N2 Aplicado · Lección 3 de 8 · 30 min

Tipos de biomasa y su composición lignocelulósica

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

Clasificar una biomasa por su origen (leñosa, herbácea, residuo agroindustrial, residuo animal o urbano).
Describir la función y el comportamiento térmico de la celulosa, la hemicelulosa y la lignina.
Comparar la composición y la ceniza de residuos reales con datos de laboratorio citados.
Estimar la oferta de un residuo con la producción del cultivo y un factor de residuo verificado.

Conviene saber antes

Lección «Qué es la biomasa».

Las revisiones científicas clasifican la biomasa por su origen (Vassilev et al., 2010): biomasa leñosa (troncos, ramas, corteza), herbácea y agrícola (pajas, cañas, cáscaras), acuática (algas), residuos animales (estiércol) y fracciones orgánicas de residuos urbanos e industriales. Para un comprador industrial la clasificación útil es otra: ¿qué tan seca llega, cuánta ceniza trae y qué tan densa es? Esas tres propiedades dependen, en gran parte, de la composición.

La mayor parte de la biomasa vegetal es lignocelulosa, un material compuesto por tres polímeros:

Celulosa: cadenas largas de glucosa, ordenadas en microfibrillas cristalinas. Es la fracción más abundante y la que da resistencia.
Hemicelulosa: cadenas ramificadas de varios azúcares que unen las microfibrillas. Es la menos estable térmicamente: es la primera que se descompone al calentar.
Lignina: un polímero aromático que cementa todo el conjunto y lo hace impermeable. Se descompone en un rango amplio de temperatura y deja más residuo carbonoso.

A eso se suman los extractivos (resinas, ceras, grasas) y la materia mineral, que al quemarse se convierte en ceniza.

Figura 1Composición de la cascarilla de arroz y del bambú (% en masa, base seca)

La cascarilla tiene menos lignina que el bambú, pero doce veces más ceniza (19,2 % frente a 1,6 %). Para una caldera, esa ceniza pesa más que la diferencia de lignina.

Ver los datos en una tabla

Datos de la figura 1: Composición de la cascarilla de arroz y del bambú (% en masa, base seca)
Biomasa	Celulosa	Hemicelulosa	Lignina	Extractivos	Ceniza	Otros
Cascarilla de arroz	40,19	19,69	14,43	4,32	19,18	2,2
Bambú moso	47,29	23,21	20,13	5,11	1,6	2,7

Fuente: Zhang et al. (2017), BioResources 12(3), Tablas 1 y 2 (muestras de China). «Otros» = 100 − suma de fracciones (derivado por biomasa360; incluye errores de cierre del análisis).

Tabla 1 Ceniza de distintas biomasas (% en base seca)
Biomasa	Ceniza (% bs)	Muestra Phyllis2
Haya (madera)	0,40	#983
Abeto (madera)	0,50	#982
Cáscara de coco	0,50	#956
Cuesco (cáscara) de palma	2,50	#1834
Bagazo de caña	3,78	#416
Paja de trigo	4,32	#991
Fibra de palma	8,40	#2237
Paja de arroz	18,67	#994
Cascarilla de arroz	20,26	#993

Fuente: TNO, base de datos Phyllis2 (consultada el 2026-10-25); cada fila es una muestra publicada distinta, no un promedio.

Ejemplo resuelto 1

La ceniza que entra con una tonelada seca

Compara la masa de ceniza que deja una tonelada seca de bambú y una de cascarilla, con los datos de Zhang et al. (2017).

Datos del ejemplo 1
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$a_{\mathrm{bambu}}$	1,6	% bs	Zhang et al. (2017), Tabla 2
$a_{\mathrm{casc}}$	19,18	% bs	Zhang et al. (2017), Tabla 2

Ceniza del bambú.
$1000\ \mathrm{kg} \times 0{,}016 = 16\ \mathrm{kg}$
Ceniza de la cascarilla.
$1000\ \mathrm{kg} \times 0{,}1918 = 192\ \mathrm{kg}$
Relación entre ambas.
$\frac{192}{16} = 12{,}0$

Resultado

\approx 192\ \mathrm{kg\ de\ ceniza\ por\ t\ seca\ de\ cascarilla}

Interpretación: Cada camión de cascarilla trae casi una quinta parte de su masa seca como mineral que no arde y que hay que extraer, enfriar y disponer o vender.

m_{\mathrm{res}} = P \cdot f_r

Oferta de un residuo: producción del cultivo por el factor de residuo (toneladas de residuo por tonelada de producto). Es un valor derivado: solo vale si ambos datos son verificados y se refieren a la misma base.

Variables de la ecuación 1
Símbolo	Significado	Unidad
$m_{\mathrm{res}}$	residuo generado	t/año
$P$	producción del cultivo en la base del factor	t/año
$f_r$	factor de residuo	t residuo / t producto

Ejemplo resuelto 2

Cuánta cascarilla genera Ecuador

Estima la cascarilla anual de Ecuador con la producción de arroz en cáscara de la ESPAC 2025 y el factor de IRENA (≈20 % del arroz que entra a la piladora).

Datos del ejemplo 2
Dato	Valor	Unidad	Fuente
$P$	1.778.252	t/año	INEC, ESPAC 2025, tabulado T28
$f_r$	0,2	t/t	IRENA (2017), diapositiva 14; coincide con FAO/IRRI 18–28 %

Se multiplica la producción por el factor.
$m = 1.778.252 \times 0{,}20$
Resultado redondeado a la tonelada.
$m = 355.650\ \mathrm{t/a\tilde{n}o}$

Resultado

m \approx 356\ \mathrm{mil\ t\ de\ cascarilla\ al\ a\tilde{n}o}

Interpretación: Es un orden de magnitud nacional. El factor real varía entre piladoras (18–28 % según FAO/IRRI); por eso los contratos se firman sobre la báscula, no sobre esta estimación.

Figura 2Estructura de la pared celular vegetal: microfibrillas de celulosa envueltas en hemicelulosa e incrustadas en lignina

Ejercicios

Cálculo●○○
Con los factores del balance de masa de una extractora (Wageningen, según Corley y Tinker 2003), por tonelada de racimos de fruta fresca salen 220 kg de raquis, 135 kg de fibra y 55 kg de cuesco (base húmeda). ¿Qué fracción de la fruta se convierte en estos tres residuos?
Ver la solución
220 + 135 + 55 = 410 kg, es decir 41 % de la masa húmeda de la fruta.
Criterio●●○
¿Por qué la hemicelulosa es la primera fracción en descomponerse al calentar la biomasa, y qué consecuencia tiene para la torrefacción?
Ver la solución
Es un polímero ramificado y amorfo, con enlaces menos estables que la celulosa cristalina. Por eso la torrefacción (200–300 °C) actúa sobre todo sobre la hemicelulosa: elimina agua y volátiles oxigenados y deja un sólido más quebradizo, sin descomponer todavía la mayor parte de la celulosa.
Criterio●○○
Un proveedor ofrece «biomasa agrícola» sin más detalle. Escribe las tres preguntas técnicas mínimas que le harías.
Ver la solución
1. ¿Qué residuo es exactamente y de qué proceso sale? 2) ¿Qué humedad (% bh) y qué ceniza (% bs) tiene, medidas con qué norma? 3) ¿Qué densidad a granel y qué tamaño de partícula tiene? Con esas respuestas se decide si la caldera lo admite.

Autoevaluación

¿Cuál de las tres fracciones de la lignocelulosa es la menos estable térmicamente?
1. Celulosa
2. Hemicelulosa
3. Lignina
4. Las tres por igual
Ver la respuesta
Respuesta: B. La hemicelulosa, ramificada y amorfa, es la primera en descomponerse; por eso la torrefacción actúa sobre ella.
Según la tabla de Phyllis2, ¿cuál de estas biomasas tiene más ceniza?
1. Haya
2. Cuesco de palma
3. Bagazo
4. Cascarilla de arroz
Ver la respuesta
Respuesta: D. La cascarilla (20,26 % bs en la muestra #993) tiene unas cuarenta veces más ceniza que la madera de haya.
La oferta de cascarilla estimada como producción × factor es un dato…
1. Medido en báscula
2. Derivado de dos datos verificados
3. Inventado
4. Normativo
Ver la respuesta
Respuesta: B. Es derivado: producción oficial (INEC) por un factor verificado (IRENA). Útil para dimensionar, no para facturar.

Referencias

Vassilev, S. V., Baxter, D., Andersen, L. K., & Vassileva, C. G. (2010). An overview of the chemical composition of biomass. Fuel, 89(5), 913–933. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2009.10.022
Zhang, Y., Ma, Z., Zhang, Q., Wang, J., Ma, Q., Yang, Y., Luo, X., & Zhang, W. (2017). Comparison of the physicochemical characteristics of bio-char pyrolyzed from moso bamboo and rice husk with different pyrolysis temperatures. BioResources, 12(3), 4652–4669. https://doi.org/10.15376/biores.12.3.4652-4669
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/
Instituto Nacional de Estadística y Censos. (2026). Encuesta de Superficie y Producción Agropecuaria Continua (ESPAC) 2025: tabulados [Conjunto de datos]. INEC. https://www.ecuadorencifras.gob.ec/documentos/web-inec/Estadisticas_agropecuarias/espac/2025/Tabulados_excel_2025.xlsx
IRENA. (2017). Renewable energy statistics training: Data validation and estimation [Presentación]. International Renewable Energy Agency. https://www.irena.org/-/media/Irena/Files/Capacity-building-Statistics-Training/7-Data-validation-and-estimation.pdf

Para profundizar

Vassilev et al. (2010), Fuel 89(5). — Una revisión amplia de la composición química de la biomasa; útil como tabla de consulta y para entender las clasificaciones.
Tanger et al. (2013), Frontiers in Plant Science. — Explica, desde la biología vegetal, qué rasgos de la planta (sílice, potasio, humedad) mejoran o empeoran su uso térmico. Acceso abierto.

Cómo citar esta lección

APA 7, para tu tesis o tu informe:

Equipo docente de biomasa360. (2026). Tipos de biomasa y su composición lignocelulósica (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/tipos-de-biomasa-y-composicion/

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