Cuantificación y evaluación del potencial energético de residuos agrarios y agroindustriales no tradicionales

Abstract

El presente trabajo tiene como finalidad caracterizar el potencial energético de los residuos de biomasa provenientes del sector agroindustrial no tradicional. Para ello se analizan cuatro aspectos referidos a biomasas alternativas generadas principalmente en actividades agrícolas o agroindustriales del Uruguay: cuantificación, caracterización, cálculo del potencial energético y estudio económico preliminar. En primer lugar se realiza una identificación y cuantificación de biomasas residuales donde se destaca la gran producción de rastrojos cerealeros de soja, trigo, maíz, sorgo y cebada. En una escala sensiblemente inferior se determina la generación de residuos de la producción de vino y aceite de oliva, como los orujos y podas de ambos cultivos. Además son tenidas en cuenta otras biomasas alternativas como el switchgrass, caña Arundo Donax y las algas generadas en la Laguna del Diario de Maldonado. En una segunda etapa, se determinan las principales propiedades de cada biomasa como combustible. Esto se realiza en base a una serie de análisis de laboratorio donde se determina el poder calorífico, composición elemental y próxima, humedad, degradación térmica (tanto en atmósfera oxidante como inerte) y temperatura de fusión de cenizas. Como tercer etapa, basado en un estudio de la bibliografía, se realizan modelos de las principales tecnologías aplicables para la generación de energía eléctrica a partir de biomasa. Se analizan el ciclo Rankine convencional a vapor de agua, el ciclo Rankine orgánico (ORC), las turbinas de gas de combustión externa y los sistemas que acoplan gasificación con motores de combustión interna de ciclo Otto. En base a los resultados tanto de la cuantificación como de la caracterización de las biomasas, se realiza un cálculo del potencial energético de cada una de las biomasas residuales, para cada tecnología. Por último, con la finalidad de presentar un primer análisis de viabilidad, se realiza un estudio económico simple de la aplicación de las biomasas para la generación. En el mismo son considerados una serie de costos en la logística de la cosecha y tratamiento de la biomasa previo a su uso como combustible. Los resultados demuestran la existencia de un potencial energético actualmente desaprovechado, proporcionando un fundamento para futuros trabajos.