Proyecto integracion energetica

Formulación proyecto SGR para la Ciencia y la tecnología del departamento de Córdoba:
Energías renovables integradas al motor productivo del departamento de Córdoba
ESTADO DEL ARTE
DESARROLLO DE INTEGRACIÓN TECNOLÓGICA DE RECURSOS
ENERGÉTICOS RENOVABLES EN SISTEMAS PRODUCTIVOS AGRÍCOLAS
Y AGROINDUSTRIALES DEL DEPARTAMENTO DE CÓRDOBA
Proyecto presentado al sistema general de regalías al fondo de ciencia y
tecnología para el departamento de Córdoba:
Grupos de investigación:
OPUREB (Optimización de procesos y uso racional de la energía y biomasa)
DANM
(Desarrollo y Aplicaciones de Nuevos Materiales)
Alianzas y participaciones
SENA Montería
Corpoica
Gobernación de Córdoba
Universidad del Norte
Empresas productivas del departamento
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA.
Montería - Córdoba
2012
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Energías renovables integradas al motor productivo del departamento de Córdoba
Estado del arte
CONTENIDO
1.
RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES ............................................................................................................. 3
1.1
BIOMASA,.................................................................................................................................................................. 3
1.1.1
Cultivos Energéticos. ................................................................................................................................................... 3
1.1.2
Biomasa de Residuos Forestales.................................................................................................................................. 4
1.1.3
Biomasa a partir de residuos agrícolas ........................................................................................................................ 4
1.1.4
Desechos industriales .................................................................................................................................................. 5
1.1.5
Desechos urbanos ........................................................................................................................................................ 5
1.2
APLICACIONES ENERGÉTICAS DE LA BIOMASA. ........................................................................................... 5
1.2.2
Sector Industrial .......................................................................................................................................................... 6
1.3
CONTEXTO ENERGÉTICO MUNDIAL Y REGIONAL. ........................................................................................ 9
1.4
BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS ............................................................................................................................ 12
1.5
PROCESOS TERMOQUÍMICOS DE TRANSFORMACIÓN DE BIOMASA ....................................................... 15
1.5.1
PROCESO DE GASIFICACIÓN. ............................................................................................................................. 17
1.5.2
TIPOS DE GASIFICADORES. ................................................................................................................................ 20
A.
Lecho arrastrado ............................................................................................................................................................ 21
B.
De lecho fluidizado ........................................................................................................................................................ 21
C.
De cama de vertedera ..................................................................................................................................................... 22
D.
De lecho fijo o móvil ..................................................................................................................................................... 23
1.5.3
Secado de partículas sólidas. ..................................................................................................................................... 23
1.5.4
Reducción de tamaño de sólidos. .............................................................................................................................. 24
1.5.5
Densificación de biomasa. ......................................................................................................................................... 25
1.8.
SISTEMAS ENERGÉTICOS SOSTENIBLES PARA LA AGROINDUSTRIA DE ALIMENTOS ................. 27
1.9.
BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS DENSIFICADOS ........................................................................................... 29
1.10.
ALMACENAMIENTO DE ENERGIA MEDIANTE BIOPILAS ........................................................................... 32
REFERENCIAS ........................................................................................................................................................................ 34
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1.
RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES
1.1 BIOMASA,
El termino biomasa se refiere a toda la materia orgánica proveniente de plantas, arboles,
desechos de animales, desechos de agricultura (residuos de caña de azúcar, arroz, maíz, etc.)
desechos del proceso de aserrío (aserrín, cortezas, ramas etc.) y residuos urbanos (basura
orgánica, aguas negras, entre otros). Es la fuente de energía renovable más antigua conocida
por el ser humano, usada por siglos como materia prima para combustión directa; supliendo
las necesidades térmicas de confort, cocción de alimentos, generación de electricidad y
producción de vapor.
Se considera que la biomasa es una fuente renovable de energía porque proviene del Sol. A
través del proceso de fotosíntesis, la clorofila de las plantas captura su energía y convierte el
dióxido de carbono (CO2) del aire y el agua del suelo en carbohidratos, para formar la materia
orgánica. Cuando estos carbohidratos se queman, regresan a su forma de dióxido de carbono
y agua liberando la energía que contienen; de esta forma la biomasa funciona a especie de
batería que almacena la energía solar.
La biomasa se puede obtener de muchas formas, desde cultivos dedicados específicamente a
la producción de la misma hasta residuos de actividades industriales, urbanas y agrícolas. De
acuerdo al tipo que se emplee dependerá en gran medida su transporte y tratamiento a fin de
utilizarla como fuente alterna de energía. De manera general se puede encontrar en las
siguientes formas:
1.1.1 Cultivos Energéticos.
Son todas aquellas plantaciones (árboles y plantas) que se cultivan con la finalidad específica
de producción de energía. Por lo general se emplean cultivos de poco mantenimiento y de
rápido crecimiento y que se cultivan en terrenos de poco valor productivo. Dentro de los
cultivos agrícolas que se emplean actualmente se encuentra el maíz, la caña de azúcar, sorgo,
trigo, palma de aceite, girasol y soya. También son útiles para evitar la degradación del suelo,
la erosión y generan otra fuente de ingreso para los cultivadores, los cuales no dependen
netamente de los productos típicos a los cuales se dedica principalmente la tierra. Presentan
como inconveniente que requieren grandes extensiones de tierra para obtener una producción
energética rentable, lo cual los hace competir por espacio con los cultivos dedicados al
consumo humano y animal; debido a esto se emplean como una cosecha paralela a los
cultivos principales (p.e. maíz, café, arroz, caña de azúcar).
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1.1.2 Biomasa de Residuos Forestales
Son una fuente de biomasa muy importante y que aún no se explota potencialmente dado que
en campo se presenta continuamente dificultad para la recolección del residuo y dificultad de
su transporte. De cada árbol que se destina a la industria maderera sólo se comercializa un
porcentaje aproximado del 20%, un 40% se estima que se deja en el campo (raíces, ramas
etc.) y el 40% restante es lo que corresponde a la astilla, corteza y aserrín generado durante el
proceso de aserrío. Los residuos se utilizan por lo general para generar calor mediante
combustión directa por algunas industrias.
1.1.3 Biomasa a partir de residuos agrícolas
La agricultura genera cantidades considerables de residuos (rastrojos); se estima en cuanto a
éstos que en el campo queda en el proceso de cosecha un porcentaje de más del 60% de la
biomasa total que desarrolla el cultivo, aprovechándose solo un 40% que representa el
producto. En los procesos poscosecha, de ese 40% aprovechable entre 20% y 40% termina
también convirtiéndose en material residual. Ejemplos comunes de este tipo de residuos son
los generados a partir de los cultivos de arroz y maíz, en los cuales la planta se deja en el área
de siembra y se destina el grano hacia las empresas, donde luego de los procesos
desarrollados queda finalmente un subproducto (p.e. cascarilla de arroz, harina de salvado).
Al igual que en la industria forestal, muchos residuos de la agroindustria son dejados en el
campo y aunque es necesario reciclar un porcentaje de la biomasa para proteger el suelo de la
erosión y mantener el nivel de nutrientes orgánicos, una cantidad importante puede ser
recolectada con fines como la producción de energía, combustibles y otros. De acuerdo a la
información consultada dicha cantidad debe ser aproximadamente 50% precisamente para la
conservación de la fertilidad del suelo a través de la descomposición natural de la biomasa
(Graham, Nelson, Shehan, Perlack, & Wright, 2007);
Sin embargo, la recolección de esta materia representa uno de los principales inconvenientes
al utilizar este material residual, ya que las actividades tradicionales lo dejan todo distribuido en
el campo a lo largo de la superficie de cosecha, lo cual implica reunir el material disperso en
grandes áreas. Adicionalmente el posterior transporte del recurso (generalmente húmedo) que
puede ser desde zonas de difícil acceso incrementa el costo de utilizar estos residuos.
Para aprovechar los residuos agrícolas en especial las pajas como materia prima para la
producción de combustible se debe tener en cuenta que el aprovechamiento de este tipo de
biomasa depende en gran medida de su disponibilidad, que debe estar entre el 20% y 30% ,es
decir, se debe dejar la capa superior del suelo al menos cubierta un 70%.(Wilhelm, Johnson,
Hatfield, Voorhees, & Linden, 2004). El aumento de las actividades agrícolas de no-labranza
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(p.e. cultivos forestales) tiene una impacto sustancial sobre la cantidad de residuo colectable,
pero como ya se ha dicho solo una parte de la cantidad total de residuo se debe destinar para
aprovechamiento energético (Graham, Nelson, Shehan, Perlack, & Wright, 2007) para
mantener la protección del suelo frente a la erosión eólica (MWPS., 2000) , fenómeno por el
cual el viento arrastra partículas minerales con facilidad debido a la ausencia de una capa
vegetal que lo impida, disminuyendo la fertilidad del suelo y su posterior aprovechamiento en
cualquier actividad agrícola. (Jones, Griggs, Williams, & Srinivasan).
1.1.4 Desechos industriales
Éstos son derivados principalmente de la industria alimenticia, la cual genera subproductos y
residuos, que pueden ser usados como fuente de energía. Los desechos que se generan en la
industria cárnica (avícola, vacuna, porcina) y vegetal (pulpa, cáscaras) son desechos cuyo
tratamiento para la empresa significa altos costos; sin embargo pueden convertirse en materia
prima para la producción de combustibles gaseosos a través de la aplicación de procesos que
le den una disposición final diferente a la de los rellenos sanitarios.
1.1.5 Desechos urbanos
Los centros urbanos generan gran cantidad de biomasa residual en muchas formas, por
ejemplo: residuos alimenticios, papel, cartón, madera y aguas negras. Los países en vía de
desarrollo por lo general carecen de adecuados sistemas para su procesamiento entre otros
aspectos por la falta de medios de recolección y tecnologías para reciclar o disponer de ella, lo
cual repercute en problemas de contaminación de suelos y cuencas. En países con alta
densidad de población se presenta mayor producción de biomasa desde las fuentes urbanas;
Estados Unidos, Australia y Dinamarca son los países donde mayor producción de residuos
sólidos urbanos se encuentra con una producción de 760, 690 y 660 kilogramos de residuo por
persona anualmente respectivamente. (www.nationmaster.com, 2009).
Toda esta materia orgánica en descomposición produce compuestos volátiles (metano, dióxido
de carbono, entre otros) que contribuyen a aumentar el efecto invernadero pero tienen un
considerable valor energético que puede ser utilizado para la generación de energía ―limpia‖.
En el corto y mediano plazo, la planificación urbana deberá incluir sistemas de tratamiento de
desechos que disminuyan eficazmente las emanaciones nocivas al ambiente, dándoles valor
por medio del aprovechamiento de su contenido energético, pues aproximadamente el 80% de
todos los residuos orgánicos urbanos pueden ser convertidos en energía. (BUN-CA, 2002)
1.2 APLICACIONES ENERGÉTICAS DE LA BIOMASA.
En las últimas décadas la biomasa ha cobrado gran importancia por dos aspectos fundamentales, el
primero tiene que ver con los recursos fósiles especialmente el petróleo, la preocupación por la
fluctuación en su precio así como la disminución de las reservas probadas a nivel mundial y su
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distribución focalizada en determinados países. Por el otro lado se encuentra la problemática de
contaminación medioambiental causada en gran medida por la utilización desmedida de los mismos
combustibles fósiles, que agregan al entorno gases contaminantes y que contribuyen al efecto
invernadero, destrucción de la capa de ozono y cuyo efecto hace cada vez más evidenciable la
situación del cambio climático (Secretaría de agricultura, ganadería, pesca y alimentación, 2001). Estos
aspectos han impulsado en gran medida el desarrollo de tecnologías e innovación de procesos que
empleen el recurso biomasa como fuente primaria de energía en distintos sectores de la sociedad
como los descritos a continuación:
1.2.1
Sector doméstico
Principalmente se destaca la utilización de biomasa para la cocción de los alimentos;
específicamente en las zonas rurales se emplea la madera seca comúnmente denominada
leña utilizándola mediante combustión directa para la generación del calor. Por otro lado suele
emplearse los residuos de animales como el estiércol de cerdos y reses para la generación de
gas metano que posteriormente es quemado en con el mismo fin de la madera. Esta aplicación
ha sido la mayor actividad que se ha hecho con la biomasa desde los inicios del hombre,
utilizándola como un combustible para satisfacer algunas de sus necesidades energéticas
(BUN-CA, 2002).
1.2.2 Sector Industrial
En él la biomasa tiene menor uso que en el sector doméstico y su implementación aún es muy
reducida a gran escala. Sin embargo se encuentra mayor difundida que el resto de sectores,
dentro de las principales actividades industriales se encuentran:
a) Generación de calor
Particularmente en zonas rurales las industrias utilizan fuentes de biomasa para generar el
calor requerido para procesos como el secado de productos agrícolas (p.e. café, maíz, arroz,
sorgo), la producción de cal y ladrillos. En las pequeñas industrias los procesos energéticos
muchas veces son ineficientes debido a la baja calidad de los equipos y a procedimientos
inadecuados de operación y mantenimiento, lo cual evita sacar buen provecho energético de la
biomasa con métodos como la combustión directa.
b) Co-generación
Esta aplicación se refiere a la generación simultánea de calor y electricidad aprovechando
altas temperaturas expedidas de procesos industriales para la producción de vapor y posterior
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energía eléctrica, lo cual resulta considerablemente más eficiente. Se utiliza con frecuencia en
empresas que requieren de las dos (p.e. procesadoras de café y azúcar, secadoras de
granos). Su configuración depende de cuál es la forma de energía más importante. En
ocasiones se obtiene suficiente cantidad que se utiliza el calor y la electricidad en el proceso
de la planta y se vende el excedente a otros usuarios o a la red eléctrica (BUN-CA, 2002).
c) Generación eléctrica
En varios países industrializados y con amplia producción agrícola como por ejemplo China
con el alta generación de cascarilla de arroz mediante la cosecha y procesamiento del grano,
se utiliza la biomasa a gran escala para la generación de energía hacia la red eléctrica
interconectada. Anualmente se genera 137GWh en la planta de energía biomasica Shandong
Shanxian desarrollada por National Bio Energy Co. mediante la transformación de 160.000 a
200.000 toneladas de biomasa agrícola. (National Bio Energy CO, 2006). También se utiliza
con el mismo fin en combinación con otras fuentes convencionales como el carbón mineral en
las termoeléctricas.
d) Hornos industriales
Los hornos de combustión directa están ampliamente difundidos en todas las operaciones
agroindustriales de América Central. Básicamente consisten en una cámara de combustión en
la que se quema la biomasa (leña, cascarilla de arroz, bagazo vegetal, cáscara de coco, etc.),
para luego usar el calor liberado en forma directa o indirecta (intercambiador de calor) en el
secado de madera, granos u otros productos.
e) Calderas
Las calderas que operan con base en la combustión de biomasa (leña, aserrín, cascarilla
arroz, etc.), al igual que los hornos suelen utilizarse en el secado de granos, madera y otros.
Estos equipos están dotados de una cámara de combustión en su parte inferior en la que se
quema el combustible y los gases de la combustión pasan a través del intercambiador de
calor, transfiriéndolo al agua. En algunas calderas se usan inyectores especiales para
alimentar biomasa en forma de polvo (aserrín, cáscara de grano, etc.) (BUN-CA, 2002)
f) Sector de Transporte
Quizás este es el campo donde más dependencia hay a la utilización de los derivados del
petróleo, por lo cual los biocombustibles de origen vegetal tienen un interés especial ante la
fluctuación constante de los precios del petróleo (Sánchez Céspedes, Ibarra Valdeperas,
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Vargas Guillén, & Yong Martínez, 2005) por motivos de baja o alta producción, conflictos
bélicos, políticos, decisiones de la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP) u
otros que afectan directamente la oferta de los combustibles fósiles y hacen notable la
variación en momentos determinados (Figura 1)
Figura 1: Precios del Petróleo desde el final de la II Guerra Mundial Fuente: (Sánchez
Céspedes, Ibarra Valdeperas, Vargas Guillén, & Yong Martínez, 2005)
Existen comercialmente dos tipos de combustible desarrollados a partir de la biomasa para
aplicaciones en la industria, el bioetanol, usado en motores de gasolina y el biodiesel, usado en
motores diesel. Éstos se pueden emplear en determinadas proporciones con el respectivo combustible
fósil o sustituyéndolo completamente. El primero de ellos se obtiene a partir de la fermentación de
azucares mientras que el biodiesel a través de la transesterificación de aceites; sin embargo puede
lograrse la obtención de combustibles a partir de otros procesos alternativos como la gasificación y la
pirolisis usando igualmente la biomasa.
Debe entenderse que un biocombustible es una sustancia de carácter comburente y que pueda
utilizarse en motores desempeñando la misma función del combustible tradicional. No obstante para
algunas de estas sustancias cuyo uso se ha generalizado y son distribuidos comercialmente existen
especificaciones claras de las características físicas y químicas que presentan, tal es el caso del
biodiesel que se encuentra normalizado por la American Standard Test Methods (ASTM D975) y está
definido para su concentración pura 100% (ASTM D6751-03) como los esteres metílicos con cadena
larga de ácido graso provenientes de las grasas vegetales o animales y que contienen solamente una
molécula del alcohol en un acoplamiento del éster (U.S. Department of Energy, 2006).
El West Texas Intermediate (WTI) es el precio en dólares por barril de petróleo utilizado en la bolsa de
Estados Unidos y sirve de referencia para Colombia. Su variación en los últimos cinco años (Figura 2)
ha influido en el precio de los combustibles líquidos para este mismo período, pero ello no determina
necesariamente una variación en los costos para el consumidor final de los derivados del crudo ya que
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éstos son controlados por políticas estatales que determinan el congelamiento o no de los precios en
los cuales además del valor de producción están incluidos impuestos legales. Un ejemplo de este tipo
de decisiones gubernamentales se presentó recientemente entre los meses de julio y agosto de 2009,
donde se mantuvo relativamente igual el costo de la gasolina, diesel y gas natural vehicular GNV
(Ministerio de Minas y Energía, 2009) a pesar del incremento del barril de crudo a nivel internacional.
Figura 2: Comportamiento de Precios del Petróleo en Colombia 2004 - Julio de 2009.
Fuente: (Ministerio de Minas y Energía, 2009)
Además de la fluctuación en los precios de los combustibles fósiles, se presenta una preocupante
tendencia al alza en los precios dada la disposición a la decadencia del crudo y la limitación a pocos
países que van presentando las reservas mundiales (Sánchez Céspedes, Ibarra Valdeperas, Vargas
Guillén, & Yong Martínez, 2005). Se estima que al actual ritmo de consumo del petróleo (76 millones de
barriles diarios), las reservas probadas tendrían un horizonte de aprovechamiento para los próximos 80
años (Secretaría de agricultura, ganadería, pesca y alimentación, 2001) lo cual brinda una idea de la
necesidad de la obtención de carburantes líquidos para aplicaciones como la industria automotriz a
través de fuentes alternas de energía como la biomasa.
1.3 CONTEXTO ENERGÉTICO MUNDIAL Y REGIONAL.
En la actualidad uno de los temas de mayor preocupación a futuro es la disponibilidad de los
recursos naturales no renovables utilizados por el hombre en su vida cotidiana para mantener
distintas sociedades y estilos de vida. Diversos analistas, investigadores y científicos a nivel
mundial estudian la factibilidad de las energías renovables (Tau Len, Keat Teong, Abdul
Rahman, & Subhash, 2007) para abastecer las necesidades energéticas y a la vez lograr un
consumo más racional de los recursos no renovables como los combustibles fósiles y sus
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derivados, a los cuáles el hombre se había hecho dependiente por su menor costo
(Secretaría de agricultura, ganadería, pesca y alimentación, 2001).
Según el informe 2009 de la multinacional Beyond Petroleum (BP), empresa inglesa dedicada
a explorar, producir y mercadear la energía principalmente proveniente del petróleo y el gas,
los países de centro y sur América ocupan en conjunto el cuarto puesto en reservas probadas
de petróleo en el contexto mundial para el segundo semestre del 2008, según la subdivisión
presentada en el mismo (
Tabla 1). Regionalmente dentro de esta clasificación, Colombia ocupa el quinto puesto (Tabla
2) en cuanto a disponibilidad de reservas probadas de petróleo, con las cuales cuenta para su
abastecimiento interno (Beyond Petroleum, 2009)
Tabla 1: Porcentaje de Reservas probadas de Petróleo en 2008 por regiones según
informe de la multinacional BP.
Porcentaje de reservas
Cantidad Total (Miles de
Región del mundo
probadas en 2008, escenario
Millones de barriles).
mundial
Oriente Medio
754.1
59.9%
Europa y Eurasia
142.2
11.3%
África
125.6
10%
Sur y Centro América
132.2
9.8%
Norte América y México
70.9
5.6%
Asia Pacífica
42
3.3%
Fuente: BP International, 2009.
Tabla 2: Reservas probadas de Petróleo en 2008 para la región de Centro y Sur América.
Reserva Probada en 2008
Porcentaje
a
nivel
País
(Miles de Millones de
mundial
Barriles)
Argentina
2,6
0,2%
Brasil
12,6
1,0%
Colombia
1,4
0,1%
Ecuador
3,8
0,3%
Perú
1,1
0,1%
Trinidad & Tobago
0,8
0,1%
Venezuela
99,4
7,9%
Otros de S. y Cent.
1,4
0,1%
América
Total S. y Cent.
123,2
9,8%
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América
Fuente: BP International, 2009.
Como se puede observar Colombia cuenta con reservas de petróleo (1.4 miles de millones de
barriles en 2008) significativas con relación a algunos países de la región (Figura 3), lo cual al
actual ritmo de producción de 539.000 barriles/día de los cuales exporta 289.700 (CIA World
Factbook, Index Mundi, 2008), alcanzaría para satisfacer la demanda productiva a lo largo de
un período aproximado algo mayor a los siete años. Sin embargo la disponibilidad de ese
recurso por el momento no es consuelo para el gobierno que debe enfrentar las necesidades
energéticas de un país en vía de desarrollo y los nuevos retos ambientales de producción de
electricidad de forma sostenible con el medio ambiente y por lo tanto busca el desarrollo de
fuentes alternas de energía a través de procesos menos contaminantes.
Figura 3: Distribución de las Reservas probadas de Petróleo en 2008 para Centro y Sur
América. Fuente: BP International, 2009.
Por otro lado, para el hallazgo y explotación de nuevos pozos petroleros el país requiere de
gran inversión en exploración incluso a mar abierto (―off shore‖ o fuera de la costa), lo que
eleva los costos del recurso y hace competente el desarrollo de las nuevas alternativas de
producción energética a partir fuentes renovables como la solar, eólica o a base de materias
como la biomasa, mediante el montaje de plantas de procesamiento que acopien los residuos
de zonas agrícolas, industriales y domésticas.
La fuente más adecuada para suplir necesidades energéticas en el futuro después del carbón
y el petróleo es la biomasa. (Werther, Saenger, Hartage, Ogada, & Siagi, 2000)
Este recurso gracias a ser renovable se convierte en una de las principales fuentes para los
países del mundo en vista de las limitantes de los combustibles fósiles y se ha empleado para
la producción de energía en naciones que basan su economía en la agricultura y explotación
forestal (Grassi, Gosse, & Dos-Santos, 1990). Dicha biomasa se puede aprovechar mediante
diferentes procesos termoquímicos para lograr convertirla en energía y otros productos
aprovechables para el hombre, mediante gasificación, pirolisis y combustión (Zabaniotou,
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Skoulou, Koufodimos, & Samaras, 2007). Para transformar de manera eficiente la biomasa a
energía se emplean técnicas bioquímicas y termoquímicas; las bioquímicas involucran
biometanización de la biomasa, mientras que las termoquímicas abarcan dos procesos
principalmente, la pirolisis y la gasificación.
1.4 BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS
Entre las fuentes alternativas de energía, la biomasa se convierte en un importante recurso de
energía renovable ya que tiene propiedades atractivas, tales como bajo costo de producción,
plantea una recirculación ecológica de los gases de efecto invernadero y emisiones
controlables de materiales pesados. Por lo que la investigación de energías a partir de la
biomasa ha atraído un considerable interés.
Recientemente, se han llevado a cabo varias investigaciones para preparar briquetas
combustible a partir de biomasa, como alternativa ante la utilización de leña, carbón mineral o
con el fin de mezclar biomasa con éste. Autores como, Wamukonya y Jenkins investigaron la
posibilidad de producir briquetas con adhesivos sintéticos durables usando como materia
prima paja de trigo y aserrín (L. Wamukonya, 1995). Yaman et al. Produjo briquetas
combustible a partir de los desechos de una fábrica de papel y residuos de oliva (S. Yaman,
2000). Li y Liu emplearon el proceso de pistón-molde para producir un densificado de residuos
de madera (Y. Li, 2000). Chin y Siddiqui también utilizan el proceso para densificar aserrín,
cascarilla de arroz, cáscara de maní, fibras de coco, residuos de fibra de palma y fruta en
briquetas de biomasa, respectivamente (O. C. Chin, 2000)]. Li estudió la compactación a alta
presión de los residuos sólidos urbanos para formar densificados en briquetas combustible (Y.
Li H. L., 2001). Granada Diseñó y preparó briquetas combustibles lignocelulósicas mezclando
Mongo y Roble Africanos y Canadienses (E. Granada, 2002). Rhen investigó los efectos de la
humedad en el material, la presión de densificación y la temperatura sobre algunas
propiedades de los pellets a base de Abeto rojo (C. Rhén, 2005). Mani analizó los efectos de la
fuerza de compresión, tamaño de partícula y contenido de humedad sobre las propiedades
mecánicas de los pellets de biomasa a base de pasto (como la paja del trigo, paja de cebada,
etc) (S. Mani, 2006). Marsh investigó las propiedades físicas y térmicas de extrusión para
briquetas combustible derivadas de residuos (R. Marsh, 2007). Kaliyan y Morey discuten los
factores que afectan la fuerza y la durabilidad de los productos de la biomasa densificada (N.
Kaliyan, 2009). Chou escribió sobre la factibilidad de elaborar las briquetas de biomasa de los
residuos sólidos, tales como paja de arroz y salvado de arroz (C. S. Chou, 2009).Chou C. en
su artículo demuestra la viabilidad de la preparación de combustibles sólidos de biomasa a
base de paja de arroz y bio-residuos, tales como el salvado de arroz, residuos de soja y
aserrín como aglutinantes, lo que representa una alternativa para cambiar los residuos
correspondientes al procesado de arroz para convertirlos en combustible de biomasa
renovable (C. S. Chou S. H., 2009).Por último en Tailandia se realizo un estudio que evaluó la
cantidad de energía potencial de la tuza de maíz con el fin de conocer las propiedades de esta
materia prima, bajo la implementación de varias pruebas de análisis final (prueba termo12
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gravimétrica) se investigó la tasa de pérdida de masa de la materia prima a medida que se
calienta a velocidad uniforme, por otra parte, también se estudió el poder calorífico del
material. En cuanto a la densidad de las briquetas con relación al efecto de la presión y la
relación de aglutinante utilizado, además, bajo el método de regresión se estableció una
relación entre la densidad de briquetas, la presión aplicada y la relación de aglutinante. (P.
Wilaipon, 2007).También es aconsejable añadir el polvo de carbón es una pequeña cantidad
en la biomasa debido a una mejor cohesión y por lo tanto mejores propiedades mecánicas (D.
Plistil, 2004).
Lo anterior muestra que las briquetas combustible como una fuente de energía renovable
cumple con requisitos como la sostenibilidad, bajo costo de producción y fácil acceso a sus
consumidores, representando una clara alternativa para complemento de combustibles como
la leña y el carbón vegetal para la cocina doméstica u operaciones de agro-industrial,
reduciendo así la demanda de combustibles que directa o indirectamente generan daños
severos al medio ambiente. Además tienen ventajas sobre la leña en términos de mayor
intensidad de calor, limpieza, comodidad en el uso y menor espacio de almacenamiento.
Una de las fuentes de energía más importantes para la humanidad es la biomasa que hace
referencia a todos los materiales orgánicos, en particular la madera y residuos agrícolas que
representan aproximadamente el 14% del consumo total de energía en el mundo. De acuerdo
con la temática energética mundial, es ampliamente aceptado que la escasez de combustibles
fósiles, el aumento del precio de los combustibles, el calentamiento global y otros problemas
ambientales críticos, por lo que la energía a partir de la utilización de biomasa ha estado
atrayendo la atención como fuente de energía, basados en promover un ciclo de cero
acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera, es decir el dióxido de carbono liberado
durante el proceso de combustión se compensa con el consumo de dióxido de carbono
sintetizado en la foto síntesis. Entre los varios tipos de biomasa, los residuos agrícolas se han
convertido en una de las más prometedoras opciones (P. Wilaipon, 2007).
La fabricación de briquetas se puede hacer con o sin un aglutinante, prescindir de estos es
más conveniente, pero requiere de equipos que generan aumento de costos y procesos más
complejos para su preparación, por lo que en la industria de fabricación de briquetas el éxito
reside en diseñar equipos simples con uso práctico y de bajo costo. Varios países en
desarrollo tienen problemáticas ambientales por los residuos de procesos agroindustriales,
ejemplo de esto está nuestro país con cultivos como el arroz, la palma de aceite, el maíz,
algodón, entre otros, que al igual que en países como Nigeria, Tailandia, Indonesia, Malasia y
otros, producen una gran cantidad de residuos agrícolas y forestales anualmente que son
desperdiciados, donde la práctica más común es la quema de estos o dejar que se
descompongan cerca de las zonas de procesamiento que los generan. Sin embargo, estudios
previos han demostrado que estos residuos pueden ser transformados en productos
combustibles.
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Diversos estudios proponen utilizar un número de estos materiales localmente disponibles para
la producción de briquetas combustible que utilicen aserrín, mazorcas vacías de maíz, paja y
cascarilla de arroz, entre otras biomasas vegetales. El inconveniente principal según algunos
de estos estudios es la consideración de utilizar aglutinantes, porque la quema de las briquetas
de ciertas biomasas al mezclarse con el aglutinante tienden a producir de mucho humo
(Olorunnisola, 2007). Además, el rendimiento se encuentra fuertemente afectado por las
propiedades de la materia prima, así también la densidad de la briqueta es una de las
propiedades más importantes que influyen en las características de combustión y el
comportamiento de encendido, esta propiedad depende de varios factores, por lo tanto, es
crucial comprender los efectos que afectan la densidad de la briqueta tales como la presión
ejercida en la densificación. Las correlaciones de densidad de la briqueta en función de la
presión, al producir con varios tipos de residuos agrícolas fueron estudiados por Chin y
Siddiqui (O. C. Chin K. M., 2000). Otra relación entre la presión y la densidad fue propuesto
para el caso de la fibra de palma por Husain y Zainac (Z. Husain, 2002).
La tecnología de procesamiento para la fabricación de briquetas puede definirse como un
proceso de densificación para mejorar las características de manejo de esta materia prima y
mejorar valor calorífico de la biomasa previamente tratada. Ya que la mayoría no es apta para
ser utilizada como combustible, sin un proceso adecuado, algunas por ser voluminosas,
heterogéneas y de baja densidad energética, características que hacen de este tipo de
residuos difíciles de manejar, almacenar, transportar y utilizar (P. Wilaipon, 2007).A través de
la fabricación de briquetas se logra producir de forma estándar un combustible para su
utilización en un dispositivo de combustión, artesanal o industrial.
El proceso de compactación permite alcanzar una contracción importante del volumen y por
tanto también un aumento en la densidad y el valor energético de la materia prima, las
propiedades mecánicas de los combustibles estandarizados en forma de briqueta hacen
referencia a la relación peso/volumen y resistencia mecánica, estos parámetros dependen del
material utilizado, su estructura, contenido de agua y presión de compactación. Las normas
básicas de este proceso se constatan en la norma austriaca ÖNORM M 7135 y la alemana
DIN 51731. Estos documentos son válidos para la madera y corteza.
Si las briquetas son del tipo de sección circular, su diámetro es de 20 a 120 mm y longitud de
hasta 400 mm. La briqueta de sección circular se expone a presiones relativamente más
uniforme que las de sección rectangular, esto se debe a su simetría y distribución del material
que recibe la fuerza de compactación en dirección perpendicular a su eje central y la no
existencia de zonas difíciles como esquinas o puntas. Lo que contribuye a una mejor
homogeneidad de compactación y una mayor reducción del volumen del material transformado
en briquetas (D. Plítil, 2005).
14
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1.5 PROCESOS TERMOQUÍMICOS DE TRANSFORMACIÓN DE BIOMASA
Dada la importancia planteada para la biomasa al emplearla como fuente alterna de energía,
los procesos termoquímicos de gasificación y pirolisis cobran interés a fin de obtener productos
como los combustibles líquidos y otros compuestos derivados de los mismos al aplicar
procesos
posteriores.(
Figura 4) Éstos son de particular interés en la industria ya que resultan de aprovechar recursos
residuales para aprovechar su poder energético.
Figura 4: Productos obtenidos a partir de los procesos de conversión termoquímica.
La biomasa está compuesta principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina. La celulosa es
un polímero de gran masa molecular, superando los 100.000 gr/mol, está conformada por
unidades de D-Glucosa C6H10O5 (
Figura 5), las cuales se encuentran unidas entre sí por enlaces fuertes (glicosídicos). Su
estructura es igual para todos los vegetales, lo único que varía entre cada uno es el grado de
polimerización. Las cadenas en línea de celulosa conforman haces fibrosos que unidos entre
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sí dan lugar a una estructura cristalina altamente inerte y muy difícil de atacar por agentes
químicos. (Arauzo, Bilbao, & Salvador, 1995)
Figura 5: Estructura química de la D-glucosa
Fuente: (Ruíz, 2003)
Por otra parte la hemicelulosa es un polímero ramificado de masa inferior a 30.000 gr/mol que
contiene en promedio entre 50 y 200 unidades de D-Xilosa (C5H10O5) o de D-manosa
(C6H12O6), siendo la D-xilosa (Figuras 6a) la más abundante. La Lignina es el agente de unión
de las fibras de celulosa y es un polimero tridimensional de unidades fenilpropano con gran
número de ciclos aromáticos, su estructura (Figuras 6b) depende del tipo de vegetal. Los
porcentajes en cada uno de estos componentes en la biomasa depende de la naturaleza de la
especie vegetal, además de estos compuestos también se encuentran otros componentes,
tales como la ceniza, las cuales se encuentran en proporciones muy pequeñas y se componen
principalmente de óxidos de calcio, óxidos de magnesio, de sodio, silicio, hierro y fosforo.
a: Estructura Química de la D-Xilosa
b: Estructura de la lignina para el caso de vegetales como maderas blandas (lignina y
guayaquílica)
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Figuras 6: Estructuras Químicas de Componentes de la Biomasa.
Fuente: (Ruíz, 2003)
1.5.1 PROCESO DE GASIFICACIÓN.
Las biomasas residuales generadas en el procesamiento del arroz, del maíz y madera, está
constituida por materia orgánica que tuvo origen inmediato en un proceso biológico por vía
fotosintética. Estos residuos agrícolas pueden emplearse como combustible debido a la
presencia de moléculas celulósicas que contienen energía en sus enlaces y que se libera bajo
condiciones de oxidación total o parcial. Estos residuos agrícolas presentan grandes
posibilidades para ser aprovechados energéticamente, hecho que se corrobora con la
existencia de diversos equipos térmicos industriales operando en países de América, Europa y
Asia (especialmente China), donde la energía contenida del residuo se transfiere de manera
controlada a otros procesos, específicamente, a aquellos que involucran el secado de
materiales, la generación de electricidad y la producción de gas combustible. En aplicaciones
de secado, Silva y Happ (1997) describen un horno simple desarrollado por el International
Rice Institute, constituido por dos tanques de 55 galones conectados por un ducto pequeño.
En el primer tanque se localiza la parrilla inclinada y el silo de alimentación de la cascarilla de
arroz; el segundo tanque actúa como filtro de cenizas con ayuda de dos deflectores. La
potencia del horno es de 21 kW, con un consumo de cascarilla de 6 kg/h, lo que permite
calentar 1,13 m3/s de aire hasta 44°C. Los resultados de la evaluación de este horno con
tiro inducido y 45 grados de inclinación, presentados por Duque y Blum (1990), indicaron una
eficiencia de 78% para la combustión y 39% para el sistema completo. La potencia térmica
volumétrica del horno fue de 313,9 kW/m 3, la potencia nominal de 33,8 kW, mientras que el
exceso de aire estuvo en el rango de 270 a 450%. De acuerdo con Robinson et al. (1993), el
National Resources Institute (NRI) desarrolló un quemador de cascarilla de arroz que puede
ser acoplado a una caldera, a un sistema de agua caliente o a un calentador de aire para
secado. Dentro de las condiciones operacionales de este equipo están: capacidad térmica,
250 kW; flujo másico de productos de combustión, 500 kg/h; eficiencia de combustión, 95%;
consumo de cascarilla de arroz, 60 kg/h y exceso de aire, 80%.
En Colombia, las investigaciones en hornos y quemadores de biomasas residuales del
procesamiento de arroz y otros residuos agroindustriales se remontan a finales de los años
setenta, lográndose avances significativos en la Universidad de Los Andes (Fernández, 1979;
Ochoa, 1981; Roncancio, 1983; Beltrán, 1986). Posteriormente, en la Universidad Pontificia
Bolivariana se diseñó y construyó un quemador de cascarilla de arroz en lecho fluidizado
(Ramírez y Restrepo, 1994); en esa oportunidad, el equipo fue operado sin el aprovechamiento
de la energía calórica contenida en los gases de combustión.
Teniendo en cuenta que la combustión de biomasas residuales representa grandes beneficios
en el secado de materiales y en la generación de vapor, en los últimos años la gasificación de
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biomasa vegetal se ha venido convirtiendo en una importante alternativa para países del tercer
mundo que dependen de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo. Definida como la
conversión de un combustible sólido a gas energético (CO, H 2 y CH4) mediante la oxidación
parcial a elevadas temperaturas, la gasificación representa una de las tecnologías más
prometedoras a futuro; de acuerdo con Sánchez (1997), el gas energético se produce de
manera controlada en un reactor donde el combustible sólido sufre transformaciones físicas y
químicas que involucran etapas como el secado, la volatilización, la combustión y la
gasificación propiamente dicha.
El gas energético producido en la gasificación a partir de biomasa vegetal puede utilizarse en
diversos fines, entre ellos, para alimentar motores de combustión interna o turbinas a gas
cuando se requiere la generación de potencia mecánica o energía eléctrica; para la generación
directa de calor, o en otro caso, como materia prima en la síntesis química de amoníaco y
metano. La gasificación utilizando aire como agente oxidante, produce un gas energético de
bajo poder calorífico suficiente para accionar un motor de combustión interna. Si en ese
proceso se adiciona vapor de agua, es posible aumentar aún más el poder calorífico del gas
producido y diversificar su utilización hacia otros procesos.
Mahin (1990) describe uno de los primeros gasificadores comerciales para cascarilla de arroz
con base en la tecnología de lecho fijo. Este equipo posee una parrilla rotativa para la
evacuación de cenizas, sello de agua en el fondo y una camisa de agua para el control de la
temperatura en la zona de reacción, con el fin de evitar la sinterización de las cenizas. El
equipo fue fabricado en China e instalado en un molino de arroz en Malí a comienzos de los
años ochenta, requiriendo un consumo específico de combustible entre 3,75 y 4,0 kg/kWh. En
la literatura técnica china se informa de mejores rendimientos, normalmente en el rango de 2,0
a 2,5 kg/kWh, en instalaciones semejantes localizadas en ese país.
Actualmente, la empresa BG Technologies (2002) fabrica pequeños gasificadores para
biomasa vegetal en los Estados Unidos, comercializando estos equipos para el beneficio de
una gran variedad de residuos agrícolas, incluida la cascarilla de arroz. Los gases energéticos
de los gasificadores en operación se utilizan para alimentar hornos o calderas, o en otros
casos, para mover motores de combustión interna en la generación de energía eléctrica.
En Colombia, el estudio y desarrollo de los sistemas de la gasificación se ha limitado al
montaje a escala piloto aun sabiendo que en otros países la aplicación de esta tecnología
presta excelentes resultados con respecto la implementación tecnológica y utilidades en la
industria.
La gasificación es un proceso termoquímico en el que un material carbonoso (residuo
orgánico, carbón o biomasa) es transformado en un gas combustible de bajo poder calorífico,
mediante una serie de reacciones que ocurren a una temperatura determinada en presencia
de un agente gasificante que puede ser aire, oxígeno, aire enriquecido con oxígeno o vapor de
agua, de modo que se obtienen diferentes mezclas de gases (CO 2, CO, CH4, H2) que a su vez
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pueden tener diferentes utilidades (Figura 7), (Universidad de Zaragoza, 2006), adicionalmente
se generan vapores o líquidos, entre los se encuentran hidrocarburos poliaromáticos y un
residuo viscoso y corrosivo compuesto por moléculas orgánicas e inorgánicas llamado tar
(Basu, 2006). De forma general la reacción del proceso de gasificación es:
(
)
La gasificación de carbón fue una de las técnicas de inicio del proceso, inventada en 1792 y
fue ampliamente utilizada para producir gas para múltiples aplicaciones en las ciudades (p.e.
generación de calor, iluminación) en el siglo IXX, pero su obtención resultaba cuantiosa lo que
la hacía poco rentable comercialmente (Basu, 2006). En 1846 el Dr. Abraham Gesner oriundo
de Nueva Escocia (Canadá), inventó un proceso de extracción de un combustible líquido para
iluminación a partir de combustibles sólidos mediante pirolisis, lo cual daría otro paso hacia el
desarrollo de la gasificación; llamó a este oil kerosene (de la palabra griega para la cera y
aceite). Posteriormente las necesidades energéticas para suplir la demanda de la industria
militar contribuyeron significativamente al desarrollo de los procesos termoquímicos hacia la
generación de energía a partir de biomasa utilizando materias combustibles como la madera
además del convencional carbón; pero con el fin de la II guerra mundial y la baja en los precios
del petróleo, éstos procesos volvieron a ser relegados y sus desarrollos tecnológicos se
estancaron (B. Reed & Das, 1988).
Finalmente, en las últimas décadas la preocupación por el cambio climático ha reimpulsado
éstos procesos encaminándolos a utilizar materia combustible renovable y menos
contaminante, caso específico de la biomasa, así como su uso en la eliminación de los
residuos sólidos urbanos RSU (Basu, 2006).
Figura 7: Proceso general de gasificación de Biomasa
Fuente: (Universidad de Zaragoza, 2006)
Mediante la gasificación se obtiene como producto un gas de síntesis SYNGAS, que
posteriormente puede ser sintetizado a productos específicos (Figura 8) como los combustibles
líquidos, para lo cual se emplean diferentes tipos de equipos o reactores gasificadores y su
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elección depende de varios factores como pueden ser la granulometría del residuo, la
humedad de este, la limpieza del gas requerida, el aprovechamiento que vaya a hacerse de la
energía del gas producido u otros criterios de diseño. El gas adquirido puede ser quemado
inmediatamente en una turbina de gas o un motor de combustión interna. A continuación se
ilustran estas aplicaciones:
Figura 8: Aplicaciones generales del gas de síntesis para la producción de potencia.
Fuente: (Universidad de Zaragoza, 2006)
Algunas de las ventajas del proceso de gasificación son (Universidad de Zaragoza, 2006):

Versatilidad en la valorización del residuo, ya que se puede aprovechar la energía que
contiene en forma de calor, electricidad o como gas de síntesis para la obtención de
productos químicos, carburantes líquidos.

No se agrega al ambiente gases contamiantes al emplear biomasa sino que se
retornan, a diferencia de los combustibles fósiles.
1.5.2
TIPOS DE GASIFICADORES.
Existe una clasificación principal para los gasificadores, dependiendo del medio de la
gasificación. De ésta manera se clasifican en tres grupos: de aire soplado, donde el aire es el
medio de la gasificación, de soplado de oxígeno donde el oxígeno puro es el medio gasificante
y de inyección de vapor. En el primer caso el producto es un gas de bajo poder calorífico (5000
a 6000 kJ / kg) con presencia de nitrógeno, mientras que en el segundo se genera gas con
mayores valores caloríficos (alrededor de 15.000 kJ / kg o 10 a 12 MJ/m3) y sin presencia de
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nitrógeno (Basu, 2006), en el tercer caso los rendimientos varían de acuerdo al contenido de
oxígeno presente en el vapor.
Los gasificadores pueden subdividirse a su vez en los siguientes cuatro tipos, dependiendo de
la forma en la que se presenta el contacto entre el material combustible a gasificar y el medio
de gasificación:
A.
Lecho arrastrado: en el cual las partículas del sólido combustible son suspendidas por la
corriente de oxígeno o aire y vapor. En éste tipo de gasificadores la ceniza es retirada por la parte
inferior del equipo en forma de escoria líquida ya que se funde debido a la alta temperatura de trabajo.
Los equipos comerciales, fabricados por compañías como Texaco y Shell, generalmente trabajan con
soplado de oxígeno y trabajan a presiones por encima de 3.5 MPa (Basu, 2006). Los gasificadores de
lecho arrastrado son poco empleados para la gasificación de biomasa dado que requieren tamaños de
partícula muy finas (80-100 μm), por lo cual se utilizan generalmente para la gasificación de
combustibles fósiles.
Figura 9: Reactor de Lecho Arrastrado
Fuente: (Basu, 2006).
B.
De lecho fluidizado: en este tipo de reactores el material combustible es gasificado en una
cama que permite la suspensión de las partículas debido al flujo del elemento gasificante (aire,
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oxígeno); estos equipos se clasifican a su vez en dos tipos que comprenden lecho burbujeante o
circulante. El primer reactor de lecho fluidizado fue fabricado en 1921 por el alemán Fritz Winkler y el
gas producido fue empleado en motores a gas.
a)
b)
Figura 10: a) Reactor de Lecho Fluidizado Burbujeante. b) Reactor de Lecho Fluidizado
Circulante.
Fuente: (Basu, 2006).
C.
De cama de vertedera: en este tipo de reactores el medio de gasificación (aire, oxígeno o
vapor en algunos casos) atraviesa a alta velocidad el material a gasificar que se encuentra dispuesto
en capas y lo lleva hasta la superficie del lecho donde vuelve a caer para ser nuevamente arrastrados
por el flujo, realizándose en ciclos continuos. En el proceso el gas producido sale expulsado por la
parte superior, mientras que la alimentación del elemento gasificante y el retiro de la escoria generada
suele realizarse por la parte inferior.
22
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Figura 11: Reactor de Cama Vertedera
Fuente: (Basu, 2006).
D.
De lecho fijo o móvil: en este tipo de reactores el elemento gasificante fluye y entra en
contacto con el material combustible a gasificar en un lecho de partículas sólidas. Dependiendo de la
dirección del flujo través del lecho, estos reactores se pueden clasificar en:



Updraft, donde el medio fluye hacia arriba.
Downdraft, donde el medio gasificante fluye hacia abajo.
Sidedraft, donde el material combustible es alimentado por una tolva desde la parte superior
y el medio gasificante fluye a través de él desde los lados.
Figura 12: Reactor Gasificador de Lecho Fijo
Fuente: (Basu, 2006).OPERACIONES UNITARIAS (MCcabe, Smith, & Harriot, 1991)
Frecuentemente a los materiales que intervienen en un proceso se les debe aplicar
procedimientos anteriores que los lleven a condiciones adecuadas para el inicio del proceso
principal. A algunos de estos procedimientos se les denomina como operaciones unitarias, y
entre ellos es conveniente estudiar los siguientes:
1.5.3 Secado de partículas sólidas.
El secado de sólidos consiste en la separación de pequeñas cantidades de agua u otro líquido
de un material sólido con la finalidad de disminuir el contenido de líquido residual hasta un
valor aceptablemente bajo. Por lo general el proceso es la etapa final de una serie de
operaciones y con frecuencia el producto que se extrae de un secador pasa a un proceso de
empaque.
El agua, así como otros líquidos se pueden separar de sólidos mecánicamente mediante
prensas o centrífugas, o térmicamente mediante evaporación. Por lo general la eliminación de
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líquidos mediante métodos mecánicos resulta más económica que mediante métodos
térmicos, por lo cual es recomendable reducir el contenido de líquido lo máximo posible antes
de realizar la operación de secado térmico.
El contenido de líquido de una sustancia seca varía dependiendo el tipo de materia o producto.
Frecuentemente se dice que un producto está totalmente seco cuando no contiene líquido,
pero por lo general siempre hay contenido de líquido en pequeñas proporciones. Ejemplo de
esto es la sal de mesa que contiene alrededor de 0,5% de agua y el carbón seco que contiene
4%; debido a esto el secado es un término relativo y tan sólo quiere decir que hay una
reducción del contenido de líquido.
La forma de los sólidos que se secan puede ser muy diversa tal como escamas, gránulos,
cristales, polvo, tablas o láminas continuas y poseer propiedades muy diferentes. El líquido
que ha de vaporizarse puede aumentar sobre la superficie del sólido, tal y como ocurre en el
secado de cristales salinos, en el interior del sólido, como en el caso de eliminación de
disolvente de una lámina de un polímero, o parte en el exterior y parte en el interior. La
alimentación de algunos secadores es un líquido en el que está suspendido el sólido en forma
de partículas o en disolución. El producto que se seca puede soportar temperaturas elevadas o
bien requiere un tratamiento suave a temperaturas moderadas. Esto da pie para que
actualmente en la industria existan gran variedad de secadores comerciales, cuyas principales
diferencias radican en la forma como se mueven los sólidos a través de la zona de secado y
en la forma en la que se transmite el calor.
1.5.4 Reducción de tamaño de sólidos.
La reducción de tamaño se refiere a todas las formas en las que las partículas de sólidos se
pueden cortar o romper en piezas más pequeñas. En los procesos industriales la reducción de
tamaño de sólidos se lleva a cabo mediante diferentes métodos y con fines distintos. Las
grandes piedras de un mineral Crudo se desintegran hasta un tamaño manejable, los
productos químicos sintéticos se muelen hasta polvo y las láminas de plástico se cortan en
cubos o rombos. Los productos comerciales por lo general están sujetos al cumplimiento de
rigurosas especificaciones con respecto al tamaño, y en algunos casos con la forma de las
partículas. La disminución del tamaño aumenta la reactividad de los sólidos y permite la
separación por métodos mecánicos de ingredientes no deseados.
Existen diversas maneras de romper sólidos, pero para la reducción de tamaño en general se
destacan solamente cuatro de ellas y son: Compresión, Impacto, Frotación o Rozamiento y
Corte. Un cascanueces, un martillo, una lima y unas tijeras constituyen ejemplos de los cuatro
tipos de acción. De una manera general, la compresión se utiliza para la reducción gruesa de
sólidos duros, dando lugar a relativamente pocos finos, el impacto genera productos gruesos,
medios o finos, la frotación conduce a productos muy finos a partir de materiales blandos no
abrasivos y por último el corte da lugar a un tamaño definido de partícula, y a veces también
de forma, con muy pocos o nada de finos.
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1.5.5 Densificación de biomasa.
La pelletización es el proceso mediante el cual se comprime la biomasa en volúmenes
definidos y con medidas estandarizadas, de este modo se consigue una densificación
adecuada de la biomasa. Para este proceso se realiza una extrusión de la biomasa a alta
presión, logrando obtener cilindros de tamaño normalizado y con alta compactación, lo cual
facilita su transporte y almacenamiento (L.Polagye, 2005). Este procedimiento brinda
uniformidad al material a fin de utilizarlo en una tarea posterior, de tal manera que su forma,
consistencia y tamaño sea muy similar en el mayor número de muestras peletizadas. Se suele
emplear máquinas de trabajo continuo y que a menudo abordan el producto luego de un
proceso de reducción de tamaño.
1.6 APROVECHAMIENTO DE BIOMASA RESIDUAL COMO SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE
ENERGIA MEDIANTE BIOPILAS
Los avances en tecnología de pantalla, baterías y dispositivos electrocrómicos han estimulado
el estudio de electrolitos de polímero sólidos. Estos materiales poliméricos representan una
alternativa prometedora para la sustitución de líquidos y electrolitos cristales inorgánicos
utilizados en las baterías, sensores y dispositivos electrocrómicos.
Una pila es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso
químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos
constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de
un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la
pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo positivo o cátodo y el otro es
el polo negativo o ánodo. La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos,
metálicos en muchos casos, introducidos en una disolución conductora de la electricidad o
electrolito.
Los metales y productos químicos que constituyen las pilas pueden resultar perjudiciales para
el medio ambiente, produciendo contaminación química. La idea es minimizar este tipo de
impacto, que en gran medida ayudaría a la conservación del mismo, puesto que la pila al estar
hecha de un biopolímero a base de almidón de yuca, tiende a bíodegradarse, siendo esta una
de sus características más importante.
desde hace unos años se ha logrado sintetizar polímeros que son buenos conductores de la
electricidad, tan buenos que se han denominado metales sintéticos, reuniendo de esta forma
las propiedades eléctricas de los metales y las ventajas de los plásticos. La aplicación más
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conocidas para estos materiales son las baterías recargables, ya que estas son de menor peso
que las convencionales que contenían plomo y ácido sulfúrico; además de no contener
sustancias tóxicas, ni contaminantes y evitar el desgaste mecánico asociado a la
disolución/deposición del electrodo que ocurre durante el proceso de carga y descarga.
En particular, algunos estudios realizados en biomedicina han permitido desarrollar una bíobatería que se compone de una estructura ultra delgada monolítica de una membrana de
acetato de celulosa sobre el cual se deposita una película metálica fina como electrodos por
evaporación térmica en ambas superficies. Por lo general este tipo de pilas se emplean en
dispositivos portátiles, tales como marcapasos, que requieren baterías de baja potencia (en el
rango de microamperios).
Para desarrollar una batería es necesaria la selección del cátodo y ánodo, hay que tener en
cuenta algunos criterios importantes, que permitan determinar cuál es el que ofrece mejores
resultados. Algunos de estos criterios para seleccionar el cátodo son: que exista una
compatibilidad electroquímica con la solución de electrolitos para la carga requerida, además
de un fácil movimiento de los electrodos en un alto grado de reversibilidad. Por otro lado, las
consideraciones para la selección del ánodo son: que posea una alta capacidad reversible de
descarga, una superficie pequeña para mejorar la seguridad, una alta densidad para que sea
compatible con soluciones de electrolitos y aglutinantes, además que sea mecánicamente
estable (dimensionalmente), y que estén disponibles en el mercado a un precio razonable. En
cuanto a la selección del electrolito también hay que seguir unos criterios, los cuales son, que
tengan una buena conductividad en un amplio rango de temperatura, la estabilidad térmica de
hasta menos de 85°C; la compatibilidad con los demás componentes, y la disponibilidad a bajo
costo.
En este mismo orden de ideas, es importante decir que la yuca es una fuente agrícola
abundante y barata de almidón. Colombia es el tercer productor de yuca más grande en
Latinoamérica, después de Brasil y Paraguay y su producción es básicamente destinada para
el consumo local. La yuca en Colombia, y en general en América Latina y el Caribe, posee
grandes ventajas que pueden ser utilizadas en beneficio de todos los integrantes de la cadena
agroalimentaria.
Sin duda alguna, una de las utilizaciones de yuca más usual es la producción de almidón.
Existen numerosas fuentes de almidón que satisfacen las crecientes demandas, cuya
extracción se puede realizar en plantas artesanales con capacidad de unas pocas toneladas y
en enormes plantas con capacidad hasta de 400 000 toneladas en el año. El almidón de yuca
tiene propiedades particulares que lo hacen especialmente apto para ciertos procesos
industriales. Entre las propiedades que definen las características de un almidón, se puede
mencionar la proporción de amilosa y amilopectina, y el tamaño del granulo.
26
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Al utilizar el almidón de yuca, y al ser este una materia prima barata y biodegradable, en gran
medida disponible y obtenida de fuentes renovables, se puede emplear como medio
electrolítico ya que tiene una gran capacidad de formar películas con buenas propiedades
mecánicas. Esto se debe por que se compone de una mezcla de polisacáridos lineales y
ramificados (amilosa y amilopectina), y que poseen una alta estabilidad de recristalización en
la fase amorfa. Por lo cual se espera que este nuevo desarrollo genere un impacto socioeconómico importante en la región.
.
1.8.
SISTEMAS ENERGÉTICOS SOSTENIBLES PARA LA AGROINDUSTRIA DE ALIMENTOS
Un porcentaje alto de los productos perecederos que llega a las plazas de mercado, tiendas,
supermercados, etc. se pierden por no contar con las condiciones adecuadas de manejo
poscosecha. Esto aumenta el costo para el consumidor final, puesto que el
productor/comerciante tiene que aumentar el precio del producto para mantener la utilidad que
se pierde con el producto deteriorado.
Estas grandes pérdidas solamente se aprecian en el volumen de desecho que se produce, y
su disposición constituye en muchos casos el problema principal de las comercializadoras de
vegetales; pero rara vez se tiene en cuenta todo el proceso de producción, cosecha y
comercialización que generó este producto antes de ir a la basura. Si se relacionaran estos
costos con lo que significa implementar y mantener técnicas adecuadas que disminuyan estas
pérdidas, seguramente se encontrarían suficientes razones para incorporar estas técnicas
dentro del proceso tradicional de comercialización de perecederos.
Para muchos de los productos que llegan a estos sitios se podría aumentar su vida útil si se
contara con una infraestructura acorde con las necesidades:
• Por ejemplo, un cuarto frío localizado en una vereda permitiría que los agricultores
almacenaran sus productos perecederos mientras recogen un volumen importante que
justifique su mercado.
• Un supermercado puede comprar volúmenes grandes de veredas, que almacenará en
condiciones adecuadas, para ir surtiendo los estantes de acuerdo con el nivel de ventas, de
tal forma que garantice al comprador productos de óptima calidad.
• Un mayorista que comercializa productos muy perecederos requiere conservar su calidad
mientras los entrega a sus clientes, y un cuarto frío le puede proporcionar las condiciones
ambientales adecuadas para ello.
Los proyectos de refrigeración convencionales, usados generalmente en la construcción de
cuartos fríos, implican tecnologías con elevados costos de operación y altos impactos
negativos en el medio ambiente, por el uso de refrigerantes que atentan contra la capa de
ozono o contribuyen al calentamiento global. Adicionalmente, muchas regiones habitadas, pero
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alejadas de los grandes centros urbanos, no cuentan con un adecuado suministro de energía
eléctrica o en el peor de los casos, carecen de este. Esto hace que un proyecto de
refrigeración convencional, se haga inviable ya que estos sistemas requieren una fuente de
energía eléctrica constante para su adecuado funcionamiento.
Como solución a la problemática planteada, se propone el uso de una tecnología limpia
basada en el aprovechamiento de recursos energéticos no convencionales, tales como la
combustión de biomasa, combustión de biogás o energía solar. Considerando además, el uso
de sustancias de trabajo que no generan impacto ambiental. Se trata de la refrigeración por
adsorción de agua en zeolita.
Esta propuesta nace gracias a la relación Industria-Universidad, con la empresa ES Energía
Solar, donde se plantea la inquietud de trabajar conjuntamente en el desarrollo de un prototipo
de refrigeración por adsorción usando el par zeolita-agua, para lo cual se esta formulando un
proyecto de mayor alcance con recursos de Colciencias. A su vez, la empresa ES Energía
Solar, toma esta iniciativa por el contacto estrecho con la empresa francesa ADEV, que a
través de su propietario Gérad Paeye, el cual ha ofrecido un asesoramiento científico en el
desarrollo del prototipo. Para este proyecto el Dr. Paeye trabajar como asesor Ad Honorem, ya
que este proyecto es un estudio básico del fenómeno de adsorción zeolita-agua. Sin embargo,
para un proyecto posterior, donde se contemple la fabricación de un prototipo, se evaluará la
particpación de cada uno de los integrantes, Dr. Paeye, ES Energía Solar y la UPB, con
respecto a los derechos sobre los resultados y las patentes que se puedan generar devido a
estos resultados.
Dentro de los planes para llevar a cabo el proyecto, se contemplan algunas actividades previas
que garanticen una experiencia tecnológica y por ende una mayor probabilidad de que la
propuesta sea aprobada por Colciencias. Entre estas actividades se encuentra un proyecto
interno ya en ejecución, denominado ―Desarrollo de un equipo experimental para evaluación
de ciclos de refrigeración por absorción y adsorción‖ y este proyecto que es complementario y
busca fortalecer este campo de estudio.
Las zeolitas son una familia de minerales aluminosilicatos hidratados altamente cristalinos, que
al deshidratarse desarrollan, en el cristal ideal, una estructura porosa con diámetros de poro
mínimos de 3 a 10 angstroms. La estructura de la zeolita forma cavidades ocupadas por iones
grandes y moléculas de agua con gran libertad de movimiento que permiten el cambio iónico y
la deshidratación reversible.
Las propiedades de la zeolita como adsorbente, adicional a su bajo costo y alta disponibilidad,
hacen de este un material atractivo para ser usado en sistemas de refrigeración por adsorción,
tecnología que ha estado relegada por la refrigeración convencional de compresión de vapor.
El par absorbente-refrigerante, zeolita-agua, cumple con las condiciones adecuadas de
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temperatura de enfriamiento requerida en cuartos fríos para conservación de frutas y
hortalizas.
En vista de lo anterior, este proyecto tiene por objetivo general, evaluar las características
físicas y termodinámicas de la zeolita como adsorbente del vapor de agua, el cual actuaría
como refrigerante en los ciclos de refrigeración por adsorción, para su uso en un cuarto frío
para la conservación de frutas y hortalizas.
Para lograr el objetivo general planteado, se pretende construir un dispositivo experimental que
permita la medición de curvas de adsorción para diferentes condiciones de operación, analizar
la estructura física de la zeolita, desarrollar un modelo matemático que permita analizar el
comportamiento de la adsorción en la zeolita y diseñar un cuarto frío para la conservación de
frutas y hortalizas.
Como resultados del proyecto se pueden destacar un equipo y una metodología para la
caracterización de la zeolita adecuada para trabajar en sistemas de refrigeración por
adsorción, un modelo matemático, y finalmente se contará con toda la información detallada,
de diseño, configuración, e implementación en sistemas productivos para conservación de
frutas y hortalizas.
1.9.
BIOCOMBUSTIBLES SÓLIDOS DENSIFICADOS
Entre las fuentes alternativas de energía, la biomasa se convierte en un importante recurso de
energía renovable ya que tiene propiedades atractivas, tales como bajo costo de producción,
plantea una recirculación ecológica de los gases de efecto invernadero y emisiones
controlables de materiales pesados. Por lo que la investigación de energías a partir de la
biomasa ha atraído un considerable interés.
Recientemente, se han llevado a cabo varias investigaciones para preparar briquetas
combustible a partir de biomasa, como alternativa ante la utilización de leña, carbón mineral o
con el fin de mezclar biomasa con éste. Autores como, Wamukonya y Jenkins investigaron la
posibilidad de producir briquetas con adhesivos sintéticos durables usando como materia
prima paja de trigo y aserrín (L. Wamukonya, 1995). Yaman et al. Produjo briquetas
combustible a partir de los desechos de una fábrica de papel y residuos de oliva (S. Yaman,
2000). Li y Liu emplearon el proceso de pistón-molde para producir un densificado de residuos
de madera (Y. Li, 2000). Chin y Siddiqui también utilizan el proceso para densificar aserrín,
cascarilla de arroz, cáscara de maní, fibras de coco, residuos de fibra de palma y fruta en
briquetas de biomasa, respectivamente (O. C. Chin, 2000)]. Li estudió la compactación a alta
presión de los residuos sólidos urbanos para formar densificados en briquetas combustible (Y.
Li H. L., 2001). Granada Diseñó y preparó briquetas combustibles lignocelulósicas mezclando
Mongo y Roble Africanos y Canadienses (E. Granada, 2002). Rhen investigó los efectos de la
humedad en el material, la presión de densificación y la temperatura sobre algunas
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propiedades de los pellets a base de Abeto rojo (C. Rhén, 2005). Mani analizó los efectos de la
fuerza de compresión, tamaño de partícula y contenido de humedad sobre las propiedades
mecánicas de los pellets de biomasa a base de pasto (como la paja del trigo, paja de cebada,
etc) (S. Mani, 2006). Marsh investigó las propiedades físicas y térmicas de extrusión para
briquetas combustible derivadas de residuos (R. Marsh, 2007). Kaliyan y Morey discuten los
factores que afectan la fuerza y la durabilidad de los productos de la biomasa densificada (N.
Kaliyan, 2009). Chou escribió sobre la factibilidad de elaborar las briquetas de biomasa de los
residuos sólidos, tales como paja de arroz y salvado de arroz (C. S. Chou, 2009).Chou C. en
su artículo demuestra la viabilidad de la preparación de combustibles sólidos de biomasa a
base de paja de arroz y bio-residuos, tales como el salvado de arroz, residuos de soja y
aserrín como aglutinantes, lo que representa una alternativa para cambiar los residuos
correspondientes al procesado de arroz para convertirlos en combustible de biomasa
renovable (C. S. Chou S. H., 2009).Por último en Tailandia se realizo un estudio que evaluó la
cantidad de energía potencial de la tuza de maíz con el fin de conocer las propiedades de esta
materia prima, bajo la implementación de varias pruebas de análisis final (prueba termogravimétrica) se investigó la tasa de pérdida de masa de la materia prima a medida que se
calienta a velocidad uniforme, por otra parte, también se estudió el poder calorífico del
material. En cuanto a la densidad de las briquetas con relación al efecto de la presión y la
relación de aglutinante utilizado, además, bajo el método de regresión se estableció una
relación entre la densidad de briquetas, la presión aplicada y la relación de aglutinante. (P.
Wilaipon, 2007).También es aconsejable añadir el polvo de carbón es una pequeña cantidad
en la biomasa debido a una mejor cohesión y por lo tanto mejores propiedades mecánicas (D.
Plistil, 2004).
Lo anterior muestra que las briquetas combustible como una fuente de energía renovable
cumple con requisitos como la sostenibilidad, bajo costo de producción y fácil acceso a sus
consumidores, representando una clara alternativa para complemento de combustibles como
la leña y el carbón vegetal para la cocina doméstica u operaciones de agro-industrial,
reduciendo así la demanda de combustibles que directa o indirectamente generan daños
severos al medio ambiente. Además tienen ventajas sobre la leña en términos de mayor
intensidad de calor, limpieza, comodidad en el uso y menor espacio de almacenamiento.
Una de las fuentes de energía más importantes para la humanidad es la biomasa que hace
referencia a todos los materiales orgánicos, en particular la madera y residuos agrícolas que
representan aproximadamente el 14% del consumo total de energía en el mundo. De acuerdo
con la temática energética mundial, es ampliamente aceptado que la escasez de combustibles
fósiles, el aumento del precio de los combustibles, el calentamiento global y otros problemas
ambientales críticos, por lo que la energía a partir de la utilización de biomasa ha estado
atrayendo la atención como fuente de energía, basados en promover un ciclo de cero
acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera, es decir el dióxido de carbono liberado
durante el proceso de combustión se compensa con el consumo de dióxido de carbono
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sintetizado en la foto síntesis. Entre los varios tipos de biomasa, los residuos agrícolas se han
convertido en una de las más prometedoras opciones (P. Wilaipon, 2007).
La fabricación de briquetas se puede hacer con o sin un aglutinante, prescindir de estos es
más conveniente, pero requiere de equipos que generan aumento de costos y procesos más
complejos para su preparación, por lo que en la industria de fabricación de briquetas el éxito
reside en diseñar equipos simples con uso práctico y de bajo costo. Varios países en
desarrollo tienen problemáticas ambientales por los residuos de procesos agroindustriales,
ejemplo de esto está nuestro país con cultivos como el arroz, la palma de aceite, el maíz,
algodón, entre otros, que al igual que en países como Nigeria, Tailandia, Indonesia, Malasia y
otros, producen una gran cantidad de residuos agrícolas y forestales anualmente que son
desperdiciados, donde la práctica más común es la quema de estos o dejar que se
descompongan cerca de las zonas de procesamiento que los generan. Sin embargo, estudios
previos han demostrado que estos residuos pueden ser transformados en productos
combustibles.
Diversos estudios proponen utilizar un número de estos materiales localmente disponibles para
la producción de briquetas combustible que utilicen aserrín, mazorcas vacías de maíz, paja y
cascarilla de arroz, entre otras biomasas vegetales. El inconveniente principal según algunos
de estos estudios es la consideración de utilizar aglutinantes, porque la quema de las briquetas
de ciertas biomasas al mezclarse con el aglutinante tienden a producir de mucho humo
(Olorunnisola, 2007). Además, el rendimiento se encuentra fuertemente afectado por las
propiedades de la materia prima, así también la densidad de la briqueta es una de las
propiedades más importantes que influyen en las características de combustión y el
comportamiento de encendido, esta propiedad depende de varios factores, por lo tanto, es
crucial comprender los efectos que afectan la densidad de la briqueta tales como la presión
ejercida en la densificación. Las correlaciones de densidad de la briqueta en función de la
presión, al producir con varios tipos de residuos agrícolas fueron estudiados por Chin y
Siddiqui (O. C. Chin K. M., 2000). Otra relación entre la presión y la densidad fue propuesto
para el caso de la fibra de palma por Husain y Zainac (Z. Husain, 2002).
La tecnología de procesamiento para la fabricación de briquetas puede definirse como un
proceso de densificación para mejorar las características de manejo de esta materia prima y
mejorar valor calorífico de la biomasa previamente tratada. Ya que la mayoría no es apta para
ser utilizada como combustible, sin un proceso adecuado, algunas por ser voluminosas,
heterogéneas y de baja densidad energética, características que hacen de este tipo de
residuos difíciles de manejar, almacenar, transportar y utilizar (P. Wilaipon, 2007).A través de
la fabricación de briquetas se logra producir de forma estándar un combustible para su
utilización en un dispositivo de combustión, artesanal o industrial.
El proceso de compactación permite alcanzar una contracción importante del volumen y por
tanto también un aumento en la densidad y el valor energético de la materia prima, las
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propiedades mecánicas de los combustibles estandarizados en forma de briqueta hacen
referencia a la relación peso/volumen y resistencia mecánica, estos parámetros dependen del
material utilizado, su estructura, contenido de agua y presión de compactación. Las normas
básicas de este proceso se constatan en la norma austriaca ÖNORM M 7135 y la alemana
DIN 51731. Estos documentos son válidos para la madera y corteza.
Si las briquetas son del tipo de sección circular, su diámetro es de 20 a 120 mm y longitud de
hasta 400 mm. La briqueta de sección circular se expone a presiones relativamente más
uniforme que las de sección rectangular, esto se debe a su simetría y distribución del material
que recibe la fuerza de compactación en dirección perpendicular a su eje central y la no
existencia de zonas difíciles como esquinas o puntas. Lo que contribuye a una mejor
homogeneidad de compactación y una mayor reducción del volumen del material transformado
en briquetas (D. Plítil, 2005).
1.10. ALMACENAMIENTO DE ENERGIA MEDIANTE BIOPILAS
Los avances en tecnología de pantalla, baterías y dispositivos electrocrómicos han estimulado
el estudio de electrolitos de polímero sólidos. Estos materiales poliméricos representan una
alternativa prometedora para la sustitución de líquidos y electrolitos cristales inorgánicos
utilizados en las baterías, sensores y dispositivos electrocrómicos.
Una pila es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso
químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos
constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de
un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la
pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo positivo o cátodo y el otro es
el polo negativo o ánodo. La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos,
metálicos en muchos casos, introducidos en una disolución conductora de la electricidad o
electrolito.
Los metales y productos químicos que constituyen las pilas pueden resultar perjudiciales para
el medio ambiente, produciendo contaminación química. La idea es minimizar este tipo de
impacto, que en gran medida ayudaría a la conservación del mismo, puesto que la pila al estar
hecha de un biopolímero a base de almidón de yuca, tiende a bíodegradarse, siendo esta una
de sus características más importante.
desde hace unos años se ha logrado sintetizar polímeros que son buenos conductores de la
electricidad, tan buenos que se han denominado metales sintéticos, reuniendo de esta forma
las propiedades eléctricas de los metales y las ventajas de los plásticos. La aplicación más
conocidas para estos materiales son las baterías recargables, ya que estas son de menor peso
que las convencionales que contenían plomo y ácido sulfúrico; además de no contener
sustancias tóxicas, ni contaminantes y evitar el desgaste mecánico asociado a la
disolución/deposición del electrodo que ocurre durante el proceso de carga y descarga.
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En particular, algunos estudios realizados en biomedicina han permitido desarrollar una bíobatería que se compone de una estructura ultra delgada monolítica de una membrana de
acetato de celulosa sobre el cual se deposita una película metálica fina como electrodos por
evaporación térmica en ambas superficies. Por lo general este tipo de pilas se emplean en
dispositivos portátiles, tales como marcapasos, que requieren baterías de baja potencia (en el
rango de microamperios).
Para desarrollar una batería es necesaria la selección del cátodo y ánodo, hay que tener en
cuenta algunos criterios importantes, que permitan determinar cuál es el que ofrece mejores
resultados. Algunos de estos criterios para seleccionar el cátodo son: que exista una
compatibilidad electroquímica con la solución de electrolitos para la carga requerida, además
de un fácil movimiento de los electrodos en un alto grado de reversibilidad. Por otro lado, las
consideraciones para la selección del ánodo son: que posea una alta capacidad reversible de
descarga, una superficie pequeña para mejorar la seguridad, una alta densidad para que sea
compatible con soluciones de electrolitos y aglutinantes, además que sea mecánicamente
estable (dimensionalmente), y que estén disponibles en el mercado a un precio razonable. En
cuanto a la selección del electrolito también hay que seguir unos criterios, los cuales son, que
tengan una buena conductividad en un amplio rango de temperatura, la estabilidad térmica de
hasta menos de 85°C; la compatibilidad con los demás componentes, y la disponibilidad a bajo
costo.
En este mismo orden de ideas, es importante decir que la yuca es una fuente agrícola abundante y
barata de almidón. Colombia es el tercer productor de yuca más grande en Latinoamérica, después de
Brasil y Paraguay y su producción es básicamente destinada para el consumo local. La yuca en
Colombia, y en general en América Latina y el Caribe, posee grandes ventajas que pueden ser
utilizadas en beneficio de todos los integrantes de la cadena agroalimentaria.
Sin duda alguna, una de las utilizaciones de yuca más usual es la producción de almidón. Existen
numerosas fuentes de almidón que satisfacen las crecientes demandas, cuya extracción se puede
realizar en plantas artesanales con capacidad de unas pocas toneladas y en enormes plantas con
capacidad hasta de 400 000 toneladas en el año. El almidón de yuca tiene propiedades particulares
que lo hacen especialmente apto para ciertos procesos industriales. Entre las propiedades que definen
las características de un almidón, se puede mencionar la proporción de amilosa y amilopectina, y el
tamaño del granulo.
Al utilizar el almidón de yuca, y al ser este una materia prima barata y biodegradable, en gran medida
disponible y obtenida de fuentes renovables, se puede emplear como medio electrolítico ya que tiene
una gran capacidad de formar películas con buenas propiedades mecánicas. Esto se debe por que se
compone de una mezcla de polisacáridos lineales y ramificados (amilosa y amilopectina), y que poseen
una alta estabilidad de recristalización en la fase amorfa. Por lo cual se espera que este nuevo
desarrollo genere un impacto socio-económico importante en la región.
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REFERENCIAS
A. H. Scragg, A. M. (2002). Growth of microalgae with increased calorific values in a tubular
bioreactor. Biomass and Bioenergy , 67-73.
Alveal K., F. M. (1995). Manual de Métodos Ficológicos. Chile: Anibal Pinto.
Amos, W. (1998). Report on Biomass Drying Technology. Technical Report, National
Renewable Energy Laboratory. NREL/TP-570-25885.
Andersen R. (2005). Algal Culturing Techniques. Estados Unidos: Elsevier Academic Press.
Andersen, R. A. (2005). Algal Culturing Techniques. Estados Unidos: Elsevier Academic Press.
Antal, M. J. (1983). Advances in solar Energy Vol 2. New York: K. W. Boer and J.A. Duffie,
American Solar Enery Society.
Arauzo, J., Bilbao, R., & Salvador, M. L. (1995). BIOMASA: Boletín Informativo de la
Asociación para la Difusión del Aprovechamiento de la Biomasa en España.Universidad de
Zaragoza. Zaragoza: Adabe, Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio
ambiente.
B. Reed, T., & Das, A. (1988). Handbook of Biomass Downdraft Gasifier Engine Systems.
Golden, Colorado: U.S. Department of Energy.
Badger, P. (2002). Processing Cost Analysis for Biomass Feedstocks. Technical Report
ORNL/TM-2002/199.
Bain, R., Amos, W., Downing, M., & Perlack, R. (2003). Highlights of Biopower Technical
Assessment: State of the Industry and the Technology. Technical Report NREL/TP-510-33123.
Barbosa M., J. M. (2003). Microalgae cultivation in air-lift reactors: Modeling biomass yield and
growth rate as a function of mixing frequency. Biotechnology and Bioengineering , 170–179.
Basel Agency for Sustainable Energy. (2009). Eficiencia Energética y Energía Renovable en el
sector hotelero. Recuperado el 27 de Octubre de 2009, de www.energy-base.org
Basu, P. (2006). Combustion and Gasification in Fluidized Beds. Halifax: Taylor & Francis
Group, LLC.
BERNDESA, G., HOOGWIJKB, M., & VAN DEN BROEKC, R. (s.f.). The contribution of
biomass in the future global energy. Scince Direct .
Berruti, F., Briens, C., & Golden, R. (2008). Patente nº 20080197012. Estados Unidos.
Beyond Petroleum. (2009). Statistical Review of World Energy. Londres: BP.
Bilbao, R., Millera, A., & Arauzo, J. (1989). Thermal descomposition of lignocellulosic materials.
Influence of the chemical composition. Thermochimica Acta 143 , 149-159.
Bridgwater, A. (1996). Thermal Biomass Conversion and utilization-Biomass Information
system. Aston, United Kingdom.
Bridgwater, A. (1996). Thermal Biomass Conversion and utilization-Biomass Information
System. United Kingdom.
BUN-CA. (Septiembre de 2002). Manuales sobre energías Renovables. BIOMASA.
Recuperado el 9 de 10 de 2009, de Manuales sobre energías Renovables. BIOMASA:
http://www.bun-ca.org/publicaciones/BIOMASA.pdf
34
Formulación proyecto SGR para la Ciencia y la tecnología del departamento de Córdoba:
Energías renovables integradas al motor productivo del departamento de Córdoba
Cárdenas, H., & Devia, J. (1989). Situación energética de la costa Atlántica. Barranquilla,
Colombia.
Castillo, E. (Enero de 2009). www.tecnicaña.com. Recuperado el 11 de Octubre de 2009, de
www.tecnicaña.com: www.tecnicaña.com
Cengel A, B. M. (2008). Termodinámica. México: Mc Graw Hill.
Chen C., Y. K. (2011). Cultivation, photobioreactor design and harvesting of microalgae for
biodiesel production: A critical review. Bioresource Technology , 71-81.
Chena G., J. Y. (2008). Variation of lipid class composition in Nitzschia laevis as a response to
growth temperature change. Food Chemistry , Volume 109, Issue 1, 88-94.
Chisti Y., M. M. (1988). Hydrodynamics and oxygen transfer in pneumatic bioreactor devices.
Biotechnol. Bioeng , 487–494.
Chun-Yen Chen, K.-L. Y.-J.-S. (2011). Cultivation, photobioreactor design and harvesting of
microalgae for biodiesel production: A critical review . Bioresource Technology , 71-81.
CIA World Factbook, Index Mundi. (16 de Mayo de 2008). Colombia Petróleo. Recuperado el
29 de Octubre de 2009, de http://www.indexmundi.com/es/colombia/petroleo_produccion.html
Converti A., C. A. (2009). Effect of temperature and nitrogen concentration on the growth and
lipid content of Nannochloropsis oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production.
Chemical Engineering and Processing: Process Intensification , Volume 48, Issue 6, P 11461151.
Csögör Z., H. M. (1999). Design of a photo-bioreactor for modelling purposes. Chemical
Engineering and Processing , 517-523.
Dauta A, D. J. (1990). Growth rate of four freshwater algae in relation to light and temperature.
Hydrobiologia , Volume 207, Number 1, 221-226.
Demirbas, A. (2003). Demineralization of Agricultural Residues by Water Leaching . Energy
Sources , 679-687.
DEMIRBAS, A. H., & DEMIRBAS, I. (2005). Importance of rural bioenergy for developing
countries. Science Direct .
E. Sierra, F. A. (2008). Characterization of a flat plate photobioreactor for the production of
microalgae. Chemical Engineering Journal , 136-147.
E. Sierra, F. A. (2008). Characterization of a flat plate photobioreactor for the production of
microalgae. Chemical Engineering Journal , 136-147.
Feldmann, H. F. (1981). Biomass as a Non Fossil Fuel Source. Symposium Series No. 144
American Chemical Society. Washingtong: D. L. Klass.
G. Grassi, G. G.-S. (1990). Biomass for energy and industry. Elsevier Applied Science .
Ge Y., L. J. (2011). Growth characteristics of Botryococcus braunii 765 under high CO2
concentration in photobioreactor. Bioresource Technology , 130-134.
Gobernación de Córdoba. (2009). Pagina Web Gobernación de Córdoba. Recuperado el 2009
de 12 de 19, de http://www.cordoba.gov.co/cordoba
Gobernación de Córdoba, Colombia. (2009). Pagina Gobernación de Córdoba. Recuperado el
20 de 12 de 2009, de http://www.cordoba.gov.co/municipios.html
35
Formulación proyecto SGR para la Ciencia y la tecnología del departamento de Córdoba:
Energías renovables integradas al motor productivo del departamento de Córdoba
Graham, R. L., Nelson, R., Shehan, J., Perlack, R., & Wright, L. (2007). Current and potential
U.S. corn stover supplies. Agronomy Journal 99 , 1-11.
Grassi, G., Gosse, G., & Dos-Santos, G. (1990). Biomass for energy and industry. Elsevier
Applied Science .
Hitoshi, I., & Masayuki, H. (2004). Patente nº 20040180971. Estados Unidos.
IEA Bioenergy. (s.f.). IEA Bioenergy - Task 34 Pyrolysis. Recuperado el 10 de Noviembre de
2009, de IEA Bioenergy - Task 34 Pyrolysis: http://www.pyne.co.uk
Instituto Nacional de Vías. INVIAS. (2009). Pagina de INVIAS. Decreto 2063 de 21 de Julio con
base en la resolución 3175 de 2008. Recuperado el 20 de 12 de 2009, de
http://www.invias.gov.co/invias/hermesoft/portalIG/home_1/recursos/01_general/mapas/conteni
dos/15042008/red_vial.jsp
INVIAS. (2009). Pagina INVÍAS. Recuperado el 20 de 12 de 2009, de
http://www.invias.gov.co/invias/hermesoft/portalIG/home_1/recursos/01_general/mapas/conteni
dos/15042008/11_cordoba.jsp#
J. Werther, M. S. (2000). A review on gasification of biomass. Science Direct .
Janssen M, T. J. (2003). Enclosed outdoor photobioreactors: light regime, photosynthetic
efficiency, scale-up, and future prospects. Biotechnol Bioeng , 193-210.
Janssen M., T. J. (2003). Enclosed outdoor photobioreactors: light regime, photosynthetic
efficiency, scale-up, and future prospects. Biotechnol Bioeng , 193-210.
Jones, C. A., Griggs, R. H., Williams, J., & Srinivasan, R. (s.f.). Depósito de Documentos de la
FAO. Recuperado el 18 de 12 de 2009, de
http://www.fao.org/docrep/T2351S/T2351S03.htm#Predicción de la erosión hídrica y eólica del
suelo
Kawasaki, S. (2004). Multi-Porpose Coal Utilization Technologies (Pyrolysis Technologies).
Japon.
Knight, J. A., & Gorton, C. W. (1990). Patente nº 4,891,459. Estados Unidos.
Krisler Alveal, M. E. (1995). Manual de Métodos Ficológicos. Chile: Anibal Pinto.
L.Polagye, B. (2005). Thermochemical Conversión of Forest Thinnings. Tesis submitted in
partial fulfillment of the requirementes fot the degree of Master of Science In Mechanical
Engineering. Washington, United States.
Lee Y., T. H. (1988). Effect of temperature, light intensity and dilution rate on the cellular
composition of red algaPorphyridium cruentum in light-limited chemostat cultures. WORLD
JOURNAL OF MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY , Volume 4, Number 2, 231-237.
Lee, S., Speight, J. G., & Loyalka, S. K. (2007). Handbook of alternative fuel technologies.
CRC, Taylor & Francis Group.
Long, R. J., & Neavel, R. C. (1982). Fuel , 61,620.
López Gónzalez, L. M., & Salá Lizarraga, J. M. (2004). Plantas de Valorización Energética de
la Biomasa. España: Casbill.
Madigan M., M. J. (2004). Brock, Biologia de Los Microorganismos. España: Pearson.
36
Formulación proyecto SGR para la Ciencia y la tecnología del departamento de Córdoba:
Energías renovables integradas al motor productivo del departamento de Córdoba
Maria J. Barbosa, M. J. (2003). Microalgae cultivation in air-lift reactors: Modeling biomass yield
and growth rate as a function of mixing frequency. Biotechnology and Bioengineering , 170–
179.
Mata T., M. A. (2010). Microalgae for biodiesel production and other applications: A review.
Renewable and Sustainable Energy Reviews , 217-232.
MCcabe, W. L., Smith, J. C., & Harriot, P. (1991). Operaciones Unitarias en Ingeniería
Química. España: McGrawHill.
Michael T. Madigan, J. M. (2004). Brock, Biologia de Los Microorganismos. España: Pearson.
Ministerio de comercio, industria y turismo, república de Colombia. (2009). Perfíl del
departamento de Córodoba. Montería: Oficina de estudios económicos.
Ministerio de Minas y Energía. (2009). Boletín Minero Energético. Bogotá D.C.
Ministeriode agricultura y desarrollo rural. (2005). Anuario Estadístico. Observatorio
Agrocadenas Colombia.
Morita, M. W. (2001). Evaluation of photobioreactor heat balance for predicting changes in
culture medium temperature due to light irradiation. Biotechnol. Bioeng. , 74:466–75.
MWPS. (2000). Conservation Tillage Systems and Management: Crop Residue Management
with No-Till, Ridge-Till, and Mulch-Till. Ames, Iowa: Second Edition, MWPS-45.
National Bio Energy CO. (2006). The Ceremony of the Successful Operation of First State
Designated Biomass-power Generating Demonstration Project.
NEOS Corporation. (March de 1995). Wood Pelletization Sourcebook: A sample Business Plan
for the Potential Pellet Manofacturer. Prepared for council of Great Lakes Governors.
Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. (1993). EL maíz en
la nutrición humana. Recuperado el 2 de Diciembre de 2009, de Depósitos de documentos de
la FAO: http://www.fao.org/docrep/t0395s/t0395s00.htm
P. Badger. President Renewable Oil International. (2004). Personal Communication.
Padilla Merlano, C. (2007). Estudio de pre-factibilidad de una empresa de recolección y
adecuación de biomasa en el municipio de Suan - Atlántico. Barranquilla: UNINORTE.
Pérez Angulo, J. C., Cabarcas Simancas, M., Archila Castro, J., & Yubran Tobias, Y.
(Diciembre de 2005). POTENCIAL DE LA TECNOLOGÍA "GAS TO LIQUIDS GTL" EN
COLOMBIA. Bucaramanga, Santander, Colombia.
Pierik, J., & Curvers, A. (1995). Logistics and Pretreatment of Biomass Fuels for Gasification
and Combustion. Contribution to the Joule Project. Energy from Biomass: An assessment of
two promising systems for energy production ECN-C-95-038.
Pirt S. (1983). Maximum photosynthetic efficiency: a problem to be resolved. Biotechnol.
Bioeng. , 25:1915–22.
Proexport. Colombia. (2009). Pagina Web Proexport. Recuperado el 20 de 12 de 2009, de
http://www.proexport.com.co/VbeContent/NewsDetail.asp?ID=1054&IDCompany=16
Pulz O. (2001). Photobioreactors: production systems for phototrophic microorganisms. Applied
Microbiology and Biotechnology , 287-293.
Pulz, O. (2001). Photobioreactors: production systems for phototrophic microorganisms.
Applied Microbiology and Biotechnology , 287-293.
37
Formulación proyecto SGR para la Ciencia y la tecnología del departamento de Córdoba:
Energías renovables integradas al motor productivo del departamento de Córdoba
Rakesh, A., & Navneet, S. (2009). Patente nº 20090084666. Chicago, EU.
Raveendran, K., Ganesh, A., & Khilart, K. C. (1995). Influence of mineral matter on biomass
pyrolysis characteristics. Elsevier Science Ltd , 11.
Raveendran, K., Ganesh, A., & Khilart, K. C. (1995). Influence of mineral matter on biomass
pyrolysis characteristics. Elsevier Science Ltd , 11.
Rodolfo Reyna Velarde, E. C. (2010). Hydrodynamic and mass transfer characterization of a
flat-panel airlift photobioreactor with high light path. Chemical Engineering and Processing:
Process Intensification , 97-103.
Rosa Rosello Sastre, Z. C.-N.-S. (2007). Scale-down of microalgae cultivations in tubular
photo-bioreactors—A conceptual approach. Advances in Biochemical Engineering Science ,
127-133.
Rosello R., C. Z. (2007). Scale-down of microalgae cultivations in tubular photo-bioreactors—A
conceptual approach. Advances in Biochemical Engineering Science , 127-133.
Ruíz, J. (2003). Tecnología de los alimentos. Recuperado el 10 de 07 de 2009, de
http://www.unex.es
Sánchez Céspedes, K., Ibarra Valdeperas, M., Vargas Guillén, A., & Yong Martínez, P. (2005).
Las Fluctuaciones Internacionales de los Precios del Petróleo: Causas y Repercusiones
Económicas. Derecho y Tecnologías de la Información , 32.
Sandving, E. (2002). Integrated Pyrolysis Combined Cycle Biomass Power System Concept
Definition Final Report. Canada.
Scragg A., I. A. (2002). Growth of microalgae with increased calorific values in a tubular
bioreactor. Biomass and Bioenergy , 67-73.
Secretaría de agricultura, ganadería, pesca y alimentación. (2001). El futuro del pasado. El
futuro del pasado . Monsanto, Córdoba, Argentina: Universidad Argentina de la Empresa.
Shafizadez, F. (1968). Carbohydrate Chem. 23 , 419.
Shafizadez, F. (1985). Fundamentals of Thermochemical Conversion of Biomass. Elsevier
Applied Science .
Sierra E., A. F. (2008). Characterization of a flat plate photobioreactor for the production of
microalgae. Chemical Engineering Journal , 136-147.
Suárez Rodríguez, J. A., & Beatón Soler, P. A. (2001). Propiedades físicas y aerodinámicas de
la cáscara de arroz. Universidad de Oriente.
Summers, M. D., Hyde, P. R., & Jenkins, B. M. (2002). Yields and property variations for rice
straw in California. California: Department of Biological and Agricultural EngineeringUniversidad de California.
Takarada, T., Tamai, T., & Tomita, A. (1986). Fuel , 65,679.
Tau Len, K. Y., Keat Teong, L., Abdul Rahman, M., & Subhash, B. (2007). Potential of
hydrogen from oil palm biomass as a source of renewable energy worldwide. Elsevier , 10.
Teresa M. Mata, A. A. (2010). Microalgae for biodiesel production and other applications: A
review. Renewable and Sustainable Energy Reviews , 217-232.
U.S. Department of Energy. (2006). Biodiesel Handling and Use Guidelines. Springfield U.S.:
Office of Scientific and Technical Information.
38
Formulación proyecto SGR para la Ciencia y la tecnología del departamento de Córdoba:
Energías renovables integradas al motor productivo del departamento de Córdoba
UMATA-Secretaria de Desarrollo Económico. (2000-2007). Censos Agrícolas. Montería.
Universidad de Zaragoza. (27 de 12 de 2006). Universidad de Zaragoza, Departamento de ing.
química y tecnologías del medio ambiente. Recuperado el 06 de 10 de 2009, de
http://www.cps.unizar.es/~proter/
Universidad Pontificia Bolivariana, PREMAC S.A. . (Junio de 2002). Gasificación de cascarilla
de arroz en reactor de lecho fluidizado a escala piloto. Medellín, Antioquia, Colombia.
UPB; CVS. (2005). Separación de cascarilla. En C. UPB Montería, Diagnóstico ambiental de
empresas agroindustriales del departamento de Córdoba (pág. 112). Montería: CVS.
Velarde R., U. E. (2010). Hydrodynamic and mass transfer characterization of a flat-panel airlift
photobioreactor with high light path. Chemical Engineering and Processing: Process
Intensification , 97-103.
Viloria de la Hoz, Joaquín; Banco de la Republica. (2004). La economíía ganadera en el
departamento de Córdoba. Recuperado el 25 de 12 de 2009, de
http://www.banrep.gov.co/documentos/publicaciones/pdf/DTSER-43.pdf
Werther, J., Saenger, M., Hartage, E., Ogada, T., & Siagi, Z. (2000). Combustion of agricultural
residues, Prog Energy Combust. Science Direct , 1.
Wilhelm, W. W., Johnson, J. M., Hatfield, J., Voorhees, W. B., & Linden, D. (2004). Crop and
soil productivity response to corn residue removal: a literature review. Agronomy Journal 96 , 117.
www.nationmaster.com. (2009). Recuperado el 2009 de 12 de 18, de
http://www.nationmaster.com/graph/env_mun_was_gen-environment-municipal-wastegeneration
Y. Chisti, M. M.-Y. (1988). Hydrodynamics and oxygen transfer in pneumatic bioreactor
devices. Biotechnol. Bioeng , 487–494.
Yaming Ge, J. L. (2011). Growth characteristics of Botryococcus braunii 765 under high CO2
concentration in photobioreactor. Bioresource Technology , 130-134.
Yang, J., Blanchette, D., de Caumia, B., & Roy, C. (2001). Modelling Scale-up and
Demostration of a Vacuum Pyrolysis Reactor. In progress in Thermochemical Biomass
Conversión Vol 2. pp 1296-1311. UK: Blackwell Science.
Yokoya N, O. E. (1992). Temperature responses of economically important red algae and their
potential for mariculture in Brazilian waters. JOURNAL OF APPLIED PHYCOLOGY , Volume 4,
Number 4, 339-345.
Zabaniotou, A. A., Skoulou, V. K., Koufodimos, G. S., & Samaras, Z. C. (2007).
INVESTIGATION STUDY FOR TECHNOLOGICAL APPLICATION OF ALTERNATIVE
METHODS FOR THE ENERGY EXPLOITATION OF BIOMASS/AGRICULTURA RESIDUES
IN NORTHERN GREECEL. Greece.
Zaragoza, U. d. (27 de 12 de 2006). Universidad de Zaragoza, Departamento de ing. química y
tecnologías del medio ambiente. Recuperado el 06 de 10 de 2009, de
http://www.cps.unizar.es/~proter/
Zsuzsa Csögör, M. H. (1999). Design of a photo-bioreactor for modelling purposes. Chemical
Engineering and Processing , 517-523.
39
Formulación proyecto SGR para la Ciencia y la tecnología del departamento de Córdoba:
Energías renovables integradas al motor productivo del departamento de Córdoba
Zsuzsa Csögör, M. H. (1999). Design of a photo-bioreactor for modelling purposes. Chemical
Engineering and Processing , 517-523.
40