Valoarea energetica a biomasei

Valoarea energetica a biomasei

Biomasa reprezinta cantitatea de substanta organica prezenta la un moment dat in ecosistem. Aceasta se compune din masa tuturor organismelor vii (standing crop), la care se adauga necromasa, respectiv resturile moarte ale organismelor, inca nemineralizate. Biomasa se realizeaza in cadrul unui proces complex de productie biologica.

Rezultatul functiei energetice si al functiei de circulatie a materiei este productia, respectiv productivitatea biologica a ecosistemelor. Universalitatea biologica de reactii care concentreaza energia, impreuna cu universalitatea macromoleculara a tuturor organismelor face ca diferitele lanturi trofice dintr-un ecosistem sa fie interconectate intr-o retea trofica prin care circula energie chimica.

In limbajul comun, circulatia energiei chimice inseamna consumarea (pradarea, parazitarea) unor indivizi dintr-o specie, de catre alti indivizi din specii diferite. In procesul productiei biologice, la plante si animale se inregistreaza intrari si iesiri de substante diferite. Astfel, sporul de biomasa de un kilogram la o planta verde nu este echivalent cu o cantitate similara la mamifere. Ambele biomase includ si substante organice, bogate energetic si substante anorganice, sarace sub acest raport. Dar proportiile intre cele doua categorii, ca si intre substantele organice fundamentale, sunt diferite. Din aceasta cauza s-a convenit a se utiliza, cu prioritate, exprimarea energetica a biomaselor realizate prin productie pentru a se putea compara diferitele populatii din acest punct de vedere.

Faptul ca prin reactiile metabolice oxidative este mobilizata energia chimica din alimente permite ca valoarea energetica a acestora sa fie determinata prin masuratori calorimetrice, care dau variatia de entropie (ΔH) produsa prin combustia izobara a biomasei respective. Variatia de entropie depinde de proportiile de proteine, lipide, glucide, existente in biomasa respectiva. Notand cu fprot, flip, fgl fractiunile din aceste substante in unitatea de biomasa uscata, variatia de entropie prin combustia biomasei este:

ΔH = fprot(ΔHprot) + flip(ΔHlip) + fgl(ΔHgl)

In relatia de mai sus, ΔHprot, ΔHlip, ΔHgl reprezinta caldura de combustie izobara a cate un gram de proteine, lipide, respectiv glucide, luate in stare deshidratata. Suma fractiunilor celor trei componente este 100%, astfel ca: fprot + flip + fgl = 1, unul din coeficienti putand fi eliminat din formula variatiei de entropie, care devine:

ΔH = fprot(ΔHprot) + flip(ΔHlip) + (1 - fprot - flip)(ΔHgl)

Mediindu-se valorile obtinute pentru proteine, lipide si glucide provenite din diferite tipuri de biomasa, atat vegetala, cat si animala, se considera, in mod estimativ: ΔHprot = 23.1 kj/g; ΔHlip = 39.1 kj/g; ΔHgl = 17.2 kj/g Introducand aceste valori in relatia precedenta, rezulta o formula simpla cu ajutorul careia se poate calcula valoarea energetica a unei biomase oarecare, pe baza cunoasterii compozitiei ei. Formula mentionata mai sus are meritul de a releva diferentele energetice intre biomasa vegetala si biomasa animala, adica schimbarea produsa prin trecerea biomasei producatorilor primari in biomasa consumatorilor.. Energia care rezulta in organismul pradator, prin utilizarea biomasei prazii, serveste, in mare parte, pentru intretinerea si reinnoirea organismului (metabolismul bazal), ca si pentru diferitele activitati (de exemplu, locomotie), asa incat numai o parte relativ mica este stocata in propria biomasa a pradatorului. Deoarece un pradator poate fi consumat, la randul sau, de catre un pradator de ordin superior, este clar faptul ca, in masura avansarii intr-un lant trofic, disponibilitatile energetice devin din ce in ce mai mici.