Valorización energética de residuos de la industria corchera: caracterización y termogravimetría

El corcho es la corteza del alcornoque (Quercus suber L.), un recurso natural, renovable y biodegradable que se encuentra principalmente en la región mediterránea. La extracción periódica de esta corteza, conocida como saca, desempeña un papel esencial tanto para el equilibrio ambiental como para la sostenibilidad económica y social de muchas comunidades rurales de la cuenca mediterránea. Como este proceso no implica la tala de los árboles, la recolección del corcho se considera una actividad sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

Este material natural destaca por su elevado valor económico y ambiental. Su principal aplicación corresponde a la elaboración de tapones de alta calidad para la industria vinícola, seguida por su utilización en materiales de construcción y otros productos industriales.

No obstante, a pesar de los beneficios económicos asociados al sector corchero, su actividad genera determinados impactos ambientales, entre los que se destaca la producción de residuos sólidos derivados de las distintas etapas del proceso industrial.

Una opción interesante para la valorización de estos residuos es su uso como biocombustible. En el presente estudio se caracterizaron tres muestras de subproductos procedentes de la industria corchera, seleccionadas y clasificadas en función de su densidad aparente, con el objetivo de evaluar su potencial como biocombustibles sólidos.

La caracterización de estas muestras incluyó la determinación del contenido de humedad, el análisis inmediato (materia volátil, cenizas y carbono fijo), el análisis elemental (C, H, N, S y O) y la determinación del poder calorífico superior (PCS).

Asimismo, se realizó un estudio termodinámico del proceso de combustión mediante análisis termogravimétrico (TGA) y su correspondiente curva de termogravimetría diferencial (DTG), a partir de los cuales se calcularon los índices de combustión con el fin de evaluar el comportamiento energético de los materiales analizados.

Esta investigación se ha desarrollado en el proyecto ECOAGRODEHESA que se enmarca en el Programa Operativo FEDER Extremadura 2021-2027. Actuación 1A1103. Desarrollo de la capacidad de investigación científica, desarrollo tecnológico e innovación, cofinanciado al 85%.

En este estudio se caracterizaron tres muestras de residuos de la industria corchera, seleccionadas y clasificadas según su densidad aparente, con el objetivo de evaluar su potencial como biocombustibles sólidos. Los ensayos propuestos para la caracterización fueron: humedad, análisis inmediato y elemental y poder calorífico superior. Además, se llevó a cabo un estudio energético del proceso de combustión mediante análisis termogravimétrico (TG), curva de termogravimetría diferencial (DTG) e índices de pirólisis y combustión.

Los subproductos de corcho empelados pertenecen a diferentes etapas de la fabricación de tapones: CDB, CDM, CDA (en orden creciente de densidad). Las muestras fueron trituradas y tamizadas hasta conseguir una granulometría inferior a 0,4 mm.
La humedad, el análisis inmediato (% de materia volátil, % de cenizas, % de carbono fijo), el análisis elemental (% de C, H, N, S) y el poder calorífico superior (PCS) se determinaron de acuerdo con la norma correspondiente sobre biocombustibles.
El análisis termogravimétrico (TG) se llevó a cabo utilizando una termobalanza (NETZSCH STA 449F5). Se analizaron diferentes muestras de cada subproducto a temperaturas comprendidas entre 30 y 900 °C con una velocidad de calentamiento de 20 °C/min en atmósfera de aire (80/20) y un flujo de gas de 50 ml/min.
La curva de termogravimetría diferencial (DTG) se calculó como la primera derivada de la curva TG. Para determinar los diferentes eventos de temperatura, se aplicó el método de la tangente.

Los residuos de la industria corchera presentan buena calidad como biocombustibles y está fuertemente influenciado por su densidad.
Los residuos muestran baja humedad (4,79–6,62 %), lo que permite su uso directo como biocombustible. Los volátiles disminuyen con la densidad (81,35–74,84 %), mientras que las cenizas y el carbono fijo aumentan.
El contenido de carbono también desciende, en línea con la reducción del PCS. Los niveles de N (<0,807 %) y S (<0,02 %) son bajos y cumplen la ISO 17225-2.
El comportamiento térmico está fuertemente condicionado por la densidad: a mayor densidad (CDB < CDM < CDA), las temperaturas características (Ti, Tp, Tf) disminuyen y aumentan las velocidades de pérdida de masa (DTGmax, DTGmed) y los índices de combustión (Di, Df, D, S). En conjunto, las muestras más densas muestran mayor reactividad térmica, ignición más fácil y combustión más rápida, con intervalos de reacción más cortos.