La fabricación de biocarbón a partir de biomasa es un proceso fascinante que implica una pirólisis lenta.
Se trata de un proceso de conversión termoquímica que tiene lugar en ausencia de oxígeno.
Desglosemos el proceso en sencillos pasos:
1. 1. Preparación de la biomasa
En primer lugar, hay que preparar la biomasa, como madera de pino, paja de trigo, residuos verdes o algas secas.
Esto implica secarla y dividirla en trozos más pequeños.
Este paso garantiza que la biomasa sea uniforme y pueda procesarse eficazmente.
2. Proceso de pirólisis
Calentamiento
El reactor de biocarbón se precalienta durante 30-60 minutos.
Esta fase inicial de calentamiento es crucial para preparar el terreno para la pirólisis.
Alimentación
La biomasa preparada se introduce de forma continua en el reactor.
El proceso de alimentación se controla para mantener un flujo constante de material.
Tratamiento térmico
La biomasa se somete a descomposición pirolítica a temperaturas que oscilan entre 270°C y 400°C.
Este proceso suele durar varias horas.
Durante esta fase, la biomasa se transforma en biocarbón, biogás y otros subproductos.
Recogida de gas y subproductos
A medida que la biomasa se descompone, se produce y se recoge biogás.
Este gas se procesa a través de un ciclón eliminador de polvo y un colector de polvo pulverizado para eliminar las impurezas.
El gas se enfría aún más en un sistema condensador para extraer el alquitrán y el vinagre de madera.
El gas combustible restante se recicla y se utiliza como combustible para calentar el reactor, lo que hace que el proceso sea energéticamente eficiente.
3. Caracterización del biocarbón
Tras la pirólisis, el biocarbón producido se caracteriza mediante diversas técnicas analíticas:
Análisis proximal
Este análisis determina el contenido de carbono fijo, que es un indicador clave de la calidad y las propiedades del biocarbón.
El contenido de carbono fijo depende de la intensidad del tratamiento térmico.
Análisis elemental
Incluye el análisis CHN (carbono, hidrógeno, nitrógeno) para determinar la composición elemental del biocarbón.
Medición del pH
Se mide el pH del biocarbón en solución, lo que puede afectar a su aplicación en el suelo.
Calorimetría de bomba
Se utiliza para medir el mayor poder calorífico del biocarbón, lo que indica su contenido energético.
Adsorción de N2
Esta técnica se utiliza para medir el área superficial BET, que es importante para la capacidad de adsorción del biocarbón.
Ensayos de degradación biológica
Estas pruebas evalúan el impacto del biocarbón en el suelo, incluyendo la demanda de oxígeno y las tasas de mineralización del carbono.
4. Aplicación e impacto medioambiental
El biocarbón producido puede utilizarse como enmienda del suelo, mejorando su fertilidad y estructura.
También puede secuestrar carbono, contribuyendo a los esfuerzos de secuestro de carbono.
La adición inicial de biocarbón al suelo puede reducir ligeramente la tasa de mineralización del carbono a medida que la comunidad microbiana del suelo se adapta a las nuevas condiciones.
Sin embargo, el biocarbón con mayor contenido en carbono fijo, producido mediante un tratamiento térmico más severo, muestra un efecto más pronunciado debido a su menor contenido en compuestos volátiles fácilmente biodegradables.
En resumen, la fabricación de biocarbón a partir de biomasa implica un proceso de pirólisis controlada que convierte la biomasa en un material estable, rico en carbono, adecuado para diversas aplicaciones medioambientales.
El proceso depende en gran medida del tipo de biomasa y de las condiciones específicas de la pirólisis, como la temperatura y el tiempo de residencia.
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