Reducción de las emisiones asociadas a la combustión y pirólisis de biomasa mediante diversos métodos

Resumen

Introducción Debido a la escasez, centralización geográfica y contaminación asociada a la explotación de loslos combustibles fósiles, las energías renovables han adquirido en las últimas décadas un mayor protagonismo en el escenario energético mundial. En el marco de las energías renovables, cabe destacar el uso de los recursos biomásicos, los cuales presentan una serie de ventajas entre las que destaca la nula emisión neta de dióxido de carbono en el proceso global de obtención de energía, la disponibilidad y carácter no localizado del recurso, así como la potencialidad de ofrecer una vía para el desarrollo rural además de su sencillez de implementación a escala doméstica. Extremadura es una región que cuenta con una gran variedad y cantidad de recursos biomásicos. Entre éstos se encuentran los residuos agrícolas y forestales, cuyo procesado supondría una doble ventaja: aprovechamiento energético y eliminación de residuos. Sin embargo, durante el proceso de aprovechamiento se pueden generar una serie de productos no deseables (ya sea en forma sólida, líquida o gaseosa) que pueden ser perjudiciales tanto para el medio ambiente como para la salud humana, por lo que se hace necesaria una intervención con el fin de reducir la concentración de tales compuestos nocivos. Desarrollo teórico Con estas bases, este trabajo trata sobreestudia el efecto de distintos tratamientos encaminados a reducir la contaminación durante el procesado en biomasa, en particular, en lo que concierne a la emisión de productos gaseosos durante su tratamiento térmico. Para ello, se empleará como material biomásico de partida el orujo de aceituna, uva y rebollo, los cuales serán sometidos a diversos pre y postratamientos, a fin de mejorar sus características termoquímicas durante el proceso de aprovechamiento, valorando en especial la reducción en la emisión de contaminantes. Así, se estudiarán las técnicas siguientes: uso de diferentes velocidades de calentamiento, mezcla con otro residuo en teoría menos contaminante (en este caso, rebollo), tratamientos de lavado (incluyendo ultrasonidos), y uso de filtros de carbón activo para retener los contaminantes ya generados. Para comprobar la efectividad de las experiencias llevadas a cabo, durante el proceso de descomposición térmica se utilizará la termogravimetría acoplada a espectrometría de masas (TG/MS). Conclusiones En primer lugar, se aprecia que las variables experimentales pueden tener efecto en los perfiles de degradación térmica y en las emisiones. Así, la optimización de estos parámetros en las calderas de biomasa, ya sea a nivel industrial o doméstico, puede contribuir a una reducción de los contaminantes emitidos al ambiente, independienteme de otros tratamientos que se puedan llevar a cabo. En segundo lugar, la composición del material de partida es determinante en su posterior comportamiento térmico. De este modo, la proporción de celulosa, hemicelulosa y lignina en la biomasa en estudio, así como la presencia de determinados compuestos metálicos que pueden actuar como catalizadores del proceso de pirólisis, son claves para comprender los procesos que rigen la descomposición térmica. Por otra parte, y además de los componentes de la biomasa ya mencionados, cabe destacar el papel de algunos elementos como el azufre, nitrógeno o cloro, los cuales pueden ser precursores de contaminantes tales como dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno o clorometano, los cuales tienen efectos negativos en la salud, el medio ambiente y las instalaciones de biomasa. Finalmente, y una vez que el contaminante se ha generado en el aprovechamiento térmico de la biomasa, es posible la aplicación de ciertos post-tratamientos. De esta forma, se encontró que la aplicación de filtros de carbón activo en la industria de biomasa (y también en hogares) puede ser muy efectiva en la reducción de contaminantes nocivos tanto para la salud como el medio ambiente, sugiriéndose su uso combinado con otras técnicas para conseguir efectos aditivos o incluso sinérgicos, con el fin de evitar la exposición a contaminantes químicos.