Tusa de palma: 'chispa' para energías limpias

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Colombia es el cuarto productor mundial de aceite de palma, pero solo el 10 % de lo que representa el árbol de palma se aprovecha en la producción.
 

Por cada kilogramo de raquis o tusa sobrante de la cosecha de palma de aceite se producen 0,83 kilovatios hora (kWh) de energía eléctrica, después de realizar un proceso de gasificación para producir gas de síntesis, compuesto por hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano.

Así lo señala Juan Camilo Solarte, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional (U.N.) Sede Manizales, quien agrega que el proceso diseñado por él permite generar energía eléctrica con la ayuda de un motor de combustión interna (a gas).

Colombia es el cuarto productor mundial de aceite de palma, pero solo el 10 % de lo que representa el árbol de palma se aprovecha en la producción. Sin embargo, a partir de este y por medio de una gran variedad de procesos industriales es posible obtener gran cantidad de productos como oleína y estearina de palma, aceite para freír y margarinas, entre otros”.

El investigador del Instituto de Biotecnología y Agroindustria de la U.N. Sede Manizales menciona que en Colombia no se aprovechan los residuos que quedan, como por ejemplo hojas, tronco, semillas y racimos de fruto vacío. Por lo regular se desechan en rellenos, se queman o se dejan en el cultivo.

A raíz de esta problemática, el grupo de investigación en Procesos Químicos, Catalíticos y Biotecnológicos de la U.N. Sede Manizales quiso dar por primera vez en esta región un uso potencial al raquis (vena central de la hoja de la palma), con el propósito de que se pueda implementar en las zonas no interconectadas del país (ZNI), que representan el 53 % de la población nacional.

Destaca que “en las ZNI, por un kilovatio hora se cobran entre 600 y 800 pesos, mientras que en otras zonas del país que poseen un servicio ininterrumpido el costo del kWh vale cerca de 350 pesos. De ahí la importancia de implementar este proyecto con el fin de aprovechar un residuo renovable y dar lugar a la generación de energía de manera sostenible”.

Producción 

El estudiante del Doctorado en Ingeniería Química señala que para el proceso de producción de energía eléctrica viajó hasta Puerto Salgar (Cundinamarca) para traer cerca de 80 kg de raquis de palma de aceite, ya que esta zona del país tiene gran abundancia de este material.

En el Instituto de Biotecnología y Agroindustria realizó la caracterización o análisis fisicoquímico del raquis de palma de aceite y encontró contenido de celulosa, hemicelulosa y lignina del 42, 23 y 18 % respectivamente, lo que permite identificar potenciales usos de esta materia prima. Además, antes de los ensayos de gasificación se evaluó el poder calorífico del raquis, con el fin de identificar su potencial energético.

El investigador precisa que el poder calorífico superior encontrado para el raquis de palma de aceite es de 18,56 megajoules/kilogramo (MJ/kg), el cual es comparable con otro tipo de materiales empleados en diferentes investigaciones relacionadas con este proceso.

Una vez identificada la materia prima en términos de composiciones, a la tusa se le removieron todas las hojas de forma manual y en algunos casos con machete, para que el material quedara listo para su procesamiento.

Después la materia prima se parte en trozos de entre 1,5 y 2 pulgadas que se introducen en un gasificador de lecho fijo de flujo descendente, el cual emplea aire atmosférico como agente gasificante.

“El equipo tiene una capacidad mínima de 32 kg para poder operar. A través de un tornillo sin fin se transporta la materia prima para iniciar con los procesos de pirolisis (degradación de compuestos en ambientes libres de oxígeno), combustión y reducción que forman parte del proceso global, los cuales permiten generar el gas de síntesis para su transformación en energía eléctrica por medio de un motor de combustión interna y un generador”, detalla.

Agrega que durante el proceso, en el que se alcanzan temperaturas de entre 800 y 1.000 oC, se tuvo una composición estable de gas de síntesis entre los primeros minutos de operación del proceso.

En seguida el equipo con la carga mínima puede ser operado por alrededor de una hora. Por otro lado, durante la combustión del gas de síntesis en el motor de combustión interna no se generan grandes emisiones de dióxido de carbono debido a que el principal compuesto combustible que conforma el gas de síntesis es el hidrógeno. 

Valor agregado

Después de realizar este proceso también se generó un valor agregado que es un carbón vegetal que se puede utilizar en cultivos, para abono en suelos y además puede ayudar a formar catalizadores.

El magíster Solarte destaca que después realizar estos análisis también se generaron cenizas del raquis que se pueden utilizar como aditivos del concreto para emplearse en la construcción, por su alto contenido de óxido de silicio.