N1 Fundamentos · Lección 1 de 8 · 25 min

Las rutas termoquímicas: quemar, gasificar, pirolizar, torrefactar

Conversión termoquímica 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

Distinguir combustión, gasificación, pirólisis, torrefacción y carbonización hidrotermal por la cantidad de oxígeno, la temperatura y el producto principal.
Leer una distribución de productos (líquido, carbón, gas) según el modo de pirólisis.
Calcular rendimientos de masa y de energía de un proceso simple.

Conviene saber antes

Curso «Caracterización fisicoquímica», nivel 1.

Calentar biomasa la transforma. Lo que se obtiene depende de cuánto oxígeno hay, de la temperatura y del tiempo:

Combustión: con oxígeno suficiente (o en exceso). El producto es calor; los gases salen como CO2 y agua.
Gasificación: con poco oxígeno, aire, vapor o CO2, a 800–900 °C. El producto es un gas combustible (CO, H2, CH4).
Pirólisis: sin oxígeno. Produce siempre tres fases: carbón, líquido (bioaceite o licor piroleñoso) y gas; sus proporciones dependen del modo (Bridgwater, 2010).
Torrefacción: pirólisis suave, a 200–300 °C, de la que sale un sólido más seco, quebradizo y energético (Bergman et al., 2005).
Carbonización hidrotermal (HTC): calentamiento en agua a presión, que admite biomasa muy húmeda.

Figura 1Productos de la pirólisis según el modo (% en masa de biomasa seca)

Con la misma biomasa, la pirólisis rápida da tres cuartas partes de líquido y la lenta reparte la masa casi por tercios. El tiempo que los vapores pasan calientes decide si se condensan como líquido o se rompen en gas y carbón secundario.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: Productos de la pirólisis según el modo (% en masa de biomasa seca)
Modo	Líquido	Carbón	Gas
Rápida	75	12	13
Intermedia	50	25	25
Lenta	30	35	35

Fuente: Rápida e intermedia: Bridgwater (2010), IEA Bioenergy ExCo66, diapositiva 3 («Pyrolysis modes»); en el modo intermedio, el líquido se separa en dos fases. Lenta: Bridgwater (2012), Biomass and Bioenergy 38, tabla 1 (carbonización: 30 % líquido con ≈70 % de agua, 35 % carbón y 35 % gas). La diapositiva de 2010 daba 35/35/30 para la lenta; la diferencia cabe en la variabilidad del proceso.

Tabla 1 Condiciones típicas y productos de las rutas termoquímicas
Ruta	Condiciones	Producto principal
Pirólisis rápida	≈500 °C; tiempo de residencia de vapores muy corto (≈1 s); sólidos cortos	Bioaceite (≈75 %)
Pirólisis intermedia	≈500 °C; vapores ≈10–30 s; sólidos moderados	Líquido en dos fases (≈50 %)
Pirólisis lenta	≈400 °C; vapores largos; sólidos muy largos	Carbón, líquido y gas por partes similares
Torrefacción	≈300 °C; vapores largos; sólidos largos	Sólido (≈85 % según la diapositiva; 70 % típico según ECN)
Gasificación	≈800–900 °C; vapores y sólidos cortos	Gas (95–99 %); líquido 1–5 %; carbón < 1 % (se quema)

Fuente: Bridgwater (2010), IEA Bioenergy ExCo66, diapositiva 3; Bridgwater (2012), tabla 1 (pirólisis lenta); ECN (Bergman et al., 2005), sección 2.1.

y_M = \frac{m_{\mathrm{producto}}}{m_{\mathrm{alimento}}} \qquad y_E = y_M \cdot \frac{\mathrm{PCI}_{\mathrm{producto}}}{\mathrm{PCI}_{\mathrm{alimento}}}

Rendimiento de masa y rendimiento de energía de un producto (definiciones de ECN para la torrefacción, en base seca sin ceniza y con PCI).

Variables de la ecuación 1
Símbolo	Significado	Unidad
$y_M$	rendimiento de masa	fracción
$y_E$	rendimiento de energía	fracción
$\mathrm{PCI}$	poder calorífico inferior	MJ/kg

Ejemplo resuelto 1

Lo que sale de una tonelada en pirólisis rápida

Con la distribución de Bridgwater (2010) para pirólisis rápida (75 % líquido, 12 % carbón, 13 % gas), calcula los productos de 1 t de biomasa seca.

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$m$	1.000	kg secos	dato del problema
$y_{liq}, y_{carb}, y_{gas}$	0,75; 0,12; 0,13	fracción	Bridgwater (2010), diapositiva 3

Líquido.
$1000 \times 0{,}75 = 750\ \mathrm{kg}$
Carbón.
$1000 \times 0{,}12 = 120\ \mathrm{kg}$
Gas y comprobación.
$1000 \times 0{,}13 = 130\ \mathrm{kg};\quad 750 + 120 + 130 = 1000\ \mathrm{kg}$

Resultado

750\ \mathrm{kg\ de\ l\acute{i}quido},\ 120\ \mathrm{kg\ de\ carb\acute{o}n},\ 130\ \mathrm{kg\ de\ gas}

Interpretación: Bridgwater indica que ese 75 % es el máximo con madera limpia, partículas menores de 3 mm y menos de 10 % de humedad. El líquido contiene agua; no es «petróleo» listo para usar.

Ejemplo resuelto 2

La densificación energética de la torrefacción

ECN indica que en una torrefacción típica el sólido conserva 70 % de la masa y 90 % de la energía de la biomasa. ¿Cuánto aumenta la energía por kilogramo?

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$y_M$	0,7	fracción	ECN (Bergman et al., 2005), sección 2.1
$y_E$	0,9	fracción	ECN (Bergman et al., 2005), sección 2.1

De la definición, el cociente de PCI es el cociente de rendimientos.
$\frac{\mathrm{PCI}_{torr}}{\mathrm{PCI}_{bio}} = \frac{y_E}{y_M} = \frac{0{,}90}{0{,}70}$
Resultado.
$\frac{y_E}{y_M} = 1{,}29$

Resultado

\mathrm{PCI}_{torr} \approx 1{,}3 \times \mathrm{PCI}_{bio}

Interpretación: ECN lo describe como una densificación energética típica de 1,3 en base de masa. Pero 10 % de la energía queda en los gases de torrefacción: hay que quemarlos en el proceso para no perderla.

Figura 2Diagrama de las rutas termoquímicas de la biomasa según el oxígeno disponible y la temperatura

Ejercicios

Cálculo●○○
Calcula los productos de 2 t secas en pirólisis lenta con la distribución de la figura.
Ver la solución
Líquido 0,30 × 2000 = 600 kg (≈70 % es agua, según Bridgwater, 2012); carbón 700 kg; gas 700 kg.
Criterio●○○
¿Por qué la gasificación casi no deja carbón, según la diapositiva de Bridgwater?
Ver la solución
Porque el carbón que se forma se gasifica o se quema dentro del reactor para aportar el calor del proceso: la tabla indica < 1 % de carbón, «todo quemado».
Criterio●●○
Una planta quiere producir biocarbón para suelos con la mayor cantidad de sólido posible. ¿Qué modo de pirólisis elige y qué sacrifica?
Ver la solución
Pirólisis lenta (≈35 % de carbón frente a ≈12 % en la rápida). Sacrifica líquido; si no aprovecha el gas y los vapores como combustible del proceso, también sacrifica eficiencia energética.

Autoevaluación

¿Qué ruta se realiza sin oxígeno y produce siempre tres fases?
1. Combustión
2. Gasificación
3. Pirólisis
4. Compostaje
Ver la respuesta
Respuesta: C. La pirólisis produce carbón, líquido y gas; sus proporciones dependen del modo.
En la pirólisis rápida, ¿cuál es el rendimiento típico de líquido con madera limpia?
1. ≈12 %
2. ≈35 %
3. ≈50 %
4. ≈75 %
Ver la respuesta
Respuesta: D. ≈75 % según Bridgwater (2010).
Si un sólido conserva 70 % de la masa y 90 % de la energía, su PCI por kg…
1. Baja
2. No cambia
3. Sube ≈1,3 veces
4. Sube 9 veces
Ver la respuesta
Respuesta: C. 0,90 ÷ 0,70 ≈ 1,29.

Referencias

Bridgwater, A. V. (2010, 12 de octubre). Biomass pyrolysis [Presentación]. IEA Bioenergy ExCo66, York, Reino Unido. https://www.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2013/10/ExCo66-P2-Biomass-pyrolysis-Tony-Bridgwater.pdf
Bergman, P. C. A., Boersma, A. R., Zwart, R. W. R., & Kiel, J. H. A. (2005). Torrefaction for biomass co-firing in existing coal-fired power stations (Informe ECN-C--05-013). Energy research Centre of the Netherlands. https://publications.tno.nl/publication/34628503/1cn2B7/c05013.pdf
Bridgwater, A. V. (2012). Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading. Biomass and Bioenergy, 38, 68–94. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.01.048

Para profundizar

Bridgwater (2012), Biomass and Bioenergy. — La revisión de referencia de la pirólisis rápida: reactores, química del bioaceite y su mejora.
Basu (2018), Biomass gasification, pyrolysis and torrefaction. — Manual de diseño que cubre las tres rutas con ecuaciones y ejemplos; el capítulo de teoría de la gasificación es la base del nivel 3 de este curso.

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). Las rutas termoquímicas: quemar, gasificar, pirolizar, torrefactar (Versión 2026-10) [Lección del curso «Conversión termoquímica de la biomasa»]. Academia 360, biomasa360. Recuperado el 26 de octubre de 2026, de https://biomasa360.com/academia/conversion-termoquimica/rutas-termoquimicas/

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