Científicos del Instituto de Investigaciones en Ingeniería (INII) y de la Escuela de Ingeniería Agrícola de la Universidad de Costa Rica (UCR) analizan la idoneidad de ciertos desechos vegetales nacionales como aserrín, broza de café, ramas y hojas de árboles, para su utilización como combustible alternativo.
Su meta es determinar si esta biomasa costarricense podría servir para elaborar una fuente de energía, que se puede utilizar como combustible alternativo, denominada “pellets”, cuya utilización se difunde cada vez más en el mercado internacional.
El estudiante Tony Carrillo Paniagua, quien actualmente realiza su tesis licenciatura en Ingeniería Agrícola, muestra el proceso de fabricación de los “pellets”
Los “pellets” se elaboran de material vegetal que se somete a alta presión y temperatura para compactarlo, hasta formar pequeñas cápsulas comprimidas de biomasa.
Estas cápsulas tienen forma cilíndrica con apariencia de corcho, pero son más densas que la madera original. Son utilizadas como combustible granulado limpio y amigable con la naturaleza.
El proyecto denominado “Caracterización de pellets utilizando diferentes tipos de residuos lignocelulósicos y aglutinantes de procedencia nacional”, inició con el estudio del uso de aserrín, residuos de aserradero, así como hojas y otras partes de piña que quedan cuando se corta la fruta.
Más adelante se investigará la efectividad de utilizar otros desechos vegetales como la pulpa o broza del café o las ramas resultantes de la poda de árboles.
El liderado por el doctor Pedro Casanova Treto, junto con la Dra. Kattia Solís Ramírez, ambos investigadores del Instituto de Investigaciones en Ingeniería (INII), y Tony Carrillo Paniagua, quien fue asistente del proyecto y actualmente realiza su tesis licenciatura en Ingeniería Agrícola sobre el potencial y características del aserrín y residuos de piña para la elaboración de “pellets”.
Recientemente se incorporaron otros estudiantes con proyectos de graduación para analizar la viabilidad de otros tipos de residuos.
Los desechos vegetales se muelen, se secan y se trituran a un tamaño de partícula determinado y una humedad mínima específica. Este material pulverizado se comprime en “pellets” cilíndricos de valores determinados de diámetro. Este proceso se ejecuta con un equipo fabricado en el mismo laboratorio.
Según explicó Carrillo, una vez elaboradas las muestras de “pellets” con diferentes desechos vegetales, el paso siguiente será el proceso de caracterización de esas muestras, a las cuales se les determina la densidad real, la densidad aparente, el poder calorífico, contenido de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
Esta caracterización es necesaria para determinar si las muestras obtenidas se ajustan a los estándares de calidad que exige el mercado internacional de este combustible alternativo, según explicó la investigadora asociada Dra. Kattia Solís Ramírez.
Por ejemplo existen normas que rigen la cantidad de metales que se liberan a hora de que el “pellets” hace combustión. Es requisito cumplir con estos estándares para que la producción de “pellets” a nivel industrial asegure su viabilidad económica, energética y ambiental. La caracterización implica medir las virtudes de los pellets obtenidos, tanto para uso en combustión como gasificación.
La Dra. Solís explicó que los “pellets” se pueden utilizar en procesos de combustión, que es cuando se queman como el carbón; o bien en procesos de gasificación, que es cuando se provoca que emane gas de síntesis, conocido también como o “syngas” (del inglés “synthesis” gas). El gas de síntesis es combustible y no contaminante.
En el caso de la gasificación, por ejemplo, se enciende la muestra en un ambiente controlado para saber cuánto gas de síntesis emanan los “pellets”.
Para estudiar los procesos de gasificación existe otro proyecto inscrito en el Centro de Investigación en Electroquímica y Energía Química (CELEQ) denominado “Energía química a partir procesos de gasificación de biomasa”, el cual analiza las reacciones químicas que ocurren dentro del gasificador.
Estas investigaciones se complementan con otros proyectos que se plantearan en el seno del INII, como el de diseño, construcción y evaluación de un tipo de gasificador, en el cual se verterán los “pellets” para producir el gas de síntesis.
Otro proyecto complementario es la fabricación de una cocina de gas que utilice este gas de síntesis, la cual sea una alternativa más saludable y amigable con la naturaleza que las cocinas tradicionales de gas licuado o las cocinas de leña, las cuales en la combustión lanzan partículas dañinas para la salud.
El investigador principal del proyecto, el Dr. Casanova, enumeró varias de las posibles aplicaciones de los “pellets” como combustible alternativo. Con ellos se puede producir energía eléctrica mediante un generador que transforme el gas de síntesis en electricidad.
Los “pellets” también se pueden utilizar en calderas que actualmente trabajan con combustible fósil como “bunker”, o con gas licuado. Estos se pueden sustituir por quemadores de “pellets.
Según manifestó el Dr. Casanova, también se pueden utilizar para la producción de hidrógeno para celdas combustibles que utilizan ese elemento. También se puede obtener algún hidrocarburo. “Por medio de un proceso de “Fischer-Tropsch” (Licuefacción indirecta del carbón) con ese gas de síntesis se pueden obtener hidrocarburos como “kerosén” o gasolina”, agregó.
Los “pellets” ya se comercializan a nivel mundial. Europa es un comprador de grandes volúmenes, cuyo principal proveedor es Canadá, donde existen gigantescas plantaciones forestales, llamadas plantaciones energéticas, las cuales se talan para elaborar estos “pellets”.
El experto explicó que a diferencia de otros países, en Costa Rica se está trabajando con residuos y no con plantaciones energéticas o bosques plantados con ese fin.
En nuestro país ya existe la compañía Pelletics ubicada en San Carlos. Se creó inicialmente para fabricar “pellets” y exportarlos a Europa, pero hasta el momento apenas da abasto al mercado nacional, ya que para ser carbono neutral muchas compañías están utilizando esta energía alternativa en calderas biomásicas. Una de ellas la planta de Bridgestone Firestone en Costa Rica, concluyó Casanova.
Más información a los correos-e: kattia.solis@ucr.ac.cr o pedro.casanova@ucr.ac.cr
