Madera

Procesos termoquímicos.
La madera antes de ser transformada térmicamente sufre un proceso de cambio que comprende: trozado y secado para después ser combustionada, pirolizada o gasificada (Rodríguez, J.J., 1990; van Belle, J.F., 1998).
La combustión, pirolisis y gasificación, constituyen probablemente alternativas de mayores posibilidades de implantación industrial a corto plazo, para el uso delos residuos lignocelulósicos.
Combustión.
La combustión constituye el sistema más empleado para el aprovechamiento de residuos leñosos, representando cifras relativamente importantes dentro de la estructura de consumo energético de los países menos desarrollados, siendo en este caso más favorecido el medio ambiente al ser menores las emisiones de CO2 al compararlas con las de los combustiblesfósiles, (Ghetti, P., Ricca, L. and Angelini, L., 1996). Este proceso termoquímico domina las aplicaciones industriales y residenciales en el mundo de hoy, (Ghetti, P.y col.). Es ampliamente aceptado que una oxidación a baja temperatura es la principal fuente de calor conducente a la combustión espontánea, (Bhat , S. y Agarwal, P.K., 1996).
Pirolisis.
La pirolisis puede llevarse a cabo adistintas velocidades de calentamiento, distinguiéndose así la pirolisis lenta, rápida, la pirolisis flash y la reactiva (Beenackers, A.A.C.M.,1989; Grasi, G., 1989; Hastaoglum, M.A.,1995; Kocaefe, D.,1995). La primera, también conocida como la pirolisis convencional o carbonización, ocurre a temperaturas entre 400 y 600 ºC, con tiempos de residencia de horas y días la carbonización y hasta 30 minutos lapirolisis convencional, donde los productos principales son sólidos.
En el intervalo de 250 a 350 ºC tiene lugar la fase cuantitativamente más importante de la pirolisis de la madera, completándose en este intervalo la descomposición térmica de la hemicelulosa y en su mayor parte la de la celulosa (Cordero, T. y col., 1989), (Zanzi, R. y col.1996). Las reacciones principales consisten enrupturas de enlaces glicosídicos con la consiguiente despolimerización parcial del componente celulósico de la madera (Shafyzadeh, F., 1984; Soltes, E.J., 1981).
El proceso de pirolisis de la madera conduce al rendimiento de diferentes cantidades de gas, líquido y carbón, según las condiciones de operación, fundamentalmente velocidad de calentamiento y temperatura final. Cuando el carbón es el principalproducto a obtener, la pirolisis debe efectuarse a bajas velocidades de calentamiento y temperaturas finales moderadas (Font, R., 1993; Goldstein, I.S., 1981).
Durante la carbonización tiene lugar la reorganización de los átomos de carbono en estructuras microcristalinas tipo grafito. A medida que aumenta la temperatura, los compuestos primarios se polimerizan e independientemente de que elmaterial original tenga cadenas alifáticas o aromáticas, se origina un sistema planar de moléculas tipo benceno condensadas, formándose así un sólido como resultado de las uniones C-C entre planos vecinos. Desde 400 hasta 700 ºC estos sistemas condensados crecen gradualmente, pero todos los átomos periféricos están unidos por enlaces químicos a átomos de hidrógeno o grupos hidrocarbonados, estassustancias tienen alta resistividad eléctrica. Entre 700 y 800 ºC, muchos de los átomos de hidrógeno y los grupos hidrocarbonados son eliminados, dejando pequeños cristalitos con estructura similar al grafito lo que coincide con una drástica reducción de la resistividad eléctrica (Dougall, Mc J.S., 1991), o un mayor ordenamiento observado por Difracción de Rayos X (XRD).
Si la carbonización se efectúapor encima de 1000 ºC, la reactividad disminuye, pues se destruyen los centros activos en la superficie, el número de átomos en las aristas es reducido por reordenamiento, las dislocaciones desaparecen y los heteroátomos abandonan la estructura en gran medida por desvolatilización de compuestos de Nitrógeno y Oxígeno (van Heek, K.H., 1991), sobre todo por debajo del 50 % de pérdida por...