Facultad Regional San Francisco
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Item Trends in the use of biomass for energy generation for a province in the Central Region of Argentina(Universidad Nacional de Colombia (Sede Medellín). Facultad de Minas, Colombia, 2024-12-10) Quicchi, Agostina Lucía; Bernard, Mariana del Valle; Ferreyra, Diego M.; Schweickardt, Gustavo AlejandroIn this work, analyses are performed on international reports applicable to Argentina regarding the use of biomass for energy generation. More specific trends in the national context are also analyzed, and then a more detailed study is performed for Córdoba, one of the three provinces in the so-called Central Region. Córdoba was chosen not only due to its large availability of biomass and wide range of agricultural production, but also because of its favorable regulation promoting energy generation with regional biomass. It becomes clear that projects using dry biomass are very limited in number and scale in this province. Considering previous studies, including articles by the authors on energy applications of regional biomass such as sorghum, esparto grass or corn, it can be hinted that the use of dry biomass resources for energy generation is well below the capacity in the chosen province.Item Comparación del consumo de una estufa alimentada con diferentes tipos de biomasa para calefaccionar una vivienda única familiar tomada como referencia(Facultad Regional La Plata, Universidad Tecnológica Nacional, Argentina., 2024-12) Quicchi, Agostina Lucía; Cézar, Santiago Valentín; Szwarc, Gerardo D.; Ferreyra, Diego M.; Bernard, Mariana del Valle; Pipino, Hugo"Durante los últimos años, se están realizando distintas acciones para contribuir hacia una transición energética sustentable y sostenible en el tiempo. En este contexto, la biomasa es el recurso más accesible para su aprovechamiento de manera directa, y es una de las fuentes renovables más confiable ya que se puede almacenar, lo que favorece su conversión en energía térmica y eléctrica. En el caso de la calefacción residencial, la biomasa sólida utilizada actualmente en el mundo suele estar en la forma tradicional de leña o carbón vegetal, y queda aún mucho margen para implementar soluciones más modernas. En Argentina, el panorama es similar, ya que, si bien existen distintos tipos de biomasa lignocelulósica que puede destinarse para generar energía; como, residuos agrícolas, especies de crecimiento natural y cultivos energéticos, estos recursos están subaprovechados para la generación de energía. El enfoque de este trabajo está puesto sobre la generación de energía térmica a partir de biomasa, con el objetivo principal de estimar el consumo para calefacción residencial. Para este análisis, se adopta un prototipo de vivienda como modelo para realizar los cálculos, y se propone el uso de pélets de diferente composición y poder calorífico según la región analizada."Item Potencial del rastrojo de maíz para la obtención de pélets en comparación con un cultivo energético(INTA (Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria), 2024) Quicchi, Agostina Lucía; Balangione, Agustina; Gallará, Rocío de Lourdes; Ortmann, Valeria Isabel; Bernard, Mariana del Valle; Ferreyra, Diego M.Análisis comparativo exploratorio de las posibilidades del rastrojo de maíz frente a un cultivo energético para la obtención de pélets destinados a la generación de energía.Item Análisis de biomasa lignocelulósica regional de origen herbáceo para la generación de energía(Universidad Tecnológica Nacional, 2024-03-19) Quicchi, Agostina Lucía; Balangione, Agustina; Belmonte, Luciana Micaela; Gallará, Rocío de Lourdes; Mariotta, Ariana; Ortmann, Valeria Isabel; Ferreyra, Diego M.; Bernard, Mariana del ValleLa matriz energética argentina depende principalmente de hidrocarburos; sin embargo, debido al gradual agotamiento de estos combustibles y a su impacto ambiental negativo, resulta evidente la necesidad de una transición energética para descarbonizar la matriz actual incorporando energías renovables. En este contexto, la biomasa ofrece diferentes recursos en cada región del planeta, ya sea en la forma de biomasa natural o residual, o de cultivos energéticos, por lo que representa una alternativa prometedora para la generación de energía. Esta versatilidad permite que puedan utilizarse distintos procesos, ya sea termoquímicos, químicos o bioquímicos según el tipo de biomasa y su contenido de humedad, para la obtención de energía. En este proyecto, se analiza con esta finalidad el potencial de tres tipos de biomasa lignocelulósica de origen herbáceo. En la región centro y este de la provincia de Córdoba, la producción agrícola es una actividad muy importante. El maíz es el segundo cultivo con mayor superficie sembrada, con un promedio de 8 t/ha de rastrojo, de las cuales un 40 % se utiliza en el proceso de siembra directa para realizar una enmienda orgánica del suelo. El 60 % remanente representa una gran cantidad de biomasa residual que podría utilizarse para generar energía. En la misma región, coexisten zonas de menor productividad donde crecen pasturas naturales en condiciones adversas. El espartillo o Spartina argentinensis es una de estas pasturas, que es poco adecuada para la alimentación animal y representa focos de incendios; no obstante, es energéticamente interesante. Por otro lado, son frecuentes algunos cultivos energéticos como el sorgo azucarado o Sorghum Saccharatum, variedad M81, que no compite por tierra con cultivos alimenticios, se adapta a diferentes condiciones edafoclimáticas y tiene un alto contenido de lignina, lo cual se asocia con un buen poder calorífico. En este trabajo, se estudió el proceso de acondicionamiento de rastrojo de maíz, espartillo y sorgo lignocelulósico para la obtención de pélets híbridos. Además, se obtuvo un gas de síntesis (syngas) a partir de sorgo en un proceso autotérmico a escala banco. Se caracterizaron y cuantificaron los productos obtenidos y se obtuvieron resultados favorables. Es importante destacar que el acondicionamiento previo de la biomasa resulta fundamental tanto para la obtención de pélets como de syngas. Actualmente, continúa en desarrollo la cuantificación energética implicada en el proceso de acondicionamiento y densificación de los tres tipos de biomasa descriptos.Item Cuantificación preliminar del consumo de energía en el proceso de obtención de pélets de rastrojo de sorgo(AJEA- Actas de Jornadas y Eventos Académicos de UTN, 2023-12) Ortmann, Valeria Isabel; Balangione, Agustina; Gallará, Rocío de Lourdes; Quicchi, Agostina Lucía; Ferreyra, Diego M.; Bernard, Mariana del ValleEl sorgo azucarado (Sorghum Saccharatum, V. M81), se suele sembrar como cortina rompevientos, se adapta a diversas condiciones climáticas y del suelo. Esta especie no se utiliza para fines alimenticios, pero resulta energéticamente interesante. De las 943.151 ha de sorgo sembradas en Argentina en 2021-2022, el 17,60% correspondieron a Córdoba. En este trabajo se estudió la caracterización, acondicionamiento y peletizado del rastrojo de sorgo, (Sorghum Saccharatum, V. M81), para la obtención de pélets destinados a generación de energía. Se realizaron determinaciones de humedad, cenizas, materia volátil y materia orgánica. El peletizado se realizó mediante dos procesos, uno a escala laboratorio y otro a escala piloto para cuantificar la energía consumida en ambos. Los resultados sugieren que, al pasar de escala laboratorio a piloto, el consumo energético del proceso se reduce a la cuarta parte, y es posible reducirlo aún más realimentando el proceso con los propios pélets producidos.Item Análisis comparativo de cultivos lignocelulósicos con alto potencial energético: Arundo Donax L. y Sorghum Saccharatum(AJEA- Actas de Jornadas y Eventos Académicos de UTN, 2023-12) Belmonte, Luciana Micaela; Mariotta, Ariana; Binotto, Noelia Celeste; Quicchi, Agostina Lucía; Bernard, Mariana del ValleEn la actualidad existen diferentes propuestas que alientan la utilización de los recursos renovables para reemplazar combustibles fósiles frente al contexto del calentamiento global, permitiendo la generación de bioenergías; entre ellas, la biomasa. En esta categoría, los cultivos energéticos adquieren significativa importancia. La intención de este trabajo es comparar las potencialidades de los cultivos energéticos Caña de castilla (Arundo donax L.) y Sorgo lignocelulósico (Sorghum saccharatum, VM81). A este fin, se caracterizaron los cultivos mediante diferentes ensayos fisicoquímicos, determinando su capacidad calorífica en contexto con sus potencialidades de implantación. Los cultivos de Arundo Donax L, y Sorghum saccharatum no persiguen fines alimenticios, transformándose así en grandes oportunidades para la producción de biocombustibles ya que no generan efectos negativos en el uso de suelos, mientras que exigen menos proporción de agua y fertilizantes en comparación con otros cultivos.Item Optimización preliminar del peletizado de sorgo lignocelulósico para generación de gas de síntesis(AJEA- Actas de Jornadas y Eventos Académicos de UTN, 2021-12-31) Bernard, Mariana del Valle; Goirán, Andrés Roque; Quicchi, Agostina Lucía; Ferreyra, Diego M.La generación de energía en Argentina está sustentada principalmente por combustibles fósiles. Sin embargo, se vienen realizando diversas acciones para generar una transición hacia una generación más cercana al punto de consumo, sostenible y amigable con el entorno. En este aspecto, distintos programas de financiamiento nacionales e internacionales fomentaron la instalación de pequeñas plantas de generación de energía térmica con biomasa, con potencial para generación eléctrica en la modalidad distribuida. El crecimiento de esta tecnología depende en gran medida de la capacidad de generar combustibles con buena capacidad térmica, así como de la disponibilidad y aprovechamiento del recurso en virtud de reducir residuos de producción o reutilizar cultivos marginales. En la región central de Córdoba, Argentina, existen zonas con baja producción agrícola, que resultan aptas para el desarrollo de sorgo lignocelulósico. La posibilidad de almacenar y disponer del sorgo como combustible requiere de un proceso de acondicionamiento que involucra picado, secado y peletizado. El objetivo de este trabajo fue optimizar el proceso de acondicionamiento de sorgo lignocelulósico, así como evaluar la reducción de energía en el proceso de secado flash en una instalación piloto. Se procesaron muestras de sorgo lignocelulósico con un poder calorífico superior de 17,67 MJ/kg y mezclas de sorgo/rastrojo de soja/rastrojo de maíz (20/40/40). El proceso de extrusión requirió la modificación de la extrusora mecanizando sus componentes a fin de ajustar los huelgos al material procesado. Las muestras de sorgo presentaron dificultades para el acondicionamiento, empastando tanto la extrusora como la peletizadora, mientras que las muestras híbridas fluyeron mejor y se obtuvieron pelets con buenas características mecánicas. La reducción total de humedad de los pelets híbridos en el proceso completo fue de 34,85 %, resultando un material apto para el almacenamiento y gasificación. Sin embargo, la mezcla que resultó mecánicamente viable es inadecuada para los objetivos generales del proyecto debido al uso de rastrojos destinados a la protección del suelo. En futuros ensayos se determinará el poder calorífico del pelet híbrido y se continuarán los ensayos con diversas secuencias de mezclado hasta alcanzar la máxima reducción en la proporción de rastrojo e incrementar el potencial de generación de energía del pelet destinado a gasificación.Item Gasificación autotérmica a escala banco a partir de biomasa residual poveniente de rastrojo de sorgo(Red Iberoamericana de Tecnologías de Biomasa y Bioenergía Rural (ReBiBir) y Programa Iberoamericano Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED), 2023-08-17) García, Lina; Quicchi, Agostina Lucía; Arroyo Córdoba, Misael; Taverna, María E.; Busto, Mariana; Bernard, Mariana del Valle; Badano, Juan ManuelEn este trabajo se estudió la caracterización, acondicionamiento y gasificación del rastrojo de sorgo para la obtención de gas de síntesis (syngas) mediante el uso de un reactor de lecho fluidizado burbujeante a escala banco y autotérmico. En este equipo se gasificó rastrojo de sorgo azucarado (Sorghum Saccharatum, var. M81) cuyo acondicionamiento, involucró diferentes etapas previas al proceso de gasificación como picado, secado y tamizado. Se realizaron determinaciones proximales, análisis elemental (CHON), espectroscopia infrarroja (IR) y termogravimetría (TGA) de la materia prima. La gasificación se desarrolló en un sistema continuo con flujo másico de alimentación de 0,840 kg/h, 400 g de catalizador o sólido inerte, relación equivalente (ER: O2 alimentado/O2 estequiométrico) de 0,45 y temperatura de 600 °C. El syngas obtenido fue caracterizado para determinar: contenido de alquitrán, relación H2:CO y poder calorífico inferior (LHV). Para esto, se sometieron muestras a SPA (Adsorción en Fase Sólida) y SPE (Extracción en Fase Sólida), luego se analizaron mediante cromatografía de gases (GC). En la gasificación se obtuvieron contenidos de alquitrán de 26 y 15 g/Nm3 con arena y dolomita, respectivamente; demostrando que el uso de catalizador reduce en un 40 % el contenido de alquitrán. Adicionalmente para ambas gasificaciones la relación H2:CO y el LHV muestran valores similares de ~0,6 y 5,5 kJ/L, respectivamente. Los resultados indican que la gasificación continua, autotérmica y a escala banco de rastrojo de sorgo es una vía prometedora para la generación de bioenergía siendo atractivo desde el punto de vista ambiental y económico.Item Optimización preliminar del peletizado de sorgo lignocelulósico para generación de gas de síntesis.(2022-04-28) Bernard, Mariana del Valle; Goirán, Andrés Roque; Quicchi, Agostina Lucía; Ferreyra, Diego M.La generación de energía en Argentina está sustentada principalmente por combustibles fósiles. Se vienen realizando diversas acciones para generar una transición hacia una generación distribuida, sostenible y amigable con el entorno. Distintos programas de financiamiento fomentan la instalación de pequeñas plantas de generación de energía térmica con biomasa. El crecimiento de esta tecnología depende en gran medida de la capacidad de generar combustibles con buena capacidad térmica, así como de la disponibilidad y aprovechamiento de los recursos. En Argentina, existen zonas de baja producción agrícola, que resultan aptas para el desarrollo de sorgo lignocelulósico. La posibilidad de almacenar y disponer del sorgo como combustible, requiere de un proceso de acondicionamiento que involucra picado, secado y peletizado. El objetivo de este trabajo fue optimizar el proceso de acondicionamiento, así como evaluar la reducción de energía en el proceso de secado en una instalación piloto. El proceso de extrusión requirió la modificación mecánica de la extrusora a fin de ajustar los huelgos al material procesado. Las muestras de sorgo presentaron dificultades para el acondicionamiento, empastando tanto la extrusora como la peletizadora, mientras que las muestras híbridas fluyeron mejor y se obtuvieron pélets con buenas características mecánicas, aptos para el almacenamiento y gasificación.