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Diferencias entre combustión y pirólisis

¿En qué se diferencia la pirólisis de la combustión? ¿No son ambos procesos en los cuales se quema algún elemento? De ello vamos a hablar brevemente en este artículo. Pero, antes de nada, situémonos en contexto.

Combustión y pirólisis: dos métodos termoquímicos para extraer energía de la biomasa

Lo primero que tienen en común combustión y pirólisis es que ambos son métodos termoquímicos. Habrá que preguntarse entonces qué son tales métodos, para qué sirven. Pues bien, no son otra cosa que maneras de convertir la biomasa en energía usando calor. He aquí la clave: se usa calor.

Y es que, en efecto, otra forma de transformar la biomasa es usar métodos bioquímicos. En estos ya no usamos calor, sino que recurrimos a la fermentación por bacterias u otros microorganismos que descomponen y degradan las moléculas, generalmente, para convertirlas en biogás o alcohol (etanol).

Pero volvamos a los métodos termoquímicos. Preguntémonos, por ejemplo, por qué son importantes. El motivo es muy sencillo: porque con ellos transformamos la biomasa seca, o aquella con un bajo grado de humedad —paja, virutas de madera, cáscaras de frutos secos, hueso de aceituna—, en distintos tipos de energía.

Ahora que tenemos claro que combustión y pirólisis sirven para aprovechar la biomasa, para transformarla en algo útil para nuestros propósitos, vamos a ver en qué se diferencian. Y sorprendentemente, investigar de dónde vienen estos términos es de gran ayuda para nuestra investigación.

De dónde vienen los términos pirólisis y combustión

Comencemos por la pirólisis. Esta palabra viene del griego. Tenemos por un lado pyr, pyros ‘fuego’ y, por otro, lysis ‘disolver, desatar, liberar’.

Efectivamente, pyros significa fuego; pensemos en la primitiva cremación de antaño, la hoguera en que se quemaban los cuerpos de los difuntos: la pira. Y recordemos también los fuegos artificiales: la pirotecnia.

Por su parte, la raíz lysis es aún más interesante. Hipócrates ya usaba esta expresión en medicina con el significado ‘disolver, desatar, liberar’. En efecto, con ella se refería a la resolución natural, lenta y favorable de una enfermedad.

De esta manera, podríamos pensar que pirólisis significa desatar o liberar el fuego. En parte, pero nos interesa más su acepción en Química: descomponer una sustancia liberando o rompiendo sus enlaces químicos.

En cuanto a combustión, esta palabra viene del término combustible ‘que se puede quemar’ que, a su vez, deriva del latín comburere ‘quemar’. Así, combustión significa quemar aquello que se puede quemar (el combustible).

¡Vaya lío! ¿A dónde nos lleva todo esto? Enseguida lo vamos a ver.

¿Qué es la combustión?

La combustión es un proceso exotérmico (que libera energía) en el cual interviene un combustible (pongamos biomasa) y un oxidante (pongamos oxígeno de la atmósfera). La combustión se produce a altas temperaturas, concretamente, entre 600ºC y 1300ºC. Es, además, una reacción REDOX en la que normalmente hay llama y humo.

combustión
La combustión se produce con llama, a altas temperaturas, y en presencia de oxígeno

Con la combustión se extrae energía de la biomasa. Se obtienen gases calientes (gasificación) que sirven para:

  • Calefacción en hogares (fuente de calor: estufa de pellets o leña)
  • Ahorrar energía en industrias
  • Producir electricidad

En otras palabras, la combustión viene a ser sencillamente quemar la madera con llama. ¡Pero, bueno, es que se puede quemar algo sin llama? Sí, se puede. Y lo has acertado: con la pirólisis.

¿Qué es la pirólisis?

La pirólisis es un proceso que se da en una atmósfera inerte, con calor y sin oxígeno. La temperatura que se alcanza en la pirólisis es más reducida que la de la combustión: 500ºC aproximadamente. Además, implica un cambio en la composición química de aquello que se quema. Y no se aprecia llama.

Lo más curioso de todo es que la primera etapa de la combustión es precisamente la pirólisis. Así, cuando echamos un nuevo tronco a una chimenea de leña, lo primero que pasa es que se carboniza ligeramente su superficie (pirólisis) antes de romper a arder (combustión).

Este proceso se conoce y usa desde hace siglos para fabricar carbón vegetal a partir de madera. Aunque ahora está en extinción, el carbonero era un oficio común hace apenas un siglo en muchos pueblos. Su trabajo consistía en amontonar leña y cubrir los huecos con musgo y pequeñas ramitas. Después prendía fuego a la pila y esperaba varios días a que se quemara.

carbonera para producir carbón por pirólisis
Carbonera para producir carbón por pirólisis en un área rural de Croacia

A la pila de leña que servía para obtener carbón se la llamaba precisamente carbonera. Y, por cierto, muchos carboneros morían en el proceso; no era sencillo controlar la quema y se debía subir a la pila para tantear si estaba o no lista, con el consiguiente peligro de perecer quemado. Cuando estaba lista para descubrir, el tacto a la pisada debía ser firme.

Ejemplos de pirólisis

Para concluir, veremos algunos ejemplos actuales de pirólisis, pues la biomasa suele aprovecharse con la combustión. Sin embargo, industrialmente la pirólisis tiene varias aplicaciones:

  • Sirve para producir etileno, cierto tipo de carbón y algunos químicos a partir de petróleo, carbón mineral o incluso madera
  • Se usa para obtener coque a partir del carbón mineral
  • También se aplica para convertir gas natural (metano) en hidrógeno no contaminante

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