La valorización de la biomasa es un área en permanente evolución, relevante de investiga-ción y que continuará atrayendo el interés del sector industrial a medida que más y más consumidores estén preocupados por el impacto ambiental del uso de recursos fósiles no renovables. Señal de ello son las grandes inversiones realizadas por la industria química tradicional (BASF, DUPONT, Braskem, Mitsubishi, entre otras) en nuevas vías de síntesis de químicos y materiales, a partir de recursos renovables. Además, existen beneficios eco-nómicos significativos si en futuros desarrollos tecnológicos se procesa biomasa residual. El notable potencial de la biomasa, como fuente alternativa de productos químicos, com-bustibles y materiales demanda nuevas tecnologías para procesar eficientemente materias primas complejas y diversas. Por su parte, impulsar el desarrollo de biorrefinerías eficien-tes obliga a integrar el diseño de nuevos procesos con el diseño de productos innovadores que faciliten la inserción de estos en el mercado. En este contexto, es importante el desa-rrollo de modelos termodinámicos predictivos y de algoritmos de simulación de propieda-des de mezclas robustos, tanto en el ámbito productivo (diseño y simulación de biorrefi-nerías) como en el de blends de combustibles, que permitan predecir el desempeño de biocombustibles al ser utilizados, por ejemplo, como aditivos de combustibles convencio-nales. Esta tesis realiza dos contribuciones principales: 1) modelado del equilibrio de fases de sistemas involucrados en la conversión de biomasa, dirigida a la síntesis de biocombusti-bles y 2) desarrollo de herramientas para el diseño de productos multicomponentes que, en particular, se aplican al diseño de mezclas de combustibles y biocombustibles. El Capítulo 1 brinda una visión general sobre las tendencias actuales en biorrefinerías y biocombustibles. Se presentan los compuestos que constituyen la plataforma de biobasa-das y sus principales rutas de conversión a biocombustibles. En esta tesis se amplía el alcance de la Ecuación de Estado a Contribución Grupal con Asociación (GCA-EoS). Este mo-delo ha sido aplicado con éxito a la descripción del comportamiento de fases de mezclas que involucran biocombustibles de primera generación (etanol y biodiesel) y numerosos productos naturales. En el Capítulo 2, luego de describir el modelo termodinámico GCA-EoS, su base teórica y tabla de parámetros, se discuten las principales estrategias de pa-rametrización desarrolladas durante este trabajo de tesis. El Capítulo 3 presenta el mode-lado del equilibrio entre fases de mezclas de CO2 con las series homólogas de n-alcanos y n-alcoholes. Estos sistemas son de particular interés para el desarrollo de tecnologías in-tensificadas por presión que están siendo altamente aplicadas en la síntesis de compues-tos biobasados y donde el CO2 es el solvente por excelencia. El Capítulo 4 desarrolla el tra-bajo realizado en torno a extender la tabla de parámetros de la GCA-EoS a nuevos biocom-bustibles furánicos. Por último, el Capítulos 5 está dedicado al modelado termodinámico de éteres con alcanos y alcoholes. Esta extensión se aplica a la predicción del equilibrio de fases de sistemas constituidos por compuestos polifuncionales como poliéteres y glicol éteres. En la segunda parte de la tesis, la GCA-EoS se aplica a la simulación de propiedades de blends y se integra a una herramienta de diseño de productos multicomponentes basado en propiedades termodinámicas. En el Capítulo 6 se presentan los algoritmos desarrolla-dos para simular matemáticamente ensayos experimentales que determinan las principa-les propiedades reguladas por normas nacionales e internacionales. Finalmente, el Capítu-lo 7 presenta el algoritmo de optimización, basado en técnicas metaheurísticas, que permi-te encontrar mezclas sustitutas que cumplan con un conjunto de propiedades especifica-das para el combustible (presión de vapor Reid, curva de destilación y perfil de composi-ción PIANOX). El diseño de blends es una aplicación de interés particular para esta tesis; sin embargo, está claro que la herramienta desarrollada puede ser extendida y aplicada al diseño de productos multicomponentes en una diversidad de aplicaciones. / Currently, biomass valorization is a research field of growing interest and has gain special attention in the industrial sector as more and more consumers are concerned about the environmental impact of using non-renewable fossil resources. Sign of it are the large in-vestments done by the traditional chemical industry (BASF, DUPONT, Braskem, Mitsubishi) in new synthesis routes of chemicals and materials from renewable resources. Moreover, significant economic benefits can be achieved if future technological develop-ments process residual biomass. Biomass potential as an alternative source of chemical, fuels and materials require new technologies capable of efficiently process complex and inhomogeneous raw materials. On the other hand, boosting the development of efficient biorefineries requires integrating the design of new processes with the design of innova-tive products that facilitate the insertion of these in the market. In this context predictive thermodynamic models and robust property simulation algorithms are required for both, process and product conceptual design and optimization. This thesis makes two main contributions for the development of: 1) a thermodynamic model for biorefineries, with focus on biofuel synthesis and 2) a tool for multicomponent product design, specifically applied to fuel/biofuel blends design. Chapter 1 provides an overview about current trends in biorefineries and biofuels. It also introduces the main platform chemicals obtained from biomass processing and their fur-ther conversion routes towards biofuels. In this thesis the scope of application of the Group Contribution with Association Equation of State (GCA-EoS) is extended in the biore-fineries context and to include new biofuels. This thermodynamic model has been success-fully applied to mixtures involving first generation biofuels (bioethanol and biodiesel) and several natural products. Chapter 2 describes the GCA-EoS model, its theoretical bases and discusses the parametrization strategies developed during this research work. Chapter 3 reviews the modeling of CO2 phase behavior with the n-alkane and n-alcohol homologous series. These systems are of interest for developing pressure intensified technologies highly applied in the synthesis of platform chemicals. Chapter 4 is focus on extending GCA-EoS table of parameters to new furanic biofuels. Finally, Chapter 5 introduces the thermo-dynamic modeling of ethers with alkanes and alcohols, extension of the GCA-EoS that al-lows predicting the phase behavior of systems including polyfunctional compounds such as polyether and glycol ethers, also considered next generation biofuels. In the second part of this thesis, the GCA-EoS is applied to the simulation of fuel blend properties and the development of a tool for designing blends based on thermodynamic properties. The developed algorithms for modeling experimental tests methods, regulated by national and international standards, are presented in Chapter 6. Finally, Chapter 7 presents an optimization algorithm based on metaheuristics techniques that allows searching for surrogate mixtures that fulfill specified fuel properties (Reid vapor pressure, distillation curve and PIANOX composition). Beyond blend design, the tools developed in this thesis could be extended and applied to other multicomponent product design.

La Plataforma Continental Argentina es la más grande en el hemisferio sur. Este ecosistema se caracteriza por la presencia de frentes marinos que regulan el desarrollo de poblaciones biológicas. Un área de especial interés es el Rincón que depende de los aportes de los ríos patagónicos y de los humedales costeros contiguos que determinan un área de importancia ecológica y productiva. En este sistema, el seston es uno de los principales agentes que intervienen en la transformación del CO2 a compuestos orgánicos y en su posterior exportación a capas más profundas. Las estimaciones de aminoácidos, hexosaminas y quitina nos brindan pistas sobre los procesos que afectan el flujo del carbono hacia la profundidad de los océanos. En este trabajo se realizaron dos campañas oceanográficas en la Plataforma Continental Argentina; la región de Patagonia norte y el sistema de El Rincón, analizándose marcadores bioquímicos en las fracciones del seston, sedimentos y mesozooplancton. El análisis de dichos marcadores, reveló que en la región norpatagónica se consumen nutrientes provenientes de la corriente de Cabo de Hornos y de Malvinas mientras que la salinidad no alcanza a explicar diferencias en la capa eufótica entre las zonas de estudio. Es escasa la influencia de las cuencas sur patagónicas y a pesar de la existencia de corrientes oceánicas que conectan las regiones no se genera total homogeneidad de los parámetros químicos de origen predominantemente fitoplanctónicas. Por su escasa profundidad la materia en suspensión de la plataforma se encuentra en estado inmaduro y terminaría de transformarse al llegar al sedimento. En la zona del talud, las propiedades de la materia orgánica son consecuencia de procesos de degradación durante su descenso, eventos de surgencia, procesos de advección y resuspención. La distribución del mesozooplancton estuvo principalmente asociada a la concentración del fitoplancton, aunque la salinidad también contribuiría a delimitar su distribución. La activación y desarrollo biológico del mesozooplancton se da de norte a sur demostrando la existencia de heterogeneidad ambiental siendo el talud una zona que motoriza la actividad biológica y la zona de plataforma media un área de alta producción y cierta estabilidad espacio-temporal. La distribución de las fracciones dependerían de las condiciones intrínsecas de cada ambiente. En El Rincón se determinó que los compuestos químicos analizados responden a una sumatoria de factores donde cobra relevancia la formación temporal del sistema de circulación anticiclónico favorecida por el desplazamiento de las corrientes marinas en la plataforma. Estas condiciones promueven procesos regenerativos de la materia. Ni la salinidad ni la temperatura ni la distribución de nutrientes son por si solos determinantes de la distribución del mesozooplancton sino que ello responde a una diversidad de factores, como el florecimiento y distribución del fitoplancton así como de las mareas y los vientos. El aporte del mesozooplancton al material particulado es significativamente menor al aporte del fitoplancton y el bacterioplancton. Una parte importante del material en suspensión es de origen inorgánico lo que favorece la turbidez del sistema. El crecimiento de las fracciones planctónicas a partir del momento de activación biológica es dependiente de la capacidad de acumular reservas lipídicas de cada fracción. / The Argentine Continental Shelf is the largest in the southern hemisphere. This ecosystem is characterized by the presence of marine fronts that regulate the development of biological populations. An area of special interest is “El Rincón” that depends on the contributions of the Patagonian rivers and the contiguous coastal wetlands that determine an area of ecological and productive relevance. Seston with its components (phytoplankton, bacterioplankton and zooplankton) is one of the main agents involved in the conversion of CO2 to organic compounds and its subsequent export to deeper layers. Estimates of amino acids, hexosamines and chitin provide clues to the processes that affect the flow of carbon and nitrogen to the deep ocean. In this work two oceanographic campaigns were carried out in the Argentine Continental Shelf; the northern Patagonian region and the “El Rincón” system, in order to analyze biogeochemical markers in seston, sediment and mesozooplankton fractions. The analysis of these markers revealed that nutrients from the “Cabo de Hornos” and Malvinas current are consumed in the North Patagonian region, while salinity does not explain differences in the euphotic layer between the study areas. The southern Patagonian basins did not completely explained the spatial distribution of chemical markers despite the existence of ocean currents that connect different areas of the shelf. Due to its shallow depth the suspended matter of the platform is immature and would be mostly transformed in bottom sediments. In the slope area, the properties of organic matter are a consequence of degradation processes during their descent, upwelling events, advection and resuspension processes. The distribution of mesozooplankton was mainly associated to phytoplankton concentration, although the salinity would also contribute to delimit its distribution. The activation and biological development of mesozooplankton occurs from north to south. This reveals the existence of environmental heterogeneity, i.e. the slope is an area that drives the biological activity and the middle platform is an area of high production and some spatio-temporal stability. The distribution of fractions would depend on the intrinsic conditions of each environment. In “El Rincón”, the distribution of chemical compounds analyzed corresponded to a sum of factors where the temporal formation of the anticyclonic circulation system favored by the displacement of the marine currents in the platform becomes relevant. These conditions promote regenerative processes of organic matter. Neither salinity nor temperature nor nutrient distributions are determinants of the distribution of mesozooplankton, whereas it responds to a variety of factors, such as the blooming and distribution of phytoplankton as well as tides and winds. The contribution of mesozooplankton to the particulate matter is significantly lower than the contribution of phytoplankton and bacterioplankton. An important part of suspended material is of inorganic origin which favors the turbidity of the system. The growth of the planktonic fractions from the moment of biological activation is dependent on its capacity to accumulate lipid reserves.

En los sistemas extensivos de producción de carne de las regiones semiáridas, el complejo de factores edáficos y climáticos condiciona en alto grado el tipo de especies vegetales que pueden prosperar y el nivel de rendimiento que ellas manifiestan. La escasa estructuración de gran parte de los suelos de la Región Pampeana Semiárida hace que se presente como un recurso de alta fragilidad, debido principalmente a su gran susceptibilidad a la erosión tanto eólica como hídrica y a la presencia de tosca a poca profundidad. Es así que torna recomendable para los sistemas ganaderos extensivos la conformación de planteos de producción basados en pasturas perennes. Las gramíneas megatérmicas constituyen una importante alternativa para el mejor uso del recurso edáfico de la región del sudeste de la provincia de La Pampa. El objetivo del trabajo fue evaluar la producción y el valor nutritivo de la biomasa aérea y la producción de biomasa subterránea de tres especies forrajeras megatérmicas (Eragrostis superba cv Palar, Panicum coloratum, cv Verde y Panicum virgatum cv Alamo), en pasturas monofíticas o polifíticas diferidas, comparadas con un testigo, Eragrostis curvula cv Tanganica (pasto llorón), en el Departamento Guatraché (Pcia. de La Pampa). El pasto llorón es la especie C4 perenne más difundida en la región donde se realizó el ensayo. Se evaluaron variables edáficas (humedad, carbono orgánico, fósforo asimilable, pH, infiltración y estabilidad de agregados) y radicales (materia seca, abundancia y distribución de las raíces en el perfil del suelo). Se estimó el rendimiento de materia seca diferida de cada tratamiento. El valor nutritivo se determinó por medio de mediciones de digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS), proteína bruta (PB), fibra en detergente neutro (FDN) y fibra en detergente ácido (FDA). A partir de los resultados obtenidos en este estudio, se concluye que Panicum virgatum fue la especie con mejor distribución y mayor abundancia de raíces en el perfil del suelo, mientras que; Eragrostis superba fue la de peor distribución y menor abundancia. El resto de las especies o combinaciones de especies en estudio presentaron un comportamiento intermedio. Al cabo de cinco años de implantación las pasturas megatérmicas mejoraron la estabilidad de los agregados del suelo, y tendieron a mejorar la infiltración y carbono orgánico. La producción de biomasa aérea de las pasturas monofíticas fue similar, a la del pasto llorón mientras; que la de las pasturas polifíticas fue similar o superior. El forraje diferido de todas las especies megatérmicas evaluadas fue de similar valor nutritivo al pasto llorón. No obstante, en general se observó una leve tendencia a valores de calidad nutritiva algo superiores a Eragrostis superba y Panicum coloratum. La elección de las especies que integren la pastura dependerá de los objetivos que se planteen, con priorización de la cantidad de forraje producido o de su valor nutritivo. / The forage species that can thrive, and the yield level they can reach in the extensive meat production systems of semiarid regions are highly conditioned by the complex edaphic and climatic factors. The weak structure of great part of the soils of the semiarid Pampean Region makes them very fragile, due to their extreme susceptibility to wind and water erosion as well as to the presence of a sub-superficial limestone mantle. It is, therefore, recommended for extensive meat production farms, the establishment of perennial pastures based systems. The warm-season grasses are an important alternative for a better use of the soils of the southeast region of La Pampa province. The objective of the present work was to evaluate the production and nutritive value of above-ground biomass, and production of underground biomass of three warm season grasses (Eragrostis superba cv Palar, Panicum coloratum cv Verde and Panicum virgatum cv Alamo), in deferred mono- or polyphytic pastures, in comparative terms to a control, Eragrostis curvula cv Tanganica (Weeping lovegrass), in Guatraché Department, province of La Pampa. Weeping lovegrass is the most widespread perennial C4 species in the region where the trial was performed. Edaphic (humidity, organic carbon, assimilable phosphorus, pH, infiltration and aggregate stability) and root variables (dry matter biomass, abundance and distribution of roots) were evaluated. The cuts of above-ground biomass were done in July 2010 and 2012, to perform quantitative and qualitative evaluations. The deferred dry matter yield of each treatment was estimated. The nutritive value was determined by measurements of in vitro dry matter digestibility (IVDMD), crude protein (CP), neutral (NDF) and acid (ADF) detergent fibre. The results obtained in this study show that Panicum virgatum was the species with the best distribution and abundance of roots in the soil profile, and Eragrostis superba had the worst values. The other species of combination of species show intermediate behavior. The production of roots biomass had a similar pattern to the roots distribution and abundance. After 5 years of warm-season grasses, the soil aggregates stability was improved, and there was a trend to higher infiltration and organic carbon. The aerial biomass production of the monophytic plots was similar, including Weeping lovegrass was above the others, and the production of the polyphytic plots was similar or higher. The deferred forage of all the evaluated warm-season grasses presented similar nutritive value than Weeping lovegrass. However, a slight trend to higher values was observed for Eragrostis superba and Panicum coloratum. The choice of species to conform the pasture will depend on the objective, considering the amount of forage produced or its nutritive value as a priority.

La cascarilla de arroz es un residuo agrícola que se obtiene a partir del proceso de molienda de arroz. Este residuo se genera en grandes cantidades, sin embargo, cuenta con pocas aplicaciones de uso. El proceso de gasificación se presenta como una alternativa viable para el aprovechamiento de este residuo en aplicaciones térmicas. En la presente tesis se relacionan las propiedades de la cascarilla de arroz con los requerimientos del gasificador para lograr el diseño final. Se opta por el tipo downdraft invertido porque es adecuado para gasificar biomasa de baja densidad y tamaño pequeño como lo es la cascarilla de arroz. Mediante el proceso de gasificación se obtiene un gas combustible que posee un alto contenido de nitrógeno por lo que se le llama gas pobre. Para el diseño del gasificador se ha definido dos sistemas, el sistema de generación de gas pobre y el sistema de acondicionamiento de gas pobre. El sistema de generación de gas pobre está compuesto por un reactor, un sistema de suministro de aire y un sistema de retiro de cenizas. El sistema de acondicionamiento de gas pobre está compuesto por un ciclón. El gas combustible obtenido se utilizará en un quemador para generar calor. Las características del reactor son: potencia de 2600 kcal/h, eficiencia de 30 %, diámetro interior de 0,19 m, diámetro exterior de 0,24 m, altura total de 1,12 m, capacidad de 0,02 m3, temperatura máxima de reacción de 500 °C y temperatura exterior de 27,5 °C. El proceso se realiza por lotes y se necesitan 2,1 kg de cascarilla de arroz para que el sistema opere durante 3/4 de hora. El caudal de aire necesario para el proceso es 3,33 m3/h y es suministrado por un ventilador axial de 12 VDC. El retiro de cenizas se realiza mediante una rejilla pivotada cuyos agujeros tienen un diámetro de 0,008 m. Las características del ciclón son: diámetro interior de 0,16 m, altura total de 0,66 m y eficiencia de 50 % para partículas de ceniza de 10 μm. El quemador a usar puede ser del tipo atmosférico para GLP o gas natural. Se propone el diseño de un quemador simple con 80 agujeros de diámetro de 0,005 m para lograr una buena combustión. El gas pobre obtenido tiene bajo poder calorífico (< 6 MJ/m3), está libre de partículas con tamaño superior a 50 μm y posee alta temperatura. Estas características lo hacen apropiado para aplicaciones térmicas. El costo de fabricación del sistema (sistema de generación de gas y sistema de acondicionamiento) se estima en S/. 7.296,00 (siete mil doscientos noventa y seis nuevos soles). Esto incluye los materiales, mano de obra, equipos y costos de ingeniería.

Due to the continuous growth of energy consumption it is required that development in the energy sector is focused on renewable energy sources. Another possibility how to reduce the consumption of primary energy resources is also searching for new and non-traditional fuels. The biomass is the best and potentially expandable renewable energy source in geographic conditions in the Czech Republic. The energy usage of biomass has experienced a significant increase in recent years, however, even in the big energy power plant. This increase in consumption made mainly from wood biomass a shortage fuel, and it began to raise its price. The consumers of biomass fuel are starting to look for a different type of fuel at this time. Stalk and slightly contaminated biomass are representatives of these non-traditional fuels. Stalks are mostly annual plants grown primarily for subsistence. Waste parts of these plants can be utilized for production of energy. The characteristic temperatures of stalk ash have relatively low values. Sintering of ash in a device is one of the obstacles for energy usage of stalk. Sintering of ash brings a number of operational problems at power facilities. Therefore, the part of a research is dedicated to the melting of ash. The thermal gasification is one of the possibilities how to use biomass efficiently. Gasification can be understood as the thermo-chemical conversion of solid fuel into a different state, in this case the gaseous state. The combustion process is generally more manageable for gaseous fuels. Due to this process ower emissions of undesirable compounds at the output of the combustion device can be achieved. Thermal gasification process takes place under stochiometric access of oxidant. The gas with low heating value is on the outlet from gasification process. The main components of produced gas are hydrogen, carbon monoxide and methane. The final gas contains also a lot of undesirable constituents, which make this gas disadvantaged in energy. These constituents are neutral components that dilute gas only, and pollutants as dust, tar and compounds of sulfur and chlorine. These pollutants complicate further use of the generated gas. The tar compounds together with dust causing build-up on the conveyor pipe and also on the combustion equipment, which are using this generated gas. The quality of produced gas is increases by another reprocessing and cleaning. The purified gas can be used for cogeneration of energy and burn it in internal combustion engines or gas turbines. Other possibility is typical usage for heating according to the needs of technology. The atmospheric fluidized bed gasification reactor Biofluid 100th was built for experimental purposes in the laboratories of the Energy Institute. The thesis is focused on thermal gasification of stalk and other non-traditional fuels in Biofluid device. The aim is to achieve a stable gasification process of stalk and thereby verify the possibility of stalk use as fuel for technology Biofluid. Subsequent aim is design of methods for cleaning the raw gas from the tar compounds. The research is focused on the secondary gas cleaning methods due to the requirements of high purity of the resulting gas.

Microbial diversity plays an important role in the decomposition of soil organic matter. However, the drivers of this dependence still remain unclear. The work is based on long-term monitoring of soils of different successional stages of different diversity. Soil sampling was conducted on two dumps after brown coal mining in the Sokolov. Soils were X ray sterilized and inoculated by inoculum from both soils in two inoculation density which create gradient of microbial diversity. Then microbial respiration was measured in either supplied or not supplied by litter of Calamagrostis epigejos. Results showed a strong positive correlation between the microbial diversity and decomposition of organic matter if the microbial community is limited by available carbon. If there isn't carbon limit available, the decomposition rate is controlled by the amount of microbial biomass. Results demonstrated positive correlation between the rate of decomposition and the amount of fungal biomass. The soils with the addition of leaf litter showed priming effect in the initial stage of decomposition. In the control samples without addition of litter priming effect wasn't observed. Increasing humidity led to increase of decomposition rate. We can conclude with a clear conscience that similarly conclusive results associated...

My thesis is a part of the project GACR 206/06/0058 Monitoring of selected heavy metals and risk elements in a wastewater cleaning process in artificial wetlands. The goal is to evaluate temporal and spatial variability of underground biomass of Phragmites australis in the artificial wetland used for wastewater treatment in Slavošovice. The destructive method was used for the sampling. The aboveground biomass was determined from six samples taken at the inflow and six samples at the outflow. The belowground biomass (in 2008) was estimated from two samples taken at the inflow and two samples at the outflow. In 2009, the belowground biomass was determined from six samples taken from the inflow and six samples from the outflow. The analysis of the root structure was determined from 12 samples collected at the inflow and 12 samples of the outflow. The mean total aboveground biomass reached 1039 g.m-2 at the inflow and the 1749 g.m-2 at the outflow. Average total belowground biomass in 2009 reached the inflow 1718 g.m-2 and 1562 g.m-2 at the outflow. The average total length of roots growing from one node to was 284,7 m.m-2 and 324,9 m.m-2 in the inflow and outflow part, respectively. Average specific root length of the inflow was 2589,5 cm.g-1 and the outflow 2956,9 cm.g-1. The average total length of roots reaching the inflow of two kilometers and three kilometers of inflow.

Diploma thesis, in its introduction, describes the expression biomass and the ways of its production from various sources, focused particularly on waste biomass In the following part it deals with the description of its origin and the advantages of its usage. It describes the usage of biomass in the world as well as in the Slovak Republic. It also looks into the possibilities of processing of biomass and the following use at heat and electricity production. In its last part this work describes, on particular examples, the usage of biomass in electricity and heat production, from businesses with high power to its usage in houses.

Ingeniera Civil en Biotecnología / Los combustibles fósiles son cada vez más escasos y la contaminación ambiental sigue en aumento, por lo que es imprescindible la búsqueda de nuevas fuentes de energía. Una alternativa es la producción de bioetanol, la cual se puede realizar a partir de residuos de biomasa forestal, lo que es bastante conveniente para la situación chilena, ya que la industria forestal es una de las más importantes en este país. Este trabajo de memoria consistió en estudiar distintas condiciones del proceso productivo del bioetanol, a partir de residuos de Eucaliptus globulus Labill (eucalipto) como material lignocelulósico. La primera parte de este estudio consistió en utilizar líquidos iónicos protonados (PILs) en la etapa de pre-tratamiento, con condiciones de operación de 30 o 60 minutos a 60, 70, 80 y 90°C. En este caso, se obtuvo pequeños aumentos en el rendimiento de la sacarificación al utilizar acetato de 2-hidroxydietilamonio (2-HDEAA) y lactato de 2-hidroxyetilamonio (2-HEAL) en el pre-tratamiento. El mejor resultado se obtuvo con 2-HEAL a 70°C, durante 30 minutos, aunque este rendimiento no supera el 4%. En la segunda parte de este estudio, se analizaron distintas condiciones de operación en la etapa de pre-tratamiento, de secado y de lavado del proceso productivo del bioetanol. En la etapa del pre-tratamiento, se utilizaron dos líquidos iónicos aprotonados (AILs): [EMIM][Cl] y [EMIM][Ac]. En los estudios en los que se utilizó [EMIM][Cl] no se obtuvieron buenos resultados, ya que los rendimientos no superaron el 6%, lo que se debe a las impurezas que presentó el LI utilizado. En el caso del [EMIM][Ac] se obtuvieron muy buenos resultados, ya que se los rendimientos fueron de hasta un 63%, lo que equivale a obtener 351 mg de glucosa / gr de material pre-tratado. Si se compara este resultado con resultados anteriores (con [EMIM][Cl]), en los cuales el mejor rendimiento corresponde de 185 mg de glucosa / gr de material pre-tratado, se obtiene un aumento del 90% en el rendimiento. La última etapa de este estudio correspondió a la sacarificacion y fermentacion simultáneas, en las cuales se analizaron distintas cargas de biomasa, LI en el pre-tratamiento y distintos métodos de obtención del inóculo de levaduras. Los mejores rendimientos se obtuvieron con una carga de biomasa del 5%, con el material pre-tratado con [EMIM][Ac] y con el inóculo obtenido sin propagación, equivalentes a un rendimiento de 412 litros de etanol por tonelada de material pre-tratado. Al comparar estos resultados con los mejores obtenidos en estudios previos, se observó un aumento de un 182% en el rendimiento. Finalmente, con el rendimiento de 412 litros de etanol por tonelada de material pre-tratado, y buscando reemplazar el 2% o un 5% del requerimiento de gasolina para el año 2012, se logra cubrir un 1,2% o un 0,5% de la demanda de este combustible respectivamente. Para obtener mejores porcentajes de cobertura se debe optimizar este proceso productivo, o se podría aumentar la cantidad de material disponible, para esto se propone el uso de cultivos dendroenergéticos de eucalipto. Como conclusión al trabajo realizado, se estima conveniente continuar este estudio, con el fin de aumentar el rendimiento del proceso productivo del bioetanol. Para esto se recomienda realizar más estudios con 2-HDEAA, 2-HEAL y con [EMIM][Ac], ya que estos presentaron los mejores resultados. Por otro lado, se recomienda estudiar el reciclaje de líquidos iónicos, ya que se deben reducir los costos de este proceso productivo.

Ingeniero Civil Químico / Producto de la crisis energética actual y el consumo proyectado al futuro, se están buscando maneras de diversificar la matriz de energía, abriéndose a diversas opciones de preferencia renovables. La gasificación de biomasa es una ellas y consiste en la oxidación parcial de las moléculas de carbono para obtener un gas con valor energético. La empresa ENERCOM, proveedora de equipos de combustión y secado, actualmente posee un gasificador del tipo downdraft con angostamiento. Sin embargo, algunas características del equipo lo hacen poco atractivo para la industria, principalmente, el régimen de operación batch, los despuntes de madera como materia prima y la seguridad. Por ello, se decide a considerar una operación en continuo y con pellets. El objetivo de este trabajo es diseñar un reactor continuo para gasificación de biomasa. Para ello, es necesario analizar desde el punto de vista técnico el reactor actual y determinar si es posible, bajo las condiciones requeridas, modificarlo para llevarlo a su aplicación industrial o se requiere de un diseño nuevo. Tras esa decisión, proponer los principales parámetros. Mediante un estudio del mercado de los gasificadores, se determina que el diseño downdraft es el que más se utiliza a nivel industrial y puede operar con pellets en continuo. Luego, con la ayuda de un modelo de balances de masa y energía, se logra predecir el funcionamiento del equipo en continuo, obteniendo de la composición del gas producto y el perfil de temperaturas. Se decide mantener el diseño downdraft con angostamiento. Esto implicará incluir un sistema de alimentación, para lo que se propone un tornillo sin fin alimentado desde una tolva. También, se requiere de un extractor de cenizas, para lo que se proponen dos ideas: i. tornillo sin fin, similar al de alimentación; o ii. tornillo de extracción húmeda (tornillo de Arquímedes), que retiraría ceniza suspendida en agua. Internamente, el diseño no necesita cambios importantes. No obstante, se requiere reducir la separación entre los rieles de la parrilla que sustenta la materia prima y agregar un vibrador que remueva las cenizas. Además, se propone agregar unos perfiles que ayuden a la caída del pellet y al paso de los gases a lo alto del equipo. Finalmente, se plantean lazos de control en la temperatura y presión para dar seguridad a la operación. Además, se propone un sistema de encendido automático. Todo esto permitirá operar remotamente el reactor, sin exponer a los operarios. Se cumple el objetivo principal de este trabajo. Se observa que cambiando el reactor actual a una operación continua con pellets, el uso efectivo de la energía de la madera aumenta de un 55% a un 73%. Esto se debe a un mejor aprovechamiento de la materia prima, que aumenta la producción de gas pobre de 1,9 [kg] por cada kilogramo de madera cargada a 2,2 [kg]. Se propone para futuros trabajos analizar la factibilidad económica del proyecto. También, sería bueno considerar de todas formas un nuevo diseño y sus respectivos estudios para la gasificación de pellets alimentados de forma continua.