N1 Fundamentos · Lección 1 de 8 · 25 min

Qué es la biomasa: energía solar guardada en enlaces químicos

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 biomasa y distinguirla de los combustibles fósiles por su origen y su escala de tiempo.
Escribir la ecuación global de la fotosíntesis e identificar de dónde sale el carbono de una planta.
Calcular cuánto CO2 contiene una tonelada de biomasa seca a partir de su contenido de carbono.
Explicar por qué la eficiencia de la fotosíntesis limita cuánta energía puede dar la biomasa.

Conviene saber antes

Química de bachillerato: átomos, moléculas, masa molar.
Porcentajes y regla de tres.

La biomasa es la materia orgánica de origen biológico reciente: troncos, hojas, paja, cáscaras, bagazo, estiércol o algas. Todo lo que una planta tiene de carbono lo tomó del aire como CO2, y toda la energía química que guarda la capturó de la luz del Sol. Por eso decimos que la biomasa es energía solar almacenada en enlaces químicos.

La diferencia con el petróleo o el carbón mineral no está en la química (los tres son, sobre todo, carbono e hidrógeno), sino en el tiempo: la biomasa se formó hace meses o décadas; los fósiles, hace millones de años. Esa diferencia de escala es la base de todo el debate sobre su efecto en el clima, que veremos en el nivel 4.

6\,\mathrm{CO_2} + 6\,\mathrm{H_2O} \xrightarrow{\;\text{luz}\;} \mathrm{C_6H_{12}O_6} + 6\,\mathrm{O_2}

Ecuación global de la fotosíntesis: la planta reduce el CO2 del aire con el hidrógeno del agua y libera oxígeno. La glucosa es la unidad con la que luego construye celulosa y hemicelulosa.

Variables de la ecuación 1
Símbolo	Significado	Unidad
$\mathrm{CO_2}$	dióxido de carbono tomado del aire	mol
$\mathrm{H_2O}$	agua tomada del suelo	mol
$\mathrm{C_6H_{12}O_6}$	glucosa, el azúcar que forma la planta	mol
$\mathrm{O_2}$	oxígeno liberado a la atmósfera	mol

La fotosíntesis es un proceso poco eficiente. Zhu, Long y Ort (2008) analizaron cada paso, desde la captura de luz hasta la síntesis de carbohidratos, y concluyeron que la eficiencia máxima teórica de conversión de la energía solar en biomasa es de 4,6 % en las plantas C3 (como el arroz o el trigo), a 30 °C y 380 ppm de CO2, y de 6 % en las plantas C4 (como la caña de azúcar o el maíz). En el campo, las pérdidas reales hacen que la eficiencia sea bastante menor.

m_{\mathrm{CO_2}} = m_{\mathrm{seca}} \cdot \frac{w_C}{100} \cdot \frac{M_{\mathrm{CO_2}}}{M_C}

Masa de CO2 que la planta retiró del aire para formar una masa seca dada de biomasa (y que vuelve a liberar si se quema o se descompone por completo).

Variables de la ecuación 2
Símbolo	Significado	Unidad
$m_{\mathrm{CO_2}}$	masa de CO2 equivalente al carbono de la biomasa	kg
$m_{\mathrm{seca}}$	masa de biomasa en base seca	kg
$w_C$	contenido de carbono en base seca	% en masa
$M_{\mathrm{CO_2}}/M_C$	relación de masas molares 44,009/12,011	adimensional (≈ 3,664)

Ejemplo resuelto 1

El CO2 que guarda una tonelada de cascarilla de arroz

Una muestra de cascarilla de arroz analizada con normas ISO tiene 37,60 % de carbono en base seca (Phyllis2, muestra #3944). ¿Cuánto CO2 retiró del aire la planta para formar 1 t seca de esa cascarilla?

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$m_{\mathrm{seca}}$	1.000	kg	dato del problema
$w_C$	37,6	% bs	Phyllis2 #3944 (CIRAD/2iE, 2021), ISO 16948
$M_{\mathrm{CO_2}}/M_C$	44,009 / 12,011	g/mol ÷ g/mol	—

Masa de carbono en la tonelada seca.
$m_C = 1000\ \mathrm{kg} \times \frac{37{,}60}{100} = 376\ \mathrm{kg\ C}$
Cada kilogramo de carbono corresponde a 44,009/12,011 kg de CO2.
$\frac{44{,}009}{12{,}011} = 3{,}664$
Masa de CO2 equivalente.
$m_{\mathrm{CO_2}} = 376 \times 3{,}664 = 1.378\ \mathrm{kg\ CO_2}$

Resultado

m_{\mathrm{CO_2}} \approx 1{,}38\ \mathrm{t\ CO_2\ por\ t\ seca}

Interpretación: Una tonelada de cascarilla seca contiene el carbono de casi 1,4 t de CO2. Al quemarla se devuelve ese CO2; si se pudre en un botadero ocurre lo mismo, pero más lento y con parte del carbono como metano.

Figura 1Dónde está el carbono vivo del planeta

Las plantas concentran ≈80 % del carbono vivo de la Tierra (Bar-On et al., 2018). Toda la biomasa que usamos como energía sale de esa reserva, que se renueva con la fotosíntesis.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: Dónde está el carbono vivo del planeta
Grupo	Gt C
Plantas	450
Bacterias	70
Hongos	12
Arqueas	7
Protistas	4
Animales	2

Fuente: Bar-On, Phillips y Milo (2018), PNAS 115(25), resumen y tabla 1. El total (≈550 Gt C) incluye también virus y el redondeo de cada grupo.

Ejemplo resuelto 2

La reserva de carbono vegetal frente a las emisiones fósiles

Las plantas del planeta contienen ≈450 Gt C (Bar-On et al., 2018) y las emisiones fósiles de 2023 fueron 10,1 GtC (Friedlingstein et al., 2025). ¿A cuántos años de emisiones fósiles equivale todo el carbono vegetal?

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$C_{\mathrm{plantas}}$	450	Gt C	Bar-On et al. (2018)
$E_{\mathrm{FOS}}$	10,1	Gt C/año	Global Carbon Budget 2024, año 2023

Se divide la reserva entre el flujo anual.
$t = \frac{C_{\mathrm{plantas}}}{E_{\mathrm{FOS}}} = \frac{450\ \mathrm{Gt\ C}}{10{,}1\ \mathrm{Gt\ C/a\tilde{n}o}}$
Resultado.
$t = 44{,}6\ \mathrm{a\tilde{n}os}$

Resultado

t \approx 45\ \mathrm{a\tilde{n}os}

Interpretación: Todo el carbono de todas las plantas del planeta equivale a menos de medio siglo de quema de fósiles al ritmo actual. La biomasa puede ayudar, pero no puede reemplazar por sí sola a los fósiles: es una pieza, no la solución completa.

Figura 2Corte de una hoja que muestra la entrada de CO2 por los estomas, la luz que llega a los cloroplastos y el azúcar que viaja hacia la pared celular

Ejercicios

Cálculo●○○
Una tonelada de madera seca tiene 50 % de carbono (supuesto). ¿Cuánto CO2 equivale ese carbono?
Ver la solución
1000 × 0,50 = 500 kg C; 500 × 3,664 = 1.832 kg CO2, es decir ≈1,83 t CO2 por tonelada seca.
Criterio●○○
Explica con tus palabras por qué la biomasa y el petróleo son químicamente parecidos y, sin embargo, se tratan distinto en las políticas climáticas.
Ver la solución
Ambos son sobre todo carbono e hidrógeno. La diferencia es temporal: el carbono de la biomasa salió del aire hace poco y puede volver a capturarse en años o décadas si la vegetación vuelve a crecer; el carbono fósil estuvo fuera del ciclo durante millones de años y su quema añade carbono neto a la atmósfera.
Cálculo●●○
Si la fotosíntesis de una planta C4 alcanzara su máximo teórico (6 %) y una C3 el suyo (4,6 %), ¿cuánta más biomasa produciría la C4 con la misma luz?
Ver la solución
6 ÷ 4,6 = 1,30: un 30 % más de energía almacenada en biomasa con la misma radiación (Zhu et al., 2008). En la práctica, el agua, los nutrientes y la temperatura reducen ambas cifras.

Autoevaluación

¿De dónde sale el carbono que forma la madera de un árbol?
1. Del suelo, por las raíces
2. Del CO2 del aire, por las hojas
3. Del agua de lluvia
4. Del abono
Ver la respuesta
Respuesta: B. El carbono entra como CO2 por los estomas de las hojas. Del suelo la planta toma agua y nutrientes minerales, no su carbono.
¿Cuál es la eficiencia máxima teórica de la fotosíntesis C3 según Zhu et al. (2008)?
1. ≈0,5 %
2. ≈4,6 %
3. ≈25 %
4. ≈60 %
Ver la respuesta
Respuesta: B. El máximo teórico es 4,6 % para C3 (30 °C, 380 ppm) y 6 % para C4. En el campo los valores reales son menores.
Una tonelada seca con 40 % de carbono equivale a…
1. 0,40 t CO2
2. 1,00 t CO2
3. ≈1,47 t CO2
4. ≈3,66 t CO2
Ver la respuesta
Respuesta: C. 400 kg C × 3,664 = 1.466 kg CO2 ≈ 1,47 t.

Referencias

Bar-On, Y. M., Phillips, R., & Milo, R. (2018). The biomass distribution on Earth. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(25), 6506–6511. https://doi.org/10.1073/pnas.1711842115
Zhu, X.-G., Long, S. P., & Ort, D. R. (2008). What is the maximum efficiency with which photosynthesis can convert solar energy into biomass? Current Opinion in Biotechnology, 19(2), 153–159. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2008.02.004
Friedlingstein, P., O'Sullivan, M., Jones, M. W., Andrew, R. M., Hauck, J., Landschützer, P., Le Quéré, C., Li, H., Luijkx, I. T., Olsen, A., Peters, G. P., Peters, W., Pongratz, J., Schwingshackl, C., Sitch, S., Canadell, J. G., Ciais, P., Jackson, R. B., Alin, S. R., … Zeng, J. (2025). Global Carbon Budget 2024. Earth System Science Data, 17(3), 965–1039. https://doi.org/10.5194/essd-17-965-2025
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/

Para profundizar

Zhu, Long y Ort (2008), Current Opinion in Biotechnology. — Recorre paso a paso dónde se pierde la energía solar en la hoja. Es la mejor lectura corta para entender el techo físico de la bioenergía.
Bar-On, Phillips y Milo (2018), PNAS. — Un censo de toda la biomasa del planeta, con sus incertidumbres. Útil para poner en escala cualquier cifra de recursos.

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). Qué es la biomasa: energía solar guardada en enlaces químicos (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/que-es-la-biomasa/

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