LA GUADUA Y EL COCO SON FUENTES DE GAS

Por Agencia de Noticias UN

Con el uso de un material como la guadua –un cultivo que ha crecido de manera natural en un 85 % en el país– y del cuesco, o residuo de coco, Óscar Daniel Sánchez, candidato a magíster en Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), obtuvo un gas compuesto de gases combustibles (monóxido de carbono, hidrógeno y metano, entre otros), los cuales se pueden utilizar como fuente de energía alternativa.

El trabajo, que contó con la dirección del profesor Fabio Sierra, formó parte de los proyectos sobre energías renovables y alternativas del Grupo de Mecanismos de Desarrollo Limpio y Gestión Energética de la U.N.

La guadua ha crecido de manera natural en un 85 % en el país. Foto Nicolás Bojacá. Unimedios.

El proyecto incluyó un proceso experimental de gasificación y la posterior formulación de un modelo termodinámico que permite abstraer las entradas y salidas de energía del procedimiento para generar predicciones en casos futuros.

El proceso de obtención del gas a partir del coco y de la guadua se llevó a cabo en un gasificador diseñado, construido y puesto en funcionamiento por el grupo de investigación, que para este experimento fue adaptado, en particular, por el investigador Sánchez.

“Se introduce al reactor una cantidad predeterminada de biomasa y se calienta hasta temperaturas de 1.200 °C en zona de combustión y hasta 800 °C en la de gasificación”, explica el investigador; el procedimiento se lleva a cabo en una atmósfera con oxígeno disminuido para lograr la gasificación, en lugar de una combustión. “Se introdujo aire, pero no la cantidad suficiente para producir una combustión completa, sino para que se formaran gases combustibles, principalmente monóxido de carbono”, aclara.

Bajo esta atmósfera de reacción sucede un proceso termoquímico en el que se degrada la biomasa, que está formada por carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Estos compuestos reaccionan con la atmósfera del gasificador y generan combustibles como monóxido de carbono, hidrógeno y metano.

El investigador Óscar Daniel Sánchez. Foto Unimedios.

Los gases resultantes del proceso deben ser filtrados antes de utilizarlos, debido a que cuando salen del gasificador, a alta temperatura, se encuentran mezclados con gases condensables que a temperatura ambiente se transforman en líquidos y resultan dañinos para los sistemas de turbinas y motores.

Modelo matemático

Con la intención de predecir el comportamiento del fenómeno físico del proceso de gasificación de la guadua y del cuesco de coco, el investigador estudió cuatro tipos de modelos matemáticos: equilibrio termodinámico, redes neuronales, dinámica de fluidos computacional y cinética de reacciones.

Con dichos modelos se quiere predecir la pérdida de masa de la materia prima en la zona de gasificación y la generación de gases a la salida. El estudiante de maestría se enfocó en el modelo de cinética de reacción, que a través de ecuaciones evalúa cómo cambian las reacciones químicas bajo diferentes variables y la rapidez con que lo hacen, por ejemplo qué tan rápido se activa el material carbonizado con el dióxido de carbono para formar monóxido.

Esto permite hacer predicciones en procedimientos futuros sin necesidad de repetir la experimentación.



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