Parámetros Energéticos de Residuos de 10 Especies Forestales de Rápido Crecimiento

Abstract

Aunque, los residuos de plantaciones forestales de rápido crecimiento en los trópicos recientemente han tomado importancia para su aprovechamiento en energía, aún no se cuenta con la información suficiente sobre sus características de combustión y degradación térmica y en lo relacionado al flujo del agua durante el secado. De forma tal, que el presente estudio tuvo como objetivos determinar el poder calórico (PC) e índice de combustibilidad (FVI) y la relación de estos con la humedad, composición química y fracción de carbono. Determinar el comportamiento térmico por análisis termogravimétrico (TGA) y las etapas que intervienen en los procesos de quemado, bajo distintos contenidos de humedad (CH). Determinar el flujo de agua mediante el coeficiente de difusión (D) de astillas de madera de distintas dimensiones, y conocer el efecto del peso específico básico (PE) y del CH sobre D, para las 10 especies más utilizadas en plantaciones forestales en Costa Rica. Los resultados mostraron que el PC máximo varió de 16500 a 20594 kJ/kg para la albura y de 16258 a 20119 kJ/kg para el duramen. No se presentó una consistencia con respecto a cual tipo de madera (albura o duramen) presenta el mayor o menor valor de PC. En el caso del FVI, se presentaron grandes variaciones entre las especies. Se encontró que el contenido de carbono, nitrógeno y lignina, la cantidad de cenizas y los extraíbles en diclorometano afectaron el PC en la madera de duramen. En tanto que en la madera de albura, la cantidad de extraíbles en etanol-tolueno y la cantidad de cenizas afectaron el PC. El FVI fue afectado por la cantidad de carbono, los extraíbles en NaOH y diclorometano. En el análisis del TGA los resultados indican que especies como B. quinata, V. guatemalensis y G. arborea son especies de mayor estabilidad térmica y con etapas de combustión poco definidas, lo que las hace menos aptas para un proceso de combustión. Por el contrario, las especies T. grandis, S. macrophylla y C. lusitanica poseen una estabilidad térmica menor, pero un proceso de combustión con etapas bastante definidas, lo cual hace que estas especies sean más aptas en procesos de combustión. En tanto que el resto de las especies A. mangium, T. amazonia, A. acuminata y T. oblonga son especies con propiedades de combustión aceptables que ofrecen los diferentes parámetros de combustión fácilmente identificables y estabilidad térmica moderada. En la determinación de los D, los resultados obtenidos señalan que el tiempo de secado de las astillas está relacionado con el tipo de madera (albura o duramen) y con el CH que presenten las especies, y con los largos de las astillas. Así mismo se observó, que el D de las especies está relacionado en forma positiva con el CH y en forma negativa con el PE. Además, el largo de las astillas también presentó una influencia en D.