Evaluación del potencial energético de biomasa agroindustrial de Tucumán

Resumen

          La biomasa constituye una fuente renovable de energía con potencial para su aprovechamiento mediante procesos de conversión termoquímica. El objetivo de este trabajo fue clasificar diferentes biomasas agroindustriales de Tucumán según su composición elemental y evaluar su potencial de valorización termoquímica mediante los diagramas de Van Krevelen (H/C vs O/C) y ternario C-H-O. Se analizaron 25 muestras de bagazo de caña de azúcar, residuos agrícolas de cosecha de caña de azúcar (RAC), sorgo fibroso, chip de maderas autóctonas y chip de limonero, determinándose los contenidos de carbono (C), hidrógeno (H), nitrógeno (N) y oxígeno (O), las relaciones molares H/C y O/C, y los poderes caloríficos superior e inferior. Los resultados mostraron que los chips de maderas autóctonas y de limonero presentaron los mayores contenidos de carbono, las menores relaciones O/C y los mayores valores de poder calorífico, evidenciando una mayor densidad energética. En el diagrama de Van Krevelen, todas las biomasas se ubicaron en la región característica de materiales lignocelulósicos, mientras que el diagrama ternario C-H-O permitió visualizar diferencias en su composición elemental. En conjunto con el análisis elemental y los parámetros energéticos, estos diagramas mostraron que las biomasas leñosas presentan características reportadas en la literatura como favorables para procesos de pirólisis orientados a la producción de biochar, mientras que el bagazo y el RAC evidenciaron una composición compatible con una mayor reactividad térmica, asociada a procesos de combustión y gasificación. El sorgo fibroso presentó un comportamiento intermedio, sugiriendo un potencial de aplicación en diferentes rutas de conversión termoquímica. Los resultados indican que el análisis conjunto de la composición elemental, las relaciones molares H/C y O/C, los diagramas de Van Krevelen y ternario C-H-O, y las propiedades energéticas constituye una herramienta útil para comparar biomasas y orientar la evaluación preliminar de alternativas de valorización termoquímica.

ABSTRACT

Evaluation of the Thermal Conversion Potential of Agroindustrial Biomasses from Tucumán

          Biomass is a renewable energy source with significant potential for utilization through thermochemical conversion processes. The objective of this study was to classify different agro-industrial biomasses from Tucumán according to their elemental composition and to evaluate their thermochemical valorization potential using the Van Krevelen (H/C vs. O/C) and C-H-O ternary diagrams. Twenty-five samples each of sugarcane bagasse, sugarcane harvest residues (SHR), high-fiber sorghum, native wood chips, and lemon wood chips were analyzed to determine their carbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N), and oxygen (O) contents, H/C and O/C atomic ratios, and higher and lower heating values. The results showed that native wood chips and lemon wood chips exhibited the highest carbon contents, the lowest O/C ratios, and the highest heating values, indicating a greater energy density. In the Van Krevelen diagram, all biomasses were located within the characteristic region of lignocellulosic materials, while the C-H-O ternary diagram highlighted differences in their elemental composition. Together with elemental and energy analyses, these diagrams indicated that woody biomasses exhibit characteristics reported in the literature as favorable for pyrolysis processes aimed at biochar production, whereas sugarcane bagasse and SHR displayed a composition consistent with higher thermal reactivity, commonly associated with combustion and gasification processes. High-fiber sorghum showed an intermediate behavior, suggesting potential applicability across different thermochemical conversion pathways. The results indicate that the combined analysis of elemental composition, H/C and O/C atomic ratios, the Van Krevelen and C-H-O ternary diagrams, and energy properties provides a useful approach for comparing biomass feedstocks and supporting the preliminary assessment of thermochemical valorization alternatives.