Licuefacción hidrotérmica de madera de eucalipto y pino paras la producción de biocombustibles

Abstract

El uso desmedido de fuentes de energía fósiles ha provocado desbalances en la composición atmosférica lo que ha causado un efecto invernadero alterando la temperatura del planeta. Esta problemática ambiental, sumada al esperado incremento del precio de los combustibles fósiles en el futuro próximo, plantea la necesidad de explorar nuevas fuentes de energía y por consiguiente desarrollar las tecnologías adecuadas para su producción. Una alternativa para la producción de energía y combustibles es la biomasa. Sin embargo, suele tener un alto contenido de humedad y de grupos oxigenados en su estructura química, lo que hace que su poder calorífico sea inferior al de los combustibles fósiles y su estabilidad temporal escasa. El uso de tratamientos termoquímicos o biológicos permite transformar la biomasa en biocombustibles con mayor poder calorífico inferior (PCI), mayor estabilidad temporaria y en algunos casos adecuarlos a los sistemas existentes utilizados para combustibles fósiles. Uno de los tratamientos termoquímicos utilizados es el procesamiento hidrotérmico. En especial, la licuefacción hidrotérmica (LHT) es un proceso termoquímico que consiste en someter la biomasa a temperaturas entre 250-400 oC y alta presión (10-25 MPa) durante tiempos de residencia cortos (0-60 min) en medio acuoso [1] produciendo biocombustibles sólidos, líquidos y gaseosos, conocidos como hydrochar, biocrudo y gas, respectivamente y una solución acuosa rica en compuestos orgánicos disueltos. Al ser un proceso en medio acuoso permite el uso de biomasa húmeda sin necesidad de una operación previa de secado evitando con esto pérdidas energéticas. Por otro lado, la biomasa a utilizar para fabricación de biocombustibles debe ser abundante y cercana al lugar de transformación para evitar altos costes de transporte. En el caso de Uruguay se estima una producción de residuos lignocelulósicos de 2.2 a 2.8 millones de m3 por año ( 1.5 a 2 millones de toneladas por año) [2] siendo el eucalipto y el pino las maderas más producidas. Es por esta disponibilidad de biomasa que se decidió estudiar la producción de biocombustibles mediante LHT utilizando estas dos maderas. 3 4 En este trabajo se estudió el efecto de las condiciones de reacción en la distribución de los productos de la LHT de madera de pino y eucalipto, así como la influencia de dichas condiciones sobre el PCI de los productos. Para ello se estudió el efecto del tiempo de residencia, la temperatura, la relación solución acuosa:biomasa y el uso de carbonato de potasio y bicarbonato de potasio como catalizadores, así como un análisis de la factibilidad energética del proceso. Se determinó que los parámetros de reacción influyen en la distribución de productos, siendo los de mayor influencia la relación solución:biomasa a la cual se trabaja y el uso de los catalizadores. Se obtuvieron biocrudos e hydrochar con mayor PCI que la biomasa de partida debido a la disminución del contenido de oxígeno en el material.