Obtención y caracterización de biocarbón a partir de Eichhornia crassipes usando un prototipo de reactor de pirólisis solar
DOI:
https://doi.org/10.15359/rca.57-1.13Palabras clave:
Bioenergía; biomasa; carbón vegetal; energía solar; humedal.Resumen
[Introducción]: Latinoamérica dispone de humedales que preservan la vida silvestre, actuán como fuente purificadora del agua y previenen las inundaciones, las sequías y otros desastres ambientales. Sin embargo, estos humedales están amenazadas por la eutrofización y por las malezas acuáticas, como es el caso del lirio acuático en la Presa, La Vega, Jalisco, México. [Objetivo]: La presente investigación proporciona una alternativa para el manejo sustentable del lirio acuático (Eichhornia crassipes) por medio de la obtención de biocarbón y su evaluación. [Metodología]: Se desarrolló un prototipo funcional de reactor de pirólisis solar, ejecutándose 36 pruebas para pirolizar muestras de lirio acuático con 17-23 % de humedad, aplicando vacío de 5 in Hg en diferentes temperaturas (170, 200 y 230 ºC) y tiempos de residencia (120, 150, 180 y 210 min); encontrándose el mejor rendimiento de biocarbón por el método de superficie de respuesta. [Resultados]: La optimización del rendimiento se encontró a 170 ºC con un tiempo de residencia de 171.8 min. El biocarbón presentó un poder calorífico de 17.56 MJ/kg, 20.11 % en peso de carbón fijo y 6.89 de relación C/H (carbono-hidrógeno). [Conclusiones]: Esta propuesta aporta evidencia sobre un nuevo reactor pirolítico solar que procesa el lirio acuático para la producción de biocarbón con alto poder calorífico o como un medio para fijar el carbono, que podrían ser una solución a uno de los efectos de la eutrofización.
Referencias
Abella, J., y Martínez, M. J. (2012). Contribución de un afluente tributario a la eutrofización del Lago de Tota (Boyacá, Colombia). Revista Colombiana de Química, 41(2), 243-262. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/73075
Almanza-Marroquín, V., Figueroa, R., Parra, O., Fernández, X., Baeza, C., Yánez, J., y Urrutia, R. (2016). Bases limnológicas para la gestión de los lagos urbanos de Concepción, Chile. Latin American Journal of Aquatic Research, 44(2), 313-326. htps://doi.org/10.3856/vol44-issue2-fulltext-12
Amar-Gil, S., Ardila-Arias A. N., & Barrera-Zapata, R. (2019). Simulation and obtaining of synthetic fuels from the pyrolysis of plastic wastes. Ingeniería y Desarrollo, 37(2), 306-326. https://doi.org/10.14482/inde.37.2.1285
Andrade, L., Barrozo, M., & Vieira, L. (2018). Catalytic solar pyrolysis of microalgae Chlamydomonas reinhardtii. Solar Energy, 173, 928-938. https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.08.035
Basu, P. (2013). Biomass gasification, pyrolysis, and torrefaction. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-396488-5.00005-8
Camarena-Medrano, O., Aguilar-Zepeda, J., Vega-Nevárez, R., & Lomelí-Villanueva, J. R. (2000). Control integral de maleza acuática en distritos de riego. México: Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. http://repositorio.imta.mx/handle/20.500.12013/1106
Camas-Guardamino, D. J., & Mamani-Sinche, M. S. (2022). Evaluación de la vegetación y saturación del suelo en el Área de Conservación Regional Humedales de Ventanilla mediante teledetección en Perú, 2006-2021. Revista de Ciencias Ambientales, 56(1), 54-74. https://doi.org/10.15359/rca.56-1.3
Castillo-Araya, J. G., & Córdoba-Mora, J. R. (2019). Conversión de desechos biomásicos en materia prima para empaque y embalaje. Revista Tecnología en Marcha, 13(5), 118-120. https://doi.org/10.18845/tm.v13i0.2913
D'Agua, J. A., Pereira, R. G., & Marinho, F. J. V. (2015). Preparación y caracterización física del biocombustible sólido del lirio acuático (Eichhornia crassipes). Información Tecnológica, 26(3), 53-62. https://doi.org/10.4067/s0718-07642015000300009
Daga, I. C., Fernández-Belmonte, M. C., & María-Reyna, S. (2020). Composición algal y bioindicadores de calidad de agua. Caso de estudio: Embalse San Roque, Córdoba. Argentina. Cuadernos Del CURIHAM, 26, 1-11. https://doi.org/10.35305/curiham.v26i0.143
Deloya-Martínez, A. (2016). Evaluación del sistema de tratamiento de aguas residuales del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Revista Tecnología en Marcha, 12(1), 63-72. https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/2680
Dhyani, V., & Bhaskar, T. (2018). A comprehensive review on the pyrolysis of lignocellulosic biomass. Renewable Energy, 129, 695-716. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.04.035
Dixon, M. J. R., Loh, J., Davidson, N. C., Beltrame, C., Freeman, R., & Walpole, M. (2016). Tracking global change in ecosystem area: The Wetland Extent Trends index. Biological Conservation, 193, 27-35. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2015.10.023
Ji, Xiang; Liu, Bin; Chen, Guanyi; & Ma, Wenchao. (2015). The pyrolysis of lipid-extracted residue of Tribonema minus in a fixed-bed reactor. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 116, 231-236. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2015.09.006
Juárez-Alvarado, J., Jesús-Isla, R., & Arias-Trinidad, A. (2015). Coprocesamiento de lirio acuático (eichhornia crassipes) para elaboración de papel ecológico. En J. Agüero-Rodríguez & B. Torres-Beristain, Tópicos Selectos de Educación Ambiental - Educación Ambiental desde la Innovación, la Transdisciplinariedad e Interculturalidad T-II (pp. 85-93). ECORFAN-México.https://www.ecorfan.org/actas/educacion_ambiental_II/ACTA_Educacion%20Ambiental_Tomo_2.pdf
Mašek, O., Brownsort, P., Cross, A., & Sohi, S. (2013). Influence of production conditions on the yield and environmental stability of biochar. Fuel (London, England), 103, 151-155. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2011.08.044
Masto, R. E., Kumar, S., Rout, T. K., Sarkar, P., Joshy, G., & Ram, L. C. (2013). Biochar from water hyacinth (Eichornia crassipes) and its impact on soil biological activity. Catena, 111, 64-71. https://doi.org/10.1016/j.catena.2013.06.025
Miguel-Barrera, A., Castañeda-Antonio, D., Santamaría-Juárez, J. D., Munive-Hernández, J. A., Rivera-Tapia, A., & Ramos-Cassellis, M. E. (2020). Modelo de biorremediación de plomo con lirio acuático. Alianzas y Tendencias BUAP, 5(17), 15-28. https://hdl.handle.net/20.500.12371/9398
Muñoz, E., Mendoza, G., & Valdovinos, C. (2001). Evaluación rápida de la biodiversidad en cinco sistemas lenticos de chile central: macroinvertebrados bentónicos. Gayana (Concepción), 65(2), 173-180. https://dx.doi.org/10.4067/S0717-65382001000200009
Najmudeen, T. M., Arakkal-Febna, M. A., Rojith, G., & Zacharia, P. U. (2019). Characterisation of biochar from water hyacinth eichhornia crassipes and the effects of biochar on the growth of fish and paddy in integrated culture systems. Journal of Coastal Research, 86(sp1), 225-234. https://doi.org/10.2112/SI86-033.1
Parikh, J., Channiwala, S. A., & Ghosal, G. K. (2005). A correlation for calculating HHV from proximate analysis of solid fuels. Fuel (London, England), 85(5), 487-494. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2004.10.010
Pourkarimi, S., Hallajisani, A., Alizadehdakhel, A., & Nouralishahi, A. (2019). Biofuel production through micro- and macroalgae pyrolysis – A review of pyrolysis methods and process parameters. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 142(104599), 104599. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2019.04.015
Poveda, P. L. F. (2017). Análisis del uso alternativo de buchón de agua para la descomposición de la materia orgánica. http://hdl.handle.net/10654/17255
Rodríguez, M. L., & Rodríguez, A. (2019). Uso del Jacinto de agua (Eichornia crassipes) para la depuración de aguas contaminadas con cromo. Revista Tecnología en Marcha, 7(1), 19-23. https://revistas.tec.ac.cr/index.php/tec_marcha/article/view/4186
Sosnovsky, A., & Quiros, R. (2006). El estado trófico de pequeñas lagunas pampeanas, su relación con la hidrología y el uso de la tierra. Ecología Austral, 16(2), 115-124. http://ojs.ecologiaaustral.com.ar/index.php/Ecologia_Austral/article/view/1436
Torres-Gallo R., Miranda-Lugo P.J., y Martínez-Padilla, K.A. (2017). Diseño y construcción de un sistema híbrido de calentamiento de aire por combustión de biomasa y radiación solar, utilizando PCM como fuente de almacenamiento térmico para secado de yuca. TecnoLógicas, 20(39), 69–81. https://doi.org/10.22430/22565337.693
Torres-Velásquez, B. C., & Paredes, M. (2018). Aplicación del método de agrupamiento de grises para evaluar la eutrofización en seis humedales de Colombia. Realidad y Reflexión, 47, 147. https://doi.org/10.5377/ryr.v0i47.6282
United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization [UNESCO]. (s.f.). Servicio de información sobre sitios Ramsar. RAMSAR. https://rsis.ramsar.org/es
Vera-Delgado, J. (2012). Monitoreo y control ecológico de lechuguines (Eichhornia Crassipes) en el embalse “La Esperanza”, en la cuenca del río Chone de la provincia de Manabí, Ecuador. La Técnica: Revista de las Agrociencias, (8), 40-46. https://doi.org/10.33936/la_tecnica.v0i8.605
Zeng-Kuo, Gauthier-Daniel, Lu- Jidong, & Flamant- Gilles. (2015). Parametric study and process optimization for solar pyrolysis of beech wood, Energy Conversion and Management, Volume 106, 987-998. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.10.039.
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