Correlación entre la composición química de la madera y el aumento de su poder calorífico mediante tratamiento térmico
DOI:
https://doi.org/10.29352/mill0222e.39992Palabras clave:
tratamiento térmico; composición química; valor caloríficoResumen
Introducción: La mayor importancia de la biomasa radica en su mayor poder calorífico, cuando se considera para la producción de energía. El poder calorífico se ve significativamente afectado por los cambios en la composición química de la madera que se producen durante el tratamiento térmico.
Objetivo: Comprender la influencia del tratamiento térmico en el poder calorífico de los componentes químicos de dos maderas de hoja ancha: sapelli y castaño, y dos maderas de coníferas: pino silvestre y pino siberiano.
Métodos: El poder calorífico se determinó mediante un calorímetro Parr – modelo 6400. El contenido extractivo se determinó mediante extracciones Soxhlet sucesivas utilizando aproximadamente 3 g de cada muestra y 150 ml de diclorometano, etanol y agua como solventes. El contenido de extractivos se determinó según el método TAPPI 204 y de lignina insoluble mediante el método Klason Tappi T 222 om-02. Para la determinación de la holocelulosa se utilizó el método del clorito ácido.
Resultado: El poder calorífico de las maderas sin tratar osciló entre 18,98 MJ/kg para el castaño y 20,35 MJ/kg para el pino siberiano. El tratamiento térmico dio lugar a un aumento del poder calorífico en la mayoría de las muestras de madera analizadas. Conclusión: El aumento de poder calorífico observado durante el tratamiento térmico en maderas duras y blandas se debe principalmente al aumento del contenido de lignina, aunque los extractivos de diclorometano también juegan un papel importante.
Descargas
Citas
Acar, S., Ayanoglu, A., Demirbas, A. (2012). Determination of higher heating values (HHVs) of biomass fuels. Energy Education Science and Technology Part A: Energy Science and Research, 28(2), 749-758. https://izlik.org/JA26LF58RJ
Chandler, C., Cheney, P., Thomas, P., Trabaud, L., Williams, D. (1983). Fire in Forestry: Forest Fire Behaviour and Effects, (Vol. 1) John Wiley and Sons: New York, USA.
Demirbas, A. (2001). Relationships between lignin contents and heating values of biomass. Energy Conversion Management, 42, 183–188. https://doi.org/10.1016/S0196-8904(00)00050-9
Demirbas, A. (2017). Higher heating values of lignin types from wood and non-wood lignocellulosic biomasses. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental. Effects, 39, 592–598. https://doi.org/10.1080/15567036.2016.1248798
Domingos, I., Ayata, U., Ferreira, J., Cruz-Lopes, L., Sen, A., Sahin, S., Esteves, B. (2020). Calorific power improvement of wood by heat treatment and its relation to chemical composition. Energies, 13(20), 5322. https://doi.org/10.3390/en13205322
Domingos, I., Ferreira, J., Lopes, L.P.C., Esteves, B. (2016). Increase of calorific value of two important feedstocks by mild torrefaction. In Proceedings of the 11th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (pp. 540-541). Portugal.
Esteves, B., Sen, U., Pereira, H. (2023). Influence of chemical composition on heating Value of Biomass: A Review and Bibliometric Analysis. Energies, 16(10) 4226. https://doi.org/10.3390/en16104226
Esteves, B., Graça, J., & Pereira, H. (2008). Extractive composition and summative chemical analysis of thermally treated eucalypt wood. Holzforschung, 62, 344–351. https://doi.org/10.1515/HF.2008.057
García, R., Pizarro, C., Lavín, A.G., Bueno, J.L. (2012). Characterization of Spanish biomass wastes for energy use. Bioresource Technology, 103(1), 249–258. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.10.004
Goldberg, R.N., Schliesser, J., Mittal, A., Decker, S.R., Santos, A.F.L.O.M., Freitas, V.L.S. Urbas, A., Lang, B.E., Heiss, C., Ribeiro da Silva, M.D.M.C., Woodfield, B.F., Katahira, R., Wang, W., & Johnson, D.K. (2015). A thermodynamic investigation of the cellulose allomorphs: Cellulose(Am), Cellulose Iβ(Cr), Cellulose II(Cr), and Cellulose III(Cr). Journal of Chemical Thermodynamics, 81, 184–226. https://doi.org/10.1016/j.jct.2014.09.006
Harker, A.P., Sandels, A., Burley, J. (1982). Calorific values for wood and bark and a bibliography for fuelwood. Tropical Products Institute: London, UK.
Howard, E.T. (1973). Heat of combustion of various southern pine materials. Wood Science, 5(3), 194–197. https://shre.ink/7z3r
Ioelovich, M.J. (2018). Study of thermal energy of alternative solid fuels. Appllied Chemistry andBiotechnol, 8 (4), 117–124. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2018-8-4-117-124
Kumar, M., Gupta R.C., & Sharma, T. (1992). Effect of carbonization conditions on the yield and chemical composition of Acacia and Eucalyptus wood chars. Biomass Bioenergy, 3(6), 411-417. https://doi.org/10.1016/0961-9534(92)90037-Q
Menon, V., Rao, M. (2012) Trends in bioconversion of lignocelluloses: Biofuel, platform chemicals & biorefinery concept. Progress in Energy and Combustion Science, 38, 522-550. http://dx.doi.org/10.1016/j.pecs.2012.02.002
Moya, R., Tenorio, C. (2013). Fuelwood characteristics and its relation with extractives and chemical properties of ten fast-growth species in Costa Rica. Biomass Bioenergy, 56, 14–21. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.04.013
Ngangyo-Heya, M., Foroughbahchk-Pournavab, R., Carrillo-Parra, A., Rutiaga-Quiñones, J. G., Zelinski, V., & Pintor-Ibarra, L. F. (2016). Calorific value and chemical composition of five semi-arid Mexican tree species. Forests, 7(3), 58. https://doi.org/10.3390/f7030058
PHYLLIS-a database for biomass and waste. (2002). Netherlands Energy Research Foundation ECN. http://www.ecn.nl/phyllis
Ruiz-Aquino, F., Ruiz-Ángel, S., Feria-Reyes, R., Santiago-García, W., Suárez-Mota, M. E., Rutiaga-Quinones, J. G. (2019). Wood chemical composition of five tree species from Oaxaca, Mexico. BioResources, 14(4), 9826-9839. https://doi.org/10.15376/biores.14.4.9826-9839
Senelwa, K., & Sims, R.E.H. (1999). Fuel Characteristics of Short Rotation Forest Biomass. Biomass Bioenergy, 17, 127-140. https://doi.org/10.1016/S0961-9534(99)00035-5
TAPPI. (2002) Acid-insoluble lignin in wood and pulp (T 222 om-02). Atlanta, GA, USA.
TAPPI. (2007). Solvent extractives of wood and pulp (T 204 cm-07). Atlanta, GA, USA.
TAPPI. (2010). Alpha-cellulose in paper (T 429 cm-10). Atlanta, GA, USA.
Telmo, C., & Lousada, J. (2011). The explained variation by lignin and extractive contents on higher heating value of wood. Biomass Bioenergy, 35, 1663-1667. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2010.12.038
Tjeerdsma, B. F., Boonstra, M., Pizzi, A., Tekely, P., & Militz, H. (1998). Characterisation of thermally modified wood: Molecular reasons for wood performance improvement. Holz als Roh-und Werkstoff, 56, 149-153. https://doi.org/10.1007/s001070050287
White, R.H. (2007). Effect of lignin content and extractives on the higher heating value of wood. Wood Fiber Science, 19, 446-452. https://shre.ink/7zhg
Wise, L., Murphy, M., & D’Addieco, A. (1946). Chlorite holocellulose, its fractionation and bearing on summative wood analysis and on studies on the hemicelluloses. Paper Trade Journal, 122(2), 35–42. https://shre.ink/7zhs
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Millenium - Journal of Education, Technologies, and Health

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que sometan propuestas para esta revista estarán de acuerdo con los siguientes términos:
a) Los artículos serán publicados según la licencia Licença Creative Commons (CC BY 4.0), conforme el régimen open-access, sin cualquier coste para el autor o para el lector.
b) Los autores conservan los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de la primera publicación, se permite la divulgación libre del trabajo, desde que sea correctamente atribuida la autoría y la publicación inicial en esta revista.
c) Los autores están autorización para firmar contratos adicionales separadamente, para la distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (ej.: publicar en un repositorio institucional o como capítulo de un libro), con reconocimiento de la autoría y publicación inicial e esta revista.
d) Los autores tienen permiso y son alentados a publicar y distribuir su trabajo on-line (ej.: en repositorios instituciones o en su página personal) ya que eso podrá generar alteraciones productivas, así como aumentar el impacto y la citación del trabajo publicado.
Documentos necesarios para la sumisión
Plantilla del artículo (formato editable)


