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RESUMEN: La cosecha y producción de arroz genera biomasa residual que actualmente no posee una ruta de disposición ambientalmente sostenible, sin embargo podrían ser una fuente importante de carbono para procesos energéticos. En el presente trabajo se realiza una caracterización bioquímica de residuos arroceros: paja de arroz, cáscara de arroz y residuo del proceso de secado, provenientes de la región central de Cuba con el objetivo de evaluar su potencial energético mediante la ruta de bio-conversión a biogás. Adicionalmente se estimaron las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) que provoca el uso actual de estos residuos así como el potencial de mitigación de estas emisiones por concepto de generación de electricidad a partir de una fuente renovable de energía. El estudio demostró que los residuos arroceros, con excepción de la cáscara de arroz que mostró muy bajo rendimiento, poseen una composición química adecuada para la producción de biogás, con limitaciones solamente en la relación C/N. El mayor potencial de biogás de 0,52 m3kgSV-1 correspondió a la paja de arroz como mono-sustrato durante un tiempo de digestión de 36 días, con 55% vol de metano bajo condiciones termofílicas. El análisis del uso energético de estos residuos vía biogás demostró que por este concepto se podrían generar con un índice de 0,73 MWht-1 de residuo y hasta un 1,5% del consumo de electricidad de país, a la vez que se contribuiría a disminuir en un 0,5% las emisiones netas del país y hasta un 7,2% las del sector energético.
Palabras clave: biogás, paja de arroz, cáscara de arroz, residuo de secado, metano, emisiones de GEI
Originalidad del trabajo:
El estudio se enmarca en una investigación básica que tiene como objetivo evaluar el potencial energético mediante la ruta de bio-conversión a biogás de residuos arroceros cubanos, el cual se realiza por vez primera, partiendo de que los mismos tienen actualmente una disposición final poco amigable con el medio ambiente y sin embargo, constituyen una fuente de carbono aprovechable. En el trabajo se incluye una aproximación a la cinética del proceso, que permitió determinar parámetros cinéticos de gran aplicación en el diseño y operación de biodigestores. Por último, se estimaron las emisiones de gases de efecto invernadero que provoca el uso actual de estos residuos, así como el potencial de mitigación de estas emisiones de gases de efecto invernadero, por concepto de generación de electricidad a partir de fuente renovable de energía, así como el aporte económico que significa para el país la sustitución y no importación de combustible fósil, demostrándose la importancia y aplicabilidad de los resultados .
Razones o motivaciones:
El trabajo aporta por primera vez un estudio de los residuos arroceros cubanos para la producción de biogás, que en el caso de los residuos de secaderos no se encontraron reportes de ningún país sobre este residuo; a la vez que se reporta por primera vez un análisis de la contribución energética y mitigación de las emisiones netas de gases de efecto invernadero que podría alcanzarse con el uso energético del biogás producido a partir del tratamiento de estos residuos. Estas novedades constituyen valiosos aportes científicos para los ingenieros del área de producción de energía y de la producción de arroz.
Objetivos logrados:
Los resultados demostraron las potencialidades de estos residuos para la producción de biogás, por lo que se continuó en el estudio de tecnologías de digestión en régimen semi-continuo a escala de laboratorio que permitan evaluar el desempeño así como determinar los parámetros de operación para el proceso a escala industrial.
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