Ingeniería Mecánica · 2025
Caracterización y Producción de Pellets de Biomasa Residual de Cultivos Agrícolas Teniendo en Cuenta su Viabilidad como Fuente de Energía Alternativa
Este estudio analiza el comportamiento de diversas biomasas residuales provenientes de cultivos de mora uva (Rubus alpinus), maíz amarillo (Zea mays), café (Coffea) y residuos fibrosos de caña de azúcar, generados tras la cosecha. El objetivo es aprovechar estos residuos, que suelen causar contaminación por malas prácticas agrícolas, para la producción de energía sostenible y se caracterizan mediante análisis próximo y el uso de una bomba calorimétrica para determinar su poder calorífico. El déficit energético en algunas regiones del país vulnera los derechos de los ciudadanos al privarlos de un servicio esencial como la energía. Para abordar esta problemática, se propone la producción de pellets a partir de biomasa residual, aprovechando los residuos agrícolas que, de otro modo, causarían contaminación. Estos pellets pueden facilitar el suministro energético a las regiones del país que se encuentran afectadas. La viabilidad económica y la capacidad calorífica de cada biomasa son los parámetros principales para su caracterización y determinación. Además, se examinan las etapas de producción de pellets, las normas de aseguramiento de calidad y los costos asociados, comparándolos con las características de los combustibles sólidos como el carbón bituminoso.
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Contenido
- Introducciónp. 10
- Planteamiento del problemap. 11
- Justificaciónp. 13
- Objetivosp. 14
- Objetivo Generalp. 14
- Objetivos Específicosp. 14
- Marco teóricop. 15
- Biomasa Residualp. 15
- Rubus alpinus (mora)p. 15
- Zea mays (maíz duro)p. 16
- Coffea arabica (café)p. 17
- Saccharum officinarum (caña de azúcar)p. 18
- Cultivos tradicionales de Colombiap. 19
- Cultivos tradicionales en el municipio de Santa Bárbara, Santanderp. 20
- Pelletsp. 21
- Dimensiones del pelletp. 21
- Humedad del pelletp. 21
- Combustiónp. 22
- Conservación de la masap. 22
- Marco referencialp. 23
- Marco de antecedentesp. 23
- Metodologíap. 24
- azúcar en el municipio de Santa Bárbara, Santanderp. 24
- mencionadosp. 30
- Fase 4. Determinar la resistencia mecánica de los pellets de la biomasa residualp. 40
- Recomendacionesp. 47
- Conclusionesp. 48
- Referencias Bibliográficasp. 49
- Figura. 1 Morap. 16
- Figura. 2. Maíz amarillop. 17
- Figura. 3. Cafép. 18
- Figura. 4 Caña de azúcar en Colombiap. 19
- Figura. 5 Principales cultivos agrícolas del municipio de Santa Bárbara - Santanderp. 20
- Figura. 6 Molino eléctrico del laboratorio de combustiónp. 28
- Figura. 7 Disminución manual del tamaño de la biomasap. 29
- Figura. 8 Molino de cuchillas del laboratorio de procesosp. 29
- Figura. 9 Tamaño de finos obtenido mediante el molino de cuchillasp. 31
- Figura. 10. Porcentaje de humedadp. 33
- Figura. 11 Porcentaje de materia volátilp. 34
- Figura. 12 Porcentaje de cenizasp. 35
- Figura. 13 Carbono fijop. 36
- Figura. 14 Análisis último de la biomasap. 36
- Figura. 15 Muestra para la bomba calorimétricap. 37
- Figura. 16 Análisis de la biomasa residual del cultivo de morap. 39
- Figura. 17 Análisis de la biomasa residual del cultivo de maízp. 39
- Figura. 18 Método de mezclado manual para garantizar homogeneidad en la mezclap. 41
- Figura. 19 Pellets obtenidos para cada una de las biomasas residualesp. 41
- Figura. 20 Esquema de Producción para los Pelletp. 43
- Tabla 1. Gestión de Residuos en el Municipio de Santa Bárbarap. 25
- Tabla 2. Cantidad de Biomasa Residual de la Morap. 26
- Tabla 3. Cantidad de Biomasa Residual de la Maízp. 26
- Tabla 4. Cantidad de Biomasa Residual del Cafép. 26
- Tabla 5. Cantidad de Biomasa Residual de la Caña de Azúcarp. 26
- Tabla 6. Distribución para el sembrado de los cultivosp. 27
- Tabla 7. Resultados del PCS obtenidos mediante la Bomba Calorimétricap. 38
- Tabla 9. Costos asociados a la recolección de la materia primap. 43
- Tabla 10. Costos asociados a la operación de la peletizadorap. 44
- Tabla 11. Costos asociados a la operación del molinop. 44
- Tabla 12. Costos asociados al secado de la materia primap. 44
- Tabla 13. Costos asociados al empaque de los Pelletsp. 45
- Tabla 14. Costos asociados a la segunda etapa de producción de los pellets (maquila)p. 45
- Tabla 15. Costo de producción de los pellets para cada tipo de biomasa residualp. 46