Resumen La demanda de diésel en vehículos pesados se incrementa cada año en el mundo. El posible uso de combustibles alternativos como el biodiésel tiene algunas desventajas como el menor valor calorífico y su mayor viscosidad, por esta razón se requiere mejorar sus propiedades, optimizando el comportamiento de la combustión en el motor y en la reducción de las emisiones. El objetivo del trabajo de investigación es explorar las diferentes mezclas que puedan ayudar a mejorar el uso del biodiésel a través de las estrategias y avances que se han generado con el propósito de beneficiar el desempeño del motor diésel. Entre las distintas estrategias de mejoramiento del biodiésel están las mezclas de distintos bioaceites (aceites vegetales, de pirólisis y usado de cocina), mezclas del biodiésel con alcohol, con hidrógeno, el biodiésel como combustible piloto, las emulsiones del biodiésel con agua y la aplicación del biodiésel con antioxidantes, nanotubos y nanopartículas. Se concluye que para poder usar actualmente el biodiésel se lo haría con la combustión dual, en donde este representaría el combustible piloto (10 % o 20 % del combustible total del motor). Con esta estrategia se puede impulsar a otros combustibles (líquidos y gaseosos) en la combustión dual, para que con el paso del tiempo se encuentre la mezcla óptima que sea la mejor opción para el motor diésel.

Abstract The demand for diesel in heavy vehicles is increasing every year in the world, the possible use of alternative fuels such as biodiesel has some disadvantages such as the lower calorific value and its greater viscosity, for this reason biodiesel needs to improve its properties, optimising combustion behavior in the engine and helping to reduce emissions. The objective of the research work is to explore the different mixtures that can help improve the use of biodiesel through the strategies and advances that have been generated with the purpose of benefiting the performance of the diesel engine. Different biodiesel improvement strategies include blends of different biooils (vegetable oils, pyrolysis oils and used cooking oil), blends of biodiesel with alcohol, biodiesel as pilot fuel, biodiesel emulsions with water, biodiesel blends with hydrogen and the application of biodiesel with antioxidants, nanotubes and nanoparticles. It is concluded that to be able to use biodiesel currently is applying dual combustion, where biodiesel would represent as pilot fuel (10% or 20% of total engine fuel), with this strategy can be propelled to other fuels (liquid and gaseous) in dual combustion, so that over time the optimal blend of biodiesel is found and is the best choice for the diesel engine.

Resumen (Introducción): Latinoamérica dispone de humedales que preservan la vida silvestre, actuán como fuente purificadora del agua y previenen inundaciones, sequías y otros desastres ambientales. Actualmene, estos humedales están siendo amenazados por la eutrofización y por las malezas acuáticas, como es el caso del lirio acuático en la Presa, La Vega, Jalisco, México. (Objetivo): La presente investigación proporciona una alternativa para el manejo sustentable del lirio acuático (Eichhornia crassipes) por medio de la obtención de biocarbón y su evaluación. (Metodología): Se desarrolló un prototipo funcional de reactor de pirólisis solar. Para ello se ejecutaron 36 pruebas con el fin de pirolizar muestras de lirio acuático con 17-23 % de humedad, aplicando vacío de 5 in Hg en diferentes temperaturas (170, 200 y 230 ºC) y tiempos de residencia (120, 150, 180 y 210 min). De este modo se encontró el mejor rendimiento de biocarbón por el método de superficie de respuesta. (Resultados): La optimización del rendimiento se encontró a 170 ºC con un tiempo de residencia de 171.8 min. El biocarbón presentó un poder calorífico de 17.56 MJ/kg, 20.11 % en peso de carbón fijo y 6.89 de relación C/H (carbono-hidrógeno). (Conclusiones): Esta propuesta aporta evidencia sobre un nuevo reactor pirolítico solar que procesa el lirio acuático para la producción de biocarbón con alto poder calorífico o como un medio para fijar el carbono. Esta que podría ser una solución a uno de los efectos de la eutrofización.

Abstract (Introduction): Latin America has extensive wetland areas of international importance, since these wetlands preserve wildlife, acting as a source and purifier of water; protecting us from floods, droughts, and other environmental disasters. However, these wetlands are threatened by eutrophication and aquatic weeds, such as the water lily in La Presa, La Vega, Jalisco, Mexico. (Objective): The present investigation provides an alternative for the sustainable management of the water lily (Eichhornia crassipes) by obtaining biochar and its evaluation. (Methodology): A functional prototype of a solar pyrolysis reactor was developed, running 36 tests to pyrolyze water lily samples with 17-23% humidity, applying a 5 in Hg vacuum at different temperatures (170, 200 and 230 ºC) and residence times (120, 150, 180 and 210 min); finding the best yield of biochar by the response surface method. (Results): The optimal conditions in the reactor were found at 170 ºC, with a residence time of 171.8 min. The biochar presented a calorific value of 17.56 MJ/kg, 20.11 % by weight of fixed carbon and 6.89 C/H (carbonhydrogen) ratio. (Conclusions): This proposal provides evidence for a new solar pyrolytic reactor that processes water lily to produce high calorific biochar or to fix carbon, which could be a solution to one of the effects of eutrophication.

Abstract: This research study aims to determine the operating temperature conditions and the raw material catalyst ratio in the yield of liquid fuels from the catalytic pyrolysis of polypropylene disposable face masks (GB/T32610-2016). Three-layer disposable masks are acquired and characterized. They are subjected to a pyrolysis process on a laboratory scale by using an equilibrium catalyst obtained from a Peruvian oil refinery’s catalytic cracking unit. The results show a maximum yield of 46.7% of liquid fuels at 700°C and a 0% catalyst-raw mass material ratio. It is concluded that both the operating temperature and the catalyst-raw material ratio affect liquid fuel production yield of polypropylene disposable face masks (GB/T32610-2016).

Resumen: La presente investigación tiene como objetivo determinar las condiciones de temperatura de operación y la relación catalizador-materia prima en el rendimiento de combustibles líquidos obtenidos a partir de la pirólisis catalítica de cubrebocas de polipropileno (GB/T32610-2016) desechables. Se adquirieron y caracterizaron mascarillas desechables de tres capas. Estas fueron sometidas a un proceso de pirólisis a escala de laboratorio en presencia de un catalizador de equilibrio procedente de la unidad de craqueo catalítico de una refinería de petróleo peruana. Los resultados muestran un rendimiento máximo de 46.7% de combustibles líquidos a la temperatura de 700 °C y una relación catalizador-materia prima de 0 % en masa. Se concluye que la temperatura de operación y la relación catalizador-materia prima ejercen un efecto en el rendimiento de producción de combustibles líquidos a partir de cubrebocas de polipropileno (GB/T32610-2016).

Abstract: This research study characterizes the pyrolysis kinetics potential of an oil shale in unconventional oil from the Lancones Basin (Peru). Thermogravimetry is applied in an inert medium (nitrogen) by using three heating rates (β=5, 10, 20°C/min) over a wide temperature range (25 to 800°C). The kinetic triplet is determined by the Kissinger-Akahira-Sunose isoconversional method to obtain the activation energy and the pre-exponential factor, while the kinetic model is estimated with master graphs. The results revealed average activation energy values of 81.53 and 163.08 kJ/mol and pre-exponential average value factors of 1.06x107 and 4.07x107 min-1 for the kinetic models of diffusion (D1) and cylindrical contraction (R2). The kinetic triplet is validated with experimental data obtained from the literature. The kinetic triplet obtained predicts the experimental thermogravimetric curves with an average quality of fit of QOF=2.3%. In conclusion, the Lancones Basin’s pyrolysis behavior is successfully described.

Resumen: Esta investigación caracteriza la cinética de la pirólisis del esquisto bituminoso con potencial en petróleo no convencional de la Cuenca Lancones (Perú). Se aplica la termogravimetría en un medio inerte (nitrógeno) usando tres velocidades de calentamiento (β=5, 10, 20 °C/min) en un amplio intervalo de temperaturas (25 a 800 °C). El triplete cinético se determina usando el método isoconversional de Kissinger-Akahira-Sunose para la obtención de la energía de activación y el factor preexponencial, mientras que con los gráficos maestros se estima el modelo cinético. Los resultados muestran valores de energía de activación promedio de 81.53 y 163.08 kJ/mol y un valor promedio del factor preexponencial de 1.06x107 y 4.07x107 min-1 para los modelos cinéticos de difusión (D1) y contracción cilíndrica (R2). El triplete cinético se valida con datos experimentales obtenidos de la bibliografía. Se demuestra que el triplete cinético obtenido predice las curvas termogravimétricas experimentales con una calidad de ajuste promedio del QOF=2.3%. En conclusión, se describe exitosamente el comportamiento de la pirólisis del esquisto bituminoso de la Cuenca Lancones.

Abstract Charles Cagniard de la Tour (1777-1859) was a French physicist and chemist that carried a detailed study of the phase transformation of a saturated liquid under the influence of pressure and temperature and proved that inside a sealed glass tube the fluid would become first a saturated vapor, and then turn continuously into superheated vapor, no matter what the pressure. He discovered the existence of a critical point, without using this concept. Cagniard de la Tour used a microscope to investigate the phenomenon of fermentation, particularly by beer yeast, its causes, and effects, and proved that it was caused by a living organism and was not a pure chemical reaction. He also studied the pyrolysis of woody matter in a sealed atmosphere and showed that it resulted in the formation of tarry and sticky carbonaceous material, accompanied by a gas atmosphere.

Resumen Charles Cagniard de la Tour (1777-1859) fue un físico y químico francés que realizó un estudio detallado de la transformación de fase de un líquido saturado bajo la influencia de la presión y la temperatura y demostró que dentro de un tubo de vidrio sellado el fluido se convertía primero en un vapor saturado, y luego continuamente en vapor sobrecalentado, sin importar la presión. Descubrió el fenómeno del punto crítico, sin usar este término. Cagniard de la Tour usó un microscopio para investigar el fenómeno de la fermentación, particularmente por la levadura de cerveza, sus causas y efectos, y demostró que era causado por un organismo vivo y no era una reacción química pura. También estudió la pirolisis de materia leñosa en una atmósfera sellada y demostró que resultaba en la formación de material carbonoso alquitranado y pegajoso, acompañado de una atmósfera de gas.

Resumen Léon Prunier (1846-1906), farmacéutico y médico francés, que estudió la síntesis de hidrocarburos del polipropileno mediante la reacción de bromuro de propileno con hidrógeno naciente preparado por diferentes medios, y la síntesis de etilen-acetileno; demostrando que este último era idéntico al crotonileno. Junto con R. David sintetizaron una variedad de hidrocarburos no saturados, de alto punto de fusión, mediante la pirolisis del petróleo americano. Su principal aporte fue el estudio del quercitol, su preparación mediante acetato de plomo, sus propiedades físicas y químicas, así como su reacción con una amplia gama de productos químicos. Demostró que la descomposición térmica del quercitol a altas temperaturas, conducía a la síntesis de compuestos aromáticos, entre ellos, hidroquinona, quinhidrona y benceno.

Abstract Léon Prunier (1846-1906), a French pharmacist and physician, who studied the synthesis of polypropylene hydrocarbons by the reaction of propylene bromide with nascent hydrogen prepared by different means, and the synthesis of ethylene acetylene; proving that the latter was identical with crotonylene. Together with R. David, they synthesized a variety of high melting point unsaturated hydrocarbons by the pyrolysis of American petroleum. His main contribution was the study of quercitol, its preparation by means of lead acetate, its physical and chemical properties, as well as its reaction with a wide range of chemicals. He proved that the thermal decomposition of quercitol at high temperatures led to the synthesis of aromatic compounds, among them, hydroquinone, quinhydrone, and benzene.

Resumen Las sabanas mediterráneas (dehesas) son sistemas agrosilvopastoriles típicos, caracterizados por la presencia dispersa de robles (Quercus spp.) y especies arbustivas. Estos ecosistemas están sometidos a una marcada estacionalidad, propia del clima mediterráneo, lo que se refleja en la dinámica microbiana del suelo. La interacción de los factores que más afectan la dinámica microbiana (clima, vegetación y suelo), es clave para comprender los ciclos biogeoquímicos que, a su vez se espera que se reflejen en la estructura de la materia orgánica (MOS). Para evaluar el efecto del cambio climático, utilizamos pirólisis analítica (Py-GC/MS) para la caracterización molecular de la MOS en un experimento de imitación en campo (2017-2021). Entre los 117 compuestos biogénicos encontrados, las distribuciones y contenidos de ác. grasos y n-alcanos fueron más sensibles a los tratamientos climáticos. Además, se observa una degradación preferencial de compuestos derivados de holocelulosa y acumulación de compuestos derivados de la lignina, que se encuentra poco evolucionada, lo que apunta a condiciones desfavorables para la su degradación. Los resultados sugieren que la composición molecular de la MOS y la aplicación de Py-GC/MS aporta información sobre los cambios ambientales del suelo y que tienen valor como biomarcadores para el seguimiento del cambio climático en suelos mediterráneos.

Abstract Mediterranean savannahs (dehesas) are typical agro-sylvo-pastoral systems, characterized by the scattered presence of oak trees (Quercus spp) and shruby species, along with the integration of other practices. These ecosystems are subjected to a marked seasonality characteristic of the Mediterranean climate, and expected to be reflected in soil microbial dynamics. The interplay of driving factors on the microbial dynamics (climate, vegetation and soil) is key to understanding biogeochemical cycles in Mediterranean forests that, in turn are expected to be reflected in soil organic matter (SOM) structure. In this communication analytical pyrolysis (Py-GC/MS) was used for the molecular characterization of SOM in a field manipulative experiment aimed to evaluate the impact of forecasted warming and drying in a five-year experiment (2017-2021). Among all the biogenic compounds that were found (a total of 117), fatty acids and aliphatic compounds (n-alkanes) were found most responsive to climatic treatments. Also, a preferential degradation of holocellulose derived compounds and accumulation and preservation of lignin derived compounds, pointing to non-favourable lignin decomposition conditions. The results suggest that SOM molecular composition, hence the application of Py-GC/MS encompasses information on soil environmental shifts having biomarker value for monitoring climate change in Mediterranean soils.

Abstract The contamination of soils by hydrocarbons is a serious environmental problem both due to the persistence of this pollution and by its effects on even the most pristine areas of the planet. Hydrocarbon decontamination techniques entail a high cost, imply in many cases their off-site treatment, and entail environmental risks. In contrast, the use of microbiological techniques through the addition of microbial consortia with the capacity to degrade these contaminants, are alternatives for soil biorecovery that are gathering growing interest in the construction of biopiles or ecopiles. However, for an effective application of these biotechnological techniques, it is necessary to guarantee an effectiveness in the action of these microbial consortia, whose persistence in soil is generally low. In this work, the stabilization of a microbial consortium specialized in the degradation of hydrocarbons and isolated from the own soil, has been studied through its immobilization on two classes biochars obtained form apricot stones at pyrolysis temperatures of 450° and 650°C, respectively, as well as the increase of its efficiency rate through the addition of rhamnolipids. The introduced microbial consortium achieved a degradation of 17% of the highest molecular weight hydrocarbons, an efficiency that was increased with the application of biochar and rhamnolipids up to 25% of their initial content.

Resumen La contaminación de suelos por hidrocarburos es un grave problema ambiental tanto por su persistencia como por su afección hasta las zonas más prístinas del planeta. Las técnicas de descontaminación de hidrocarburos suponen un elevado coste, implican en muchos de los casos su tratamiento exsitu y conllevan también riesgos ambientales. En contraposición, el empleo de técnicas microbiológicas mediante la adición de consorcios microbianos con capacidad para degradar estos contaminantes, son alternativas de biorrecuperación de suelos, que mediante la construcción de biopilas o ecopilas están reuniendo un creciente interés. Sin embargo, para una eficaz aplicación de estas técnicas biotecnológicas, es necesario garantizar una efectividad en la acción de estos consorcios microbianos, cuya persistencia en el suelo es generalmente baja. En este trabajo se ha buscado la estabilización de un consorcio microbiano especializado en la degradación de hidrocarburos y aislado del propio suelo contaminado, mediante su inmovilización sobre dos tipos de biochars obtenidos a partir de huesos de albaricoque con temperaturas de pirólisis de 450° y 650°C, respectivamente, así como el incremento de su eficacia mediante la adición de ramnolípidos. El consorcio microbiano introducido consiguió una tasa de degradación del 17% de los hidrocarburos de mayor peso molecular, eficiencia que se incrementó con la aplicación de biochar o ramnolípidos hasta el 25% de su contenido inicial.

ABSTRACT By means of a thermogravimetric analysis coupled with mass spectroscopy, the catalytic effect of ferrous sulfate on the pyrolysis of African Palm husk (APH) was studied. Thermogravimetric data were adjusted to the distributed activation energy model (DAEM) with four pseudo-components. Ferrous sulfate had a strong influence on the decomposition parameters of the second and fourth pseudo-components of the DAEM, which are identified as hemicellulose and lignin, respectively. The profiles of the signal intensity curves for the selected m/z ratios were successfully modeled using the kinetic parameters obtained by adjusting the thermogravimetric data. It was found that ferrous sulfate promotes the formation of fragments of m/z = 64, 95, and 96, corresponding to molecules, such as SO2, hydrocarbon ions of general formula [CnH2n-3]+, and furfural, respectively.

RESUMEN Mediante el análisis termogravimétrico acoplado a espectroscopía de masas, se estudió el efecto catalítico del sulfato ferroso sobre pirólisis del cuesco de Palma Africana (APH). Los datos termogravimétricos se ajustaron al modelo de energía de activación distribuida (DAEM, por sus siglas en inglés) con cuatro pseudocomponentes. El sulfato ferroso tuvo una fuerte influencia en los parâmetros de descomposición del segundo y cuarto pseudocomponente del DAEM, que se identifican como hemicelulosa y lignina respectivamente. Los perfiles de las curvas de intensidad de la sehal para las relaciones m/z seleccionadas se modelaron con éxito utilizando los parámetros cinéticos obtenidos del ajuste de los datos termogravimétricos. Se encontró que el sulfato ferroso promueve la formación de fragmentos de m/z = 64, 95 y 96, que corresponden a moléculas como SO2, iones hidrocarburos de fórmula general [CnH2n-3]+ y furfural respectivamente.

Abstract Context: Research has shown the efficiency of various treatments for sludge. However, new alternatives have been presented which merit an updated review. That is why this work aims to carry out said update with regard to conventional and new techniques to treat sludge. Method: The article is based on a review of documents in various databases, first grouping the conventional alternatives and later the new ones, both consisting of alternatives of sludge thickening, stabilization, and dewatering techniques, and analyzing them based on economic, technical, and environmental criteria. Results: This study found that direct osmosis is one of the most promising alternatives in sludge thickening, supercritical water oxidation, and pyrolysis in stabilization and vacuum filtration during the dehydration of said byproducts. Conclusions: This article allowed an updated review of conventional and new alternatives for sludge treatment, observing that, both in thickening and stabilization, the new alternatives are highly efficient, whereas vacuum filtration, a conventional alternative, improved its performance through the use of modified flocculants, standing out in the dehydration of sludge. This is why more research is required which improve the current challenges and yields and inquire into the release of pollutants into the environment when using biosolids.

Resumen Contexto: La investigación han demostrado la eficiencia de diversos tratamientos para lodos. Sin embargo, se han presentado nuevas alternativas que ameritan una revisión actualizada. Es por ello que este trabajo tiene como objetivo realizar dicha actualización con respecto a técnicas convencionales y nuevas para tratar los lodos. Método: Este artículo está basado en una revisión de documentos en diversas bases de datos, agrupando en primera instancia las alternativas convencionales y posteriormente las nuevas, constituidas ambas por alternativas de técnicas de espesamiento, estabilización y deshidratación de lodos, y analizándolas con base en criterios económicos, técnicos y ambientales. Resultados: En este estudio se encontró que la ósmosis directa es una de las alternativas más prometedoras en el espesamiento de lodos, la oxidación de agua supercrítica y la pirólisis en la estabilización y la filtración al vacío en la deshidratación de dichos subproductos. Conclusiones: Este artículo permitió la revisión actualizada de alternativas convencionales y nuevas para el tratamiento de lodos, observando que, tanto en el espesamiento como en la estabilización, las nuevas alternativas tienen eficiencias altas, mientras la filtración al vacío, una alternativa convencional, mejoró su rendimiento mediante el uso del floculante modificado, destacándose en la deshidratación de lodos. Es por ello que se requieren más investigaciones que mejoren los desafíos y rendimientos presentes e indaguen sobre la liberación al ambiente de contaminantes al utilizar los biosólidos.

ABSTRACT Sieving analysis, close analysis, real and apparent density of pine sawdust were studied as part of the application studies of this plant biomass, in pyrolysis and gasification processes. Sieving analysis was applied to determine the average diameter of particles according to different definitions; Gaudin-Andreiev and Rozin-Rammler models were adjusted to obtain the mathematical model of size distribution. The real and apparent density of the biomass was determined and the next analysis was carried out by the international standard GOST 2851-45. As a result, it was obtained that the Sauter diameter was 0.37mm. The model with the best fit for the size distribution data was the Rozin-Rammler model. The real and bulk density and porosity were 468.05kg/m3, 177.11kg/m3 and 0.75 respectively. The next analysis showed that the content of moisture, volatile matter, fixed carbon and ash were 7.65%, 83.54%, 16%, 10% and 0.37%, respectively, porosity 0,75. The properties of pine sawdust show its potential as a raw material for the generation of fuels or energy carriers, applying pyrolysis and gasification processes.

RESUMEN El análisis de tamizado, análisis próximo, densidad real y aparente de aserrín de pino fueron estudiados como parte de los estudios de aplicación de esta biomasa vegetal, en procesos de pirolisis y gasificación. El análisis de tamizado fue aplicado para determinar el diámetro promedio de partículas según diferentes definiciones; se ajustaron los modelos de Gaudin-Andreiev y de Rozin-Rammler para obtener el modelo matemático de distribución de tamaño. Se determinó la densidad real y aparente de la biomasa y se realizó el análisis próximo por la norma internacional GOST 2851-45. Como resultado se obtuvo que el diámetro de Sauter fue 0,37mm. El modelo con mejor ajuste para los datos de distribución de tamaño fue el de Rozin-Rammler. La densidad real, aparente y la porosidad resultaron 468,05kg/m3, 177,11kg/m3 y 0,75 respectivamente. El análisis próximo mostró que el contenido de humedad, de materia volátil, carbono fijo y de ceniza fue de 7,65 %, 83,54 %, 16%,10 % y 0,37 % respectivamente. Las propiedades del aserrín de pino muestran su potencialidad como materia prima para generación de combustibles o portadores energéticos, aplicando procesos de pirolisis y gasificación.

Resumen El interés por el uso del biocarbón en los suelos bananeros ha motivado esta investigación. El objetivo es comparar los efectos de un biocarbón obtenido de la mazorca de cacao en el desarrollo del banano. El trabajo se desarrolló en dos fincas: una basada en un modelo de agricultura orgánica (FO), y otra, en un modelo convencional (FC). Las dosis por tratamiento en cada finca se conformaron de 10 g (T1), 30 g (T2) y 50 g (T3) de biocarbón + biofermento con Trichoderma spp. A esta mezcla se agregó 100 g de SiO2 (FO) y 100 g de urea (FC). Todos los tratamientos fueron aplicados al suelo frente al hijo. El mayor valor de altura de la planta fue de 217.8 cm (FO, T2) y 266.7 (FC, T3). En grosor del pseudotallo, las medias más altas fueron 41.1 cm (FO, T1) y 52.1 cm (FC, T3), registros muy superiores con respecto al control. En peso de racimo y número de manos se obtuvo diferencias significativas (p≤0,05) en ambas fincas. Los resultados revelaron que los tratamientos tienen un efecto positivo sobre el crecimiento de las plantas de banano en comparación con el control en las dos fincas.

Abstract The use of biochar amendments in banana soils has inspired research with the aim of comparing the effects of a biochar obtained from cocoa pods on banana development. The work was carried out on two farms, one under an organic agriculture model (FO) and the other conventional (FC). The doses per treatment in each farm consisted of 10 g (T1), 30 g (T2) and 50 g (T3) of biochar + bioferment with Trichoderma spp.; 100 g of Si2O (FO) and 100 g of urea (FC) were added to this mixture. All treatments were applied to the soil in front of the son. The highest values for plant height were 217.8 cm (FO, T2) and 266.7 cm (FC, T3), in pseudostem thickness the highest means were 41.1 cm (FO, T1) and 52.1 cm (FC, T3), much higher than the control. In bunch weight and number of hands, significant differences (p≤0.05) were obtained in both farms. The results revealed that the treatments had a positive effect on the growth of banana plants compared to the control on both farms.

Abstract A study was carried out to determine the exergy cost of biochar production based on oil palm kernel shell by slow pyrolysis in an experimental and a pilot furnace. Initially, mass, energy and exergy flows were evaluated by applying the Specific Exergy Costing (SPECO) scaling methodology, based on the resource-product concept. The energy and exergy efficiencies of the equipment were determined and the exergy cost was calculated. The exergy cost of 1 kg of biochar is 38990 $-kJ/kJ for the experimental furnace and 206 $-kJ/kJ for the pilot furnace. In summary, the exergy cost of biochar can vary depending on the equipment, operating conditions and the location where it is produced. It is recommended to make use of the heat and energy contained in the gases to optimize the process.

Resumen Se realizó un estudio para determinar el costo exergético de la producción de biocarbón a base de cuesco de palma de aceite mediante pirolisis lenta en un horno de experimental y uno piloto. Inicialmente se evaluaron flujos másicos, energéticos y exergéticos aplicando la metodología de escalamiento de Costo Exergético Específico (CEE), basada en el concepto recurso-producto. Se determinaron las eficiencias energéticas y exergéticas de los equipos y se calculó el costo exergético. El costo exergético de 1 kg de biocarbón es de 38990 $-kJ/kJ para el horno experimental y 206 $-kJ/kJ para el horno piloto. En conclusión, el costo exergético del biocarbón puede variar dependiendo de los equipos, las condiciones de operación y el lugar en donde se produzca. Se recomienda realizar el aprovechamiento del calor y de la energía que contienen los gases para optimizar los procesos.

ABSTRACT The pyrolytic cracking of forest residues is a complex process that determines the characteristics of the biochar obtained. The objective is to specify through experimental design, the experimental variables that influence the pyrolysis of sawdust from Ecuadorian Teak, Fernán Sánchez and Guachapelí woods and their most favorable values to achieve higher yields in this process, so that it allows elucidating a Experimental procedure for obtaining biochars, as well as their characterization. The applied experiment design showed that temperature is the only parameter that significantly affects pyrolysis and allows us to propose an experimental procedure to obtain biochar. The SEM and the FT-IR of the biochars demonstrate the effectiveness of the process and the EDX of the biochars obtained show a stoichiometric ratio of C/O 5:1 enriched in charcoal, as well as the elemental composition of its ashes.

RESUMEN El craqueo pirolítico de los residuos forestales es un proceso complejo que determina las características del biocarbón obtenido, por lo que surge la necesidad de caracterizarlos. El objetivo de este trabajo es precisar, a través de diseño de experimento, las variables experimentales que influyen en la pirólisis del aserrín de las maderas ecuatorianas Teca, Fernán Sánchez y Guachapelí, y sus valores más favorables para alcanzar mayores rendimientos en este proceso, de modo que permita elucidar un procedimiento experimental para la obtención de biocarbones, así como la caracterización de los mismos. El diseño de experimento aplicado demostró que la temperatura es el único parámetro que afecta significativamente la pirólisis y permite proponer un procedimiento experimental para la obtención de los biocarbones. La MEB y el FT-IR de los biocarbones demuestran la efectividad del proceso, y los EDX de los biocarbones obtenidos demuestran una relación estequiométrica de C/O 5:1 enriquecida en carbón, así como la composición elemental de sus cenizas.

ABSTRACT Biomass from agricultural processes is an important resource for fast pyrolysis and its transformation into bio-oil and high added value products. Several Standards of American Society for Testing and Materials (ASTM) were used in order to the physical-chemical characterization of the biomass used and the bio-oil obtained. Representative samples of bio-oil 0,82; pyroligneous acid 0,18 t , non-condensable gases 0,25 t and carbon 0,42 t were obtained by the fast pyrolysis from a mixture of Elephant Capín (Pennisetum purpureum) with sugar cane (Saccharum officinarum) straw. Nighty three organic compounds belonging to carboxylic acids, phenols, derivatives of furan, ethers of lignin, a homologous series of n-alkanes from the bio-oil, and some aromatic nitrogenous compounds of high molar mass by gas chromatography with mass detector were identified. The caloric power of bio-oil is 20,20 MJ kg-1, facilitating its possible use as a biofuel.

RESUMEN La biomasa de procesos agrícolas es un importante recurso para la pirólisis rápida y su transformación en bio-aceite y productos de alto valor agregado. Para la caracterización físico-química de la biomasa y el bio-aceite, se emplearon varias normas de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (SAPM). Se obtuvieron muestras representativas de bio-aceite 0,82 t; ácido piroleñoso 0,18 t; gases no condensables 0,25 t; carbón 0,42 t; por pirólisis rápida de la mezcla de Capín de Elefante (Pennisetum purpureum) con paja de caña de azúcar (Saccharum officinarum). Se identificaron por cromatografía gaseosa con detector de masa en dos fracciones del bio-aceite, 93 compuestos orgánicos pertenecientes a los ácidos carboxílicos, fenoles, derivados del furano, éteres de la lignina, una serie homóloga de n-alcanos de alta masa molar y algunos compuestos aromáticos nitrogenados. El poder calórico del bio-aceite es de 20,20 MJ kg-1, facilitando su posible uso como bio-combustible.