GENERACIÓN DE ENERGIAS RENOVABLES A PARTIR DEL USO DE LA BIOMASA DE NOPAL

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1 Informe Final Junio 2013 Mayo 2014 PROYECTO: GENERACIÓN DE ENERGIAS RENOVABLES A PARTIR DEL USO DE LA BIOMASA DE NOPAL MC Miguel Angel Perales de la Cruz Pabellón de Arteaga, Ags. Junio del 2014

2 Informe Final Junio 2013 Mayo 2014 GENERACIÓN DE ENERGIAS RENOVABLES A PARTIR DEL USO DE LA BIOMASA DE NOPAL. MC Miguel Angel Perales de la Cruz Introducción. Actualmente los problemas de salud y ambientales causadas por emisiones producto de la quema de combustible fósil se agravan día con día y al ritmo de extracción actual del petróleo, nuestro país cuenta con poco tiempo para agotar las reservas probadas y la exploración y explotación de nuevas reservas requeriría de una fuerte inversión de recursos económicos que en este momento el país no tiene. El reemplazo de las fuentes energéticas convencionales requiere de la aplicación de una serie de medidas y tecnologías muy diversas, dentro de las cuales destacan el empleo de las energías alternas tales como: solar, hidráulica, geotérmica, eólica y la obtenida a partir de la biomasa o bioenergía. La obtención de biocombustibles a partir de la biomasa genera beneficios económico-sociales y ambientales y además contribuyen a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Ante el reto de responder a las necesidades del país en la búsqueda de nuevas fuentes energéticas, el nopal (Opuntia spp) presenta ventajas en relación a otras especies dado que su alta eficiencia productiva, amplio rango de adaptación, rápido crecimiento y bajos requerimientos de insumos, constituye una opción energética viable, ya que de sus tallos y frutos es posible obtener biogás, biodiesel y bioetanol o productos semiterminados que pueden ser empleados directamente. En este contexto, se presentan preliminarmente las alternativas potenciales del uso del nopal como insumo para la obtención de bioenergéticos, esto representa una excelente oportunidad para la diversificación de las actividades

3 productivas de los productores de nopal, al obtener mayor valor agregado a la cadena agroindustrial, atraer inversiones, generar empleo rural y sobre todo la elevación de la calidad de vida, mediante la autogeneración de su energía. Objetivo general. Determinar la factibilidad técnica y financiera de nopal cultivado para la producción de metano, etanol y coproductos en el estado de Aguascalientes Objetivos específicos 1. Evaluar el potencial agronómico de genotipos cultivados de nopal para la producción de bioenergéticos en plantaciones comerciales del estado de 2. Evaluar el potencial energético de genotipos cultivados de nopal para la producción de biogás en plantaciones comerciales en el estado de 3. Evaluar el potencial energético de genotipos cultivados de nopal para la producción de etanol en plantaciones comerciales del estado de 4. Evaluación de pencas y frutos del nopal de plantaciones comerciales como coproductos en las principales zona productoras de nopal en 5. Evaluar el uso de coproductos de metanogénesis y etanol como abono orgánico. 6. Determinar costos de producción y rentabilidad de nopal en la producción de biogás y etanol. 7. Implementar eventos de transferencia de tecnología en las principales zonas productoras evaluadas, así como elaborar guías técnicas sobre la producción de biogás y etanol. Hipótesis El nopal bajo cultivo en el estado de Aguascalientes, tiene un alto potencial de producción de biomasa adecuada para la generación de energías sustentables y coproductos de alto valor agregado.

4 Metas. Comparación de tecnologías generadoras de energía limpia, en base al costo/kw competitivo e indicadores de rendimiento de la inversión e impacto ambiental sustentable. Avances tercer trimestre. Metodología. ESQUEMA PROTOTIPO DE GENERACIÓN DE BIOETANOL El proyecto se desarrolló durante el período junio del 2013 a mayo del 2014, en coordinación con el Instituto Tecnológico El Llano y el CONALEP. Se desarrollaron actividades relacionadas con la destilación de etanol a una temperatura promedio de 72 a 74ºC en un destilador tradicional y en un rotovapor. El rendimiento promedio de alcohol fue de 1lt por cada 31Kilos de biomasa de nopal. Se contó con la participación de las estudiantes Michael Martínez y Blanca Rodríguez en su estancia profesional como técnico especialista en energías alternas. DETERMINACIÓN DE ESTANDARES DE POTENCIAL CALORIFICO DEL BIOETANOL La determinación de los estándares del potencial calorífico del bioetanol se realizaron mediante una evaluación de la cantidad de alcohol requerida para llevar a punto de ebullición 100ml de agua destilada. DETERMINACIÓN DE ESTANDARES DE COMBUSTIÓN DEL ETANOL Los estándares de combustión del etanol se programaron para la ignición y el funcionamiento del producto en la combustión interna de un motor de cuatro cilindros. Resultados. Los resultados medidos en promedio arrojan un valor del 17.77%, ya que de momento solo se ha avanzado en el producto de esquema prototipo de generación de bioetanol con un 50%, en tanto que los estudios del poder

5 calorífico y estándares de combustión se realizaran hasta el cuarto trimestre como prueba final del producto. El etanol obtenido arrojo valores promedio de 4210 kca, lo cual indica que es necesario continuar con las pruebas de generación de etanol para superar el potencial calorífico obtenido Capacitación En el programa de capacitación continua de productores asociados al sistema producto nopal, se realizó en el mes de febrero el curso demostración: Uso potencial de la biomasa del nopal en la generación de energías alternas. En este evento que asistieron un total de 32 asistentes entre técnicos y productores, quienes practicaron algunas técnicas de generación de energías alternas a partir de la biomasa de nopal, se alcanzó el objetivo de que los productores dieran fe de la utilización de la biomasa de nopal en energías alternas como biogás y etanol.

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