Investigadores de la UAQ trabajan con desperdicios de arroz y frijol para producir pellets.

En México se producen anualmente 76 millones de toneladas de residuos agroindustriales, únicamente considerando frutas y vegetales. En el caso del arroz, por ejemplo, por cada tonelada producida, se origina media tonelada de residuos. Por ello, investigadores de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ) trabajan en un proceso para utilizar esos desperdicios en el desarrollo de biocombustibles sólidos.

El proyecto, dirigido por la doctora Claudia Gutiérrez Antonio, profesora investigadora de la Facultad de Química de la UAQ, consiste en recolectar los residuos de la cascarilla de arroz y la pajilla del frijol para hacer, en un primer paso, una caracterización físico-química con el fin de determinar cuánto contenido tienen de elementos como carbón y nitrógeno, y cuál es su porcentaje de humedad. Posteriormente, se buscan las condiciones óptimas para poder realizar su densificado.

La densificación se realiza mediante un aparato llamado peletizadora, que produce pellets, es decir, pequeños cilindros parecidos a los taquetes de madera que se utilizan para la construcción. Durante el proceso de densificación, los pellets se someten a una presión muy alta, lo cual hace que la lignina (un componente que está presente en este tipo de residuos) se transforme y envuelva los pellets como si fuera un recubrimiento de plástico. Esta especie de envoltura natural en cada cilindro o pellet facilita su almacenamiento y transporte.

Una vez obtenidos, los pellets están listos para su combustión, para, así, producir energía eléctrica o calorífica.

Doctora Claudia Gutiérrez Antonio

“El objetivo del proyecto es tratar de resolver, de manera simultánea, dos problemáticas: por un lado, lograr el aprovechamiento de la gran cantidad de residuos que se generan cada año para mitigar el problema de contaminación; y, por el otro, producir con esos desperdicios una fuente energética renovable”, explica la doctora Gutiérrez Antonio, quien es, además, jefa de la División de Investigación y Posgrado de la Facultad de Química de la UAQ.

La investigadora hace énfasis en que estos pellets se elaboran a partir de residuos orgánicos que no tienen ningún uso. En el caso del maíz, por ejemplo, los residuos derivados de su cosecha pueden utilizarse como alimento para ganado, pero la cascarilla de arroz y la pajilla del frijol no afectan la seguridad alimentaria. Además, estos tipos de cultivos son los de mayor producción en el país.

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“Históricamente, el campo es el sector más desprotegido de la sociedad y, si los pequeños o grandes productores pueden comercializar los residuos (el proceso es relativamente sencillo), podrían obtener otra fuente de ingresos, lo cual constituye un doble beneficio: social y ambiental”, expone la científica de la UAQ y agrega que su proyecto se encuentra en fase de laboratorio, en el que trabajan con una peletizadora que procesa de 50 a 100 kilogramos de residuos por día.

Por cada 100 kilos de residuos, se obtiene una producción de 90 kilos de pellets, es decir, el proceso tiene un rendimiento del 90%. El poder calorífico de los pellets desarrollados por la UAQ puede llegar hasta las 4,600 kilocalorías por kilo. En comparación, los pellets de madera ofrecen alrededor de 4,300 kilocalorías por kilo, y el carbón tiene una eficiencia de 5,000 kilocalorías por kilo. El poder calorífico de estos pellets es, pues, equiparable al del carbón, pero con mejoras ambientales significativas.

La doctora Claudia Gutiérrez trabaja en este proyecto en conjunto con el doctor Juan Fernando García Trejo, profesor investigador del campus Amazcala de la UAQ, quien está en proceso de adquirir una peletizadora con capacidad para procesar 20 toneladas de biomasa. Uno de los objetivos a largo plazo es la comercialización de los pellets.

Los pellets pueden ser utilizados para cualquier proceso que requiera energía calorífica, como calderas, tintorerías o cocinas, pero también los gases de la combustión pueden aprovecharse para mover una turbina y generar energía eléctrica.

El proyecto no termina aquí. Derivado de la combustión de la cascarilla de arroz, quedan cenizas que tienen un alto contenido de silicio, que es un metal con el que se producen materiales semiconductores, los cuales se utilizan, a su vez, para la construcción de celdas fotovoltaicas. En una siguiente etapa del estudio, se explorará la síntesis de materiales semiconductores y también se evaluará si las cenizas pueden servir para sintetizar algún tipo de absorbente que permita remover contaminantes del agua.

De acuerdo con la investigadora, el próximo semestre se agregarán al estudio dos nuevos residuos para la producción de pellets: paja de cebada y paja de trigo.

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