Biomass Potential and Kinetics of Drying Model of Piptocoma discolor (pigüe) as a Source of Renewable Energy Source in Ecuador
DOI:
https://doi.org/10.29019/enfoqueute.695Keywords:
biomass, renewable energy source, biofuel, Piptocoma discolorAbstract
The importance of Piptocoma discolor is a predominantly fast-growing native species of secondary forest ideal for a sustainable forest due to its predominance in the Amazon of Ecuador and Latin America. Currently it is wood and its waste does not have an alternative to produce electricity. Scarce information on its biomass potential and energy value. The objective was to obtain fresh biomass and drying kinetics, we worked in the four cantons of the Pastaza province with 20 plots of 400 m2 and 600 m2 that had an average of 15 to 20 trees, whose chest height diameters ranged from 10 and 33 cm., Establishing the following values: a) Average number of trees per hectare (1274 NA2/ha); b) Biomass in 100 987 hectares with an average of 41 097 686.87 tons, which means that it contributes with 49.72 % of water and 50.28 % of solid matter; c) A kinetic model of R2 = 0.9855, the estimate of a = 1.1318, k = 0.0637765, n = 0.560617 and b = -0.193993, based on a standard error of 0.0301682 and residual autocorrection of 0.182239 on drying kinetics; and d) Total energy means more than 13.5 GW of thermal energy using 100 % biomass.
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References
Álvarez, E., Benitez [sic], D., Velásquez, C., & Cogollo, A. (2013). Densidad básica del fuste de árboles del bosque seco en la costa Caribe de Colombia, Intrópica, 8(1), 17-28. https://doi.org/10.21676/23897864.729
Ananías, R. A., & Venegas, R. (2005). Secado industrial del pino radiata: Tiempo de esterilización con calor y evolución temporal de la temperatura. Maderas. Ciencia y Tecnología, 7(3), 179-188. https://www.redalyc.org/pdf/485/Resumenes/Abstract_48507303_2.pdf
Aristizábal, J. D. (2011). Desarrollo de modelos de biomasa aérea en sombríos de cafeto (Coffea arabica L.) Shade Trees Via Simulated Data. Rev. U.D.C.A Act. & Div. Cient., 14(1), 49-56, http://www.scielo.org.co/pdf/rudca/v14n1/v14n1a07.pdf
Arroyo-Vinueza, J., & Reina-Guzmán, W. S. (2016). Aprovechamiento del recurso biomasa a partir de los desechos de madera para una caldera de vapor. Ciencia y Tecnología, 16, 1-10. doi: 10.17163/ings.n16.2016.03
Broche, W., Ananías, R., Salinas, C., & Ruiz, P. (2002). Modelación del secado convencional del coigüe: Parte 2. Resultados experimentales. Maderas. Ciencia y Tecnología, 4(2), 69-76. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2002000100006
Bruce, D. M. (1985). Exposed-layer Barley Drying: Three Models Fitted to New Data up to 150C. Journal of Agricultural Engineering Research, 32(4), 337-348. doi: 10.1016 / 0021-8634 (85) 90098-8
Calderón, D., & Solis, D. (2012). Cuantificación del carbono almacenado en tres fincas en tres estados de desarrollo del bosque de pino (Pinus oocarpa, L.) Dipilto, Nueva Segovia, Nicaragua [Tesis de grado, Universidad Nacional Agraria]. Repositorio institucional. https://repositorio.una.edu.ni/1158/1/tnk10c146.pdf
Cancino, J. (2002). Crecimiento. En Dendometría básica. https://bit.ly/3gdyV9e
Cancino, J. (2010). Dendometría básica (Determinación de volumenes de árboles). https://www.academia.edu/28227698/Dendrometria_Basica
Colegio de Ingenieros Ambientales de México. (2017). Evaluación del potencial de la biomasa como parte de la matriz energética de México. https://bit.ly/3mNIE8M
Córdoba, R. (2005). Conceptos básicos del secado de la madera. Forestal Kurú (Costa Rica), 2(5), 88-92. https://revistas.tec.ac.cr/index.php/kuru/article/view/546
Dengyu, C., Li, M., & Zhu, X. (2012). TG-DSC Method Applied to Drying Characteristics and Heat Requirement of Cotton Stalk During Drying. Heat and Mass Transfer, 48(12), 2087-2094. doi:10.1007 / s00231-012-1050-6
Domínguez. (2011). Evaluación del área reforestada y revegetada en el campo petrolero secoya, cantón Lago Agrio, provincia de Sucumbíos [Tesis de grado, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo]. DSpace ESPOCH. https://bit.ly/3ggqOJ1
Erazo, G., Izurieta, J., Cronkleton, P., Larson, A., & Putzel, L. (2014). Manejo sostenible de una especie pionera de madera para los medios de vida locales. CIFOR Brief, 24, 2 https://www.cifor.org/publications/pdf_files/infobrief/4424-infobrief.pdf
Escoto García, T., Beas, N., Contreras, H., Rodríguez, A., Diaz-Ramos, S. G., Anzaldo, J., & Vega R. (2017). Caracterización dasométrica y químico-micrográfica de tres especies de pino y su viabilidad de aprovechamiento integral. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 8(41), 1-30. doi: 10.29298/rmcf.v8i41.28
Fernández-Puratich, H., & Oliver-Villanueva, J. V. (2014). Cuantificación de biomasa y valor energético de renovales de Quercus ilex en condiciones mediterráneas. Bosque, 35(1), 65-74. doi:10.4067/S0717-92002014000100007
Fogila, R. C. (2005). Conceptos básicos sobre el secado de la madera. Kurú. Revista Forestal, 2(5),1-5. https://revistas.tec.ac.cr/index.php/kuru/article/view/546/472
Fonseca, G. W., Alice, F., & Rey, J. (2009). Modelos para estimar la biomasa de especies nativas en plantaciones y bosques secundarios en la zona Caribe de Costa Rica. Bosque, 30(1), 36-47. https://scielo.conicyt.cl/pdf/bosque/v30n1/art06.pdf
Instituto del Bien Común. (2014). Densidad de carbono, área protegidas y territorio indígenas, Instituto del Bien Común. https://ibcperu.org/en/publicacion/mapa-amazonia-densidad-de-carbono-areas-protegidas-y-territorios-indigenas-2/
Gaibor-Chávez, J., Pérez-Pacheco, S., Velázquez-Martí, B., Niño-Ruiz, Z., & Domínguez-Narváez, V. (2016). Dendrometric Characterization of Corn Cane Residues and Drying Models in Natural Conditions in Bolivar Province (Ecuador). Renewable Energy, 86, 745-750. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.09.009
Garay, M., & Henriquez [sic], M. R. (2012). Tratamiento químico de acetilación en madera de Pinus radiata. Maderas. Ciencia y Tecnología, 14(1), 103-113. doi: 10.4067/S0718-221X2012000100009
García-Martín, A., Pérez-Cabello, F., & De la Riva, J. (2006). Evaluación de los recursos de biomasa residual forestal mediante imágenes de satélite Landsat y SIG. GeoFocus. Revista Internacional de Ciencia y Tecnología de la Información Geográfica, 6, 205-230.
Gómez de la Cruz, F. (2015). Estudio y análisis de la cinética de secado de subproductos de almazara para su aplicación a secaderos rotativos [Tesis doctoral, Universidad de Jaén Escuela Politécnica Superior de Jaén]. Repositorio Institucional de Producción Científica. http://ruja.ujaen.es/bitstream/10953/675/1/9788484399391.pdf
González, J., Papue, A., González, V., Borja A., & Oliva, D. (2018). Crecimiento y conservación de Piptocoma discolor (Pigüe) en la provincia de Pastaza. Cfores. Revista Cubana de Ciencias Forestales, 6(3), 366-379. http://scielo.sld.cu/pdf/cfp/v6n3/2310-3469-cfp-6-03-366.pdf
Gutiérrez Pulido, H., & Salazar, R. (2008). Análisis y diseño de experimentos (2.a ed.). McGraw-Hill.
Henderson, S. M. (1974). Progress in Developing the Thin Layer Drying Equation. Transactions of the ASAE, 17(6), 1167-1172. http://dx.doi.org/10.13031/2013.37052
Hurtado, E., & Guayara, A. (2013). Potencial de uso de Piptocoma discolor (Kunth) pruski en sistemas silvopastoriles. Ingenierías & Amazonía, 6(1), 8. https://bit.ly/2JBhm7e
Ley Forestal y de Conservación de Áreas Naturales y Vida Silvestre. (2004). Capítulo VI: De producción y aprovechamiento forestal. 10 de septiembre. Registro Oficial 418. https://bit.ly/33KLJPE
MAE (2015). Proceso metodológico para el desarrollo de modelos alométricos para especies, grupo de especies y estratos en el Ecuador. Informe Guía.
MAE (2009). Estudio para determinar la abundancia de Piptocoma discolor y otras especies potenciales para la industria de pallets y cajonería en la provincia de Pastaza.
Martínez, S. (2009). Evaluación de la biomasa como recurso energético renovable en Cataluña [Tesis doctoral, Universitat de Girona]. https://bit.ly/33Ng3J8
Merino, J. (2010). Estudio económico de dos formas de aprovechamiento forestal del pigüe (Pollaslesta discolor) en el cantón Mera, provincia de Pastaza [Tesis de grado, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo]. DSpace ESPOCH. https://bit.ly/3qrSijD
Midilli, A., Kucuk, H., & Yapar, Z. (2002). New Model for Single-layer Drying. Dry Technology, 20(7), 1503-1513. https://doi.org/10.1081/DRT-120005864
Ministerio de Ambiente, Proyecto Manejo Forestal Sostenible ante el Cambio Climático, & Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. (2014). Evaluación Nacional Forestal de Resultados. https://bit.ly/2IelERn
Montero Puertas, I. (2005). Modelado y construcción de un secadero solar híbrido para residuos biomásicos [Tesis doctoral, Universidad de Extremadura]. Servicio de Publicaciones. https://biblioteca.unex.es/tesis/8477237115.pdf
Moretti, A. P., Olguin, F., Pinazo, M., Gortari, F., Vera, J., & Corina, G. (2019). Supervivencia y crecimiento de un árbol nativo maderable bajo diferentes coberturas de dosel en el Bosque Atlántico, Misiones, Argentina. Ecología Austral, 29, 099-111. https://bit.ly/39QJLRg
Murillo, G. O., & Camacho, M. P. (1998, nov. 22-28). Metodología para la evaluación de la calidad de plantaciones forestales. Primer Congreso Latinoamericano IUFRO, Valdivia, Chile. https://bit.ly/37D6Nso
Murillo, O., & Camacho, P. (1997). Metodología para la evaluación de la calidad de plantaciones forestales recién establecidas. Agronomía Costarrcense, 21(2), 189-206. https://www.mag.go.cr/rev_agr/v21n02_189.pdf
Pérez-Peña, N., Valenzuela, L., Diaz-vaz, J., & Ananías, R. (2011). Prediction of Equilibrium Moisture Content in Wood in Relation to the Specific Gravity of the Cell Wall and Environmental Variables. Maderas. Ciencia y Tecnología, 13(3), 253-266. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2011000300002
Riofrío, J., Ramos, R., & Muñoz, J. (2006). Ajuste de modelos alométricos para biomasa de Acacia melanoxylum L bajo sistema agroforestal en la Sierra ecuatoriana. X Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo. https://bit.ly/33MSCjn
Romahn, C., & Ramírez, H. (2010). Dendrometría. División de Ciencias Forestales, Universidad Autónoma de Chapingo. http://dicifo.chapingo.mx/pdf/publicaciones/dendrometria.pdf
Salinas, B., Carpio, C., Salazar E., Noboa, V., Espinoza, M., & Román, D. (2019). Caracterización anatómica de la madera de cinco especies comerciales del sector la colonia Simón Bolívar, cantón Santa Clara, provincia de Pastaza. European Scientific Journal, 15(18), 255 https://pdfs.semanticscholar.org/cd54/f84b6750a37f260c366b276fdc6163ddec56.pdf
Salinas, C., Ananías, R., & Alvear, M. (2004). Simulación del secado convencional de la madera. Maderas. Ciencia y Tecnología 6(1), 3-18, http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2004000100001
Sebastián, F., García, D., & Rezeau, A. (Coords.). (2010). Energía de la biomasa (Vol. 1). Publicaciones de la Universidad de Zaragoza. https://bit.ly/3gg3USi
Siau, J. F. (1984). Transport Processes in Wood. Springer. https://bit.ly/3lCLoo8
Sistema Nacional de Áreas de Conservación & Programa REDD/CCAD-GIZ. (2014). Manual de campo inventario forestal nacional de Costa Rica: Diseño de parcela y medición de variables de sitio y dasométricas (Vol. 2, pp. 25-40). Programa REDD/CCAD-GIZ. https://bit.ly/3mK4Yae
Sunil, J., & Ajaygiri, K. (2015). Application, Advancements and Research on Drying- A Review. International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), 3(VIII), 403-406. https://www.ijraset.com/fileserve.php?FID=3227
Treybal., R. E. (1988). Secado. En Operaciones de transferencia de masa (2.a ed., pp. 723-791). McGraw-Hill. https://bit.ly/36G0uVy
Umaña-Calderón, M., Muñoz-Mena, J., Pacheco-Retana, Y., & Vargas-Elías, G.(2019). Cinética del secado de coco por radiación. Revista Tecnología en Marcha, 32(Especial XIII CLIA). doi: https://doi.org/10.18845/tm.v32i7.4269
Unión General de Trabajadores. (2016). Introducción general. En Estudio sobre el aprovechamiento energético de la biomasa, energías renovables y reduccción de emisiones de CO2 en los municipios de Castilla y León (pp. 3-18). https://bit.ly/3lP9r3q
Velázquez-Martí, B., Fernández-González, E, Estornell, J., & Ruiz, L. A. (2010). Dendrometric and Dasometric Analysis of the Bushy Biomass In Mediterranean Forests. Forest Ecology and Management, 259(5), 875-882. doi:10.1016 / j.foreco.2009.11.027
Velázquez-Martí, B., Gaibor-Chávez, J., & Pérez-Pacheco, S. (2016). Quantification Based on Dimensionless Dendrometry and Drying of Residual Biomass from the Pruning of Orange Trees In Bolivar Province (Ecuador). Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 10(2), 175-185. https://doi.org/10.1002/bbb.1635
Velázquez-Martí, B., Estornell, J., López-Cortés, I., & Martí-Gavilá, J. (2012). Calculation of Biomass Volumen of Citrus Trees from An Adapted Dendrometry. Biosystems Engineering, 112(4), 285-292. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2012.04.011
Villalba, V. (2019). Determinación de la viabilidad técnica y económica de la combustión del pigüe (Piptocoma discolor) para su uso como combustible en la provincia de Pastaza [Tesis de grado, Universidad Estatal Amazónica]. Repositorio institucional. https://bit.ly/2L8BKNw
Wan Noor, A., Hashim, R., Danish, M., Sulaiman, O., & Hiziroglu, S. (2014). Model of Drying Kinetics of Acacia Mangium Wood at Different Temperatures. Drying Tecnology An Internactional Journal, 32(3), 361-370. doi: 10.1080/07373937.2013.829855
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