Evaluación del rendimiento del proceso de pirolisis de biosólidos generados en la planta de tratamiento de aguas residuales de San Jeronimo, Cusco

Abstract

La creciente generación de biosólidos provenientes de las plantas de tratamiento de aguas residuales representa un desafío ambiental debido a las limitaciones para su disposición final. En este contexto, la pirólisis constituye una alternativa termoquímica para valorizar estos residuos, transformándolos en productos con potencial energético como bioaceite, biocarbón y gases combustibles. Inicialmente, se realizó la caracterización fisicoquímica de los biosólidos, obteniéndose un contenido de humedad de 2.024 %, cenizas de 49.696 %, materia volátil de 44.989 %, carbón fijo de 2.793 %, poder calorífico de 10.637 MJ/kg y densidad aparente de 0.7139 g/cm³. Con base en el análisis termogravimétrico (TGA), se seleccionaron las temperaturas de operación de 700, 750, 800 y 850 °C, empleando 50 g de muestra por ensayo. Los resultados fueron evaluados mediante un diseño experimental unifactorial y análisis de varianza (ANOVA), evidenciando que la temperatura influye significativamente en la distribución de los productos de pirólisis, alcanzándose el mayor rendimiento de bioaceite (21.1 % m/m) a 750 °C. El bioaceite obtenido fue caracterizado según las normas ASTM D445, ASTM D240 y ASTM D95, presentando una viscosidad de 47.718 cSt, poder calorífico de 18.5 MJ/kg, contenido de agua de 30 % v/v y densidad de 1.0217 g/cm³. El análisis mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) identificó la presencia de ésteres, cetonas, éteres, alcoholes, alcanos, fenoles, compuestos aromáticos y sustancias nitrogenadas, confirmando la complejidad química del bioaceite obtenido.