N1 Fundamentos · Lección 2 de 8 · 25 min

Análisis próximo: humedad, volátiles, carbono fijo y ceniza

Caracterización fisicoquímica de la biomasa

Equipo docente de biomasa360 · Responsable: Dirección de oferta, calidad y Academia · Revisada el 25 de octubre de 2026 (revisión científica de cálculos y citas)

Al terminar podrás

Describir qué mide cada fracción del análisis próximo y con qué norma ISO.
Calcular el carbono fijo por diferencia y la razón de combustible (FC/VM).
Relacionar el análisis próximo con el comportamiento de una biomasa en el hogar de una caldera.

Conviene saber antes

Lección «Humedad y bases de reporte».

El análisis próximo divide un combustible sólido en cuatro fracciones, con métodos normalizados:

Humedad: pérdida de masa en estufa (ISO 18134).
Materia volátil (VM): pérdida de masa al calentar la muestra sin aire, descontando la humedad. En el método de ISO 18123 (antes EN 15148) la muestra se calienta a 900 °C durante 7 minutos (Celignis, descripción del método).
Ceniza (A): residuo de la combustión completa en mufla; ISO 18122 la determina a 550 °C.
Carbono fijo (FC): lo que queda, calculado por diferencia.

No dice qué elementos tiene la biomasa (eso lo hace el análisis elemental), pero sí cómo arde: la biomasa es rica en volátiles, por eso arde con llama larga, necesita aire secundario bien distribuido y se enciende con facilidad.

FC_{bs} = 100 - VM_{bs} - A_{bs} \qquad \mathrm{FR} = \frac{FC}{VM}

Carbono fijo por diferencia (todas las fracciones en la misma base, aquí seca) y razón de combustible, un indicador de cuánto del combustible arde como sólido frente a como gas.

Variables de la ecuación 1
Símbolo	Significado	Unidad
$FC_{bs}$	carbono fijo en base seca	% en masa
$VM_{bs}$	materia volátil en base seca	% en masa
$A_{bs}$	ceniza en base seca	% en masa
$\mathrm{FR}$	razón de combustible	adimensional

Figura 1Análisis próximo de siete biomasas (% en base seca)

Todas tienen más de 60 % de volátiles. El cuesco de palma destaca por su carbono fijo; la cascarilla y la paja de arroz, por su ceniza.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: Análisis próximo de siete biomasas (% en base seca)
Biomasa	Volátiles	Carbono fijo	Ceniza
Cascarilla de arroz	63,52	16,22	20,26
Paja de arroz	65,47	15,86	18,67
Paja de trigo	78,62	17,06	4,32
Bagazo de caña	84,22	12	3,78
Fibra de palma	72,8	18,8	8,4
Cuesco de palma	68,8	28,7	2,5
Cáscara de coco	76,1	23,4	0,5

Fuente: TNO, Phyllis2: muestras #993 y #994 (Miles et al., 1995), #991 (Miles et al., 1995), #416 (Magasiner y de Kock, 1987), #2237 (Bapat et al.), #1834 (Ani y Zailani), #956 (Razvigorova et al.). Cada barra es una muestra publicada, no un promedio.

Ejemplo resuelto 1

Carbono fijo por diferencia y paso de base recibida a seca

Una cascarilla tiene 10,94 % de humedad y 56,57 % de volátiles en base recibida, y 20,26 % de ceniza en base seca (Phyllis2 #993). Calcula los volátiles en base seca y el carbono fijo en base seca.

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$w$	10,94	% ar	Phyllis2 #993
$VM_{ar}$	56,57	% ar	Phyllis2 #993
$A_{bs}$	20,26	% bs	Phyllis2 #993

Volátiles en base seca.
$VM_{bs} = \frac{56{,}57}{1 - 0{,}1094} = 63{,}52\ \%$
Carbono fijo por diferencia.
$FC_{bs} = 100 - 63{,}52 - 20{,}26 = 16{,}22\ \%$

Resultado

VM_{bs} = 63{,}52\ \%;\quad FC_{bs} = 16{,}22\ \%

Interpretación: Coincide con lo publicado (63,52 % y 16,22 %). El carbono fijo arrastra todos los errores de las otras fracciones, porque se calcula por diferencia.

Ejemplo resuelto 2

Razón de combustible: cuesco frente a cascarilla

Compara la razón FC/VM del cuesco de palma (Phyllis2 #1834) y de la cascarilla (#993), y su carbono fijo en base seca sin ceniza.

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$FC, VM, A$	28,70; 68,80; 2,50	% bs	Phyllis2 #1834
$FC, VM, A$	16,22; 63,52; 20,26	% bs	Phyllis2 #993

Razón de combustible.
$\mathrm{FR}_{cuesco} = \frac{28{,}70}{68{,}80} = 0{,}417;\quad \mathrm{FR}_{casc} = \frac{16{,}22}{63{,}52} = 0{,}255$
Carbono fijo daf.
$FC_{daf,cuesco} = \frac{28{,}70}{1 - 0{,}025} = 29{,}4\ \%;\quad FC_{daf,casc} = \frac{16{,}22}{1 - 0{,}2026} = 20{,}3\ \%$

Resultado

\mathrm{FR}_{cuesco} \approx 1{,}6\times \mathrm{FR}_{casc}

Interpretación: El cuesco quema una parte mayor como brasa sólida: necesita más tiempo de residencia en la parrilla. La cascarilla, rica en volátiles y en ceniza, arde rápido y deja mucho residuo mineral.

Figura 2Secuencia de laboratorio del análisis próximo: estufa, horno de volátiles con crisol tapado y mufla

Ejercicios

Cálculo●○○
Un análisis en base seca da VM = 75,27 % y A = 7,02 % (paja de trigo, Phyllis2 #992). Calcula el carbono fijo y la razón de combustible.
Ver la solución
$\mathrm{FC} = 100 - 75{,}27 - 7{,}02 = 17{,}71\,\%$ ; $\mathrm{FR} = 17{,}71 \div 75{,}27 = 0{,}235$ .
Criterio●○○
¿Por qué el crisol de volátiles se tapa y el de ceniza no?
Ver la solución
La materia volátil se define como lo que se desprende al calentar sin oxígeno (pirólisis); con aire se quemaría también el carbono fijo. La ceniza, en cambio, exige quemar toda la materia orgánica, lo que requiere aire.
Criterio●●○
Dos laboratorios reportan la ceniza de la misma cascarilla, uno a 550 °C y otro a 815 °C. ¿Esperas el mismo valor? Explica.
Ver la solución
No necesariamente: a 815 °C pueden descomponerse carbonatos y volatilizarse parte de los compuestos de potasio y cloro, lo que da una ceniza menor. Por eso ISO 18122 fija 550 °C para biocombustibles y el informe debe decir la temperatura. ENplus, por ejemplo, prepara a 815 °C la ceniza para el ensayo de fusión, no para medir el contenido de ceniza.

Autoevaluación

¿Cómo se obtiene el carbono fijo en el análisis próximo?
1. Se mide en un analizador de carbono
2. Por diferencia: 100 − volátiles − ceniza (base seca)
3. Quemando la muestra en aire
4. Con la bomba calorimétrica
Ver la respuesta
Respuesta: B. Es un valor calculado por diferencia y acumula los errores de las demás fracciones.
¿A qué temperatura determina la ceniza la norma ISO 18122?
1. 105 °C
2. 250 °C
3. 550 °C
4. 900 °C
Ver la respuesta
Respuesta: C. 550 °C. A 900 °C, sin aire, se determinan los volátiles (ISO 18123).
Una biomasa con 80 % de volátiles arde…
1. Sobre todo como brasa
2. Sobre todo con llama, liberando gases que deben quemarse con aire secundario
3. Sin llama
4. Solo en lecho fluidizado
Ver la respuesta
Respuesta: B. Los volátiles arden como gas sobre el lecho; por eso el aire secundario es clave en las calderas de biomasa.

Referencias

International Organization for Standardization. (2022b). Solid biofuels — Determination of moisture content — Part 1: Reference method (ISO 18134-1:2022). https://www.iso.org/standard/83191.html
International Organization for Standardization. (2022a). Solid biofuels — Determination of ash content (ISO 18122:2022). https://www.iso.org/standard/83190.html
International Organization for Standardization. (2023). Solid biofuels — Determination of volatile matter (ISO 18123:2023). https://www.iso.org/standard/83192.html
Celignis. (s. f.). Volatile matter: Analysis of biomass [Descripción del método EN 15148 / ISO 18123]. Consultado el 25 de octubre de 2026. https://celignis.com/archive/analyte.php?value=24
TNO. (2026). Phyllis2: Database for the physico-chemical composition of (treated) lignocellulosic biomass, micro- and macroalgae, various feedstocks for biogas production and biochar [Base de datos]. Consultado el 25 de octubre de 2026. https://phyllis.nl/
European Pellet Council. (2015). ENplus-Handbuch, Teil 3: Anforderungen an die Pelletqualität (versión 3.0). EPC/AEBIOM. https://enplus-pellets.eu/wp-content/uploads/2023/11/Teil-III-Anforderungen-an-die-Pellet-Qualitat.pdf

Para profundizar

Jenkins et al. (1998), Fuel Processing Technology. — Revisión clásica de las propiedades de combustión de la biomasa, con el análisis próximo como punto de partida para entender su comportamiento en calderas.
Ficha del cuesco de palma en biomasa360. — Datos ecuatorianos verificados del cuesco (humedad, ceniza, PCS y densidad).

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). Análisis próximo: humedad, volátiles, carbono fijo y ceniza (Versión 2026-10) [Lección del curso «Caracterización fisicoquímica de la biomasa»]. Academia 360, biomasa360. Recuperado el 26 de octubre de 2026, de https://biomasa360.com/academia/caracterizacion-fisicoquimica/analisis-proximo/

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