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Biocarbón (Biochar) de residuos forestales y agrícolas como alternativa para capturar carbono / Guadalupe Pérez González

Por: Pérez González, Guadalupe [autora].
Hidalgo Moreno, Claudia María Isabel [consejera] | Etchevers Barra, Jorge Dionisio [asesor] | Valtierra Pacheco, Estebán [asesor] | De Jong, Bernardus Hendricus Jozeph [asesor] | Salgado García, Sergio [asesor].
Tipo de material: Tesis TesisEditor: Montecillo, Estado de México, México: Colegio de Postgraduados. Institución de Enseñanza e Investigación en Ciencias Agrícolas. Campus Montecillo. Edafología, 2015Descripción: ix 94 hojas : mapas.Tema(s): Biocarbones | Bagazo de caña de azúcar | Aserrín | Desechos agrícolas | Pinus greggii | Economía forestal | Viveros forestalesDescriptor(es) geográficos: México (México) Nota de acceso: Disponible para usuarios de ECOSUR con su clave de acceso Nota de disertación: Tesis Doctora en Ciencias Colegio de Postgraduados. Institución de Enseñanza e Investigación en Ciencias Agrícolas. Campus Montecillo. Edafología 2015 Nota de bibliografía: Incluye bibliografía Número de sistema: 6814Contenidos:Mostrar Resumen:
Español

Algunos residuos de las actividades agropecuarias, forestales y agroindustriales tienen el potencial de convertirse en fuentes de energía renovable, aprovechando su contenido de carbono. Esto se lleva a cabo mediante un proceso que transforma la biomasa mediante pirólisis, que es una conversión termoquímica en atmósferas reducidas en oxígeno. Como subproducto de esta transformación se genera biocarbón (biochar) y al proceso mediante el cual se produce éste se le ha denominado Sistema Biocarbón-Pirólisis (PBS). En economías de orientación agrícola y forestal, con bajo desarrollo tecnológico como la mexicana, el uso apropiado de la biomasa de los residuos (rastrojos de maíz y trigo, bagazo de caña, paja de caña, cascarilla de café, cascarillas de arroz) ofrece alternativas para reducir los costos de operación por concepto de insumos energéticos. Además, es una solución para los problemas higiénico-ambientales que pueden presentar los desechos orgánicos. En la presente investigación se trabajó con dos residuos, el primero ligado a la actividad cañera (bagazo de caña de azúcar) y el segundo asociado a la actividad forestal (aserrín). Estos residuos se seleccionaron por la importancia que representa la agregación de valor a los mismos, porque pueden ser destinados a otras actividades para iniciar fuentes de trabajo. El biocarbón es un material sólido, poroso, carbonoso y ha generado mucho interés debido a sus diversos usos para la agricultura. Hoy en día el biocarbón combinado con suelo se ha propuesto para sustituir algunos materiales usados como sustratos en viveros. Estos materiales tienen una vida corta y son costosos. Es por eso que los sustratos elaborados a partir de los residuos agrícolas como el aserrín de pino y bagazo de caña azúcar pirolizados en forma de biocarbón son una alternativa.

El objetivo general de este trabajo fue elaborar biocarbones a partir bagazo de caña de azúcar y de aserrín de pino. Se evaluó el efecto de características físicas de los residuos usados para elaborar los biocarbones, como tipo de material y tamaño de partícula, sobre las propiedades físico-químicas de los biocarbones elaborados. También se evaluó el desempeño del biocarbón de caña de azúcar como sustrato de Pinus greggii Engelm. ex Parl en vivero. Lo anterior con objeto de definir la posibilidad de reemplazar el sustrato forestal comúnmente usado en viveros nacionales, el cual está constituido por Peat moss, agrolita, vermiculita y corteza de pino al 50%. Para ello se condujeron experimentos en vivero usando Pinus greggii Engelm. ex Parl y se evaluaron las variables de crecimiento del Pinus greggii Engelm. ex Parl en los sustratos elaborados al combinar los biocarbones generados con suelo y el sustrato forestal. Se diseñaron tratamientos combinando biocarbón de bagazo de caña de azúcar y aserrín de pino ambos pirolizados a 600 °C. En el caso del aserrín de pino se usaron dos tamaños de partícula grueso (> 4mm) y fino (< 4 mm). Los resultados obtenidos indican que el tipo de material usado y el tamaño de partícula del mismo determinan las características físico-químicas de los biocarbones producidos. También se concluye que es posible usar biocarbones elaborados a partir de residuos de bagazo de caña de azúcar y aserrín de pino pirolizados a 600 °C combinados con suelo como sustratos de Pinus greggii Engelm. ex Parl en vivero. Finalmente el biocarbón de bagazo de caña de azúcar combinado con el sustrato forestal usado en México en una relación (1:9), puede sustituir al sustrato forestal constituido por Peat moss, agrolita, vermiculita y corteza de pino al 50% que es el más ampliamente usado en México. Lo anterior representaría un ahorro para los productores de pino en vivero.

Inglés

Some residues of agricultural, forestry and agro-industrial activities have the potential to become sources of renewable energy, taking advantage of its carbon content. This is accomplished by a process which transforms biomass by pyrolysis, a thermochemical conversion in reduced oxygen atmospheres. As a byproduct of this transformation biochar it is generated and the process by which this occurs has been called Biochar-Pyrolysis System (PBS). In agriculture and forestry economies facing with low technological development such as Mexico, the appropriate use of biomass waste (corn stover, bagasse, sugarcane straw, coffee husk, wheat and rice husks, sawdust) it offers alternatives to reduce operating costs by concept of energy inputs. Moreover, it is a solution for hygienic environmental problems that may occur in organic waste. In this research we worked with two residues, the first activity linked to sugarcane (sugarcane bagasse) and the second associated with forestry (sawdust). These residues were chosen because of the importance it represents the aggregation of value to them, because they can be assigned to other activities to start jobs. Biochar is a solid, porous, carbonaceous material and has generated much interest because of its various uses for agriculture. Today the soil combined with biochar has been proposed to replace some materials used as substrates in nurseries. These materials have a short life and are expensive. That's why the substrates made from agricultural waste such as sawdust pine and sugar cane bagasse pyrolyzed biochar as an alternative. The overall objective of this work was to develop biocarbones from sugarcane bagasse and pine sawdust. The effect of physical characteristics of the waste used to make the biocarbones such as material type and particle size on the physicochemical properties of processed biocarbones evaluated.

Biochar performance of sugarcane as Pinus greggii ex Parl substrate was also evaluated. nursery. This in order to define the possibility of replacing the substrate commonly used in forest nurseries national, which consists of peat moss, perlite, vermiculite and pine bark 50%. To do experiments were conducted in greenhouse using Pinus greggii. ex Parl and growth variables were evaluated Pinus greggii. ex Parl on substrates produced by combining the generated biocarbones soil and forest soil. Combining biochar bagasse sugarcane and pine sawdust pyrolyzed at 600 °C both treatments were designed. Two coarse particle size (> 4 mm) and fine (<4 mm) were used in the case of pine sawdust. The results indicate that the type of material used and the particle size thereof determine the physicochemical characteristics biocarbones produced. It also concludes that it is possible to use biocarbones made from waste bagasse from sugar cane and pine sawdust pyrolyzed at 600 ° C combined with soil and substrates Pinus greggii ex Parl nursery. Finally biochar bagasse sugar combined with forest substrate used in Mexico in a relationship (1: 9), can replace the forest substrate containing peat moss, perlite, vermiculite and pine bark 50% which is the most widely used in Mexico. This would represent a saving for producers of pine nursery.

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Tesis Doctora en Ciencias Colegio de Postgraduados. Institución de Enseñanza e Investigación en Ciencias Agrícolas. Campus Montecillo. Edafología 2015

Incluye bibliografía

Resumen General.. Agradecimientos.. Contenido.. Lista de Cuadros y Figuras.. Capítulo 1.. Introducción General.. Literatura Citada.. Objetivo General.. Objetivos Específicos.. Hipótesis General.. Hipótesis Específicas.. Capítulo 2.. El Biocarbón (Biochar Como Alternativa de Aprovechamiento de Residuos Agrícolas y Forestales.. Resumen.. Introducción.. Conclusión.. Literatura Citada.. Capítulo 3.. Biocarbón de Residuos Agro-Industriales Usados Como Sustratos Para Plantulas de Pinus greggii Engelm. ex Parl.. Resumen.. Introducción.. Materiales y Métodos.. Resultados y Discusión.. Conclusión.. Literatura Citada.. Capítulo 4.. Evaluación de Biocarbón de Caña De Azúcar Como Sustrato Para el Desarrollo de Pinus greggii Engelm. ex Parl. en Vivero Forestal.. Resumen.. Introducción.. Materiales y Métodos.. Resultados y Discusión.. Conclusión.. Literatura Citada.. Capítulo 5.. Recomendaciones. Anexos.. 1.Base de datos de SAS.. 2. Análisis de ANOVA para las variables de crecimiento y concentración de nutrientes en biomasa aérea y radicular.. 3. Análisis físico-químicos de los biocarbones.. 4. Prueba de germinación de Pinus greggii Engelm. ex Parl. en los biocarbones.. 5. Porosidad de biocarbones observada con microscopio electrónico de barrido (MEB

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Algunos residuos de las actividades agropecuarias, forestales y agroindustriales tienen el potencial de convertirse en fuentes de energía renovable, aprovechando su contenido de carbono. Esto se lleva a cabo mediante un proceso que transforma la biomasa mediante pirólisis, que es una conversión termoquímica en atmósferas reducidas en oxígeno. Como subproducto de esta transformación se genera biocarbón (biochar) y al proceso mediante el cual se produce éste se le ha denominado Sistema Biocarbón-Pirólisis (PBS). En economías de orientación agrícola y forestal, con bajo desarrollo tecnológico como la mexicana, el uso apropiado de la biomasa de los residuos (rastrojos de maíz y trigo, bagazo de caña, paja de caña, cascarilla de café, cascarillas de arroz) ofrece alternativas para reducir los costos de operación por concepto de insumos energéticos. Además, es una solución para los problemas higiénico-ambientales que pueden presentar los desechos orgánicos. En la presente investigación se trabajó con dos residuos, el primero ligado a la actividad cañera (bagazo de caña de azúcar) y el segundo asociado a la actividad forestal (aserrín). Estos residuos se seleccionaron por la importancia que representa la agregación de valor a los mismos, porque pueden ser destinados a otras actividades para iniciar fuentes de trabajo. El biocarbón es un material sólido, poroso, carbonoso y ha generado mucho interés debido a sus diversos usos para la agricultura. Hoy en día el biocarbón combinado con suelo se ha propuesto para sustituir algunos materiales usados como sustratos en viveros. Estos materiales tienen una vida corta y son costosos. Es por eso que los sustratos elaborados a partir de los residuos agrícolas como el aserrín de pino y bagazo de caña azúcar pirolizados en forma de biocarbón son una alternativa. spa

El objetivo general de este trabajo fue elaborar biocarbones a partir bagazo de caña de azúcar y de aserrín de pino. Se evaluó el efecto de características físicas de los residuos usados para elaborar los biocarbones, como tipo de material y tamaño de partícula, sobre las propiedades físico-químicas de los biocarbones elaborados. También se evaluó el desempeño del biocarbón de caña de azúcar como sustrato de Pinus greggii Engelm. ex Parl en vivero. Lo anterior con objeto de definir la posibilidad de reemplazar el sustrato forestal comúnmente usado en viveros nacionales, el cual está constituido por Peat moss, agrolita, vermiculita y corteza de pino al 50%. Para ello se condujeron experimentos en vivero usando Pinus greggii Engelm. ex Parl y se evaluaron las variables de crecimiento del Pinus greggii Engelm. ex Parl en los sustratos elaborados al combinar los biocarbones generados con suelo y el sustrato forestal. Se diseñaron tratamientos combinando biocarbón de bagazo de caña de azúcar y aserrín de pino ambos pirolizados a 600 °C. En el caso del aserrín de pino se usaron dos tamaños de partícula grueso (> 4mm) y fino (< 4 mm). Los resultados obtenidos indican que el tipo de material usado y el tamaño de partícula del mismo determinan las características físico-químicas de los biocarbones producidos. También se concluye que es posible usar biocarbones elaborados a partir de residuos de bagazo de caña de azúcar y aserrín de pino pirolizados a 600 °C combinados con suelo como sustratos de Pinus greggii Engelm. ex Parl en vivero. Finalmente el biocarbón de bagazo de caña de azúcar combinado con el sustrato forestal usado en México en una relación (1:9), puede sustituir al sustrato forestal constituido por Peat moss, agrolita, vermiculita y corteza de pino al 50% que es el más ampliamente usado en México. Lo anterior representaría un ahorro para los productores de pino en vivero. spa

Some residues of agricultural, forestry and agro-industrial activities have the potential to become sources of renewable energy, taking advantage of its carbon content. This is accomplished by a process which transforms biomass by pyrolysis, a thermochemical conversion in reduced oxygen atmospheres. As a byproduct of this transformation biochar it is generated and the process by which this occurs has been called Biochar-Pyrolysis System (PBS). In agriculture and forestry economies facing with low technological development such as Mexico, the appropriate use of biomass waste (corn stover, bagasse, sugarcane straw, coffee husk, wheat and rice husks, sawdust) it offers alternatives to reduce operating costs by concept of energy inputs. Moreover, it is a solution for hygienic environmental problems that may occur in organic waste. In this research we worked with two residues, the first activity linked to sugarcane (sugarcane bagasse) and the second associated with forestry (sawdust). These residues were chosen because of the importance it represents the aggregation of value to them, because they can be assigned to other activities to start jobs. Biochar is a solid, porous, carbonaceous material and has generated much interest because of its various uses for agriculture. Today the soil combined with biochar has been proposed to replace some materials used as substrates in nurseries. These materials have a short life and are expensive. That's why the substrates made from agricultural waste such as sawdust pine and sugar cane bagasse pyrolyzed biochar as an alternative. The overall objective of this work was to develop biocarbones from sugarcane bagasse and pine sawdust. The effect of physical characteristics of the waste used to make the biocarbones such as material type and particle size on the physicochemical properties of processed biocarbones evaluated. eng

Biochar performance of sugarcane as Pinus greggii ex Parl substrate was also evaluated. nursery. This in order to define the possibility of replacing the substrate commonly used in forest nurseries national, which consists of peat moss, perlite, vermiculite and pine bark 50%. To do experiments were conducted in greenhouse using Pinus greggii. ex Parl and growth variables were evaluated Pinus greggii. ex Parl on substrates produced by combining the generated biocarbones soil and forest soil. Combining biochar bagasse sugarcane and pine sawdust pyrolyzed at 600 °C both treatments were designed. Two coarse particle size (> 4 mm) and fine (<4 mm) were used in the case of pine sawdust. The results indicate that the type of material used and the particle size thereof determine the physicochemical characteristics biocarbones produced. It also concludes that it is possible to use biocarbones made from waste bagasse from sugar cane and pine sawdust pyrolyzed at 600 ° C combined with soil and substrates Pinus greggii ex Parl nursery. Finally biochar bagasse sugar combined with forest substrate used in Mexico in a relationship (1: 9), can replace the forest substrate containing peat moss, perlite, vermiculite and pine bark 50% which is the most widely used in Mexico. This would represent a saving for producers of pine nursery. eng

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