Limpieza y adecuación n n6.8.5 Aplicaciones del gas de síntesis n n6.8.6 Retos y oportunidades n n6.8.6.1 Retos n n6.8.6.2 Oportunidades n n6.9 Biogás n n6.9.1 Características y composición n n6.9.2 Producción de biogás n n6.9.3 Tipos de biodigestores n n6.9.4 Aplicaciones del biogás n n6.9.5 Retos y oportunidades n n6.9.5.1 Retos n n6.9.5.2 Oportunidades n n6.10 Biohidrógeno n n6.10.1 Producción de biohidrógeno n n6.10.1.1 Fermentación oscura n n6.10.2 Fotofermentación n n6.10.3 Gasificación de biomasa n n6.10.4 Aplicaciones del biohidrógeno n n6.10.5 Retos y oportunidades n n6.10.5.1 Retos n n6.10.5.2 Oportunidades n n6.11 Retos y perspectivas de los biocombustibles n n6.11.1 Retos en la producción y uso de biocombustibles n n6.11.1.1 Disponibilidad de materias primas n n6.11.1.2 Eficiencia de los procesos tecnológicos n n6.11.1.3 Infraestructura y distribución n n6.11.2 Desafíos de infraestructura n n6.11.2.1 Biocombustibles gaseosos n n6.11.2.2 Biocombustibles líquidos n n6.11.2.3 Biocombustibles sólidos n n6.11.3 Distribución n n6.11.4 Inversiones futuras n n6.11.5 Perspectivas para el desarrollo de biocombustibles n n6.11.5.1 Innovación tecnológica n n6.11.5.2 Economía circular n n6.11.5.3 Políticas e incentivos n n6.11.6 Consideraciones futuras n n6.12 Autoevaluación del capítulo 6 n n  n nCAPÍTULO 7 n nProcesos de conversión de biomasa n n7.1 Definición y clasificación de tecnologías n n7.1.1 Conversión de biomasa n n7.1.2 Clasificación de tecnologías de conversión n n7.1.2.1 Procesos termoquímicos n n7.1.2.2 Procesos bioquímicos n n7.1.2.3 Procesos fisicoquímicos n n7.1.3 Factores que influyen en la selección de la tecnología n n7.1.3.1 Tipo de biomasa y su influencia en la tecnología n n7.1.3.2 Consideraciones económicas y de infraestructura n n7.1.3.3 Impacto ambiental y sostenibilidad n n7.2 Combustión directa n n7.2.1 Factores clave en la eficiencia de la combustión directa n n7.2.2 Principios de la combustión n n7.2.2.1 Reacciones químicas de la combustión n n7.2.2.2 Etapas de la combustión de biomasa n n7.2.2.3 Parámetros que afectan la combustión n n7.2.3 Tipos de combustión de biomasa n n7.2.3.1 Combustión en parrilla n n7.2.3.2 Combustión en lecho fluidizado n n7.2.3.3 Combustión en calderas industriales n n7.2.4 Factores que afectan la eficiencia de la combustión n n7.2.4.1 Nivel de humedad en la biomasa n n7.2.4.2 Tamaño de partícula y su influencia en la combustión n n7.2.4.3 Temperatura de combustión y control térmico n n7.2.4.4 Relación aire-combustible y eficiencia de oxidación n n7.2.4.5 Diseño del sistema de combustión y transferencia de calor n n7.2.5 Emisiones y control de contaminantes n n7.2.5.1 Estrategias para la reducción de emisiones n n7.5.2 Regulaciones ambientales y normativas n n7.3 Gasificación n n7.3.1 Fundamentos del proceso de gasificación n n7.3.2 Tipos de reactores de gasificación n n7.3.2.1 Lecho fijo (corriente ascendente y descendente) n n7.3.3 Reactor de lecho fluidizado n n7.3.3.1 Principio de operación y características clave n n7.3.3.2 Ventajas del reactor de lecho fluidizado n n7.3.3.3 Desventajas y limitaciones n n7.3.4 Reactor de lecho móvil n n7.3.4.1 Tipos de configuración del reactor de lecho móvil n n7.3.4.2 Comparación entre corrientes ascendente y descendente n n7.3.4.3 Principio de operación del reactor de lecho móvil descendente n n7.3.4.4 Ventajas del reactor de lecho móvil n n7.3.5 Reactor de lecho arrastrado n n7.3.5.1 Principios de operación y estructura del reactor de lecho arrastrado n n7.3.5.2 Configuraciones del reactor de lecho arrastrado n n7.3.5.3 Corriente descendente (downdraft) n n7.3.5.4 Comparación entre configuraciones ascendente y descendente n n7.3.5.5 Aplicaciones del reactor de lecho arrastrado n n7.4 Pirólisis n n7.4.1 Principios del proceso de pirólisis n n7.4.2 Tipos de pirólisis n n7.4.2.1 Pirólisis lenta n n7.4.2.2 Pirólisis rápida n n7.4.2.3 Pirólisis flash n n7.4.3 Aplicaciones de la pirólisis n n7.4.4 Productos obtenidos en la pirólisis n n7.4.4.1 Biocarbón n n7.4.4.2 Bioaceite n n7.5 Hidrotratamiento n n7.5.1 Tipos del hidrotratamiento n n7.5.1.1 Hidrodesoxigenación (HDO) n n7.5.1.2 Hidrodesulfuración (HDS) n n7.5.1.3 Hidrodesnitrificación (HDN) n n7.6 Producción de biocombustibles líquidos n n7.6.1 Factores que afectan la producción de biocombustibles líquidos n n7.7 Autoevaluación del capítulo 7 n n  n nCAPÍTULO 8 n nAspectos económicos de la biomasa n n8.1 Costos de producción de biocombustibles n n8.1.1 Factores que influyen en los costos de producción n n8.1.2 Comparación de costos entre diferentes biocombustibles n n8.1.3 Modelos de costos de producción n n8.2 Rentabilidad económica de los biocombustibles n n8.2.1 Cálculo de rentabilidad n n8.2.2 Análisis de sensibilidad n n8.2.3 Casos de estudio n n8.3 Impacto económico de los biocombustibles n n8.3.1 Mercado de biocombustibles n n8.3.2 Subvenciones e incentivos gubernamentales n n8.3.3 Políticas económicas relacionadas con biocombustibles n n8.4 Evaluación de la sostenibilidad económica de la biomasa n n8.4.1 Análisis de ciclo de vida (LCA) n n8.4.2 Indicadores económicos de sostenibilidad n n8.5 Proyecciones futuras n n8.5.1 Factores que afectarán los costos de producción n n8.5.2 Impacto de la política energética global n n8.5.3 Evolución de las tecnologías de biocombustibles n n8.6 Autoevaluación del capítulo 8 n n  n nCAPÍTULO 9 n nImpacto ambiental de los biocombustibles n n9.1 Impacto en la biodiversidad y el uso de la tierra n n9.1.1 Producción y uso de biocombustibles n n9.1.2 Uso del suelo y efectos sobre la biodiversidad n n9.2 Emisiones de gases de efecto invernadero n n9.2.1 Análisis comparativo con combustibles fósiles n n9.2.2 Reducción de emisiones de CO2 n n9.3 Consumo de recursos hídricos n n9.3.1 Uso de agua en la producción de biocombustibles n n9.3.2 Eficiencia en el uso del agua n n9.4 Sostenibilidad y gestión de residuos n n9.4.1 Manejo de residuos orgánicos n n9.4.2 Gestión de subproductos n n9.5 Estrategias de mitigación n n9.5.1 Mejora de las prácticas agrícolas n n9.5.2 Uso eficiente de recursos n n9.6 Perspectivas futuras n n9.6.1 Nuevas tecnologías para reducir impactos ambientales n n9.6.2 Desarrollo de políticas públicas de sostenibilidad n n9.7 Autoevaluación del capítulo 9 n n  n n

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PÉREZ GRANADOS, DAVID