Escudo de la República de Colombia

Medio Ambiente

Leña para encender bombillos

Producir hidrógeno y electricidad mediante biomasa obtenida de madera y residuos vegetales, como la zoca del café, es la propuesta que busca beneficiar a la población rural con difícil acceso a fuentes de energía.

, 12 de abril de 2015

La investigación apunta a la obtención de hidrógeno, por tratarse de una fuente de energía alternativa a los combustibles fósiles. fotos: Andrés Almeida Guano/Unimedios

Colombia es uno de los países latinoamericanos que más residuos agroindustriales generan. De las 850,000 hectáreas de pino cultivadas, por mencionar solo un caso, se obtienen residuos de madera cercanos a 412,778 toneladas anuales, utilizados en el sector rural como combustible para cocinar o calentar agua, pero con un potencial energético muy bajo, según la Unidad de Planificación de Minas y Energía.

Esa madera y otros residuos lignocelulósicos (vegetales) como la zoca de café son la materia prima que el estudiante de la Maestría en Ingeniería Química, Carlos Andrés García Velásquez, utiliza para producir hidrógeno y electricidad, por medio de la gasificación de biomasa.

El proyecto surgió en el grupo en Procesos Químicos, Catalíticos y Biotecnológicos, de la Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales, bajo la dirección del profesor Carlos Ariel Cardona Alzate. 

Alto rendimiento 

Los primeros resultados son muy positivos: a partir de un kilogramo de biomasa se pueden obtener 0,75 kilovatios/hora de energía, lo que equivale a encender 50 bombillos ahorradores de 15 vatios durante una hora.

Este rendimiento permite llevar el recurso a aquellas comunidades rurales que no cuentan con él. Tales poblaciones, además, tendrían el insumo diario para la cogeneración de energía, ya que pueden reutilizar los residuos de sus cultivos para producir electricidad y cubrir sus necesidades.

El interés por avanzar en este tema radica en la producción de hidrógeno y electricidad en laboratorio. Para ello, se ha utilizado un equipo de gasificación que le permite al material lignocelulósico o residuo agroindustrial convertirse en gas de síntesis, con alto contenido en hidrógeno y con componentes como monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrógeno y metano.

El trabajo está enfocado, principalmente, en la producción de hidrógeno, prometedora fuente de energía, pues dispone de alta densidad y óptimo rendimiento energético, en comparación con otros combustibles fósiles. “Este elemento puede ser utilizado directa e indirectamente como combustible con bajas emisiones de gases de efecto invernadero”, explica el ingeniero químico.

Con base en este enfoque, se plantean varias posibilidades: utilizar el gas de síntesis como combustible en un motor de encendido por chispa, para generar electricidad; aprovecharlo directamente como precursor de biocombustibles como el bioetanol; o utilizar el hidrógeno directamente en celdas de combustible. Estas dos últimas opciones aún no se han realizado.

Según el experto, se están realizando diferentes experimentos, en los que se ajusta el tamaño de la materia prima, el contenido de humedad y la relación aire/biomasa, para obtener un gas de síntesis rico en hidrógeno y bajo en contenido de dióxido de carbono. 

Proceso de gasificación 

La primera etapa consiste en el pretratamiento del material vegetal, que reduce su tamaño entre 0,5 y 1 cm, para luego secarlo por exposición al sol hasta obtener una humedad de entre el 10 % y el 20 %.

Posteriormente, la materia se carga en el gasificador, donde se lleva a cabo el proceso termoquímico. El control de las diferentes etapas (pirolisis, combustión y reducción) se realiza por temperaturas dentro del reactor.

El secado adicional de la materia prima se realiza en el gasificador, aprovechando la alta temperatura con la que sale el gas generado en el reactor.

Una vez disminuye su calor, pasa a un ciclón (equipo que retira las partículas sólidas en suspensión) donde es purificado, mediante un filtro fabricado con los mismos residuos. Así se retienen componentes como alquitranes, que pueden ocasionar daños en el motor.

La composición del gas filtrado se determina con un analizador, que comprueba su capacidad energética para trabajar en el motor.

“Después de obtener tal composición y de cuantificar la cantidad de energía producida, se adelantan simulaciones del proceso con los principales parámetros evaluados en la parte experimental, es decir, tamaño, contenido de humedad y relación aire/combustible, entre otras”, indica el ingeniero.

Según los investigadores, para implementar este tipo de tecnologías en el contexto nacional, se requiere un análisis tecnoeconómico, energético y ambiental. De esta forma, sería posible determinar la rentabilidad del proceso, el aprovechamiento de los principales outputs y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, respectivamente.

(Por: Fanny Lucía Pedraza Valencia, Unimedios Manizales
)
N.° 0

Otras noticias

Exposición “Bitácora de un viaje en el tiempo” en el edificio del Archivo Central e Histórico de la U.N. Fotos: Nicolás Bojacá.

Educación

septiembre 19 de 2017

La U.N. navega por su historia

El viaje naval del Sesquicentenario empieza con más de 40 mil documentos...

Yuri Buenaventura estará en la celebración del Sesquicentenario de la U.N.

Artes & Culturas

septiembre 19 de 2017

La salsa de Yuri Buenaventura llega a la U.N.

Este miércoles 20 de septiembre a partir de las 7 p. m. el artista alternará...

Docentes, estudiantes y egresados conmemoraron los 90 años del Departamento de Farmacia. Fotos: Nicolás Bojacá.

Educación

septiembre 19 de 2017

La U.N., pionera en el desarrollo de la farmacia en Colombia

El Departamento de Farmacia de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), la...

Instant Composers Pool en el Auditorio León de Greiff de la U.N. Fotos: Ovidio González/Agencia de Noticias UN.

Artes & Culturas

septiembre 19 de 2017

Lo mejor del jazz holandés en el Sesquicentenario de la U.N.

Instant Composers Pool (ICP), una orquesta independiente de jazz, se unió a la...

La U.N. se ha destacado como líder en distintos <em>rankings.</em>

Educación

septiembre 19 de 2017

Rankings ratifican liderazgo de la U.N. en Colombia

Después de 150 años de funcionamiento, la Universidad Nacional de Colombia...

La guadua es considerada como una madera tipo A, similar al caobo o la canela, pero algunos expertos sostienen que se debe reconocer como una gramínea.

Desarrollo Rural

septiembre 19 de 2017

Explotación de guadua en riesgo por ser considerada recurso forestal

Su regulación como recursos forestal y especie en vía de extinción dificulta su...

El prototipo se adecuó para medir nutrientes en plantas de plátano. Fotos: cortesía Darío Castañeda.

Ciencia & Tecnología

septiembre 19 de 2017

Adaptan espectrómetro para medir nutrientes en plantas

Con una aplicación adaptada al espectrómetro se le toma una “foto” a la hoja o...

El proyecto de cobro por vía pública pasó a la plenaria del Concejo de Bogotá. Fotos: IEU.

Educación

septiembre 19 de 2017

Cobrar parqueo en vía pública mejoraría movilidad en Bogotá

Esta medida, que hace trámite en el Concejo Distrital, ordenaría los espacios...

El Centro de Pensamiento y Seguimiento al Diálogo de Paz fue uno de los organizadores de los nueve Foros de Participación Ciudadana realizados por solicitud de la Mesa de Conversaciones de La Habana. Foto: Archivo Unimedios.

Política & Sociedad

septiembre 19 de 2017

Aportes a la construcción de paz en Colombia

Desde los años sesenta del siglo XX y hasta la segunda década del siglo XXI, la...

La Orquesta Sinfónica del Conservatorio de la U.N. abrió los festejos del Sesquicentenario.

Educación

septiembre 18 de 2017

Sesquicentenario de la U.N. comenzó con concierto de música clásica

A ti Dios (del latín: Te Deum), compuesto por el austríaco Joseph Anton...