Propuesta Para El Aprovechamiento De Residuos Industriales De Yucca”
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA
TÍTULO DEL TRABAJO:
“PROPUESTA PARA EL APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS INDUSTRIALES DE YUCCA”
INFORME TÉCNICO DE LA OPCIÓN CURRICULAR EN LA MODALIDAD DE: PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO AMBIENTAL
PRESENTA: FLORES RAMÍREZ GUSTAVO
ASESOR INTERNO: Dr. Fabián Robles Martínez
México, D. F. Junio 2009
Agradecimientos:
En primer lugar, quisiera agradecer a dios, por permitirme culminar mí meta deseada, gracias señor por bendecirme y derramar tu sabiduría en mis conocimientos.
Le doy las gracias a mi padre Gustavo Flores Suarez, madre Rosa Ma. Real y hermana Gabriela Flores, por el gran apoyo incondicional y amor, para llegar a terminar mis estudios.
Mi gratitud, para mis abuelos, Rosa Ma. Real Balbaneda, Rosa Suarez y Gumersindo Flores, por todo lo que me han brindado.
A mi asesor Dr. Fabián Robles, por sus comentarios, consejos y sugerencias, que hoy se ven realizados en virtud de su conocimiento.
A la Dra. Ma. Eugenia Ramírez, por las facilidades de sus instalaciones y asesorías recibidas, así como al Ing. Canek Amador, por su atenta participación y valiosa contribución en el trabajo
A la Secretaria de Investigación y Posgrado del Instituto Politécnico Nacional por el financiamiento otorgado para realizar el presente proyecto
Y a todos aquellos que con sus conocimientos, apoyos y consejos ayudaron a realizar este documento tan importante.
2 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
Dedicatoria.
En memoria de mi abuelo Aurelio Ramírez y Alarcón por que es y fue, el que me ha impulsado a ser una persona honesta, esforzada y valiente. Como lo fue en vida.
Te dedico este trabajo donde quiera que estés
INDICE
1. INTRODUCCIÓN ...... 6 1.1 Generalidades de la Yucca...... 6 1.2 Uso común y tradicional de Yucca...... 8 1.3 Industrialización del genero Yucca...... 10 1.4 Yucca schidigera ...... 11 1.5 Alltech: Planta procesadora de Yucca schidigera ...... 13 1.6 Residuos industriales de Yucca...... 15 2. MARCO TEÓRICO ...... 17 2.1 Biomasa como fuente en la producción de energía...... 17 2.2 Aglomerado de partículas...... 18 2.3 Absorbentes de líquidos...... 19 3. JUSTIFICACIÓN ...... 20 4. OBJETIVOS ...... 22 4.1 Generales...... 22 4.2 Específicos...... 22 5. METODOLOGÍA ...... 23 5.1 Determinación de Calor de combustión...... 23 5.2 Determinación de cenizas...... 25 5.3 Determinación de la capacidad de absorción de agua...... 26 5.4 Determinación de pH...... 27 5.5 Aglomerados...... 28 5.5.1 Elaboración...... 28 5.5.2 Pruebas...... 31 5.5.3 Microscopia...... 32 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...... 33 6.1 Resultados de campo...... 33 6.1.1 Descripción del proceso para la obtención de extracto de Yucca schidigera ...... 33 6.1.2 Diagrama de bloques del proceso de extracto de Yucca ...... 36 6.1.3 Diagrama de flujo del proceso de Inyuca para obtención de extracto de Yucca ...... 37 6.2 Experimentos de laboratorio...... 38 6.2.1 Humedad...... 38 6.2.2 pH...... 39 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
6.2.3 Capacidad de absorción de agua...... 39 6.2.4 Calor de combustión...... 40 6.2.5 Cenizas...... 40 6.2.6 Aglomerados...... 41 7. CONCLUSIONES ...... 50 8. RECOMENDACIONES PARA TRABAJO FUTURO ...... 51 8.1 Obtención de energía alternativa...... 51 8.2 Capacidad de absorción de agua...... 51 8.3 Aglomerados...... 51 8.4 Bagazo...... 52 9. BIBLIOGRAFIA ...... 53
5 1. INTRODUCCIÓN
1.1 Generalidades de la Yucca.
Es una planta suculenta del género Yucca, compuesto por unas 40-50 especies, perennes, arbustos y árboles de la familia Agavaceae nativas de Norteamérica y Centroamérica (1) , de hojas ascendentes, en general, agrupadas hacia los extremos de los tallos, más o menos rígidas, planas o convexas, amarillo-verdosas, verdes o glaucas, algunas veces estriadas, márgenes lisos, dentados o fibrosos; ápice agudo. Inflorescencia en panicula, erecta o pendular, de flores campanuladas o globosas, con seis tépalos curvados, libres o ligeramente unidos en su base, de color blanco- cremoso, algunas veces con tintes rosáceos o morados, seis estambres libres, insertados en la base de los segmentos, ovario súpero, trilocular, óvulos numerosos, y placentación axial, polen monocolpado, tectado, prolato o subprolato, algunas veces esferoidal. El fruto puede ser indehiscente, tanto carnoso (baya) como seco y esponjoso, o deshiscente (cápsula) y la semilla plana, lisa o rugosa, brillante u opaca, de color negro cuando madura, con o sin ala marginal (20). Pueden llegar a alcanzar alturas de hasta 8 metros, aunque su altura más común varía de 2 a 4 metros. Las Yuccas se reproducen tanto sexualmente es decir, por semilla, como vegetativamente o sea por brotes o retoños (1) . En la tabla 1 se muestra la clasificación científica del genero Yucca .
Tabla 1: Clasificación científica.
Clasificación científica
Reino : Plantae
División : Magnoliophyta
Clase : Liliopsida
Orden : Asparagales
Familia : Agavaceae
Género : Yucca FUENTE: Hochstätter. (2004)
El nombre de estas plantas se indica que deriva de “yuca”, el nombre indio para Manihot esculenta Crantz , que fue atribuido a este género por una confusión en los primeros envíos de plantas (3) . Por ello es importante distinguir el genero Yucca de la “mandioca”. La mandioca pertenece a la especie Manihot esculenta , que es una planta
6 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009 perteneciente a la familia de las euforbiáceas y que se cultiva fundamentalmente por sus tubérculos que constituyen una de las principales fuentes de alimentación de América Central (19) .
Fuera de su lugar de origen, las Yuccas son utilizadas como plantas de jardinería. Ya que su atractivo aspecto y rusticidad (como se muestra en la Figura 1) al ser nativas de regiones áridas y aptas para la conservación del agua, hace que las Yuccas se cultiven ampliamente como ornamentales; aunque los tallos y frutos de muchas especies sean comestibles, es raro su uso en ese sentido (3) .
Figura 1: Género Yucca (Yucca rostrata ).
El rango natural de distribución del género Yucca cubre una amplia zona del norte y centro del continente Americano. Se encuentra en el sur de Canadá, la distribución sigue un movimiento hacia el sur del continente por lo cual se le halla en el suroeste de los Estados Unidos, pasando por todo el centro de este país encontrándose en los estados más secos. En México se localiza en el oeste de Baja California y a lo largo de toda la costa del Golfo de México, así como, en la Costa del Atlántico y en el interior de los estados vecinos, siguiendo hacia el sur del país (Figura 2). El género está representado en casi todo el territorio Mexicano. La Yucca se extiende hacia el sur del continente hasta llegar a Guatemala (Yucca elephantipes ) (2) . La distribución de este género se ve representada en el siguiente mapa.
7
Figura 2: Distribución natural del genero Yucca . FUENTE: Adaptación propia de Hochstätter. (2004)
Debido a su amplia distribución en el norte y centro de América, las Yuccas se han adaptado a una igualmente amplia gama de condiciones climáticas y ecológicas. Es por ello que a este género se le puede encontrar en los desiertos rocosos y tierras baldías, en praderas y pastizales, en las regiones mmontañosas,ontañosas, a la luz del bosque, en las arenas costeras , e incluso en sub -tropicales y zonas semi-templadas, aunque estas son casi siempre las zonas áridas a semi -árido (2) .
1.2 Uso común y tradicional de Yucca.
Como ya se mencionó anteriormente a un que estas plantas se utilizan funda mentalmente en jardinería, las Yuccas han sido usadas en sus lugares de origen con bastantes finalidades:
• Como alimento: Las flores de muchas Yuccas son comestibles y se puede comer crudas o cocinadas, una receta bastante habitual en centro América es la llamada tortilla de yuca, la cual se prepara con las inflorescencias de esta planta y se fríe con huevo para obtener una tortilla. Los frutos que esta planta produce son comestibles (18) . Cabe destacar que el centro del tronco ti erno tiene una parte Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
comestible, el corazón del tronco, así como el follaje sirven como alimento para el ganado en ciertas regiones (20) .
• Como detergentes o jabones: Todas las Yuccas tienen en sus raíces y tubérculos una cantidad considerable de saponinas. Algunas plantas con saponinas han sido utilizadas tradicionalmente para realizar jabón. Existen Yuccas que han sido explotadas por lo nativos para lavar la ropa, el cabello o el cuerpo. Un ejemplo de la importancia de este uso es la Yucca glauca llamada en ingles “soapweed” que se traduciría literalmente como “hierba jabón” (18) .
• Para elaborar cuerdas y canastas: Las hojas de las Yuccas son muy ricas en fibra. A partir de estas fibras se elaboran cuerdas, con las mismas hojas se puede obtener el material necesario para confeccionar canastas y otros recipientes (18) .
• Para construir: La madera y el tronco se aprovechan para construir casas, cercas, comederos de animales y cajas de colmenas (20) . Las hojas de Yucca son resistentes y terminan en púa, por ello fueron aprovechadas por los militares para realizar plantaciones en forma de barrera para dificultar el paso de los enemigos, también los tallos y hojas se emplean en la construcción de los techos en áreas rurales (18) .
• Combustible: Se utilizan como leña para uso doméstico (20) .
• Medicinal: Potencial aplicación para combatir la “giardiasis”, se han obtenido resultados positivos en pruebas in vitro (23) .
• Bebida: El cogollo fermentado produce una bebida alcohólica. Destilando los tallos tiernos se obtiene alcohol (18) .
• Otro uso: Muchas especies tienen hojas parecidas a las de las gramíneas, y se usan para rellenar cojines y almohadas (18) .
9 1.3 Industrialización del genero Yucca.
Como ya se indicó anteriormente, el uso de esta planta es muy variado y va desde el consumo como alimento hasta material de construcción. Pero todos estos aprovechamientos son utilizados de manera artesanal por los habitantes del territorio del cual es nativo este género.
Su aprovechamiento a escala comercial se inició en México a partir de 1975, con la exportación del fuste a los Estados Unidos, y en 1981 se inicia la industrialización (21) .
Hoy en día, su extracto se usa, como medicina naturista, como espumante y potenciador de saborizantes en la industria de refrescos y alimentos, y en forma destacada, como aditivo para alimentos de animales en las industrias avícola, porcícola y de bovinos. Como agente surfactante para tratamiento de granos y mejorador de suelos y promotor biológico en la agricultura. Adicionalmente se usa también, como aditivo para el tratamiento de aguas residuales y en la reducción de amoniaco, sulfuro de hidrógeno y malos olores (22) .
De la amplia gama de especies que conforman a este género, (alrededor de 40 a 50, que se muestran en la Tabla 2) la que tiene mayor importancia en México debido a su industrialización es la Yucca schidigera (18) .
Tabla 2: Principales especies de plantas de Yucca. Yucca aloifolia Yucca faxoniana Yucca periculosa Yucca angustissima Yucca filamentosa Yucca recuryifolia Yucca angustifolia Yucca filifera Yucca rigida Yucca arkansana Yucca flaccida Yucca rostrata Yucca baccata Yucca glauca Yucca rupícola Yucca baileyi Yucca gloriosa Yucca schidigera Yucca brevifolia Yucca grandiflora Yucca schottii Yucca cernua Yucca harrimaniae Yucca standleyi Yucca confinis Yucca intermedia Yucca thompsoniana Yucca constricta Yucca jaliscensis Yucca thornberi Yucca decipiens Yucca kanabensis Yucca torreyi Yucca desmetiana Yucca lacandonica Yucca treculiana Yucca elata Yucca madrensis Yucca valida Yucca elephantipes Yucca nana Yucca whipplei Yucca endlichiana Yucca pallida Yucca yucatana
10 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
1.4 Yucca schidigera .
Comúnmente es conocida como palma o yuca. Es una planta caulescente, generalmente surculosa; de tronco erecto o postrado, de 2 - 2.5 m de altura, simple o poco ramificado. La cual presenta hojas de 33 - 105 cm de largo por 3 - 5 cm de ancho; marcadamente cóncavo-convexas, ensanchadas en su parte media, gruesas, rígidas, de color verde amarillento, margen rugoso, con pocas cerdas enroscadas, espina larga y roma. Escapo que puede medir 15 cm de largo; panícula elipsoidal o con el ápice plano; cubierta por el follaje o poco sobresaliente, de 50 - 125 cm de largo, densamente ramificada (21) .
Figura 3: Yucca schidigera .
Presenta flores globosas, blancas o cremosas y comúnmente teñidas de púrpura hacia la base; segmentos del perianto lanceolados o anchamente lanceolados de 24 - 45 mm de largo por 6 - 10 mm de ancho; filamentos de 13 - 16 mm de largo; pistilo de 18 - 25 mm de largo; ovario de 5 - 8 mm de diámetro; estilo de 1 - 2 mm de largo. Fruto variable; largo y cilíndrico de 90 - 115 mm de largo por 30 - 38 de diámetro, o corto y cónico de 60 - 85 mm de largo por 25 - 35 mm de diámetro Semillas de 6 - 9 × 8 - 11 mm, planas, gruesas, rugosas; aunque su producción es rara Tegeticula yuccasella , palomilla con la cual Yucca schidigera establece una asociación mutualista, es su polinizador (21) .
Localización. Esta especie se encuentra localizada en Baja California y está registrada para el Desierto de Sonora, así como en la costa del golfo de México (21) .
11 Hábitat Yucca schidigera se localiza en valles con suelos profundos y arenosos, lomas de pendiente suave y cañadas pedregosas; altitudes entre 800 y 1,800 msnm. Forma parte del matorral desértico, se asocia con el chamizo ( Adenostoma fasciculatum ), en las mayores elevaciones está mezclada con Juniperus y Pinus monophylla (21) .
Fenología Florece de marzo a abril (21) .
Figura 4: Inflorescencia de la especie Yucca Schidigera .
Época de recolecta El mayor rendimiento de jugo se obtiene a fines de los temporales de lluvia y durante el mes que precede a éstos; por lo tanto, el aprovechamiento con fines industriales es recomendable durante marzo, abril y mayo; así como, en septiembre y octubre (21) .
Aprovechamiento Se seleccionan los individuos de mayor tamaño con fuste libre y medidas comerciales (superiores a 1.5 m). El corte se efectúa con hacha cerca del nivel del suelo. Una vez derribada la planta, se corta la roseta. Finalmente los troncos son embarcados y trasladados hasta el punto en donde el comprador extraerá el jugo (21) .
Productividad Se tiene alrededor de 300 plantas/ha (24). Se calcula que el rendimiento de jugo fluctúa entre 200 a 400 l/ton de tronco (25). Las poblaciones de palmilla ocupan unas 200,000
12 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009 ha, de las cuales 64,000 ha son susceptibles de aprovechamiento comercial, con un potencial de 15,000 ton/año (26).
Comercialización En 1993, la producción fue de 3,090 ton, con un ingreso de US $ 400,000.00 a los productores, beneficiándose con ello unas 1,250 familias. En 1994, se incrementó a 6,000 ton con un valor estimado de US $ 1,200.000 (26).
Figura 5: Plantaciones de Yucca schidigera .
1.5 Alltech: Planta procesadora de Yucca schidigera .
Existen dos principales empresas procesadoras de extracto de Yucca schidigera en México; Agrioin y Alltech , con una capacidad total de 7, 660 ton/año. Desde 1981, el jugo de Yucca es procesado en México, con ello se dejó de exportar la materia prima (fuste) a los Estados Unidos de América (21) .
Las líneas de investigación y producción que fundamentan a Alltech son: o Fermentación. o Levadura. o Fermentación de enzimas en estado sólido. o Extractos .
13 Alltech cuenta con dos plantas de producción en México:
1. Alltech Fermentación en estado sólido (SSF por sus siglas en ingles): Fundada en 1999 y ubicada en Ciudad Serdán, Puebla, es la única planta en todo el continente americano que produce enzimas con una tecnología de fermentación en medio sólido (17) .
Figura 6: Planta SSF Ciudad Serdán, Puebla.
2. Inyuca : Fundada en 1993 y ubicada en Ciudad Serdán, Puebla. Inyuca produce extractos de Yucca llamado comercialmente De-Odorase ™ el cual tiene su aplicación como complemento junto con las enzimas y se utiliza para reducir los niveles de amoniaco y nitrito en agua dulce y salada en la acuicultura, así como para adicionarse a los alimentos en la industria de la porcicultura, avicultura y bovina. La materia prima de la planta de producción inyuca es el tallo de la Yucca (17) .
º Figura 7: Planta Inyuca Ciudad Serdán, Puebla.
14 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
1.6 Residuos industriales de Yucca.
En la planta de producción Inyuca de donde se obtiene el extracto de Yucca como producto final, por cuestiones inevitables del proceso también se generan subproductos o productos secundarios los cuales son:
Corteza de Yucca: Material que recubre el tallo y las ramas de las especies leñosas, cuya función principal es la de protección (11) . Debido a que en la producción de extracto solo se necesita el tallo la corteza de la planta se desecha.
Bagazo: Es el producto secundario no maderable más importante del mundo, tiene un alto valor estratégico en el desarrollo energético (5) . Es un material lignocelulósico constituido principalmente por celulosa, hemicelulosa, lignina y fibra (12) , representa aproximadamente entre el 25 a 40 % del total de materia procesada. (6).
Polvo grueso: Es un material con alto contenido de azucares, que tiene su origen como subproducto de procesos que aprovechan el tronco de ciertas especies leñosas.
Estos residuos son los llamados residuos industriales de Yucca , los cuales no son aprovechados de ninguna forma y son confinados en sitios de disposición final o donados a los lugareños *. Por tanto el aprovechar los residuos industriales de Yucca , creados por medio de procesos para generar bienes o materias primas, es de suma importancia, ya que esta técnica nos da beneficios sociales, económicos y ambientales, al reducir considerablemente la generación de desechos industriales, al explotar de una manera más racional e integral los recursos naturales y a su vez mejorar la imagen ambiental de la empresa.
Aprovechamiento de residuos se define según la Ley General para la Prevención y Gestión Integral Residuos, Art 5 frac. II como el Conjunto de acciones cuyo objetivo es recuperar el valor económico de los residuos mediante su reutilización, remanufactura, rediseño, reciclado y recuperación de materiales secundados o de energía (27) .
*Información proporcionada por Alltech no publicada.
15 Es por ello que se necesita aprovechar los residuos industriales de Yucca siguiendo la filosofía de la ecología industrial (EI) la cual intenta que los ecosistemas industriales imiten el funcionamiento de los ecosistemas naturales; en una interrelación entre industrias, el medio social y natural que tienda a cerrar el ciclo de materia y a hacer eficientes los procesos internos (7) . También en Ecología Industrial se entiende como sistemas industriales todos los sistemas humanos, por tanto las actividades desarrolladas en ciudades, turismo, agricultura, etc. se consideran incluidas.
Esta relación entre las entidades implicadas quiere tender a cerrar el ciclo de materia y, por lo tanto, obtener un nivel cero de residuos. Esto lo consigue en parte usando los subproductos y residuos de una industria o entidad como materia prima de otras, como pasa en los ecosistemas naturales.
Es fácil imaginar los beneficios económicos, medioambientales y sociales que este método aporta, pues se produce un ahorro de recursos, minimización de residuos, disminución de cargas contaminantes, mejora de la imagen ambiental de las empresas, entidades y municipios, mayor relación y colaboración dentro del sector industrial y del sector industrial con el medio social y natural.
Pero la ecología industrial no se limita sólo a estos métodos de cierre de ciclo, sino que se sirve de otros muchos métodos que contribuyan a disminuir el impacto ambiental, mejorar la ecoeficiencia y aumentar la rentabilidad, siempre tendiendo hacia una mayor sustentabilidad. Por tanto, en el estudio o la implantación de un ecosistema industrial se pueden usar métodos como el análisis de ciclo de vida, la minimización, la producción más limpia, etc.
También se puede estudiar un sector industrial y ver si sus residuos pueden ser aprovechados o valorizados para convertirse en materias primas para otros sectores industriales o para la misma industria que los genera. Además podemos tomar un material en concreto y estudiar de donde proviene y cómo puede ser aprovechado.
No todos los residuos pueden ser utilizados directamente como materia prima. Muchos necesitan una trasformación previa. Es muy propio de la ecología industrial buscar procesos de valorización de residuos para convertirlos en materia prima de otro proceso. Como la ecología industrial tienen los tres aspectos de la sustentabilidad: económico, social y ambiental, es necesario evaluar que estas valorizaciones respondan a estos tres aspectos. Esto puede hacerse aplicando indicadores de sustentabilidad a diversas valorizaciones para ver cuál de ellas es más sustentable.
16 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
2. MARCO TEÓRICO
2.1 Biomasa como fuente en la producción de energía.
Desde principios de la historia de la humanidad, la biomasa ha sido una fuente energética esencial para el hombre. La forma de utilizar la energía de la biomasa ha sido por medio de la combustión directa, en hornos y calderas; convirtiéndola en calor para calefacción, cocción de alimentos, producción de vapor y generación de electricidad. Con la llegada de los combustibles fósiles y gas natural , este recurso energético perdió importancia en el mundo industriaindustriall (29) .
El balance nacional de energía 200 6 reporta la estructura de la producción de la energía primaria en México , la cual se muestra en la figura 8 . Donde biomasa se entiende como la materia orgánica procedente de la actividad de los seres vivos (13) . En este trabajo, cuando se hace mención a la biomasa, se refiere a los residuos industriales de Yucca . La biomasa como es de esperarse, cuando se aprovechaprovechaa contribuye a la reducción en la utilización de hidrocarburos para generar energía , los beneficios son: favorece la no utilización de los hidrocarburos y cconon ello prolongar la vida útil de los yacimientos, así mismo es una manemanerara más económica de producirproducir energía, y reduce las emisiones de gases de efe cto invernadero a la atmosfera.
Figura 8: Estructura de la producción de la energía primaria. FUENTE: Adaptación propia de la producción de energía en México (2006)
1. Incluye hidroenergía 2.9%, nucleoenergía 1.1%, geoenergía 0.6% y energía eólica (n.s.) evaluados en su equivalente primario. 2. Incluye leña 2.3% y bagazo de caña 0.9%. El proceso productivo de la industria azucarera requirió 107.3 PJ en 2006. Y participó con el 8.4% de los requerimientos totales de energía del sector industrial. El bagazo de caña fue el energético de mayor demanda con 87.6% (96.956 PJ); cuya equivalencia en millones de barriles de petróleo crudo fue de 15.773. La mayor parte de la electricidad utilizada por esta industria es autogenerada. Para satisfacer las necesidades de cocción de alimentos, iluminación, calefacción, calentamiento de agua, para el sector residencial, comercial y publico, se utilizó leña que representó el 29.3% (247.202 PJ). El consumo de energéticos del subsector residencial representó el 83.5% de los requerimientos totales del sector. El segundo energético de mayor consumo fue la leña con 35.1%; cuya equivalencia en millones de barriles de petróleo crudo fue de 40.215 (13) .
2.2 Aglomerado de partículas.
La historia de la utilización de paneles para la construcción, se inicio durante la segunda guerra mundial, cuando se produjo un rápido progreso con la fabricación de casetas para equipos de radar y en la aplicación en partes de aviones. La aplicación mas generalizada de estos compuestos fue la de poder adoptar formas complejas en su moldeado. En la actualidad los paneles los podemos encontrar de diversos materiales y tan variado como son los usos que se les puede dar a cada uno de ellos, así, por mencionar algunos de ellos nos encontramos con: tableros de fibras, tableros de partículas, MDF, Triplay, Cimbra play, tableros OSB. El primer panel construido fue el aglomerado de partículas (figura 9), el cual es un producto de panel compuesto que típicamente consiste de partículas de madera o desechos agroindustriales de diferentes tamaños que se unen con una resina sintética o aglomerante bajo calor y presión, que presenta características propias, reduciendo el tiempo de fabricación de los mobiliarios, así como sus costos (28) .
Figura 9: Aglomerado de partículas.
18 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
En los años setentas se dio el auge en la investigación y publicación sobre los paneles a nivel científico siendo una de las publicaciones más importantes “Particleboard. Vol. I: Materials” escrito por Moslemi en 1974 (10) y posteriormente “Modern Particleboard & Dry–Proces Fiberboard Manufacturing por Maloney en 1993 (9), estos dos trabajos en la actualidad sirven de base para la selección de materiales y fabricación de aglomerados.
2.3 Absorbentes de líquidos.
En industrias, gasolineras y otros negocios, puede existir derrames menores, escapes de aceites usados y líquidos acuosos, y que estos suceden a menudo durante actividades como el mantenimiento, reparación y servicio.
Para el control de derrames generalmente se emplean absorbentes los cuales son materiales auxiliares, utilizados para la acumulación de pequeñas cantidades y manchas de aceites y productos químicos acuosos (es decir el liquido se adhiere a al superficie del absorbente), o absorben (es decir el liquido penetra dentro del absorbente). Para el control de dichos derrames existen principalmente dos tipos de absorbentes:
Absorbentes de tela que se pueden lavar y volver a usar, ejemplo de ellos son: trapos, toallas, almohadas, sabanas, rollos, calcetines, palos flotantes, entre otros.
Absorbentes granulares (figura 10) que se pueden desechar, como ejemplos tenemos: astillas o fibras de madera, turba, aserrín, arcilla, corcho, pierda pómez, polímeros, etc.
Figura 10: Absorbente granular de líquidos derramados.
19 3. JUSTIFICACIÓN
El avance tecnológico ha traído desarrollo y bienestar a la humanidad, de igual manera ha contribuido al consumo desmesurado de recursos naturales, los recursos renovables son explotados por intereses económicos de tal forma que no se les permite regenerarse. Tal es el caso de los productos agroindustriales y otros recursos naturales, mismos que bajo un sistema de tratamiento pueden ser retornados al ciclo natural manteniendo el equilibrio y funcionamiento del planeta.
El aprovechamiento de los recursos naturales, como materia prima o como combustible, cae dentro de un razonamiento de avance tecnológico que debe de estar en equilibrio constante. En medida que el desarrollo tecnología avanza, el énfasis de la prosperidad parece real, pero la inconveniencia de su estabilidad termino por destapar tal situación. El aprovechamiento racional de los materiales que nos ayuda a mejor y conservar nuestra calidad de vida debe de provenir de todo un planteamiento de aprovechamiento, pues en caso contrario la estabilidad se rompe.
Por tal motivo, surge la necesidad de poder desarrollar tecnologías que utilicen energía y producción limpia así como programas de desarrollo que podamos controlar, considerando al producto y sobrante de una determinada producción, como el máximo de recursos y mantener en continuo equilibrio el crecimiento de la tecnología con el desarrollo del ser humano en el planeta.
El avance tecnológico no nos tiene que ahogar, debemos aprovecharnos y servirnos de este para obtener una vida plena y sobre todo para garantizar nuestra supervivencia atreves del tiempo. El uso de la tecnología en ese caso, nos permite un desarrollo continuo con mejor calidad de vida, no solo de algunas generaciones sino que bien planeada puede ser prospera, pues queda claro que eso es el fin de esa determinada acción.
Hoy día el aprovechamiento de la tecnología es necesario y prueba de ello es el uso de materiales con una vida limitada que pueden ser regresados al medio sin tratamientos adicionales, mismos que se degradan de forma natural. Generalmente en estos casos tenemos plásticos naturales, obtenidos a partir de vegetales y mezclados con resinas provenientes de combustibles fósiles. Es necesario, por lo tanto, recalcar la creación de mecanismos y planteamientos que puedan dar salida a acciones poco vinculada con el ciclo natural, como prácticas de reciclaje y rehusó de materiales llamados de “desecho”.
20 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
El avance de la tecnología permite la creación de nuevos productos con materiales de “desecho”, permitiendo por una parte la disminución de desechos y generando la utilización de energía invertida en su fabricación; por otra parte, la creación de mercados nuevos con productos que antes eran desperdiciados. En este sentido, el empleo de la tecnología puede hacer que los desechos sean regenerados a la vida comercial, con productos originales que gracias a sus características es factible emplearlos en sustitución de materiales tradicionales ya conocidos.
Debemos considerar que el factor económico es el que mueve a las industrias al uso de nuevos materiales. Por ello es necesario desarrollar alternativas tecnológicas que permitan la utilización de residuos agroindustriales, para aprovechar su potencial y contribuir al ahorro de recursos naturales, a la reducción en la generación de residuos y a la disminución del impacto ambiental que puedan generar por una inadecuada disposición. El aprovechamiento y la valoración de los residuos industriales de Yucca exigen innovar en el área de los materiales de ingeniería y generar productos o bienes a partir de una valorización y metodología de aprovechamiento de estos residuos. En este contexto los residuos industriales de Yucca se perfilan como una alternativa para generar materias primas o bienes y poder remplazar productos ya existentes con las mismas características y así contribuir en el avance tecnológico, y a su vez teniendo beneficios significativos en los ámbitos: económico, social y medioambiental.
21 4. OBJETIVOS
4.1 Generales.
Propuesta de metodología para el aprovechamiento de los residuos industriales de Yucca para generar materia prima o productos finales.
4.2 Específicos.
Caracterización de los residuos industriales de Yucca schidigera .
Evaluar técnicamente la capacidad del polvo grueso, bagazo y corteza de Yucca schidigera como absorbentes de agua.
Evaluación de la factibilidad técnica del polvo grueso, bagazo y corteza de Yucca schidigera como biomasa para generación y/o cogeneración de energía.
Evaluación de la viabilidad técnica del polvo grueso como materia prima para producir aglomerados.
22 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
5. METODOLOGÍA
La fase experimental del proyecto se desarrolló en el Laboratorio de Tecnología Ambiental del Departamento de Bioprocesos de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología, así como en el Laboratorio en Propiedades Reológicas y Funcionales en Alimentos (LAPRYFAL) del Departamento de Ingeniería y Tecnología de la Facultad de Estudios Superiores-Cuautitlán Campo 1 de la Universidad Nacional Autónoma de México.
Para realizar la experimentación se tomaron tres tipos diferentes de residuos industriales de Yucca , los cuales fueron: corteza, bagazo y polvo grueso, que se muestran en la figura 11, los que fueron obtenidos de la planta de producción Inyuca ubicada en Ciudad Serdán (Puebla) y se les aplicaron las siguientes técnicas para su caracterización, así como para evaluar su aprovechamiento y/o valorización.
b)
c) a)
Figura 11: Muestras de residuos industriales de Yucca , a) corteza; b) bagazo; c) polvo grueso.
5.1 Determinación de Calor de combustión.
Para realizar las determinaciones se siguió la metodología descrita en el manual de operaciones de la bomba calorimétrica 1341 (8) .
La corteza y el bagazo no presentaron problema alguno en su manejo y aplicación de la técnica, por otro lado el polvo grueso de Yucca es difícil de manejar, ya que se dispersa fácilmente, dada su densidad y tamaño, lo que le da cierta capacidad de fluir, por lo que sus aplicaciones en estas condiciones son limitadas . Para poder hacer la determinación del calor de combustión, fue necesario realizar una pastilla del material, para este fin se utilizó pasta de almidón soluble de papa al 10% y se mezcló con el polvo grueso en cantidades tales como muestra la tabla 3. La mezcla una vez realizada se depositó en tapones con una cubierta de bolsa plástica y se prensó de forma manual, posteriormente se dejó secar en horno a 60 ºC durante 4 horas. Después de transcurrido este tiempo ya se tenían las pastillas y se separaron estas del tapón que las contenían y resultaron tal como muestra la figura 12. A continuación se procedió a determinar su calor de combustión.
Figura 12: Pastilla formada de polvo grueso con almidón soluble de papa.
Posteriormente para corregir el valor de calor de combustión del polvo grueso en la pastilla formada, se preparó una pasta de almidón de papa al 50% (ya que esta relación nos permitió manejar de manera adecuada la pasta seca, así como nos accedió a llegar al peso necesario para la prueba de calor de combustión), la cual se preparó hidratando el almidón de papa en condiciones de calor (70 ºC), una vez preparada la pasta se depositó en tapones de plástico y se secó en horno a las mismas condiciones antes descritas para las pastillas, posteriormente se procedió a determinar el poder calorífico de esta pasta.
Tabla 3: Composición de pastilla. Material Porcentaje (b.s.) Polvo grueso 48 Pasta de almidón de papa 52
La experimentación se realizó por cuadriplicado para cada residuo industrial y pasta al 50%, siendo en total 16 experimentos para obtener el calor de combustión de los subproductos antes mencionados.
24 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
5.2 Determinación de cenizas.
• Se puso a peso constante un crisol o cápsula de porcelana por cada ensayo que se realizó, lo cual significo dejarlo durante 2 horas en la estufa a una temperatura de 120°C. Posteriormente se dejó enfriar el crisol en un desecador durante 20 a 30 minutos. Procurando no cerrar el desecador totalmente, ya que el calor de los crisoles puede provocar que la tapa se proyecte y se rompa o que la presión interior no permita que se pueda abrir el desecador. • Se pesó el crisol una vez frio en balanza analítica y se identificó con el número que se marcó con grafito en la parte inferior. Se anotó el peso exacto. • Se secó suficiente muestra en estufa a 60ºC durante 24 horas, para la determinación. Se introdujo en crisol aproximadamente 2 gramos (registrar peso exacto) de la muestra seca • Se pre-incineró la muestra exponiéndola a la flama del mechero Bunsen, colocando el crisol de posición inclinada sobre triangulo de porcelana, hasta llegar a calcinación de muestra y desaparición de humos desprendidos. Se realizó esta operación en una campana de extracción. • Posteriormente se introdujo el crisol o capsula con la muestra calcinada al interior de una mufla a 550 ºC durante 3 horas, al termino de este tiempo se deben observar cenizas de color blanco, gris claro o gris-rojizo (figura 13) (si esto no es así deja el crisol con cenizas media hora mas en la mufla). • Posteriormente se retiró de la mufla y se dejó en estufa a 100 ºC durante 30 minutos. Al paso de este tiempo se sacó el crisol de porcelana del horno y se llevó al desecador, dejando reposar durante 15 minutos. • Después se pesó el crisol con cenizas en la balanza analítica.
Figura 13: Cenizas.
25 Concluida la experimentación y obteniéndose los pesos se aplicó la siguiente formula para determinar el porciento de cenizas en base seca.
͙͊ͧͣ ͗ͦͧͣ͝͠ ͕ͪ͗ͣ͝ Ǝ ͙͊ͧͣ ͗ͦͧͣ͝͠ ͗ͣ͢ ͙͕͗ͮͧ͢͝ % ͙͘ ͙͕̽ͮͧ͢͝ Ɣ ƴ Ƹ Ɛ 100 ͙͊ͧͣ ͗ͦͧͣ͝͠ ͕ͪ͗ͣ͝ Ǝ ͙͊ͧͣ ͗ͦͧͣ͝͠ ͗ͣ͢ ͙͕ͩͧͨͦ͡
La experimentación se realizó por sextuplicado para cada residuo industrial dando como resultado un total de 18 experimentos, para obtener el porcentaje de cenizas presentes en los subproductos antes indicados.
5.3 Determinación de la capacidad de absorción de agua.
• Se pesó la muestra (Pn). • Se secó la muestra en horno a 60 oC durante 24 horas, hasta peso constante (Ps). • Se colocó la muestra en un recipiente con agua a temperatura ambiente hasta 1/4 de altura, y se llenó paulatinamente hasta cubrir completamente la muestra. Se agitó ligeramente el recipiente a fin de eliminar burbujas de aire golpeándolo contra la palma de la mano y finalmente se dejó saturar la muestra durante 24 horas, como en la figura 14. • Al cabo de las 24 horas de saturación se sacó la muestra del recipiente evitando las pérdidas de material, se dejó escurrir la muestra durante un minuto, colocándola sobre una malla de 10 mm de abertura como se muestra en la figura 15, eliminado el agua superficial con un paño húmedo. • Después del minuto de escurrimiento se pesó la muestra rápidamente obteniéndose el peso de saturación de la muestra (mss). • Posteriormente se secó en horno a 60 oC durante 24 horas. • Después de 24 horas, se sacó del horno y se pesó la muestra seca (ms). Hasta dos pesadas sucesivas, en intervalos de dos horas, el incremento de la pérdida no debe ser mayor de 0,2% de la última pesada previamente determinada de la muestra.
De este ensayo se obtuvo el porcentaje de humedad de la muestra, así como la capacidad de absorción de agua para cada residuo industrial, aplicando las siguientes formulas.
͊͢ Ǝ ͊ͧ % ͙͘ ͙͕͂ͩ͘͘͡ Ɣ ƴ Ƹ Ɛ 100 ͊͢
26 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
ͧͧ͡ Ǝ ͧ͡ % ͙͘ ̻͖ͧͣͦ͗ͣ͢͝ ͙͘ ͕͕͛ͩ Ɣ ʠ ʡ Ɛ 100 ͧ͡
Figura 14: Muestra saturada en agua. Figura 15: Escurrimiento de muestra en malla.
Las mediciones se realizaron por triplicado para cada residuo dando un total de 9 experimentos para obtener la capacidad de absorción de cada y porcentaje de humedad.
5.4 Determinación de pH.
• Se agregó 1 g de muestra en 10 ml de agua. • Se agitó durante 5 minutos. • Se dejó reposar 10 minutos. • Al cabo de este tiempo se tomó la lectura con un potenciómetro (figura 16).
Figura 16: Toma de lectura de pH en potenciómetro.
Las mediciones se realizaron por triplicado para cada residuo industrial dando un total de 9 experimentos.
27 5.5 Aglomerados.
5.5.1 Elaboración.
Se utilizó como aglutinante, almidón soluble de papa, este adhesivo se diferencia de los demás hidratos de carbono presentes en la naturaleza por que se muestra como un conjunto de gránulos o partículas. Desde el punto de vista químico el almidón es un polisacárido, el resultado de unir moléculas de glucosa formando largas cadenas, aunque pueden aparecer otros constituyentes en cantidades mínimas, es por ello que su estructura es compleja, se asemeja y comporta como un polímero.
Para formar los aglomerados se tomó el polvo grueso de Yucca schidigera , ya que este presenta un tamaño de partícula menor (aproximadamente 0.5 cm), en comparación a los otros dos materiales (bagazo y corteza), esto permitió tener una eficiencia en la fabricación de los tableros en tres ámbitos: debido al tamaño de partícula menor, la difusión del calor en la mezcla debió de ser mucho rápida, por otro lado al tener una superficie de contacto mayor el tiempo en el proceso de elaboración se redujo considerablemente (ya que influye en el tiempo de prensado, de secado y enfriamiento) y por ultimo al poseer este tamaño de partícula y contenido de humedad, el polvo grueso se puede emplear en la elaboración de los paneles tal cual como es desechado, sin tener la necesidad de acondicionar las partículas por medio de algún proceso (tal como seria el caso del bagazo y corteza ya que se necesitarían triturar para reducir el tamaño de partícula y secar para restar humedad al material).
El polvo grueso estuvo libre de humedad y de cualquier agente que puedo haber interrumpir o causar daño a los aglomerados.
Con lo anterior queda claro que en el experimento, el almidón soluble de papa fue usado como elemento aglutinante, mientras que el polvo grueso fue utilizado como material de estructuración.
Se fabricaron un total de 10 tableros, con pasta de almidón soluble de papa al 10% y polvo grueso en cantidades tales como muestra la tabla 4, a los tableros se les aplicó ensayos físicos y mecánicos, según las normas aplicables, para obtener sus características en estos dos rubros.
28 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
Tabla 4: Cantidades y relación de los tableros . Material Cantidad (g) Relación Polvo grueso 100 1 Agua destilada 150 Pasta de almidón al 10% 1.65 Almidón de papa 15
En la elaboración de los tableros se tuvo que considerar diversas variables , para efecto del proyecto , algunas variables se manipularon con el fin de convertirlas en constantes, siendo las siguientes: tamaño de partícula del polvo grueso de Yucca schidigera , acomodo de partículas del polvo grueso de Yucca , temperatura de prensado, fuerza de presión en el comprimido , espesor de aglomerado y tiempo s de prensado, secado y enfriado , quedando así, solo como variable la composición de los aglomerados, la cual ya se especifico en la tabla anterior.
A continuación se describe la metodología aplicada para la fabricación de los tableros.
• Se preparó pasta de almidón soluble de papa al 10% de la siguiente forma: se pesó 15 gramos de almidón de papa y se midió 150 ml de agua destilada; 100 ml de esta agua se puso a calentar en parrilla eléctrica hasta punto de ebullición, mientras que los restantes 50 ml de agua destilada se mezclaron con el almidón en un vaso de precipit ados de 1L, hasta que el almidón estuviera disuelto en el agua y no se formaran grumos , posteriormente se agregó el agua en punto de ebu llición al vaso de 1L y se agitó con barrilla de vidrio en una parrilla eléctrica a 70 ºC, hasta que se obtuvo una consi stencia viscosa y un color tranparente como lo muestra la figura 17 (gelatinización).
Figura 17: Pasta de almidón en gelatinización Figura 18: Mezcla de pasta al 10% con polvo • El polvo grueso se lavó con agua corriente, se secó en horno eléctrico a 60ºC durante 24 h. • Se realizó la mezcla de pasta de almidón de papa al 10% (en gelatinización) con polvo grueso de Yucca schidigera en el vaso de precipitados de 1L, adicionando el polvo al vaso que ya contenía la pasta y agitando con una pala hasta homogenizar (figura 18). • Se vertió la mezcla ya homogenizada en el molde de acero (figura 19), de dimensiones interiores 17.5 cm x 4.5 cm x 5 cm de largo, ancho y profundidad respectivamente y se sometió a prensado durante 10 minutos, el prensado se realizó manual usando una prensa de tornillo (figura 20). (La presión es una variable importante, ya que de ello dependerá el grado de compactación de lo materiales para formar el tablero y alcanzar las especificaciones necesarias. Para lo cual, basta con que la presión ejercida sea solo la suficiente para mezclar bien los componentes). El prensado se realizó principalmente para comprimir los materiales y eliminar las burbujas de aire en la mezcla, así como para dar uniformidad al aglomerado.
Figura 19: Molde de acero con mezcla. Figura 20: Prensado en prensa de tonillo.
• Al término del prensado se desmoldó de forma manual, retirando las tapas del modelo de acero para poder extraer el tablero de partículas, como se muestra en la figura 21. • Se dejó secar el aglomerado a 60 °C durante 24 horas en horno eléctrico y se enfrió durante 2 horas (figura 22).
30 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
• Finalmente los tableros formados se climatizaron a temperatura ambiente para posteriormente alcanzar peso constante y aplicar las pruebas de propiedades físicas y mecánicas.
Figura 21: Desmolde. Figura 22: Aglomerado de partículas.
Con esto se espera que el proceso de producción sea constante, y se garantice que los tableros sean elaborados por el mismo sistema y se obtenga las mismas características en cada aglomerado.
5.5.2 Pruebas.
Las pruebas para establecer la calidad de lo aglomerados elaborados fueron:
• Físicas.
Densidad. Se midieron las dimensiones de los 10 tableros con vernier para posteriormente obtener su volumen y se obtuvo el peso de cada tablero en balanza analítica, la propiedad fue obtenida como el cociente entre estos dos valores. Absorción de agua. En base a la NMX-R-032-1976., la prueba se desarrolló con dos tableros, por lo cual se hizo por duplicado la determinación. Cambio de espesor (hinchamiento). En base a la NMX-R-032-1976, se determinó la diferencia de espesor con los dos tableros utilizados en los ensayos de absorción de agua, dando lugar a dos experimentos.
31 • Mecánicas Para determinar las propiedades mecánicas se utilizó la maquina universal de deformación: texturómetro LLOYD Modelo TA 500 con una celda de carga de 1 y 50 Kgf y diversas geometrías de evaluación, que cuenta con el administrador Materials Testing. Las pruebas fueron:
Punción. Se aplicó a la muestra una deformación con el dispositivo hasta 10 mm y se obtuvo la fuerza necesaria para alcanzar dicha deformación, esto se realizó con el dispositivo: cono de acrílico a 15° con respecto al plano. Compresión. En base a la NMX-R-032-1976, con el dispositivo: placa de aluminio de 45 mm, para el ensayo se cortaron dos tableros con una cierra eléctrica manual en tres partes, para obtener un total de 6 bloques pequeños de dimensiones promedio 3.3 cm x 4.8 cm x 5.6 cm de altura, ancho y largo respectivamente. Modulo de ruptura. En base a la NMX-C-325-1976, se utilizaron seis tableros con dimensiones promedio 3.3 cm x 4.7 cm x 17.3 cm de altura, ancho y largo respectivamente.
5.5.3 Microscopia.
Para las observaciones se utilizó un microscopio óptico (figura 23) Olimpus CX31 conectado a una cámara Evolution IC Color con filtro Olimpus UTVIX-2, apoyado de un ordenador con software Image Pro Discovery Version 4.5.1.29 2002 Media Civernetics. Se desmorono el aglomerado sobre el portaobjetos para obtener una muestra considerable y poder hacer la observación de su estructura, se emplearon los oculares: 4x, 10x y 40x.
Figura 23: Microscopio óptico
32 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1 Resultados de campo.
6.1.1 Descripción del proceso para la obtención de extracto de Yucca schidigera .
Descortezado de Yucca . Después del corte se desprende la corteza del tronco de la Yucca , esto se realiza ayudándose de descortezadores automáticos rotatorios. Esta operación se ejecuta en los lugares de siembra de la Yucca De este proceso se obtiene el primer residuo agroindustrial, que es la corteza la cual es dejada en el lugar después de ser separada del tronco.
Transportación de tronco. Una vez que se descortezo se procede a trasportar el tronco de Yucca a la planta de producción Inyuca, esto se hace por medio de camiones de 3 ½ toneladas.
Zona de recepción de materia prima. El trasporte del tronco acaba cuando este material es depositado en la zona de recepción y almacenamiento temporal, dicha zona se encuentra dentro de la planta de producción Inyuca.
Cortadora. Una vez en la fábrica, el tronco se procede a cortar en partes más pequeñas de longitud, para su fácil manipulación y para que el tamaño de tronco sea el adecuado para la astilladora. Esto se logra por medio de una guillotina que corta los troncos de forma vertical.
Astilladora. Los troncos o pedazos de troncos, según sea el caso, son introducidos a la astilladora, para que este equipo pueda generar fragmentos de tronco, esto lo hace por medio de una tornillo sin fin con forma de cono y superficie fileteada la cual incide lateralmente sobre el tronco provocando su estallado lateral. Después estas astillas tienen dos caminos según sea el producto que se quiera generar. También antes de tomar alguna de estas dos vías se puede almacenar temporalmente las astillas en una mampara.
1. Procesamiento uno.
Prensa extrusora. Las astillas pasan a través de una prensa extrusora la cual se alimenta en su parte superior, las astillas son comprimidas contra las paredes de la
33 prensa por medio de un tornillo sin fin, esta acción hace que se extraiga el “jugo” de la Yucca y a su vez se genere el segundo residuo industrial, que es el bagazo. El extracto de Yucca que se denomina “jugo delgado” emerge por la parte inferior de la prensa extrusora, mientras que el bagazo sale del lado contrario al que fue alimentada la prensa.
Criba. El “jugo delgado” que sale de la prensa extrusora es llevado a una criba mesh con malla 225 y 250 por medio de una bomba de diafragma la cual mediante movimientos alternados de los diafragmas, genera la succión y la impulsión del producto a través de las válvulas. Este movimiento es producido por aire comprimido, el cual es distribuido a un diafragma u otro por la válvula de aire. La criba separa los fragmentos más grandes del jugo de Yucca . De este cribado se genera una pasta, la cual se recircula a la prensa extrusora ya que contiene una gran cantidad de “jugo delgado” como para desecharlo. También se genera por la acción de cribado un jugo mas fino el cual es denominado “jugo delgado cribado”.
Evaporador. Una vez que se obtiene el “jugo delgado cribado” este es transportado a una evaporador por medio de una bomba de diafragma, el evaporador es una equipo de intercambio de calor, al cual se le aplica energía en forma de calor para evaporar el agua que contiene el “jugo delgado cribado” y así poder concentrar el extracto de Yucca , se deja el jugo en este aparato el tiempo que sea necesario para alcanzar los °Brix que se requiere (25 o 50 °Brix). Por tanto de esta operación ya se obtiene dos tipos de productos diferentes a pesar de que falta una operación más que le dará el acabado al producto.
Secador por aspersión. Una vez que el jugo ha alcanzado los °Brix requeridos (25 o 50), el jugo es secado mediante su aspersión en pequeñas gotas dentro de una corriente de gas caliente en un secador por aspersión. El líquido que se va a secar se atomiza y se introduce en una cámara grande de secado, en donde las gotas se dispersan en una corriente de aire caliente. Las partículas de líquido se evaporan rápidamente y se secan antes de que puedan llegar a las paredes del secador; el polvo seco que se obtiene cae al fondo cónico de la cámara y luego es extraído mediante una corriente de aire hasta un colector de polvos.
Empacadora. Esta es la parte final de este proceso, una vez que se a secado el jugo se obtiene un polvo el cual es empacado por medio de una maquina dosificadora en sacos de 25 kg, para que puedan ser distribuidos.
34 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
2. Procesamiento dos.
Horno. Después de pasar por la astilladora, las astillas pasan a través de un horno el cual sirve para disminuir la humedad de estas, en el horno de convección se ingresa aire caliente y se logra crear una temperatura uniforme dentro del mismo, esto se consigue por medio de ventiladores internos que distribuyen el aire y logran que la temperatura sea la misma en todo el horno y por esta razón es mas eficiente y se necesita un tiempo de residencia menor.
Molienda. Una vez que las astillas han sido secadas por la acción del horno de convección de aire, pasan a un molino de martillos, el cual sirve para disminuir el tamaño de partícula de las astillas.
Criba. Después de que son molidas las astillas tiene que pasar por una criba mesh con malla 300, la cual genera dos tipos de partículas, las cuales son denominadas “polvo fino” (las que pasan a través del tamiz) y “polvo grueso” (las que se quedan en la criba y no pasan). El “polvo fino” es el producto de interés debido a que estas partículas tienen una mayor concentración, en este proceso se genera el tercer residuo industrial que es el polvo grueso.
Mezclador. Al “polvo fino” se le hace pasar por un mezclador para homogenizar su consistencia. El mezclador es un dispositivo horizontal que por medio de movimientos verticales y horizontales promueven la mescolanza de las partículas.
Empacadora. Esta es la parte final del proceso, una vez que se a obtiene un material homogéneo es empacado por medio de una maquina dosificadora en sacos de 25 kg, para que puedan ser distribuidos.
35 6.1.2 Diagrama de bloques del proceso de extracto de Yucca .
Descortezado de Yucca
Zona de recepción para tronco de Yucca
Cortadora de tronco
Astilladora
Horno de secado Prensa extrusora
Molienda Cribado
Cribado Evaporador
Mezclador Secador por aspersión
Empacadora Empacadora
36 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
6.1.3 Diagrama de flujo del proceso de Inyuca para obtención de extracto de Yucca .
Horno de secador Descortezado Prensa extrusora
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Transporte Cortadora y Astillado ra Bagazo Corteza
Molienda y Criba
Jugo Polvo Polvo Almacenado 25 ºBx Jugo Fino Grueso 50 ºBx Mezcladora Evaporador Criba
Producto Producto terminado terminado
37 Secado por asper 6.2 Experimentos de laboratorio.
6.2.1 Humedad.
La composición física y química de la corteza es compleja, varía para diferentes especies de árboles y depende, además, de los elementos morfológicos. Aunque en diferente proporción, la corteza posee los mismos constituyentes que la madera. A pesar de esto se presenta similitudes para la mayoría de las cortezas, contiene una fracción fibrosa (polisacáridos y lignina), extractivos y presenta un porcentaje de humedad de alrededor de 10 a 25 % (4) .
El bagazo de la caña de azúcar contiene 50% de humedad (14) .Así mismo también para el bagazo de caña de azúcar varios autores reportan porcentajes de humedad que van de 54.52% hasta 44.8 % (5).
La Tabla 5 muestra el porcentaje de humedad de cada uno de los residuos industriales de Yucca . Como se puede observar, lo obtenido en laboratorio concuerda con lo citado en los dos párrafos anteriores, para corteza, el valor se debe a que esta presenta una gran porosidad aproximadamente de 60%, pero sus orificios tienen una alta cantidad de aire, alrededor del 70% por lo cual se ocupa la mayoría del espacio de los poros, dando lugar a un espacio reducido para que el agua se quede dentro de la estructura del material. Con respecto al bagazo el valor obtenido comparado con la literatura consultada, se encuentra ligeramente por encima de estos. Este material es muy poroso y esta formado básicamente de fibra, el bagazo es un residuo de un proceso, el cual ha cambiado sus características físicas y a permitido que su estructura se encuentre abierta (por el proceso de extrusión y encrespado) por lo cual permite que en su interior se pueda introducir agua y permanecer en su estructura, el bagazo contiene alrededor de 50% de agua. Considerando estas características, se cree que este material podría utilizarse como base para el crecimiento de hongos, lo cual puede estudiarse en trabajos posteriores. Del polvo grueso no se encontró comparación alguna, pero se deduce que su bajo contenido de humedad (aproximadamente 3%) se debe a que las partículas del polvo tienen fibras cerradas y estables lo cual impide que el agua penetre en su estructura, además que el residuo procede de una operación de secado por convección de aire, el cual ha bajado considerablemente su contenido de humedad.
38 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
Tabla 5: Porcentaje de humedad de cada tipo de residuo industrial de Yucca.
Residuo Corteza Bagazo Polvo grueso
% Humedad 14 42 3
Desviación estándar 3.45 1.11 0.10
6.2.2 pH.
En la tabla 6 se muestran los valores de pH para cada residuo. La corteza presentó un valor de 6.4 muy cercano a la neutralidad, este valor se debe a que los componentes ligno-celulósicos se encuentran presentes en gran cantidad en la estructura química de la corteza (aproximadamente 60%), así como a su alta porosidad. El polvo mostró un valor de 5.4. El bagazo por su parte presentó un valor de 3.9, como se puede observar el pH es acido, esto se debe a que en el bagazo parece producirse la fermentación y derivada de esta se obtiene un producto intermedio el cual es el acetaldehído que presenta un pH cercano a 4, por lo tanto este compuesto es el que le confiere la característica acida al bagazo.
Tabla 6: pH de los residuos industriales de Yucca.
Residuo Corteza Bagazo Polvo grueso
pH 6.4 3.9 5.4
Desviación estándar 0.42 0.14 0.01
6.2.3 Capacidad de absorción de agua.
En la tabla 7 se muestran los valores de absorción de agua para cada tipo de residuo industrial de Yucca . Como se puede observar, lo obtenido en laboratorio para corteza y bagazo de Yucca concuerda en gran medida a los resultados obtenidos en el contenido de humedad, ya que guardan relaciones con respecto a lo descrito sobres su estructura y la capacidad que le confiere esta para contener o absorben agua, no ocurre la misma relación para el polvo grueso de Yucca con respecto al contenido de humedad, ya que el polvo presentó una absorción igual a la del bagazo (77%), esto se debe a que al estar sumergido el material en agua, las fibras que conforman su estructura se ablandan y por consiguiente van perdiendo estabilidad y rigidez, por lo
39 tanto se vuelven fibras semi-abiertas permitiendo así la entrada de agua a su estructura.
La absorción de agua de estos materiales en general es muy baja, para poder incrementar su capacidad seria necesario dar un tratamiento químico o físico, el cual incrementaría el costo de uso de estos subproductos por lo tanto la viabilidad técnica y económica se ve muy limitada por este aspecto.
Tabla 7: Porcentaje de absorción de agua para cada tipo de residuo industrial de Yucca. Residuo Corteza Bagazo Polvo grueso
% Absorción 38 77 77
Desviación estándar 4.42 2.59 1.12
6.2.4 Calor de combustión.
La energía liberada por la biomasa está relacionada directamente con su poder calorífico y su contenido de humedad (14) . Los resultados obtenidos en calor de combustión fueron: 4790 Kcal/kg para la corteza, 3980 kcal/kg para el bagazo y 4273 para el polvo grueso Kcal/kg (ver tabla 8). Estos materiales superan los valores reportados de poder calorífico para materiales semejantes, por ejemplo, se ha reportado que la biomasa forestal presenta entre 4300 y 4800 Kcal/Kg (base seca) (15) y el bagazo de caña azúcar presenta de 1195-2868 Kcal/Kg (16) . Tales características permiten sugerir que dichos residuos pueden ser utilizados como combustibles alternos, ya que se puede obtener un mayor aprovechamiento energético de los residuos con respecto a lo que se encuentra publicado, perfilándose así como una alternativa viable, técnicamente hablando, para su aprovechamiento, como es el caso del bagazo de caña en los ingenios azucareros.
Tabla 8: Calor de combustión de cada tipo de residuo industrial de Yucca.
Residuo Corteza Bagazo Polvo grueso
Calor de combustión 4790 3980 4273 (Kcal/kg)
Desviación estándar 41,89 50.55 221,67
6.2.5 Cenizas.
40 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
Las cenizas están directamente relacionadas con el poder calorífico (calor de combustión), ya que están denotan la cantidad de materia inorgánica (la cual no combustióna), a su vez este valor de porcentaje de cenizas nos proporciona un dato valioso para el manejo de estos residuos al termino del proceso de combustión, ya que nos permite estimar la cantidad total de residuos en la combustión. En la tabla 9 se muestran los valores obtenidos de porciento de cenizas para cada residuo, siendo así, que la corteza tuvo 3.83% de cenizas, el bagazo presentó 4.43%, mientras que el polvo grueso mostró 2.66%.
Tabla 9: Porcentaje de cenizas de cada residuo industrial.
Residuo Corteza Bagazo Polvo grueso
% Cenizas 3.83 4.43 2.66
Desviación estándar 0.70 0.27 0.16
En la tabla 10 se muestra un resumen de los datos obtenidos sobre la caracterización de los residuos industriales de Yucca que son: porcentaje de humedad, pH y porcentaje de cenizas, así como resultados de las propuestas de aprovechamiento capacidad de absorción de agua y calor de combustión.
Tabla 10: Resumen de datos de caracterización y aprovechamiento de residuos industriales de Yucca.
Residuo Corteza Bagazo Polvo grueso
Humedad (%) 14 42 3 pH (unidades) 6.4 3.9 5.4
Capacidad de absorción 38 77 77 de agua (%)
Calor de combustión 4790 3980 4273 (Kcal/Kg)
Cenizas (%) 3.83 4.43 2.66
6.2.6 Aglomerados.
• Pruebas físicas.
41
Densidad. Los resultados numéricos obtenidos se encuentran presentados en la figura 24, en la cual se muestran la totalidad de densidades medidas.
Densidad de aglomerados (kg/m 3) 415
410 )
3 405
400 Densidad de aglomerado 395 Promedio
Densidad (kg/m Densidad 390
385
380 0 1 2 3 4 5 6 7 8 910 Aglomerado
Figura 24: Densidad de aglomerados.
Sobre la totalidad de los datos un análisis estadístico fue ejecutado, encontrando que la densidad promedio del aglomerado es de 400 kg/m 3 y que la dispersión promedio de la totalidad de los datos respecto a este valor fue del 2% (tabla 11), valor que garantiza el nivel de confiabilidad y repetitibilidad del ensayo ejecutado.
Tabla 11: Medidas de tendencias estadísticas obtenidas sobre los datos de densidad.
Medida de tendencia Valor Unidad
Media 400 Kg/m 3
Desviación estándar 8 Kg/m 3
Coeficiente de variación 2 %
La densidad del tablero determina el grado de compactación de las partículas y es dependiente de la densidad de material estructural y del proceso de prensado aplicado. En términos generales, los tableros con una densidad entre 400 y 800 kg/m 3 se caracterizan por su buena estabilidad dimensional y estructural, (31) de acuerdo a esta información los aglomerados elaborados se encuentran dentro de un rango de 42 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009 densidad que favorece su estabilidad (promedio de 400 kg/m 3), debido a la cantidad de material estructural presente en el tablero (100 g) y grado de compactación, los cuales benefician la firmeza estructural del aglomerado.
Absorción de agua y cambio de espesor.
Las pruebas desarrolladas en este caso fueron negativas, ya que no se pudieron concluir, debido a que los aglomerados al sumergirse en agua perdieron su estructura y estabilidad, al cabo de las dos primeras horas de saturación en agua, el material estaba demasiado frágil y se destruía muy fácil, así que no se pudieron tomar datos de absorción de agua y cambio de espesor (hinchamiento).
Los tableros de partículas poseen propiedades higroscópicas similares a la madera sólida, siendo dimensionalmente inestables cuando son expuestos al vapor de agua o agua líquida, dando lugar a un aumento de volumen (30) . El desmoronamiento del aglomerado se debió al tipo de aglutinante que se utilizó (aglutínate no convencional) el cual como se comento fue almidón soluble de papa, este material sirve como medio de unión entre las partículas, ya que durante el proceso de secado se deshidrata y reduce considerablemente su volumen y como consecuencia de esta deshidratación forma complejas redes entre las cuales queda “atrapado” el polvo grueso de Yucca (material de estructuración), pero al estar el tablero sumergido en agua el almidón comienza a absorber cantidades considerables de esta, y pasa de una estructura solida a una estructura tipo pasta o gel, ya que presenta una dilución, las redes de almidón van perdiendo fortaleza y el aglomerado se debilita estructuralmente al grado de deshacerse en su totalidad
Este problema se puede solucionar al recubrir el aglomerado de un material que le permita eliminar el contacto directo con el agua o bien este tablero se puede utilizar como material estructural en interiores, en los cuales hay nulo o prácticamente nulo contacto directo y permanente con agua.
• Pruebas mecánicas.
Compresión.
43 En la tabla 12 se muestran los parámetros obtenidos en el ensayo de compresión sobre los aglomerados. El valor de la dureza del comprimido fue de 37 kgf y se refiere a la carga máxima obtenida por el sometimiento a una deformación, su valor es dependiente en primer lugar a las dimensiones de las muestras, una mejor apreciación de la dureza del material se tiene con el modulo de compresión (que se calcula a partir de la pendiente del ciclo de compresión) cuyo valor fue 11 kgf/mm y en ella se observa la resistencia de compresión eliminando así la condicionante de las dimensiones de la muestra. La fuerza de fractura en esta prueba de compresión fue aproximadamente cero ya que no se llevo el material hasta su carga de falla (momento en que el aglomerado se fractura).
La cohesividad es un parámetro que nos da idea de la fuerza del grado de atracción en la estructura del material, en este caso, la deformación a que se sometió fue de 4mm, lo que no es suficiente para obtener un valor real en este parámetro. Pero se observo físicamente que en el aglomerado la cohesividad era escasa pues con el simple manejo, las partículas que lo formaban empezaban a desmoronarse, una primera deducción sugiere que las redes de almidón que se debieron haber formado alrededor de las partículas no lo hicieron así, también se puede deber la disminuida cohesividad, a la baja cantidad del aglomerante, lo que sugiere que se tiene que modificar la formulación del almidón que se está empleando justamente para dar una mayor cohesividad al tablero
Por otro lado, el valor de la elasticidad de 76% que presentó el aglomerado, es una consecuencia natural de la falta de unión entre las partículas porque entonces, en los espacios entre las partículas donde no hay almidón, quedan espacios de aire que permiten comprimir sin dañar estructuralmente el material. El comportamiento de los tableros se puede describir como elástico; condición que se pudo verificar una vez se retiró la carga actuante sobre el comprimido, al observar la notoria recuperación de su deformación. Por lo cual a nivel de propiedades mecánicas, se puede inferir que los aglomerados propuestos son viables como elementos no estructurales o divisorios dada su baja capacidad de carga. La falla típica asociada es causada por la pérdida de estabilidad geométrica del aglomerado debido al aplastamiento que produce la carga con las consecuentes deformaciones excesivas en el estado último (32) . El desempeño de los tableros, presenta un comportamiento dúctil caracterizado por deformaciones apreciables presentadas en el sentido vertical.
Punción.
44 Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca 2009
En la tabla 12 se muestra los resultados obtenidos en la prueba de punción. Existen parámetros que se pueden relacionar entre el ensayo de compresión y la prueba de punción, entre ellos esta la fuerza de fractura y/o ruptura, que en el caso de la prueba de punción se obtuvo un valor de 2 kgf, siendo este valor mayor (en un orden de 500 veces) a lo obtenido en la prueba de compresión, dado que se aplica una deformación de 10 mm, con una superficie menor (cono de acrílico) y es por ello que en esta forma de evaluar se obtiene un valor mucho mayor, además físicamente se logra una fractura evidente del material.
Otro parámetro que se puede relacionar es el modulo de compresión (11 kgf/mm) con el grado de penetración con valor de 2 kgf/mm, quedando claro que hay menor resistencia en la prueba de punción, dado que el área de la geometría cónica es menor y se requiere menos fuerza para avanzar dentro del aglomerado.
En el caso de la elasticidad y la flexibilidad tenemos también un valor mayor de elasticidad en la prueba de compresión (76%) porque no se llega a la ruptura de la muestra y en el caso de la prueba de punción se tiene menos del 50% (4.77/10) debido a que en esta prueba se está fracturando el aglomerado.
Modulo de ruptura.
La realización de esta prueba se hizo con respecto a lo citado en la norma, pero en la fase experimental se observo, que con la deformación aplicada no existía fractura en el aglomerado y solo una deformación sin llegar al punto de falla del material, es por ello que se procedió a realizar algunos cambios con el fin de observar y obtener una ruptura del aglomerado. La velocidad en que se efectuó la prueba está dentro del intervalo que marca la bibliografía (0.3 mm/s) en la primera condición se utilizó una carga de 1 Kgf, para lograr la fractura (es decir, las condiciones modificadas) lo que se impuso fue la deformación de 25mm (también contemplando lo que la bibliografía marcaba como condición de respuesta en su prueba).
El la prueba se midió la fuerza máxima, como dureza con valor obtenido de 6 kgf, la fuerza en el primer pico significativo (fractura) con valor de 2 kgf y la distancia en que se daba este primer pico de fuerza (fragilidad) de alrededor de 1 mm, así como el área bajo la curva denominado trabajo de ruptura con valor de 9 kgf*mm.
45 El la tabla 12 se observa el parámetro obtenido más importante en este ensayo llamado modulo de ruptura el cual esta reportado en normas y se utiliza para caracterizar el aglomerado, así como para definir su calidad en base a este valor, en el proyecto el valor obtenido para modulo de ruptura fue de 11 kg/cm 2, valor muy por debajo comparado con la NMX-R-032-1976, la cual marca, para tableros semiduros un valor de 215 kg/cm 2 como promedio mínimo por tablero. En primer lugar habría que considera que los tableros comparados fueron fabricados con polvo grueso de Yucca , siendo un material anatómico con propiedades físico-mecánicas muy diferentes al material lignocelulósico de la madera y fibras. Se debe tener en cuenta que esta comparación es sólo como un marco de referencia, a fin de determinar si es factible la incorporación de estos materiales no tradicional en la fabricación de aglomerados de partículas. También puede atribuirse esta muy baja resistencia a que en los tableros elaborados bajo estos parámetros existió una mala calidad en la producción, ya que no se contaba con los equipos especializado para su elaboración, teniendo así deficiencias técnicas en ese sentido, que ocasiono una posible falta de unión entre partículas al momento de fabricar los tableros. Otra causa determinante que pudo afectar la baja resistencia obtenida en este ensayo, es que el polvo grueso tiene una baja cantidad de humedad, esto pudo perjudicar la interacción entre el material estructural y el material aglutinante, dando como resultado una unión ineficiente entre estos dos materiales. Por ultimo otro factor que afectó la resistencia puede ser la formulación y cantidad de almidón presente en el aglomerado, evitando así una mayor formación de redes que pudieran atrapara las partículas de polvo grueso y forjar mas resistente y estable el tablero.
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Tabla 12: Parámetros obtenidos de las tres pruebas mecánicas aplicadas a los aglomerados.
Compresión
Modulo de Fuerza de Elasticidad Parámetros Dureza (Kgf) compresión Cohesividad fractura (Kgf) (%) (Kgf/mm)
Valores 36.57 ± 9.10 10.66 ± 1.49 0.79 ± 0.07 0.004 ± 0.002 76.26 ± 7.15
Punción
Grado de Trabajo de Grado de Fuerza de Flexibilidad Parámetros ruptura ruptura penetración ruptura (Kgf) (mm) (Kgf/mm) (Kgf*mm) (Kgf/mm)
Valores 2.09 ± 0.65 4.77 ± 0.93 1.46 ± 0.91 9.19 ± 2.79 1.52 ± 0.90
Modulo de ruptura
Trabajo de Modulo de Fuerza de Parámetro Dureza (Kgf) ruptura Fragilidad (mm) ruptura fractura (Kgf) (Kgf*mm) (kg/cm 2)
Valores 6.33 ± 0.67 8.54 ± 1.14 2.43 ± 0.27 1.16 ± 0.59 11.32
47 • Microscopia.
En los tableros las partículas no tienen una orientorientaciónación definida, orientación al azar, las fibras están dispuesta s en todos los ángulos posibles (30) Las observaciones en microscopio óptico de los aglomerados se presentan en las siguientes dos figuras (25 y 26).
En la figura 25 se observa la forma de las par tículas de polv o, la cual es tubular o cilíndrica alargada, las cuales presenta una alta porosidad en su estructura.
Figura 25: Partículas de polvo en aglomerado observado con objetivo 4x.
En la figura 2 6 se aprecia el acomodo del polvo grueso (material de estructuración ) y el almidón de papa (material aglutinante), se puede observar que las partículas de polvo grueso tienen una gran porosidad en su estructura, también se aprecia claramente la presencia de almidón en pequeña cantidad (ovalo rojo) , lo que sugiere, como ya se había comentado anteriormente y con esto se ratifica, una modificación en la formulación del almidón para tener una mayor interacción y unión coconn las partículas, así como un aumento en la formación de redes y con esto obtener una mejora en la estructura del aglomerado, por otro lado la homogeneidad de la mezcla (polv o grueso- almidón de papa) podría ser otro factor que afect a la estabilidad del comprimido , debido a que en esta figura se aprecia que no existe una distribución homogénea entre los materiales del aglomerado, lo que da lugar a ununaa débil estructura. Por ultimo un Propuesta para el aprovechamiento de residuos industriales de Yucca factor relevante es el bajo contenido de humedad es una clara desventaja, ya que al material con el polvo, al no poder adherirse a su superficie seca.
Ilustración 26 : Aglomerado
7. CONCLUSIONES
El aprovechamiento de los residuos industriales de Yucca es de suma importancia en los ámbitos económicos y ambientales, así como para el desarrollo tecnológico en materia de materiales alternativos.
El poder calorífico de los residuos industriales de Yucca resulta excelente ya que se encuentra alrededor de 4800 a 4000 Kcal/Kg y se perfila como un combustible alternativo para la generación o cogeneración de energía primaria.
La cantidad de absorción de agua de los subproductos estudiados no representa una ventaja, ya que su viabilidad técnica esta muy limitada.
Debido a que el material aglutinante es el almidón, se presenta un desmoronamiento del aglomerado al estar en contacto directo y permanente con agua. El tablero solo se podría utilizar en interiores o bien se puede recubrirlo con aislante hídrico.
El proceso de elaboración de aglomerados a partir del polvo grueso se debe modificar y mejorar, para obtener, así una resistencia del aglomerado mayor y una estabilidad superior.
El tamaño de partícula del polvo grueso favorece el proceso de formación de aglomerado, pero no así lo hace su contenido de humedad.
A nivel de propiedades mecánicas, debido a que los valores asociados a las propiedades de resistencia a compresión, se puede inferir que los tableros propuestos son viables como elementos no estructurales o divisorios dada su baja capacidad de carga, con el fin de prevenir grandes deformaciones verticales y colapsos por deformación excesiva.
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8. RECOMENDACIONES PARA TRABAJO FUTURO
8.1 Obtención de energía alternativa.
Una vez obtenido la viabilidad técnica para los residuos industriales de Yucca, debido a su excelente calor de combustión, se siguiere realizar estudios sobre la selección de tecnología para su incineración, dimensionamiento de los fogones, control de contaminación atmosférica, así como la obtención de las condiciones óptimas de operación para su incineración a nivel laboratorio y planta piloto.
Por otro lado para poder implementar esta alternativa energética seria de suma importancia realizar un minucioso estudio de mercado en el cual se expongan datos sobre oferta y demanda de la anergia y se verifique su viabilidad económica.
8.2 Capacidad de absorción de agua.
Como ya se menciono la utilización de los residuos sin tratamiento alguno en este ámbito esta limitada, se recomienda realizar estudios sobre la incorporación de sustancias o condiciones físicas, que permita que la estructura compacta de los materiales estudiados puede ser abierta y facilitar la absorción de agua, viendo una notable mejora en la capacidad de absorción de compuestos acuosos.
8.3 Aglomerados.
Se siguiere cambiar la formulación del almidón soluble de papa, al aumentar su proporción en la mezcla con el polco grueso de Yucca (material de estructuración), para obtener una mejor estabilidad y resistencia estructural al fomentar la formación de redes en el tablero y una mejor unión entre los materiales que lo conforman.
Se recomienda implementar un proceso de elaboración de aglomerado de partículas de polvo de Yucca, utilizando equipos específicos para este fin, así como una homogenización mas eficiente de los materiales componentes del aglomerado.
Seria tema de estudio posterior el acondicionamiento de las partículas de polvo en el ámbito de aumento de contenido de humedad para observar si este factor influye en la estabilidad y resistencia del material resultante.
51 También seria interesante utilizar aglomerantes convencionales como lo son los adhesivos termofraguadores de base urea, para determinar si estos materiales incrementarían la resistencia del aglomerado de partículas.
Por otro lado seria interesante utilizar la corteza de Yucca en al elaboración de los paneles aglomerados, para observar si este material benéfica la estructura y resistencia del tablero, a este residuo se le tendría que dar un acondicionamiento de secado y viruteado, antes de entrar en el proceso de elaboración.
8.4 Bagazo.
El bagazo presenta un caso muy particular ya que por sus características de alto contenido de humedad y estructura, podría estudiarse la posibilidad de utilizarse como material de sostén en el crecimiento de hongos comestibles, investigando si contiene nutrientes necesarios para dicho fin.
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9. BIBLIOGRAFIA
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