Elaboración de biocombustibles sólidos densificados a partir de tusa de maíz, bioaglomerante de yuca y carbón mineral del departamento de Córdoba

Development of densified solid biofuels a from corn cob, cassava starch and mineral coal department of Córdoba

El departamento de Córdoba, cuenta con 45.000 toneladas de residuo de maíz (tusa de maíz) al año, que no representan ningún tipo de valor agregado al productor y son quemados a cielo abierto, generando un problema más de contaminación. Sin embargo, esta biomasa residual, puede ser utilizada como combustible mediante procesos de densificación. El objetivo de esta investigación fue establecer la mezcla óptima de tusa de maíz, carbón mineral con alto porcentaje de azufre producido en la Mina la Guacamaya de Puerto Libertador (Córdoba-Colombia) y aglomerante de yuca realizando un diseño experimental de mezclas simplex reticular, con el fin de obtener briquetas con buena resistencia a la compresión y durabilidad según las normas CEN/TS:15210 parte dos y NTC-2060, respectivamente. Además de incrementar el poder calorífico de la biomasa adicionando carbón mineral sin que se aumente significativamente el porcentaje de azufre. Se obtuvieron briquetas con resistencia a la compresión de 223,7 kgf, durabilidad de 97,3%, poder calorífico de 17,5 MJ/kg y un porcentaje de azufre de 0,4%.

INTRODUCCIÓN

En el departamento de Córdoba la agricultura es una de las principales actividades económicas, este cuenta con un total de 103.007 hectáreas de tierra dedicadas a esta actividad, de las que 43.979 son utilizadas para la siembra de Maíz con una producción anual aproximada de 154.273 toneladas, cubriendo un 14% del total de la producción nacional [1]. Estos cultivos generan residuos que se han convertido en una fuente de contaminación, considerando que usualmente son quemados a cielo abierto, sumado al hecho de que no generan ningún tipo de valor agregado para el productor y presentan sobrecostos de manejo. Además, si se piensa en la utilización de estos residuos agrícolas en estado natural con fines energéticos, debido a su baja densidad se hace necesario grandes volúmenes de almacén y sus desiguales características morfológicas encarecen notablemente su utilización [2]. Por tanto, es de suma importancia que estos residuos tengan un proceso que mejore sus características energéticas, manipulación, transporte y almacenamiento. De esta manera, merece especial atención el uso de las biomasas residuales como biocombustibles sólidos, mediante la aplicación de procesos de densificación como empaquetado, cubicación, granulación o la fabricación de briquetas, los que mejoran de forma sustancial la densidad energética de la biomasa [3], simplifican la logística de manejo y almacenamiento, puesto que tienen forma y tamaño definido, tienen bajo contenido de polvo (seguridad durante la manipulación), son secas y pueden ser almacenadas sin degradar [4].

Las propiedades energéticas de la tusa de maíz en cuanto a combustible sólido, son inferiores a las del carbón sub-bituminoso producido en la mina la Guacamaya de Puerto Libertador (Córdoba-Colombia), ya que este tiene un poder calorífico de aproximadamente 5.715 Cal/g, mientras que la tusa de maíz tiene un poder calorífico promedio de 3.792 Cal/g en base seca.