Caracterización de propiedades físicas y mecánicas de briquetas de biomasa de aserrín de pino y cascarilla de arroz

Abstract

La presente investigación sobre el comportamiento de las briquetas de biomasa fabricadas a partir de una mezcla de cascarilla de arroz y aserrín de pino permitió evidenciar que las variables respuesta del proceso de densificación (índice de durabilidad, resistencia a la compresión, densidad aparente, módulo elástico) se ven influenciadas en distintos grados respecto a las variables independientes seleccionadas (temperatura del proceso, proporción de mezcla de biomasa, tiempo de compactación). El diseño experimental consistió en un modelo factorial mixto de tres factores: temperatura (90 °C y 110 °C), tiempo de compactación (20 s, 40 s y 60 s) y proporción de biomasa (25 %, 50 % y 75 %), obteniendo en total 18 tratamientos. Debido a que se realizaron algunos ensayos destructivos de las briquetas, el número de repeticiones es diferente de acuerdo al tipo de ensayo aplicado. Las variables de mayor importancia fueron la temperatura del proceso y la proporción de cascarilla de arroz en la mezcla de biomasa, teniendo las mejores propiedades de resistencia mecánica con los niveles de temperatura alto (110 °C) y menor proporción de cascarilla en la mezcla (25 %) que favorecen los procesos de densificación y aglomeración de partículas. Los modelos de impacto y compresión, permitieron simular el comportamiento mecánico de las briquetas a partir de los resultados experimentales.

The present research based in the behavior of biomass briquettes from a mixture of rice husk and pine sawdust allowed to demonstrate that the response properties of the densification process (durability index, compressive strength, apparent density, elastic modulus), they are influenced in many degrees according with the selected independent variables (temperature, biomass mixing ratio, compaction time). The experimental design consisted of a mixed factorial model of three factors: temperature (90 °C and 110 °C), compaction time (20 s, 40 s and 60 s) and biomass ratio (25 %, 50 % and 75 %), obtaining in total 18 treatments. Due some destructive briquette tests were performed, the number of repetitions is different according to the type of test applied. The most important variables were the process temperature and the biomass mixing ratio, having the best mechanical resistance properties with high temperature levels (110 °C) and lower proportion of rice husk in the biomass mix (25 %). The impact and compression models allowed to simulate the mechanical behavior of the briquettes from the experimental results.