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La economa circular de los desechos generados por la gramnea de arroz frente al efecto ambiental
The circular economy of the waste generated by the rice grass versus the environmental effect
A economia circular dos resduos gerados pelo capim-arroz versus o efeito ambiental
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Correspondencia: julio.lopez@espoch.edu.ec
Ciencias de Econmicas y Empresariales
Artculo de investigacin
*Recibido: 10 de enero de 2021 *Aceptado: 15 de febrero de 2021 * Publicado: 05 de marzo de 2021
I. Magister en Formulacin, Evaluacin y Gerencia de Proyectos para el Desarrollo, Docente de las Carreras: Ingeniera en Minas, Tecnologa de la Informacin, Zootecnia y Ambiental, Escuela Politcnica Superior de Chimborazo, Macas, Morona Santiago, Ecuador.
II. Master en Sistemas Integrados de Gestin de la Prevencin de Riesgos Laborales, la Calidad, el Medio Ambiente y la Responsabilidad Social Corporativa, Docente de las Carreras: Ingeniera en Ambiental, Escuela Politcnica Superior de Chimborazo, Macas, Morona Santiago, Ecuador.
III. Magister en Agroindustrias Mencin en la Calidad y Seguridad Alimentaria, Docente de las Carreras: Ingeniera en Zootecnia y Ambiental, Escuela Politcnica Superior de Chimborazo, Macas, Morona Santiago, Ecuador.
IV. Investigador Independiente, Macas, Morona Santiago, Ecuador.
Resumen
A partir de la fundicin de la cascarrilla de arroz se obtuv la extraccin de slice de alta pureza, siendo el mismo el componente principal para elaboracin de clulas solares fotovoltaicas, con el objetivo de proporcionar un valor agregado y minimizar el perjuicio al ambiente causado por la incineracin no controlada a cielo abierto de los desechos generados por la agroindustria en la produccin de la gramnea del arroz. Se presentan el anlisis del contenido de silicio (SiO2) en los desechos de la C A generados en tres apiladoras del pas Gran Arroz, Comagrico y Carmita ubicados en la provincia de Guayas, Los Ros y Loja respectivamente; evaluacin que brindara caracterizar este desecho identificando el contenido porcentual de silicio (SiO2). Para ello, se emple una metodologa experimental mediante un conjunto de condiciones adecuadas con la calcinacin de la cascarrilla de arroz a 600C por una hora y posterior pulverizadas y calentadas a 850 a 900C por veiticuatro horas, procedimiento evaluado bajo la normativa NTE INEN-ISO 12677 mtodo de perlas fundidas (ISO 12677:2011, IDT). Se realizarn tres ensayos de distintas apiladoras del pas obteniendose un resultado de cenizas sintetizadas de carbono con un contenido superior al 95%, se demostr que existe diferencia significativa para la probabilidad ( P < 0,55) de rendimiento en la obtencin de silice. Finalmente se concluye la factibilidad de integrar la generacin de proyectos de emprendimiento que satisfagan la innovacin frente a una economa circular rentable con alto grado de consciencia ambiental en la reduccin de los residuos producidos en el sector agricola por la produccin de la gramnea de arroz obteniendose beneficios ambientales como la mitigacin al cambio climtico, efecto invernadero, la contaminacin de las fuentes de agua, e integrar el hbitat de la vida silvestre y la salud humana.
Palabras clave: Economia; derechos; efecto ambiental; arroz; Ecuador; Manab, Los Rios; el Oro; produccin.
Abstract
From the smelting of the rice husk, the extraction of high purity silica was obtained, being the main component for the elaboration of photovoltaic solar cells, with the aim of providing added value and minimizing the damage to the environment produced by the uncontrolled incineration in the open air of waste generated by agribusiness in the production of rice grass. The analysis of the content of silicon (SiO2) in the waste of the C A generated in three stackers of the country Gran Arroz, Comagrico and Carmita located in the province of Guayas, Los Ros and Loja respectively; An evaluation that will characterize this waste by identifying the percentage content of silicon (SiO2). For this, an experimental methodology was used through a set of suitable conditions with the calcination of the rice husk at 600 C for one hour and later pulverized and heated at 850 to 900 C for 24 hours, a procedure evaluated under the NTE regulations. INEN-ISO 12677 method of molten beads (ISO 12677: 2011, IDT). Three tests of different stackers in the country were carried out, obtaining a result of synthesized carbon ash with a content higher than 95%, it was shown that there is a significant difference for the probability (P <0.55) of performance in obtaining silica. Finally, the feasibility of integrating the generation of entrepreneurship projects that satisfy innovation in the face of a profitable circular economy with a high degree of environmental awareness in reducing waste produced in the agricultural sector by the production of rice grass, obtaining benefits is concluded. environmental issues such as mitigating climate change, the greenhouse effect, the contamination of water sources, and integrating wildlife habitat and human health.
Keywords: Economy; Rights; environmental effect; rice; Ecuador; Manab, Los Rios; gold; production.
Resumo
A partir da fundio da casca de arroz, obteve-se a extrao da slica de alta pureza, principal componente para a elaborao de clulas solares fotovoltaicas, com o objetivo de agregar valor e minimizar os danos ao meio ambiente causados pela incinerao descontrolada na regio. a cu aberto com os resduos gerados pelo agronegcio na produo do capim-arroz. A anlise do teor de silcio (SiO2) nos resduos do C A gerado em trs stackers do pas Gran Arroz, Comagrico e Carmita localizados na provncia de Guayas, Los Ros e Loja respectivamente; Uma avaliao que caracterizar esse resduo por meio da identificao do teor percentual de silcio (SiO2). Para isso, foi utilizada uma metodologia experimental por meio de um conjunto de condies adequadas com a calcinao da casca de arroz a 600 C por uma hora e posteriormente pulverizada e aquecida a 850 a 900 C por 24 horas, procedimento avaliado pela regulamentao do NTE . Mtodo INEN-ISO 12677 de grnulos fundidos (ISO 12677: 2011, IDT). Foram realizados trs testes com diferentes stackers no pas, obtendo-se um resultado de cinzas de carbono sintetizado com teor superior a 95%, foi demonstrado que existe uma diferena significativa para a probabilidade (P <0,55) de desempenho na obteno de slica. Por fim, conclui-se a viabilidade de integrar a gerao de projetos de empreendedorismo que satisfaam a inovao face a uma economia circular rentvel com elevado grau de conscincia ambiental na reduo dos resduos produzidos no setor agrcola pela produo de capim de arroz, obtendo benefcios ambientais. questes como mitigao de mudanas climticas, efeito estufa, contaminao de fontes de gua e integrao de habitat de vida selvagem e sade humana.
Palavras-chave: Economia; Direitos; efeito ambiental; arroz; Equador; Manab, Los Rios; o ouro; Produo.
Introduccin
Impacto ambiental por el desecho producido por la gramnea de arroz
En la ltima dcada el impacto ambiental que enfrenta el planeta relaciona directamente al ser humano en la generacin de desechos, gran parte proviene de la agricultura. El tema del medio ambiente, con la necesidad de la minimizacin de las emisiones globales del dixido de carbono (CO2), es un punto favorable para el uso de la biomasa.
En Ecuador, la produccin la gramnea de arroz es una actividad notable debido que es un alimento altamente consumido por la poblacin. De acuerdo al Ministerio de Agricultura, Ganadera, Acuacultura y Pesca (MAGAP) se conoce que su produccin en el tercer semestre de 2019 fue de 289 655 ha, representada en una produccin de 1 465 674 t.
La provincia del Guayas concentro alrededor del 74% de la produccin nacional, seguido por los Ros, Manab y el Oro. (MAGAP, 2019). Durante su produccin las operaciones agroindustria desechan un subproducto conocido como Cascarilla de Arroz (CA) equivalente al 20% del peso total y convirtindose en un residuo. Por consiguiente, la cantidad de CA al tercer trimestre de 2019 considera un valor de 366.418,5 t.
El Ministerio de Agricultura, Ganadera, Acuacultura y Pesca (MAGAP), establece que solo 35% de la cascarilla de arroz se utiliza en la industria florcola y criaderos de animales; la Figura 1 identifica a partir de un total de 65% de generacin de la C A, un 50% es quemada dentro de las apiladoras, 25% es quemada en terrenos aislados, 15% colocada al borde de las carreteras, 5 % es depositada en fuentes hdricas y 5% se mezcla con el ambiente por factores del viento, motivo por el cual la presente investigacin identific alternativas de destino final acorde a polticas ambientales y desarrollo de procesos productivos que identifiquen criterios actuales frente a una economa circular.
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Figura 1: Destino de la cascarilla de arroz
Fuente: MAGAP, 2010.
Por otra parte, la combustin y las emisiones producidas por la biomasa estn relacionadas al carbono y oxgeno, el caso de la CA su anlisis considera el quemar su biomasa y analizar su reaccin qumica; al observar su comportamiento se considera la formacin de dixido de carbono (CO2) como una combustin completa, es decir la biomasa se quema totalmente. Por otro lado, cuando la combustin es incompleta, se forma monxido de carbono (CO) hidrocarburos (HCs, e.g. metano), N2O y otros materiales; generando impactos ambientales con la generacin de gases de efecto invernadero y problemas a nivel de la salud de los seres vivos.
El silicio presente en los desechos generados en la produccin agrcola del arroz
La cascarilla de arroz tiene caractersticas de poseer un tejido vegetal constituido por celulosa y compuestos inorgnicos como el dixido de silicio (SiO2) conocido como slice. A partir del anlisis aproximado mediante el tratamiento trmico se puede obtener cenizas de la cascarilla de arroz, las mismas estn compuestas principalmente por dixido de silicio.
La cascarilla de arroz calcinada contiene un alto contenido de slice. Mediante un procedimiento de calcinacin produce una alta cantidad de ceniza, entre 13 y 29% del peso inicial, la cual est compuesta principalmente por slice, 87-97%, y pequeas cantidades de sales inorgnicas. (Cern, 2012). A travs de la calcinacin y fundicin de la cscara de arroz, a travs de un horno, que llegue a temperatura a entre 900 grados, donde se transforma la cscara bruta en arena como primera fusin, posterior la arena depurada en silicio mediante una segunda fusin y el silicio comn es obtenida para la aplicacin de grado solar donde se cortan las clulas y se instalan en los paneles fotovoltaicos. Proceso que garantiza un rendimiento productivo en un 20% y de alta calidad. (Caroldi, 2006).
Los residuos de la cascarilla de arroz se pueden aprovechar y extraer el silicio orgnico lquido actividad que es utilizada mediante un proceso simple por los agricultores del pas, segn SINAGAP (2013), la produccin de arroz en las provincias de Guayas, Los Ros y Manab es del 95 % de la produccin nacional, siendo los cantones Daule en la provincia del Guayas y Babahoyo en la provincia de Los Ros los de mayor produccin.
La economa circular de los desechos generados por la gramnea de arroz frente al efecto ambiental
De acuerdo, a la demanda mundial de silicio su tendencia al ao 2006 por la industria de los paneles solares fue alrededor de 25.000 toneladas; en el nuestro pas, segn Rafael Horna Zapata (2018), la C A se produce silicio orgnico, valioso fertilizante para la agricultura, y puede ser aprovechado el 65% de silicio que contiene la cascarilla y poder devolver a la tierra como silicio liquido o silicio slido que constituye la ceniza, apto para todos los cultivos agrcolas. Un producto que puede ser obtenido de la CA, es la slice, que actualmente es utilizado en el mercado innovador con la produccin de paneles solares, lnea de negocio que establece un estrecho vnculo en la generacin de proyectos de emprendimiento con conciencia ambiental y generador de valor agregado a una economa circular conforme el uso racional de este tipo de residuos.
El mercado mundial demuestra una gran demanda en la produccin de dixido de silicio (SiO2) de alta pureza, es ah que se ha identificado alternativas tales como su extraccin a partir de los desechos de la C A. Segn Carlos del Caizo (Instituto de Energa Solar de la Universidad Politcnica de Madrid, 2018), menciona que el silicio de las clulas solares fotovoltaicas, se suele extraer de la arena siendo un procedimiento bastante complejo, con ello el quemar la cscara de arroz es una opcin viable donde se obtendr un 18 % de ceniza, que contiene un 92 % de silicio (SiO2). Pureza que es posible por medio de una aplicacin de mtodos tecnolgicos por medio de un tratamiento trmico.
La C A es un residuo que tiene gran potencial hacia una economa circular en remplazo a una lineal que conlleva tomar, usar y desechar; actualmente y en busca de una verdadera conciencia ambiental, el recurso de los desechos circula a valores altos, evitando o reduciendo la necesidad de los recursos primarios y por ende la contaminacin y emisiones (Fundation Ellen MacArthur , 2015).
La Figura 2 esquematiza la diferencia entre una economa lineal frente a la nueva tendencia de una circular. El proceso de obtencin de silicio, su precio de produccin para energa solar se ve reducido en un 60%, ya que un kilo de silicio cuesta 60 dlares en el mercado convencional mientras que, gracias al aprovechamiento de las cscaras del arroz, ahora el precio est por debajo de los 20 dlares. (Caroldi, 2007). La creciente variacin de precios y las restricciones en el suministro de recursos primarios, han obligado a generar proyectos en base a polticas ambientales, normativas sobre responsabilidades del productor y nueva cultura del consumidor; para ello el desarrollo la solucin a la disposicin final de desechos obliga a generar ideas innovadoras con el principio fundamental de reducir, reutilizar, reciclar y rehacer.
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Figura 2: El principio de la Economa Circular.
Fuente: (Fundation Ellen MacArthur , 2015)
Metodologia
Produccin de slice a partir de cascarilla de arroz
La metodologa en la presente investigacin fue de tipo cuantitativa experimental, donde se estableci como fase inicial la identificacin y obtencin de silicio a partir de la C A; posterior a ello se realiz los ensayos de laboratorio donde su principal variable experimentada es la temperatura de calcinacin con distintas muestras registradas en tres piladoras del pas.
En la actualidad existen varios estudios que relacionan el proceso de produccin de cenizas de cascarilla de arroz, sin embargo la investigacin desarrollada permiti observar la importancia del medio ambiente en cuanto a una posible reduccin de la C A mediante la ejecucin de un proceso trmico para obtencin de silicio, caracterizacin porcentual que contrast la utilizacin como materia prima en la aplicacin productiva para generar valor agregado con la implementacin de un proyecto de emprendimiento que aportara de forma significativa a la economa circular del pas.
El flujograma mencionado la Figura 3, muestra las tres fases al desarrollo de la metodologa investigativa donde inicialmente se identific el problema de investigacin, posterior se establecieron parmetros de experimentacin en conjunto a pruebas de laboratorio y finalmente se analizaron los resultados obtenindose una caracterizacin del compuesto obtenido.
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Figura 3: Flujograma de muestras en tres fases al desarrollo de la metodologa investigativa
Obtencin del silice a partir de las cenizas de la C A
La Ceniza de Cascarilla de Arroz es el residuo slido obtenido luego del proceso de combustin de la CA. Entre sus propiedades y composicin qumica dependen de las caractersticas del lugar de procedencia, tratamiento qumico y condiciones de incineracin; las variaciones se deben al contenido y comportamiento del xido de silicio, con una morfologa no amorfa a temperaturas entre 800 a 850C siendo parcialmente cristalina de color blanca por presencia de la slice en su composicin. (Prasara-A & Gheewala, 2016).
La cascarilla de arroz trmicamente tratada contiene un alto contenido de slice. Al ser sometida a un procedimiento de calcinacin produce concentraciones elevadas de ceniza, entre 14 y 30% del peso inicial, misma que est compuesta principalmente por slice, 88-98%. Debido al fino tamao de partcula y su reactividad de la slice, la ceniza calcinada de la C A se lo utiliza en la industria del cemento y como fuente para la preparacin de compuestos de silicio; as como en la produccin de slice activada y silicio grado solar. (Cern, 2012).
Prasad & Pandey, (2012) menciona que la CCA obtenidas mediante un proceso de combustin al someterse a una calcinacin sus componentes qumicos son evaluados de acuerdo al peso porcentual, valores que son expuestos en la Tabla 1 se menciona un alto contenido de materia orgnica con presencia de humedad (73.87%). Los compuestos restantes son de origen inorgnico, resaltando el xido de silicio o slice al ser el compuesto mayoritario (entre 20% a 22%), sobre los xidos metlicos de aluminio, hierro, calcio, magnesio, entre otros considerados como impurezas.
Tabla 1: Anlisis qumicos obtenidos de la calcinacin de la cascarilla de arroz
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Compuesto |
% Peso |
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Silicio (SiO2) |
22.12 |
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Aluminio (AL2O3) |
1.23 |
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Hierro (FE2O3) |
1.28 |
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Calcio (CaO) |
1.24 |
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Magnesio (MgO) |
0.21 |
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Materia organica y humedad |
73.87 |
Fuente: Prasad & Pandey, 2012.
Caracterizacin de la C A de la piladoras del cantn Guayas, Macar y Babahoyo
La obtencin de silicio a partir de la C A converge a una tecnologa acorde a un proceso de combustin con el control al aire (O2), alcanzando una generacin de (CO2) menor al convencional, para que esto suceda es necesario el secado de la CA (entre 100 C y 150 C) obtenindose la vaporizacin del agua, posterior se inicia la etapa de calentamiento a una temperatura entre (150 y 230 C), el calor es liberado e inicia un proceso de oxigenacin y fundicin alrededor de los 300 C y 400 C experimentndose la combustin espontanea. (Toscano, 2009).
Para obtener la caracterizaron a la CA es necesario obtener un procedimiento normado para la presente investigacin se gener un muestreo en tres piladoras del pas y posterior mediante tcnicas de Espectroscopa Infrarroja por Transformada de Fourier [FTIR, por sus siglas en ingls], Microscopa Electrnica de Barrido [SEM, por sus siglas en ingls] se obtuvieron resultados
Inicialmente se arranc con el anlisis de la poblacin de estudio obtenindose tres muestras tomadas a los residuos de la CA generados por las piladoras Carmita en el cantn Macar en la provincia de Loja, Comagrico en el cantn Babahoyo en provincia de Los Ros y Gran Arroz cantn Yahuachi en la provincia del Guayas; muestras que fueron caracterizadas para lo cual la Tabla 2 complementa la informacin de la capacidad productiva en las tres piladoras de arroz, mismas que generan gran cantidad de C A siendo estas parte central al anlisis y desarrollo de la investigacin.
Tabla 2: Poblacin de estudio en generacin de C A en piladoras de arroz.
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PROVINCIA |
PILADORA ARROCERA |
CANTN |
PRODUCCIN DE CASCARILLA DE ARROZ (t/mes) |
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Guayas |
Gran Arroz |
Yahuachi |
4.400,00 |
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Los Ros |
Comagrico |
Babahoyo |
2.000,00 |
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Loja |
Carmita |
Macar |
960 |
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Total |
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7.360,00 |
Fuente: Autores, 2021
Muestra
Para determinar el tamao de la muestra (n), se utiliz la siguiente frmula:
Dnde:
(Z): es el nivel de confianza = 1,96
(e): es el grado de error = 0,05 (5%)
(N): es el universo de biomasa de la cascarilla de arroz = 7.360 t/mes
(P): es la probabilidad de ocurrencia = 0,5
(Q): es la probabilidad de no ocurrencia = 0,5
El universo est constituido por la produccin total de C A de las tres piladoras definidas anteriormente en la Tabla 2; con un nivel de confianza del 95%, que equivale al valor de 1,96 con un margen de error del 5%, con una probabilidad de xito del 50%, al igual, un 50% de probabilidad de fracaso. Obtenindose una muestra (n) de C A de 0,000130489 toneladas equivalente 1 kilogramo.
Caracterizacin del silicio
La C A es rica en dixido de silicio (SiO2); estructuralmente es una red tridimensional que se genera cuando todos los tomos de oxgeno de cada tetraedro son compartidos con tetraedros adyacentes como se muestra en la Figura 24.
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Figura 4: Estructura del dixido silicio.
Fuente: (Sisla, 2011).
La C A es sometida a caracterizacin fisicoqumica, las 3 muestras fueron trasladadas a la ciudad de Azogues al laboratorio de control de calidad de la empresa UCEM S.A, mediante el mtodo de perlas fundidas, las muestras de cascarilla y de ceniza, fueron analizadas con la finalidad de obtener su composicin qumica, determinndose los componentes bsicos de la cascarilla de arroz (TA) descrito a continuacin:
Documento normativo: NTE INEN-ISO 12677 TTULO: anlisis qumico de productos refractarios por fluorescencia de rayos X (XRF). Mtodo de la perla fundida (ISO 12677:2011, IDT).
Revisin del estado de la cascarilla, verificando que no haya impurezas y no se haya condensado ya que las muestras fueron almacenadas en fundas plsticas.
Se aplica el protocolo para perlas fundidas NTE INEN-ISO 12677. Citado de (INEN, 2014).
Molienda de la muestra
Se pulveriza 10 gramos de cascarilla de arroz con un mortero
Prdida por calcinacin (y/o secado)
Se procede con la medicin de pesos con la Balanza marca OHAUS visualizada en la Figura 5, se aplica 10 gramos de fundente y 10 gramos de CA.
Eleccin del fundente y proporcin fundente/muestra
El fundente es un elemento que acompaa a la muestra, de la marca de Katanax, generalmente es un fundente de borato de litio, es slido a temperatura ambiente y debe licuarse para disolver cualquier cosa. sta es la nica razn por la que el proceso requiere calor. Por lo tanto, la temperatura de fusin real depende casi exclusivamente de la mezcla de fundente, citado de la pgina de la mquina: (Katanax company, 2020).
Compensaciones para la humedad del fundente
Se valida visualmente que no haya presencia de humedad, y se ingresa al horno de precalentamiento, los hornos de precalentamiento son ideales para la combustin de muflas y de masas de inclusin rpidas.
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Figura 5: Balanza electrnica OHAUS.
Fuente: (UCEM S.A., 2020).
Se coloca a 950 C por el lapso de 30 minutos, en este proceso se verifica que la fundicin no contenga grumos, burbujas.
Se vierte la colada en los moldes que contendrn las perlas fundidas, no debe existir burbujas para la lectura por fluorecencia.
Bsicamente el equipo se encarga de fundir el material, en este caso la cascarilla y las cenizas de la cascarilla, para obtener perlas fundidas o muestras fundidas sin flamas.
Fusin de las muestras y colado de las perlas.
Preparacin automtica de las perlas.
Almacenamiento.
Terminada la fusin se deja reposar para que tenga temperatura ambiente y se proceda a codificar o marcar y se almacena en una vitrina de vidrio libre de humedad.
Puede existir riegos de seguridad industrial por lo que se recomienda el uso de EPPs ms de 0,25 g de agente no humectante LiBr por crisol.
Nunca vierta directamente fundidos de fusin en calientes preparados con fundentes a base de sodio. (Deje que la masa fundida se enfre en el crisol y luego disuelva manualmente el slido en el cido diluido).
Nunca supere una proporcin de 1: 5 (muestra: fundente de litio)
Utilice siempre el equipo de proteccin adecuado: careta (o gafas de seguridad), bata de laboratorio y guantes, y en cuanto a la calidad de la pastilla fundida debe estar libre de burbujas y sedimentos.
Los materiales ingresan al analizador de rayos XRF, equipo representado en la Figura 6, mquina de fusin Katanax K2 Prime tiene 6 posiciones, permitiendo la preparacin de hasta 24/30 muestras por hora, tambin puede hacerse oxidacin de slidos en K2 Prime. Citado de la pgina de la mquina: (Katanax company, 2020), equipo que analiza la mineraloga presente en las distintas muestras, identificando porcentaje de xidos y minerales, para obtener resultados en cuanto a valores de saturacin y mdulos de slice y almina.
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Figura 6: Analizado de rayos XRF.
Fuente: (UCEM S.A., 2020).
1. Se procede a dejar las muestras bajo una temperatura de 950C para obtener el ensayo de perlas fundidas identificadas en la Figura 7, evitando que exista burbujas y grumos.
2. Estas muestras permanecen por el lapso de 40 minutos, es el tiempo que tarda en concluir el mtodo de perlas fundidas.
3. Una vez terminado el proceso se debe marcar, para enviar a la mquina de fluorescencia S8 TigerBruker para analizar los componentes que existen en las perlas fundidas.
4. El tiempo de duracin es de 4 a 5 minutos para analizar los materiales existentes en las perlas.
5. Los equipos deben ser calibrados despus de un turno de produccin de 8 horas.
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Figura 7: Ensayo de perlas fundidas.
Fuente: (UCEM S.A., 2020).
Resultados
El anlisis qumico de la cascarilla de arroz, determino que posee carbono, hidrgeno, nitrgeno, oxigeno, azufre, ceniza comprobndose que tiene los componentes elementales de una sustancia combustible. La Tabla 3, emite los resultados de la composicin de minerales de las cenizas de la CA seleccionados del anlisis de la composicin qumica de las muestras de cascarilla pertenecientes a los cantones de Babahoyo, Macar y Yaguachi con los porcentajes de contenido y sus elementos qumicos, con niveles superiores al 90% de silicio.
Tabla 3: Composicin mineral de las cenizas de las cascarillas seleccionadas para la investigacin.
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ELEMENTOS QUMICOS |
CASCARILLA BABAHOYO |
CASCARILLA MACAR |
CASCARILLA GUAYAS |
|
Fecha |
15/2/2019 |
15/2/2019 |
15/2/2019 |
|
SiO2 (%) |
92,81 |
91,94 |
93,15 |
|
Al2O3 (%) |
0 |
0 |
0 |
|
Fe2O3 (%) |
0,09 |
0,09 |
0,11 |
|
CaO (%) |
0 |
0 |
0 |
|
MgO (%) |
0,58 |
0,46 |
0,35 |
|
Na2O (%) |
0,42 |
0,93 |
0,43 |
|
K2O (%) |
3,28 |
3,39 |
3,39 |
|
SO3 (%) |
0,31 |
0,29 |
0,39 |
|
TiO2 (%) |
0 |
0 |
0 |
|
P2O5 (%) |
1,16 |
1,05 |
0,85 |
|
MnO (%) |
0,12 |
0,62 |
0,1 |
A continuacin, se detalla los valores obtenidos de la composicin de las cenizas tomadas en la piladora Gran arroz en la provincia del Guayas, misma que despus de haber sido utilizada como combustible para el secado de arroz, su residuo es ceniza, este elemento contiene el 94,18 % de silicio.
Demostracin experimental
En base al anlisis de caracterizacin y bajo una sustitucin porcentual, la frontera del estudio se limita al anlisis fsico qumico de la cantidad presente del mineral del silicio, para lo cual la Tabla 4 muestra el procesamiento realizado en base a una codificacin generada en las distintas muestras recolectadas los resultados entregados por el laboratorio contratado para la presente investigacin, mismos que son tabulados mediante el uso de ANOVA entre el grupo de tratamiento y control de cascarilla de arroz (CA)- slice (SI) de la zona de tratamiento Macara, Babahoyo y Guayas respectivamente.
Tabla 4: Porcentaje de mezcla en peso de la cascarilla de arroz
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Muestra |
% Peso Cascarilla de arroz |
% Silice |
|
CA/PK-A |
20% |
80% |
|
CA/PK -B |
30% |
70% |
|
CA/PK -C |
40% |
60% |
Para su demostracin se detalla mediante procedimiento analtico y aplicacin de paquetes informticos estadsticos Excel en la Tabla 5 resultados que son presentados a continuacin:
Tabla 5: Procedimiento analtico mediante Anlisis de Varianza.
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ANLISIS DE VARIANZA |
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|
Origen de las variaciones |
Suma de cuadrados |
Grados de libertad |
Promedio de los cuadrados |
F |
Probabilidad |
Valor crtico para F |
|||
|
Entre grupos |
1353128,82 |
2 |
676564,4099 |
6,966115 |
0,074577974 |
9,5520944 |
|||
|
Dentro de los grupos |
291366,5628 |
3 |
97122,1876 |
||||||
|
Total |
1644495,38 |
5 |
|||||||
La Hiptesis nula se ACEPTA ya que el valor de F o resultante es menor al valor critico como resultado no rechazamos la hiptesis nula
Valor de F o resultante
|
F |
Valor crtico para F |
|
|
6,96611584 |
< |
9,552094496 |
De acuerdo a propiedades fsico-qumicas obtenidas de los tratamientos como se dijo anteriormente no hay diferencias significativas en las variables del porcentaje de Slice en cada una del anlisis porcentual de la zona de tratamiento Macara, Babahoyo y Guayas. La Figura 4, analiza la muestra comparativa de la prueba de varianza entre la C A y silice
Figura 4: Muestra comparativa entre C A y slice
Conclusiones
El material mineral evaluado posee una morfologa microestructural acorde a una composicin de carbono presente ms del 96% atmico, en conjunto con trazas de oxgeno y silicio evidente en el espectro Analizado de rayos XRF; adems, posee una gran estabilidad trmica. Debido a estos resultados, se considera factible el uso de la cascarilla de arroz ecuatoriana para la obtencin de slice de lata pureza. La factibilidad de obtencin de este material sintetizado depende tanto de la metodologa y parmetros de operacin empleados como de la calidad de los materiales de laboratorio apropiados para su logro. En la etapa experimentacin el desarrollo de la investigacin la reproducibilidad de los ensayos fue exitosos, por lo que los datos obtenidos son estadsticamente representativos. Con estos datos obtenidos podemos obtener una la capacidad de produccin de slice de alta calidad, en relacin a una demanda insatisfecha. Tcnicamente se puede concluir que el proceso no presenta gran complejidad, ya que el pas cuenta con la tecnologa necesaria para la produccin de slice puro. Dadas las conclusiones expuestas anteriormente, se determina que el estudio investigativo conlleva la factibilidad, de integrar la generacin de proyectos de emprendimiento que satisfagan la innovacin frente a una economa circular rentable con alto grado de consciencia ambiental en la reduccin de los residuos producidos en el sector agricola por la produccin de la gramnea de arroz obteniendose beneficios ambientales como la mitigacin al cambio climtico, efecto invernadero, la contaminacin de las fuentes de agua, e integrar el hbitat de la vida silvestre y la salud humana.
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