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Medioambiente

Gasificador produce energía con residuos vegetales

De la energía producida por desechos (biomasa) de palma, caña de azúcar, coco y guadua, por medio de procesos termoquímicos, se obtiene una mezcla de gases combustibles que se pueden emplear para operar motores a los que se acoplarían generadores eléctricos.

Bogotá D. C., 19 de octubre de 2018Agencia de Noticias UN-

El gasificador de biomasa permite producir energía eléctrica a muy bajo costo. Fotos: Ricardo González - archivo Unimedios

La quema del bagazo de caña suele ser un proceso muy ineficiente y contaminante.

Se estima que el 70 % de la producción de palma o coco equivale a residuos de biomasa que podrían ser reutilizados.

La legislación en materia de energía privilegia este tipo de procesos, destaca el profesor Fabio Sierra.

El uso de biomasa a través de estos procesos es cada vez más frecuente en el mundo.

Los cultivos de guadua se podrían convertir en insumos de lo que se conoce como cultivos energéticos.

El sistema construido en la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) contribuiría a generar energía equivalente a 12 kilovatios (kw), suficiente para suplir la demanda de 50 familias de zonas rurales que no cuentan con acceso a energía eléctrica, aunque su uso suele ser más frecuente en procesos industriales como el de la panela.

Su carácter autotérmico le permite proporcionar toda la energía requerida durante el proceso de transformación de la biomasa, el cual incluye cuatro fases: secado, pirolisis o ruptura de las primeras cadenas de los principales compuestos que integran las estructuras vegetales para luego convertirlos en carbón, y finalmente en gas combustible.

“La biomasa es una composición natural de carbonos, hidrógenos y oxígenos en su gran mayoría, producto del uso de energía solar que transforma dióxido de carbono y agua en celulosa, hemicelulosa y lignina”, explica el profesor Fabio Sierra, del Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica de la U.N., a cargo del proyecto.

Puesto que actualmente en la industria panelera se utilizan motores de 7 kw para moler la caña, si en vez de continuar quemando los residuos del cultivo se usara este método, se optimizarían los diversos procesos de producción, además de reducir la contaminación ambiental.

“Para este caso específico sabemos que por cada 2 k de biomasa se produce 1 kw/hora de energía, suficiente para atender la demanda que en promedio tendría una persona por día”, destaca el docente.

El gasificador diseñado por la U.N.

Una vez armado, y con un tamaño estimado en 3 m altura, el conjunto de módulos que integran la estructura del gasificador reposa sobre unas celdas de carga que permiten medir la cantidad de masa transformada.

Lo primero que se hace es agregar 20 k de biomasa hasta llenar la torre superior, para luego iniciar el mecanismo de combustión con gas propano hasta llegar a una temperatura estimada en 1.000 oC. Después de esto el proceso suministra el calor por transformación de la biomasa.

Los gases comienzan a subir en forma de gas carbónico y vapor de agua, para calentar la biomasa que se encuentra en la parte superior, con temperaturas que oscilan entre los 120 y 150 oC.

Debido a que la combustión del material seco hace que la biomasa se acerque a la zona de combustión en ausencia de oxígeno, o fase de pirolisis, se produce una descomposición térmica a temperaturas entre 350 y 500 oC, que convierte las moléculas complejas en compuestos más simples, los cuales dejan como residuo carbón vegetal.

Parte del aire o vapor de agua que se inyecta al proceso reacciona con el carbón para producir gas de síntesis en forma de monóxido de carbono, hidrógeno y metano, principalmente.

Concluido el proceso de gasificación, el gas succionado pasa por una serie de filtros que permiten retirar elementos condensables y alquitranes que podrían afectar el funcionamiento del motor.

Como se trata de un proceso con varias fases, en la actualidad se trabaja en el desarrollo de un sistema con control inteligente de autorregulación, gracias al uso de procesos de inteligencia artificial aplicada y según requerimientos específicos asociados con temperatura y composición de gases que le permitan operar en forma óptima.

Si se considera que el costo de una planta que genera 20 kw de energía es de 300 millones de pesos, el costo del gasificador diseñado en la U.N., estimado en 50 millones de pesos, representa una muy buena alternativa, según los investigadores.

(Por: Fin/JCMG/MLA/LOF
)
N.° 435

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