Cascarilla de arroz, el residuo que ayudaría a generar electricidad a futuro

Cada año se generan en Colombia millones de toneladas de residuos agrícolas, la mayoría de los cuales se desaprovechan. Ahora, un estudio de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) encontró que materiales como la cascarilla de arroz y el cuesco de palma se podrían utilizar para producir electricidad de forma más eficiente, ya que generan menos obstrucciones en las calderas que otros residuos, lo que abre una posibilidad real para diversificar la matriz energética del país, especialmente en zonas rurales sin acceso a este servicio.

Aunque la idea de obtener energía a partir de residuos agrícolas puede parecer extraña, en realidad funciona de manera bastante cercana a una tarea tan cotidiana como cocinar.

Imagine una olla grande en la que se prepara lentamente un caldo. Poco a poco se agregan ingredientes y el calor va transformando todo lo que está dentro. Pero al final del proceso, cuando el líquido se evapora y la temperatura aumenta demasiado, pueden quedar restos duros pegados en el fondo que hacen más difícil seguir cocinando.

Algo muy parecido ocurre en algunas plantas industriales que intentan producir energía a partir de biomasa, es decir de residuos vegetales. Allí no hay sopa ni verduras, sino enormes calderos metálicos llenos de arena caliente que se obtiene de ríos y playas. Esa arena se mantiene en constante movimiento gracias a corrientes de aire, como si estuviera hirviendo.

Cuando los residuos agrícolas entran en ese sistema, el calor extremo —de hasta 900 °C— los quema rápidamente. El resultado es una gran cantidad de energía térmica que permite producir vapor de agua a alta presión, el cual finalmente mueve turbinas conectadas a generadores eléctricos, el mismo principio que utilizan muchas plantas de energía en el mundo. Pero el proceso tiene un enemigo silencioso: las cenizas.

¡Qué calor!

Cuando algunos residuos se queman, las cenizas de los restos minerales que contienen —como calcio, potasio y silicio— reaccionan con el material y forman compuestos conocidos como “aglomerados” que parecen piedras. Con el tiempo, estas formaciones crecen como si fueran pequeñas rocas dentro del reactor, hasta el punto de impedir que la arena se mueva y el sistema funcione correctamente.

Fue precisamente ese fenómeno el que quiso entender el investigador Sebastián Achury Ortiz, magíster en Ingeniería Mecánica de la UNAL, por lo que para estudiarlo implementó en el laboratorio una versión miniatura de estos reactores industriales, capaz de procesar más de 200 gramos de biomasa por minuto.

En el experimento introdujo arena de sílice —similar a la que se encuentra en muchos ríos— y agregó por separado tres tipos de residuos agrícolas muy comunes en Colombia: la cascarilla de arroz, la cascarilla de café y el cuesco o fruto de la palma de aceite. Luego calentó el sistema hasta temperaturas cercanas a los 900 °C, comparables con las que se utilizan en plantas de combustión industrial.

El pequeño reactor funcionó durante 8 horas como una planta energética en miniatura. Cuando se quemaba cascarilla de café, en el fondo del reactor se formaban aglomerados de hasta 6 cm —casi el tamaño de una pelota de ping-pong—, algo enorme para un sistema de ese tipo. En cambio, cuando el combustible era cascarilla de arroz o residuos de palma, los depósitos no superaban los 2 mm.

“La diferencia está en la química de las cenizas. En el caso del café, minerales como el potasio y el calcio reaccionan con el sílice de la arena y favorecen la adherencia de las partículas entre sí, de manera que forman bloques cada vez más grandes, mientras que con el arroz y la palma ocurre lo contrario, pues sus cenizas contienen más silicio, lo que reduce esa tendencia a pegarse”, explica el investigador Achury.

Una luz para miles de familias

Lo que en el laboratorio se ve como un comportamiento químico de las cenizas, en la práctica se puede traducir en una oportunidad concreta para generar energía a partir de residuos agrícolas. Según datos oficiales Colombia produce enormes cantidades de estos materiales cada año: solo del arroz se generan más de 6 millones de toneladas de cascarilla, mientras que el sector palmicultor produce entre 200.000 y 300.000 toneladas de cuesco anualmente, según datos de Fedepalma, pero gran parte de este material se desperdicia.

Al mismo tiempo, estimaciones internacionales muestran que para 2030, cerca de 660 millones de personas en el mundo aún no tendrán acceso a energía eléctrica. En Colombia alrededor de 9,6 millones de habitantes viven en condiciones de pobreza energética, especialmente en departamentos como Vichada, Vaupés, Guainía y La Guajira.

“Este proceso de conversión es viable en el país, aunque requiere inversión y personal capacitado. En países como Suecia, Japón y Austria ya se utiliza con residuos maderables, por lo que a futuro sería una opción para fortalecer la generación de energía renovable en el país”, señala el investigador.

Aunque la idea de generar energía con residuos agrícolas suena prometedora, este tipo de plantas aún no existen en Colombia. Las termoeléctricas del país se diseñaron para quemar carbón, un combustible más estable y fácil de controlar. Los residuos agrícolas, en cambio, cambian mucho en su composición química y pueden formar esas “piedras” dentro de los reactores. Por eso estos estudios son un primer paso para adaptar la tecnología y aprovechar la enorme cantidad de desechos agrícolas que produce el país.

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