Descomposición térmica a baja temperatura de residuos orgánicos urbanos - caracterización y modelado matemático del proceso

Abstract

Debido a la creciente generación de residuos orgánicos urbanos a nivel mundial, de los cuales gran parte son los residuos de alimentos, se buscan alternativas ecológicas que permitan su aprovechamiento. Uno de los métodos comúnmente usados para el aprovechamiento de residuos orgánicos como biomasas es la descomposición térmica, la cual se conoce como torrefacción cuando es aplicada a baja temperatura y que tiene como propósito aumentar la densidad energética de la muestra y también permite disminuir su higroscopia. En este proyecto se caracterizaron los residuos, determinando la humedad, el contenido de materia volátil, la cantidad de cenizas y de carbono fijo, así como también un análisis elemental en ellos, a su vez se determinó la temperatura y el tiempo de residencia más óptimo para la torrefacción, en el rango de 150°C a 300°C y de 10 a 60 minutos respectivamente. Así mismo, se realizó un modelamiento matemático del proceso para entender el comportamiento de los residuos. La caracterización de los residuos permitió obtener la cantidad de humedad presente en la muestra, siendo 74.2 %, de volátiles 80.77%, de cenizas 2.27% y carbono fijo 16.94%, en base seca. También, a partir del análisis elemental se determinó una composición de 47.6% de carbono, 5.9% de hidrógeno y 43.6% de oxígeno. Para la torrefacción el mejor proceso fue de 300°C a 30 minutos. A partir de lo obtenido se concluye que las características de los residuos son similares a las de otras biomasas y que torrefacción en residuos de alimentos es energéticamente eficiente, y el modelo matemático determinó la energía de activación, el factor pre exponencial y el n de cada una de las reacciones.