Desarrollo de biocombustibles sólidos de Pinus spp., para su aplicación en un secador híbrido solar-biomasa para el secado de madera

Abstract

The present work is an experimental and field investigation on a methodological way of using the timber forest residue of Pinus spp., which is generated in the community of San Francisco Pichátaro in the state of Michoacán, Mexico. The research was carried out in three stages: the evaluation and diagnosis of the forest resource and the timber residue generated in the community and the physical characterization of the residue identified. The second stage carried out the proximal and chemical analysis of the residue of Pinus spp. In the third stage, the drying of the wood was evaluated in three phases (solar drying, drying with briquettes and hybrid drying). The most relevant results obtained in this investigation show that the community generates approximately 2,268 kg of sawdust and 5,418 kg of shavings per week, and the estimated energy potential per year for both sawdust of 1.94 PJ and shavings of 4.65 P.J. Depending on the observed particle size, the wood residue can generate briquettes. Other average results in sawdust and (chips) are the following: initial humidity 15.3% (16.8%), bulk density 169.23 kg/m3 (49.25 kg/m3), ash 0.43% (0 42%), volatile matter 84.9% (83.60%), fixed carbon 14.65% (15.96%), hemicelluloses 12.89% (10.68%), cellulose 52.68% (52 82%), lignin 26.73% (25.98%), extractives 7.69% (10.51%), in addition to calorific value 17.6 MJ/kg (17.9 MJ/kg). The main chemical elements in the ash were Al, K, Fe, Ca, P, Na and Mg. Regarding the reduction in the consumption of firewood due to the use of waste for energy purposes, some 350 Tn/year would be reduced, which would mean a reduction in emissions at the community level of more than 76 Tn CO2/year.

El presente trabajo es una investigación experimental y de campo sobre una forma metodológica de aprovechar el residuo maderable forestal de Pinus spp., que se genera en la comunidad de San Francisco Pichátaro en el estado de Michoacán, México. La investigación se llevó a cabo en tres etapas: la primera fue la evaluación y diagnóstico del recurso forestal y del residuo maderable que se generara en la comunidad, así como la caracterización física del residuo identificado. La segunda etapa se realizó el análisis proximal y el análisis químico del residuo de Pinus spp. En la tercera etapa se realizó la evaluación del secado de madera en tres fases (secado solar, secado con briquetas y secado híbrido). Los resultados más relevantes obtenidos en esta investigación muestran que la comunidad genera aproximadamente 2268 kg de aserrín y 5418 kg de viruta por semana, y el potencial energético estimado por año tanto para el aserrín de 1,94 PJ, la viruta de 4,65 PJ. Según el tamaño de partícula observado, el residuo de madera se puede utilizar para generar briquetas. Otros resultados promedio en aserrín y (virutas) son los siguientes: humedad inicial 15,3% (16,8%), densidad aparente 169,23 kg/m3 (49,25 kg/m3), ceniza 0,43% (0,42%), materia volátil 84,9% (83,60 %), carbón fijo 14,65% (15,96%), hemicelulosas 12,89% (10,68%), celulosa 52,68% (52,82%), lignina 26,73% (25,98%), extractivos 7,69% (10,51%), además del poder calorífico 17,6 MJ/kg (17,9 MJ/kg). Los principales elementos químicos en la ceniza fueron Al, K, Fe, Ca, P, Na y Mg. En cuanto a la reducción del consumo de leña por aprovechamiento de residuos con fines energéticos, se mitigarían unas 350 Tn/año, lo que produciría una reducción de emisiones a nivel comunitario de más de 76 Tn CO2/año.