Evaluación de los parámetros de operación de la pirólisis de cascarilla de arroz y los efectos del carbón biológico producido sobre el rendimiento de un cultivo de lechuga (Lactuca sativa L.)
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Date
2019
Authors
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Publisher
Pontificia Universidad Javeriana
Abstract
El proyecto se enfocó en el aprovechamiento de la cascarilla de arroz mediante procesos de pirólisis para producir carbón biológico a escala de laboratorio y evaluar su efecto en el rendimiento de un cultivo indicador de lechuga (Lactuca sativa L.) en invernadero. Se utilizó un diseño factorial 23 para evaluar los parámetros de operación de la pirólisis: temperatura (300-500°C), tiempo de residencia (30–60 min) y diámetro de partícula (0,85-2 mm) sobre las variables de respuesta: Porcentaje de rendimiento y de remoción de azul de metileno que definieron la calidad del biocarbón. En los diseños experimentales se validaron los supuestos de normalidad, homocedasticidad y aleatoriedad e independencia de los residuales para garantizar la validez estadística de los resultados. La optimización simultánea de variables fue utilizada para maximizar el porcentaje de rendimiento (35,24%) y de remoción de azul de metileno (92,33%), obteniendo que las condiciones más favorables para la producción del carbón biológico fue en el nivel bajo de temperatura (400°C) y en los niveles altos de tiempo de residencia (60 min) y diámetro de partícula (2 mm). En el invernadero, se utilizó un diseño completamente al azar para evaluar el efecto de la cascarilla de arroz y del carbón biológico como enmiendas orgánicas en mezcla con suelo y turba. El uso de la cascarilla de arroz con suelo incrementó el peso de la biomasa total en un 90,11% respecto al suelo como sustrato puro y disminuyó en un 78% respecto a la turba como sustrato puro. La adición del carbón biológico al suelo incrementó el peso de la biomasa total en un 44,63% respecto al suelo como sustrato puro y en un 253,52% respecto a la turba como sustrato puro. Este último tratamiento fue el que presentó la mayor sinergia entre sustratos al obtenerse los valores promedios más altos de número de hojas (5,3), altura (10,64 cm), peso de biomasa aérea (166,78 mg), subterránea (46,89 mg) y total (213,67 mg). El uso del carbón biológico mejoró las propiedades físicas de la mezclas como su capacidad de aireación, retención de agua, porosidad total y densidad aparente. Además, ajustó los valores de pH y capacidad de intercambio catiónico (CIC) a la vez que incrementó el contenido de fosforo (P), potasio (K), calcio (Ca) y magnesio (Mg) en la mezcla con suelo y de fosforo (P) y potasio (K) en la mezcla con turba, efectos que favorecieron los procesos de germinación y crecimiento de las plantas.