Reducción de las emisiones de gases contaminantes en el proceso de carbonización de madera proveniente de 5 especies de reforestación de Costa Rica

Existe un marcado interés en buscar procesos para disminuir los gases efecto invernadero y la
reducción de los contaminantes dentro de las ciudades, así las industriales buscan producir
materias primas de una forma más sostenible, evidenciando de esta manera un aporte a los
objetivos de Estrategia Nacional de Bioeconomía Costa Rica 2020-2030, específicamente en
energía asequible y no contaminante (Obj 7), acción por el clima (Obj 13) y producción y consumo
responsable (Obj 12). En Costa Rica es frecuente que los procesos de carbonización se instalen
próximos a los poblados, no obstante, se le señalan problemas por presentar altas emisiones
(humo) durante casi todo el año debido a que la producción es anual. Aunque el carbón tiene una
connotación de uso energético en la actualidad es utilizado para muchos fines, tales como
remediación de suelos y adsorbente de contaminantes. Además de esto, el carbón se caracteriza
por producir carbón de madera proveniente de residuos de bosque natural, la cual es una fuente
cada vez más limitada. Por tales razones, el presente estudio tiene como objetivo disminuir las
emisiones de gases contaminantes del proceso de carbonización mediante el establecimiento de
las condiciones óptimas para la carbonización de 5 especies de plantaciones forestales (Gmelina
arborea, Tectona grandis, Hieronyma alchorneoides, Cupressus lusitanica y Dipteryx panamensis)
y el diseño de un reactor industrial de 2 m3 donde los gases pirolíticos provenientes de la
carbonización se aprovechen, en lugar de emitirlos directamente a la atmósfera, logrando así el
objetivo de disminuir la contaminación atmosférica asociada al proceso. En la primera etapa se
hará la evaluación de las condiciones experimentales óptimas de carbonización en la cual se
determinaráel rendimiento en producción de carbón y las características físico-químicas (densidad,
dureza, contenido de humedad, poder calorífico, cenizas y volátiles y componentes químicos
mediante un análisis elemental de contenido en carbono, nitrógeno, hidrógeno, azufre y oxígeno y
por análisis de FT-IT y termogravimetría) del carbón producido de las 5 maderas de especies de
rápido crecimiento utilizadas para reforestación en Costa Rica. En la segunda etapa, considerando
los resultados de la primera etapa (determinación de las condiciones de carbonización) se
construirá un reactor semiindustrial de carbonización de bajo costo, con una capacidad de 2 m3
,
donde los gases pirolíticos sean utilizados para impulsar el proceso de carbonización, minimizando
los gases emitidos al ambiente. Este reactor constará de 3 cámaras, que operarán en modo cíclico,
que le permita un funcionamiento energéticamente autónomo, continuo e indefinido al reactor,
optimizando la eficiencia energética, el rendimiento, emisiones, trabajo y tiempo. En esta etapa
nuevamente será evaluada la calidad del carbón producido considerando los parámetros que
fueron determinados en la primera etapa.

Disminuir las emisiones de gases contaminantes del proceso de carbonización por el establecimiento de las condiciones óptimas para
la carbonización de 5 especies de plantaciones forestales (Gmelina arborea, Tectona grandis, Hieronyma alchorneoides, Cupressus lusitanica y Dipteryx
panamensis) y el diseño de un reactor industrial de 2 m3 donde son reutilizados y condensados las emisiones provenientes de la carbonización

La propuesta se enmarca dentro de la línea de investigación 3 de la Escuela de Ingeniería Forestal: Tecnología de
productos forestales, biomasa y bioenergía y en la Escuela de Química en la línea de investigación 1. Soluciones
Químicas para el desarrollo y 2. Soluciones de ingeniería ambiental para el desarrollo.