Evaluación de Arundo Donax L. como biocombustible para la producción de energía térmica

Abstract

Se estudió el comportamiento de Arundo donax L., cultivo perenne conocido como caña de Castilla, que puede crecer en una amplia variedad de suelos, como potencial biocombustible para uso directo como fuente de energía térmica. Se determinó contenido de humedad, cenizas, sólidos volátiles, composición química y elemental y poder calorífico utilizando técnicas estándares sobre muestras de fardos de biomasa. Se evaluó el comportamiento térmico a partir de la combustión directa en equipo convencional de uso doméstico. Se analizó la eficiencia del proceso a partir de la prueba de ebullición del agua y se midieron las emisiones gaseosas en forma comparativa con otras biomasas convencionales. Los resultados del estudio indicaron que Arundo donax L. presenta un poder calorífico superior de 19,1 MJ/kg y una composición elemental con más de 45% de carbono. El test de ebullición de agua mostró para esta biomasa el menor tiempo (28 min) y consumo de combustible (1119 g/L) y la mayor velocidad de combustión (90,2 g/min) respecto a otras biomasas convencionales, mientras que el perfil de gases de combustión reveló emisiones de CO2 similares a pellets y leña (2,2%), porcentaje de CO inferior a marlos, aunque algo inestable en el tiempo y baja emisión de NOx (22,5 ppm).

The behavior of Arundo donax L., a perennial crop known as Caña de Castilla, which can grow in a wide variety of soils, was studied as a potential biofuel for direct use as a source of thermal energy. Moisture content, ash, volatile solids, chemical and elemental composition and calorific value were determined using standard techniques on samples of biomass bales. The thermal behavior was evaluated from direct combustion in conventional equipment for domestic use. The efficiency of the process was evaluated from the Water Boiling Test and the gaseous emissions from combustion were measured in comparison with other conventional biomass. The results of the study indicated that Arundo donax L. has a higher calorific value of 19.1 MJ/kg and an elemental composition with more than 45% carbon. The Water Boiling Test showed the shortest time (28 min) and fuel consumption (1119 g / L) and the highest combustion rate (90.2 g/min) compared to other conventional biomass, while the combustion gas profile showed CO2 emissions similar to pellets and firewood (2.2%), lower percentage of CO than marlos, although somewhat unstable over time, and low NOx emissions (22.5 ppm).