Cómo convertir las agujas de pino del riesgo de incendio en combustible renovable

19 de junio de 2023

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Por SciDev.Net

La inflamabilidad de las agujas de pino, un importante peligro de incendio en los bosques de coníferas del vasto cinturón subhimalayo de la India, las convierte en una fuente abundante de energía renovable, dicen los investigadores.

Las agujas de pino caídas deben retirarse de los suelos de los bosques porque pueden encenderse durante períodos de sequía y provocar incendios forestales devastadores, dicen los investigadores del Instituto Central de Ingeniería Agrícola (CIAE), administrado por el estado de la India.

Su estudio, publicado en Current Science, analizó cómo la carbonización y el briquetado de agujas de pino podrían ayudar a reducir la generación de gases de efecto invernadero.

El investigador principal Sandip Mandal, científico principal de la división de energía y energía agrícola de la CIAE en Bhopal, India, dice a SciDev.Net: "Las agujas de pino se pueden compactar fácilmente en briquetas de alto valor calorífico que se pueden usar para cualquier aplicación térmica o procesar para producir biocombustibles de alta calidad mediante procesos químicos".

A través de la pirólisis, un proceso que implica calentar materia orgánica en ausencia de oxígeno, las agujas de pino se pueden convertir en bioaceite con un poder calorífico de 28,52 megajulios por kilogramo y usarse en mezclas de combustibles para motores de combustión interna o como aceite de horno, según el estudio. encontró.

En comparación, el poder calorífico del diésel es de aproximadamente 45,5 megajulios por kilogramo.

"Los valores de punto de inflamación, punto de inflamación y punto de fluidez del bioaceite eran más altos que los del diésel de alta velocidad", según el estudio, y añade que el aceite también era adecuado para motores de inyección por compresión ampliamente utilizados.

Alternativamente, las briquetas hechas con agujas se pueden usar en hornos de ladrillos o para encender calderas que generan electricidad, además de proporcionar un combustible limpio y asequible para cocinar en el hogar.

La briquetación implica la densificación de la denominada biomasa "lignocelulósica", derivada de materia vegetal seca, en bloques que tienen un alto poder calorífico y pueden almacenarse y transportarse.

La biomasa supera a otras fuentes de energía renovable como la solar, la eólica y la hidráulica debido a su gran abundancia, según el estudio.

Según los investigadores, la pirólisis de agujas de pino también produce biocarbón, que es un material ideal para el secuestro de carbono en el suelo y puede contribuir a mitigar el cambio climático.

El análisis mostró que se puede lograr una eficiencia energética del 87% combinando las tres tecnologías de conversión consideradas: briquetas, carbonización y pirólisis.

Las agujas de pino se diferencian de otros tipos de biomasa vegetal en que los microbios no las descomponen fácilmente y se acumulan en el suelo del bosque.

El estudio estima que durante la temporada de verano india caen alrededor de 6,3 toneladas de agujas de pino en cada hectárea de bosque de pinos.

Los bosques de pinos subtropicales del Himalaya se extienden a lo largo de la mayor parte de los 3.000 kilómetros de longitud de la cadena montañosa más alta del mundo, cubriendo más de 77.700 kilómetros cuadrados en Pakistán, los estados indios de Jammu y Cachemira, Himachal Pradesh, Uttarakhand, Sikkim y Arunachal Pradesh, así como en Nepal y Bután.

Dentro de la India, gran parte de la investigación y la actividad destinadas a la explotación comercial de agujas de pino se concentra en el estado norteño de Himachal Pradesh, que tiene casi 3.300 kilómetros cuadrados de bosques de pinos, de los que se desprenden unas 1.300 toneladas métricas de agujas de pino al año.

La mayoría de estos bosques están formados por la especie Pinus roxburghii, dominante y resistente a la sequía.

Según el gobierno de Himachal Pradesh, cada año se registran en el estado una media de 2.000 incendios forestales.

Entre 2001 y 2021, Himachal Pradesh perdió más de 900 hectáreas de cubierta arbórea a causa de los incendios. Las pérdidas más graves se produjeron en 2004, cuando se destruyeron 150 hectáreas, según datos de Global Forest Watch.

Reconociendo el potencial de las agujas de pino como fuente de energía renovable y su papel en la causa de incendios forestales, el Instituto Indio de Tecnología (IIT) en Mandi, la capital de Himachal Pradesh, ejecuta un programa especial en su centro Uplifting Himalayan Livelihoods.

"Durante la temporada de verano de abril a junio, la caída de agujas de pino dificulta la filtración de agua al suelo del bosque", dice Arti Kashyap, profesor asociado del IIT-Mandi.

"La sequedad resultante y el contenido de aceite de las agujas de pino hacen que se incendien instantáneamente, lo que a menudo provoca inmensas pérdidas para la biodiversidad, los bosques, el medio ambiente y la economía local".

La densa capa de agujas de pino también impide que la luz del sol llegue al suelo, impidiendo el crecimiento de la hierba y dificultando a los aldeanos locales el pastoreo de su ganado, dice Kashyap.

"Esto deja a los aldeanos sin otra opción que prender fuego a las agujas", añade.

Kashyap dice que el programa IIT-Mandi se centra en recolectar agujas de pino y transportarlas a centros de procesamiento, lo cual es problemático en el terreno montañoso de Himachal Pradesh.

"Creemos que establecer pequeñas unidades de peletización o briquetas repartidas por todas partes es la opción más viable e importante para proporcionar medios de vida locales", afirma.

A lo largo de muchos estudios y pruebas, IIT-Mandi ha desarrollado un método para cortar y comprimir las agujas de pino para hacer briquetas limpias, densas y fácilmente manejables que tienen una gran demanda como combustible, explica Kashyap, añadiendo que se estaba tramitando una solicitud de patente.

Más información: Sandip Mandal et al, Obtención de combustible de agujas de pino mediante pirólisis, carbonización y briquetas y su potencial de emisión de GEI, Current Science (2023). DOI: 10.18520/cs/v124/i10/1201-1210. www.currentscience.ac.in/Volumes/124/10/1210.pdf