Los biocharpropiedades, producción y aplicaciones

Resumo

En este trabajo se aborda el estudio de los biocarbones o biochar para su aplicación en tareas de descontaminación o remediación de suelos. Para ello, se ha procedido a su caracterización química y física, estudiando algunas de las propiedades que definen a los biochar obtenidos a partir de pirólisis de zuro de maíz. Se han obtenido biochar con grados de carbonización variables, algunos próximos a la antracita en cuanto a relación H:C, con alto contenido en sales, como por ejemplo las sales de potasio observadas por microscopía electrónica. Igualmente, se ha estudiado la distribución de formas del fósforo, que podría volverlo útil de cara a los problemas asociados a su agotamiento, se ha documentado también el efecto tampón del biochar y se ha obtenido su CICe , su distribución de carga y el Punto Neto de Carga Cero que es útil para las tareas de remediación, en cuanto da información del signo y valor de la carga de la superficie del biochar, lo que permite predecir su comportamiento para adsorber aniones o cationes o compuestos aromáticos. Además, se ha encontrado una relación entre el grado de carbonización del material y su superficie específica, de forma que los materiales más carbonizados presentan más área superficial. Las formas de carbono que dominan en los materiales más carbonizados son las estructuras aromáticas, apareciendo relacionado el contenido en aromáticos del biochar con su contenido en carbono total. Igualmente se estudió la aplicabilidad de los biocarbones como agentes adsorbente de compuestos orgánicos. En particular, en este trabajo se ha estudiado la adsorción de benzotiazol mediante extracción con cloroformo y su determinación en UV. Los resultados de esta investigación señalan que para los biocarbones la adsorción está relacionada con el desarrollo de área superficial y altos grados de carbonización del material, obteniéndose la isoterma de Langmuir. Una vez caracterizado el material y estudiado su aplicación como agente adsorbente, se procedió a estudiar y diseñar sistemas de pirólisis para definir la posibilidad de producir biochar en un reactor a mayor escala. Para ello, se realizó una simulación en ASPEN PLUS que combinado con un análisis termogravimétrico, permitió definir parámetros del proceso de pirólisis que afectan al rendimiento e integración material y energética del proceso. Este análisis preliminar se tuvo en cuenta a la hora de diseñar una planta de pirólisis transportable, que, mediante un complejo y sofisticado proceso, permite integrar energéticamente el secado de la biomasa, la producción de biochar, el aprovechamiento energético de los gases de pirólisis y su reciclado, así como un posible uso de los bioaceites. Igualmente, se realizaron modificaciones mecánicas al diseño de un reactor de pirólisis que opera regularmente en Touro