N3 Avanzado · Lección 5 de 8 · 35 min

Bioeconomía circular: del residuo al producto y el uso en cascada

Fundamentos de la biomasa y la bioeconomía

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

Definir bioeconomía y bioeconomía circular con las formulaciones oficiales de la Unión Europea.
Explicar el principio de uso en cascada y sus límites.
Calcular tasas de crecimiento y participaciones a partir de estadísticas globales de bioenergía.
Evaluar con evidencia cuándo conviene usar un residuo como material antes que como energía.

Conviene saber antes

Nivel 2 de este curso.

La Comisión Europea define la bioeconomía como las «actividades que ofrecen soluciones sostenibles basadas en recursos biológicos para crear valor añadido» (Comisión Europea, página de Bioeconomía, consultada en 2026). Publicó su primera estrategia en 2012, la actualizó en 2018 y adoptó una nueva estrategia después.

La bioeconomía circular agrega una idea: los residuos de un proceso son la materia prima de otro, y el carbono biológico se mantiene el mayor tiempo posible en productos antes de terminar como energía. De ahí sale el uso en cascada: usar la biomasa primero para el producto de mayor valor (material, química, alimento), luego reciclarla y, al final de su vida, recuperar su energía (Keegan et al., 2013).

Una biorrefinería aplica esa lógica en una planta: separa la biomasa en fracciones (azúcares, lignina, proteínas, minerales) y obtiene varios productos a la vez, igual que una refinería de petróleo obtiene combustibles y químicos del crudo.

Figura 1Oferta mundial de bioenergía (EJ/año)

La oferta de bioenergía creció de 42 a 56 EJ entre 2000 y 2023, un 1,3 % anual compuesto. Crece, pero mucho más despacio que la solar o la eólica.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: Oferta mundial de bioenergía (EJ/año)
Año	EJ
2.000	42
2.005	45
2.010	49
2.015	53
2.020	57
2.021	54
2.023	56

Fuente: World Bioenergy Association: Global Bioenergy Statistics 2024, Tabla 7 (2000–2021, oferta doméstica de biomasa) y Global Bioenergy Statistics Report 2025, resumen (2023: 56 EJ). Las dos ediciones pueden revisar series anteriores.

g = \left(\frac{X_{t_1}}{X_{t_0}}\right)^{\frac{1}{t_1 - t_0}} - 1

Tasa de crecimiento anual compuesta entre dos años: el crecimiento constante por año que llevaría del valor inicial al final.

Variables de la ecuación 1
Símbolo	Significado	Unidad
$g$	tasa de crecimiento anual compuesta	fracción por año
$X_{t_0}, X_{t_1}$	valor al inicio y al final	EJ/año
$t_1 - t_0$	número de años	año

Ejemplo resuelto 1

¿Cuánto creció la bioenergía entre 2000 y 2023?

Con la serie de la World Bioenergy Association, calcula la tasa de crecimiento anual compuesta de la oferta de bioenergía.

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$X_{2000}$	42	EJ	WBA (2024), Tabla 7
$X_{2023}$	56	EJ	WBA (2025), resumen

Cociente entre el valor final y el inicial.
$\frac{56}{42} = 1{,}333$
Raíz de orden 23 (número de años).
$1{,}333^{1/23} = 1{,}0126$
Se resta 1.
$g = 0{,}0126$

Resultado

g \approx 1{,}3\ \%\ \mathrm{anual}

Interpretación: Un crecimiento de poco más de 1 % al año. La bioenergía es grande, pero su expansión está limitada por el suelo, la logística y la sostenibilidad, no por la tecnología.

Ejemplo resuelto 2

El peso de la biomasa entre las renovables

En 2023 la oferta mundial de energía fue 622 EJ, las renovables aportaron 92 EJ y la bioenergía 56 EJ (WBA, 2025). ¿Qué fracción de las renovables es biomasa?

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$E_{\mathrm{renov}}$	92	EJ	WBA (2025)
$E_{\mathrm{bio}}$	56	EJ	WBA (2025)
$E_{\mathrm{total}}$	622	EJ	WBA (2025)

Participación de la biomasa en las renovables.
$\frac{56}{92} = 60{,}9\ \%$
Participación en la oferta total.
$\frac{56}{622} = 9{,}0\ \%$

Resultado

\approx 61\ \%\ \mathrm{de\ las\ renovables}

Interpretación: Seis de cada diez unidades de energía renovable del mundo vienen de la biomasa, aunque casi toda la conversación pública se centra en la solar y la eólica.

Hipótesis contrastadas

¿El uso en cascada (material primero, energía al final) siempre da un mejor resultado climático que quemar el residuo directamente?

H1 Sí: mantener el carbono en productos y sustituir materiales fósiles siempre supera a la energía directa.
Evidencia a favor
- Keegan et al. (2013) sistematizan el uso en cascada como forma de aumentar el valor y la eficiencia del recurso.
- Un producto de larga vida retrasa la vuelta del carbono a la atmósfera.
Evidencia en contra
- Creutzig et al. (2015) concluyen que los efectos climáticos de la bioenergía dependen mucho de la vía concreta, de la tecnología y del sistema de referencia, lo que impide una regla única.
- Lamers y Junginger (2013): el resultado depende sobre todo del escenario de referencia y de cuánta energía fósil se desplaza; con residuos que se descompondrían rápido, la energía directa ya da beneficios casi inmediatos.
Fuentes: Keegan et al. (2013); Creutzig et al. (2015); Lamers y Junginger (2013)
H2 Depende del caso: la cascada gana cuando existe un mercado de material cercano y el residuo es estable; la energía directa gana cuando el residuo es difícil de valorizar y desplaza un fósil caro.
Evidencia a favor
- La cascarilla de arroz tiene poco valor como material fuera de nichos (aditivo de cemento, sílice) y hoy se quema sin recuperar energía (Arteaga, 2020): usarla en una caldera desplaza bunker o diésel.
- La madera aserrada tiene mercados de material de alto valor; quemarla directamente renuncia a ese valor y a la permanencia del carbono.
Evidencia en contra
- El valor de un uso material (por ejemplo, sílice de alta pureza de la ceniza de cascarilla) puede crecer con el desarrollo de mercados y cambiar la respuesta.
Fuentes: Arteaga (2020); Creutzig et al. (2015)

Certeza media

Conclusión: Sobrevive la segunda: la cascada es un buen principio de orden, no una ley. Para cada residuo hay que comparar el valor del material, la vida del producto, el fósil desplazado y lo que le pasaría al residuo si nadie lo usara. Una buena práctica es combinar ambas vías: quemar la cascarilla en una caldera y vender la ceniza como material.

Caso real

Cascarilla en Ecuador: de problema de disposición a combustible y material

Arteaga (2020) documenta que en las piladoras de Guayas y Los Ríos la cascarilla se quema a cielo abierto o se bota en terrenos, ríos y orillas de carreteras. Con la estimación de 355.650 t/año (derivada de la ESPAC 2025 y el factor de IRENA), esa práctica desperdicia ≈4,6 PJ/año de energía química y genera humo sin control. Una cascada razonable para este residuo es: (1) combustible en calderas industriales con control de partículas, que sustituye combustibles fósiles; (2) la ceniza, rica en sílice, como posible aditivo para cemento o como fuente de sílice, si un laboratorio confirma que es amorfa. El orden aquí es inverso al de la madera: primero energía y luego material, porque el material valioso aparece después de quemar.

Fuentes: Arteaga (2020); INEC, ESPAC 2025; IRENA (2017); Tipanluisa et al. (2015)

Figura 2Esquema de uso en cascada de la biomasa: producto de alto valor, reciclaje y recuperación final de energía

Ejercicios

Cálculo●○○
Calcula la tasa de crecimiento anual compuesta de la bioenergía entre 2010 (49 EJ) y 2020 (57 EJ) con la Tabla 7 de WBA (2024).
Ver la solución
$(57/49)^{1/10} - 1 = 1{,}52\,\%$ anual.
Criterio●●●
Propón una cascada para el raquis de palma, considerando que sale con humedad alta y que es rico en potasio.
Ver la solución
Una opción: (1) devolverlo a la plantación como cobertura o compost, que recicla el potasio y la materia orgánica; (2) si sobra, digestión anaerobia o compostaje; (3) solo como combustible si se seca o se prensa, y en calderas preparadas para cenizas con potasio. Su humedad y su potasio penalizan la combustión directa.
Criterio●●○
¿Por qué la serie de 2000–2023 de esta lección combina dos ediciones de la WBA y qué precaución exige?
Ver la solución
Porque la edición 2024 llega hasta 2021 y el resumen 2025 da 2023. Cada edición puede revisar datos anteriores; por eso no se debe leer el salto 2021–2023 como un crecimiento exacto, sino como una tendencia. Lo correcto es citar ambas fuentes y advertirlo.

Autoevaluación

En el uso en cascada de la madera, ¿qué lugar ocupa la energía?
1. El primero
2. El último, al final de la vida del producto
3. No tiene lugar
4. Depende del precio del petróleo
Ver la respuesta
Respuesta: B. La energía se recupera al final, después de usos de mayor valor y del reciclaje.
En 2023, ¿qué fracción de la energía renovable mundial fue bioenergía según la WBA?
1. ≈10 %
2. ≈30 %
3. ≈60 %
4. ≈90 %
Ver la respuesta
Respuesta: C. 56 de 92 EJ, es decir ≈61 %.
¿Por qué la cascada de la cascarilla puede invertir el orden habitual?
1. Porque no tiene carbono
2. Porque su material valioso (la sílice) aparece en la ceniza después de quemarla
3. Porque está prohibido usarla como material
4. Porque es muy húmeda
Ver la respuesta
Respuesta: B. La sílice se concentra en la ceniza: primero se recupera la energía y después el material.

Referencias

Comisión Europea. (2026). Bioeconomy [Página web de Investigación e Innovación]. Consultado el 25 de octubre de 2026. https://research-and-innovation.ec.europa.eu/research-area/environment/bioeconomy_en
Comisión Europea. (2018). A sustainable bioeconomy for Europe: Strengthening the connection between economy, society and the environment. Updated bioeconomy strategy. Oficina de Publicaciones de la Unión Europea. https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/edace3e3-e189-11e8-b690-01aa75ed71a1/language-en
Keegan, D., Kretschmer, B., Elbersen, B., & Panoutsou, C. (2013). Cascading use: A systematic approach to biomass beyond the energy sector. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 7(2), 193–206. https://doi.org/10.1002/bbb.1351
Creutzig, F., Ravindranath, N. H., Berndes, G., Bolwig, S., Bright, R., Cherubini, F., Chum, H., Corbera, E., Delucchi, M., Faaij, A., Fargione, J., Haberl, H., Heath, G., Lucon, O., Plevin, R., Popp, A., Robledo-Abad, C., Rose, S., Smith, P., … Masera, O. (2015). Bioenergy and climate change mitigation: An assessment. GCB Bioenergy, 7(5), 916–944. https://doi.org/10.1111/gcbb.12205
Lamers, P., & Junginger, M. (2013). The 'debt' is in the detail: A synthesis of recent temporal forest carbon analyses on woody biomass for energy. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 7(4), 373–385. https://doi.org/10.1002/bbb.1407
World Bioenergy Association. (2024). Global bioenergy statistics 2024. WBA. https://worldbioenergy.org/uploads/241023_GBS_Report.pdf
World Bioenergy Association. (2025). Global bioenergy statistics report 2025: Summary (12.ª ed.). WBA. https://www.worldbioenergy.org/uploads/251118%20GBSR%20Summary.pdf
Arteaga Quintana, J. F. (2020). Caracterización de cascarilla de arroz como biomasa residual para combustible [Tesis de maestría, Universidad Internacional SEK]. https://repositorio.uisek.edu.ec/jspui/bitstream/123456789/3742/1/JUAN%20FRANCISCO%20ARTEAGA%20QUINTANA.pdf

Para profundizar

Keegan et al. (2013), Biofuels, Bioproducts and Biorefining. — Define con precisión el uso en cascada y discute cómo medirlo. Útil para no usar el término como eslogan.
Creutzig et al. (2015), GCB Bioenergy. — Una evaluación amplia de riesgos y beneficios climáticos de la bioenergía, escrita por autores del IPCC. Es la mejor puerta de entrada al debate.

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). Bioeconomía circular: del residuo al producto y el uso en cascada (Versión 2026-10) [Lección del curso «Fundamentos de la biomasa y la bioeconomía»]. Academia 360, biomasa360. Recuperado el 26 de octubre de 2026, de https://biomasa360.com/academia/fundamentos-de-la-biomasa/bioeconomia-circular-y-cascada/

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