Estudio de factibilidad para la fabricación de pellets a partir de material lignocelulósico proveniente de palma de aceite

Abstract

Actualmente, las principales fuentes energéticas provienen de los combustibles fósiles, los cuales generan una alta contaminación y un agotamiento de los recursos no renovables, lo que causa un incremento progresivo de su costo al ser más compleja su explotación y al ser innegable su extinción al pasar de los años. Este agotamiento ha provocado que las principales fuentes energéticas se estén empezando a sustituir con las energías alternativas, púes al originarse en los recursos naturales renovables se consideran las fuentes más abundantes en la tierra con un valor incalculable, además que han sido poco explotadas y su impacto al ambiente es mínimo. Dentro de estas se encuentra la biomasa, una fuente importante de energía, la cual se puede comparar con una batería, ya que guarda su energía para luego liberarla. Este material lignocelulósico permite crear una interacción positiva entre los sectores agrícola-forestal (generadores), industrial (transformación), y energético (utilización), dándole un valor agregado al producto, debido a la generación de empleo y al desarrollo local en zonas rurales. De igual forma, conociendo que la producción de biomasa es descentralizada ésta se puede realizar a pequeña o gran escala, lo anterior sin mencionar los numerosos servicios ambientales que ofrece. Así mismo, el desarrollo doméstico e industrial que está teniendo la biomasa como productora de calor y electricidad, ha hecho que muchos países la tomen como una fuente de crecimiento económico, generando a su vez un incremento en el mercado de pellets, un biocombustible densificado cuyas principales materias primas son residuos de madera, tales como, aserrín, virutas y astillas, los agro-residuos, como la paja y productos de desecho de la industria de alimentos. En este contexto se enmarca el presente proyecto, en darle solución a un problema higiénico-ambiental, por medio de la generación de energía, reutilizando un residuo con alto potencial energético para la fabricación de pellets. En el caso Colombiano, al ser el sexto país productor a nivel mundial de palma de aceite, la cantidad de residuos es significante, por lo que su reutilización también lo es, teniendo en cuenta que no es sólo la generación de un residuo, sino también el desperdicio energético, debido a que actualmente los desechos se usan de forma incipiente. Para poder determinar la factibilidad de la biomasa primero se realizó su caracterización por medio del contenido de lignina, siendo este un biopolímero el cual sostiene las células adyacentes y le da rigidez al pellet, de forma que no es necesaria la utilización de un aglutinante para generar una óptima compactación; de igual forma se llevó a cabo el análisis último, el cual determina el contenido de los principales agentes contaminantes de la biomasa, como el azufre, con el fin de conocer su posible generación de gases de efecto invernadero. En un segundo momento la biomasa pasó por un proceso de molienda y tamizado, debido a que la biomasa con el tamaño original no presenta una buena compactación, por lo tanto el material se transforma hasta conseguir un producto con las adecuadas características físicas. Seguidamente, se analizó el comportamiento de la palma de aceite en la elaboración de pellets, por medio de cinco combinaciones de biomasa, elegidas mediante un diseño de experimentos. Posteriormente, los pellets se analizaron considerando diversas propiedades físico-químicas como el porcentaje de humedad, densidad, material volátil y poder calorífico. De igual forma, se determinó la resistencia mecánica por medio de pruebas de esfuerzo de compresión y pruebas de impacto, además de una caracterización del material por medio del módulo de elasticidad. Finalmente, se establecieron las características de los pellets como biocombustible, con el fin de dar a conocer su factibilidad como fuente energética.