26
Recibido, 13/05/2021 Aceptado, 27/07/2021
Artículo de revisión
DOI:10.25127/aps.20212.766
Valorización energética de residuos orgánicos mediante pirolisis
Energy valorization of organic waste through pyrolysis
1* 1 1 1
Wildor Gosgot Angeles , Rosalynn Yohanna Rivera López , Jesús Rascón , Miguel Barrena Gurbillón , Carla
1 1 1
María Ordinola Ramirez , Manuel Oliva , Yesica Montenegro Santillan
RESUMEN
En la actualidad el aprovechamiento de energía de la biomasa es una alternativa para el impulso de matriz energética
renovable. Una de las principales fuentes de biomasa son los residuos orgánicos generados por las actividades
productivas y cotidianas. Por lo que existen diferentes mecanismos para valorización energéticas como tratamientos
biológicos y termoquímicos. Debido a ello, la presente revisión se centra en las tecnologías termoquímicas, en
especial en la pirólisis, ya que con este proceso se puede transformar todo tipo de residuos orgánicos, obteniendo
productos principales como los bio-aceites, biochares y gases condensables que tienen un alto valor energético, que
pueden ser aprovechados en los sistemas de calefacción y generación de electricidad, entre otras aplicaciones. Para
obtener cada uno de los productos y aplicaciones dependerá del tipo de pirólisis y el reactor pirolítico. Estos son
seleccionados de acuerdo a la composición de la biomasa a procesar. En definitiva, la pirólisis es una tecnología
amigable con el medio ambiente debido a que se desarrolla en ausencia de oxígeno y no genera la emisión de gases de
efecto invernadero causantes del cambio climático, además que, el biochar, producto de la pirólisis, ha despertado
gran interés desde el punto de vista energético y remediación ambiental por la comunidad científica.
Palabras clave: biomasa, energía, biochar, ambiente.
ABSTRACT
At present, the use of biomass energy is an alternative for the promotion of renewable energy matrix. One of the main
sources of biomass are organic waste generated by productive and daily activities. So there are different mechanisms
for energy recovery such as biological and thermochemical treatments. Due to this, this review focuses on
thermochemical technologies, especially pyrolysis, since with this process all types of organic waste can be
transformed, obtaining main products such as bio-oils, char and condensable gases that have a high energy value,
which can be used in heating systems, electricity generation, among other applications. To obtain each of the
products and applications depends on the type of pyrolysis and the pyrolytic reactor, these are selected according to
the composition of the biomass to be processed. Therefore, pyrolysis is an environmentally friendly technology
because it develops in the absence of oxygen and does not generate the emission of greenhouse gases that cause
climate change, in addition to char, the product of pyrolysis, it has aroused great interest from an energy standpoint
and environmental remedy for the scientific community.
Keywords: biomass, energy, biochar, environment.
1
Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas, Instituto de Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva,
Chachapoyas, Perú
*
Autor de correspondencia. E-mail: wildor.gosgot@untrm.edu.pe
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
27
I. INTRODUCCIÓN
Actualmente se generan grandes volúmenes de resi-
duos sólidos provenientes de múltiples sectores como
el doméstico, comercial, industrial y de construcción,
todos ellos producto de las actividades antropogénicas
(Elkhalifa et al., 2019). El mayor porcentaje de la
composición de los residuos generados es de residuos
orgánicos, ya que un tercio de los alimentos produci-
dos a nivel mundial son desechados, y estos no reciben
tratamiento alguno. En consecuencia, se genera la
emisión de gases de efecto invernadero (metano,
vapor de agua y dióxido de carbono) durante su des-
composición en el aire libre, representando una carga
negativa para el ambiente (Corrado et al., 2019).
Para suplir esta deficiencia en la gestión de residuos
orgánicos han surgido diferentes tecnologías de valo-
rización. Las dos tecnologías más utilizadas son el
compostaje y la digestión anaeróbica. Sin embargo,
ambos procesos, especialmente el compostaje toma
una cantidad considerable de tiempo incluso con el uso
y el costo de los aceleradores enzimáticos, en este
sentido los residuos municipales contienen cantidades
significativas de biomasa lignocelulosa, que tienen un
potencial considerable para ser aplicados como fuente
de energía (Li et al., 2017).
Hoy en día la producción de biocombustibles se pre-
senta como una alternativa para lograr una mejor segu-
ridad energética a partir de desechos orgánicos, con-
trolando la contaminación, a través de una producción
sostenible y mejoras sociales (Stephen y Periyasamy,
2018). En este enfoque la pirólisis es una tecnología
que ha sido ampliamente estudiada y desarrollada en
todo el mundo como un proceso práctico en la valori-
zación de residuos agrícolas, forestales e industriales
(Mattos et al., 2019), para convertirlas de manera
eficiente en biocombustibles (Elkhalifa et al., 2019).
Por ello, este trabajo está enfocado en revisar el desa-
rrollo actual y evaluar las oportunidades potenciales
para la pirólisis de residuos orgánicos desde el punto
de vista energético.
I I . VA L O R I Z A C I Ó N D E R E S I D U O S
ORGÁNICOS
Los residuos sólidos generados en las actividades
productivas y de consumo constituyen un potencial
recurso económico, por lo tanto, la valorización es una
alternativa que considera su utilidad en actividades de
reciclaje de sustancias inorgánicas y metales, genera-
ción de energía, producción de compost, fertilizantes u
otras transformaciones biológicas, recuperación de
componentes, tratamiento o recuperación de suelos,
entre otras opciones que eviten su disposición final.
Todasestas consideraciones están establecidas en el
DS 1278-2017- MINAM, Ley de Gestión Integral de
residuos sólidos.
III. TECNOLOGÍAS DE VALORACIÓN
ENERGÉTICA DE LOS RESIDUOS
Los objetivos de cualquier sistema de gestión de resi-
duos son la valorización de materiales, energía y la
correcta eliminación de los residuos con la finalidad de
reducir las emisiones de gases de efecto invernadero e
impactos negativos al ambiente (Cerdá, 2012). La
tecnología de valoración se elige no solo en función a
los costos que esta demande, a la recuperación de
energía, o a la capacidad de degradación del residuo,
sino también orientada a la búsqueda de la sostenibili-
dad ambiental durante el proceso de tratamiento (Ku-
mar y Samadder, 2017).
Dentro de las tecnologías que se utilizan para la valori-
zación energética encontramos el tratamiento biológi-
co y/o térmico de los residuos. Los tratamientos bioló-
gicos incluyen el compostaje y la digestión anaerobia,
mientras que en las tecnologías térmicas tenemos la
incineración, gasificación y pirólisis. Los residuos que
no pueden reciclarse ni tratarse se eliminan en rellenos
sanitarios, en los cuales la descomposición de los resi-
duos genera un gas que puede ser aprovechado energé-
ticamente (Sipra et al., 2018; Sindhu et al., 2019).
Las propiedades fisicoquímicas y el mecanismo de
transformación de los residuos de biomasa pueden
producir diferentes productos de valor agregado. Por
ejemplo, la biomasa oleaginosa se trata por esterifica-
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
28
ción (Ácido carboxílico + Alcohol ↔ Éster + Agua) y
sacarificación (proceso de rotura de un carbohidrato
complejo [almidón, celulosa] en sus componentes
monosacáridos). Por otra parte, la biomasa lignocelu-
lósica se puede procesar por combustión, pirólisis,
hidrolisis, digestión anaeróbica, licuefacción y gasifi-
cación. (Dhyani y Bhaskar, 2018).
IV. TECNOLOGÍAS DE TRATAMIENTO
TÉRMICO DE RESIDUOS SÓLIDOS
Al aplicar las tecnologías de conversión térmica, los
residuos pasan por procesos termoquímicos, endotérmi-
cos y exotérmicos como son el secado, la desvolatiliza-
ción, la reducción y la oxidación de volátiles (Pérez et
al., 2010). Por ello, el modelado, diseño y la operación
de los sistemas de conversión térmica es un desafío
debido a la gran variedad de la composición de los resi-
duos sólidos municipales y las diferencias en su compor-
tamiento de degradación térmica (Sorum et al., 2001).
Las técnicas termoquímicas para la conversión de
residuos sólidos se pueden clasificar en tres categorías
generales: pirólisis, combustión y gasificación (Sind-
hu et al., 2019). La selección del método de conversión
apropiado depende de los productos deseados, que en
la mayoría de los casos deben maximizarse mientras se
minimizan los gastos en el proceso e impactos negati-
vos al ambiente (Elkhalifa et al., 2019).
Combustión
La combustión de residuos, conocida como quema
masiva, es un proceso en los componentes dentro de
los residuos que tienen una oxidación completa (Lom-
bardi et al., 2015). Inicialmente, se consideraba la
incineración como un proceso solo para la reducción
de residuos, sin embargo, hoy en día esto ha dado un
giro convirtiéndolo en una técnica para la recupera-
ción de energía (Kumar and Samadder 2017). Un
problema que surge de esta técnica es la corrosión por
las elevadas temperaturas, por lo que las temperaturas
de operación deben estar por debajo de los 1150ºC
(Mayer et al., 2019).
Gasificación
La gasificación es un proceso destinado a convertir un
sólido a un combustible gaseoso, llamado "gas pro-
ductor" o "syngas" (Lombardi et al., 2015). La gasifi-
cación es aplicable para todo tipo de residuos, porque
no produce emisiones y reduce el volumen de los resi-
duos entre un 50 y 90% (Sipra et al., 2018).
Esta tecnología de conversión térmica que transforma
residuos secos en combustibles de bajo poder calorífi-
co, que puede ser utilizado en turbinas o equipos de
generación de calor, debido a su bajo poder calorífico
neutro en CO , rico en nitrógeno, alquitrán y el coque
2
(Mayer et al., 2019). Por otro lado, la gasificación
también permite el aprovechamiento energético de los
residuos verdes obteniendo productos energéticamen-
te aprovechables.
Pirólisis
La pirólisis es la descomposición térmica de residuos
en ausencia de oxígeno que produce productos gaseo-
sos, líquidos y sólidos (Chhabra et al., 2016; Bridgwa-
ter, 2018). Esta tecnología permite la recuperación,
facilita el transporte, almacenamiento y aprovecha-
miento de los residuos y, además, es de fácil y bajo
costo de operación y mantenimiento (Czajczyńska et
al., 2017; Zaman et al., 2017). Por ello, la pirólisis es
considerada como una de las soluciones más sosteni-
bles en la gestión y valorización de los residuos
(Grycová et al., 2016).
V. PIRÓLISIS DE RESIDUOS ORGÁNICOS
La pirólisis es una de las tecnologías de conversión
térmica más prometedoras debido a que es un método
utilizado para la producción de energía y productos
químicos a partir de la composición carbonosa de la
biomasa residual (Kwon et al., 2019).
La pirólisis convierte la biomasa en tres sub-
productos: líquidos (bio-aceite), sólido (bio-carbón)
productos gaseosos que comprenden CO , CO, H ,
2 2
CH (Chen et al., 2018; Hu y Gholizadeh, 2019).
4
Según Chen et al. (2015), las reacciones que se llevan a
cabo dentro de la pirólisis para la formación de los
productos (biochar, bioaceite y gas), se establecen
según la ecuación:
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
29
C H O +Q →biochar+bioaceite+gas+H O
x y z 2
Donde, Q es el calor que necesita ser ingresado al reac-
tor para que tengan lugar las reacciones.
Tipos de pirólisis de residuos orgánicos
Torrefacción
La torrefacción es un pre-tratamiento termoquímico
utilizado en la descomposición de materia orgánica,
por lo general de origen lignocelulosa (Arteaga Pérez
et al., 2016). Las velocidades de calentamiento que se
emplean en la torrefacción son lentas y prolongadas.
Su función es lograr la pérdida de agua de la biomasa
tratada (Daful & Chandraratne, 2018), por lo tanto,
este proceso térmico de conversión de biomasa modi-
fica la composición fisicoquímica como peso, conteni-
do de carbono, y cenizas entre otros (Kim et al., 2012).
El contenido de humedad y de oxígeno disminuyen,
mientras que el contenido de carbono aumenta mejo-
rando la capacidad de combustible (Chen et al., 2018).
Pirólisis lenta
La pirólisis lenta es la exposición de la biomasa resi-
dual a temperaturas moderadas por un periodo de
tiempo prolongado en ausencia de oxígeno (Daful y
Chandraratne, 2018). La pirólisis lenta se aplica en un
intervalo de contenido de humedad entre 15% y 20%
para obtener el carbón vegetal conocido como biochar
como principal producto del proceso térmico (Dhyani
y Bhaskar, 2018).
Pirólisis rápida
La pirólisis rápida está caracterizada por una tempera-
tura de operación alta junto con una velocidad de
calentamiento rápida, la cual aumenta el rendimiento y
calidad del bio-aceite como su principal producto
(Chhabra et al., 2016).
Pirólisis ultrarrápida
Se la conoce también como pirólisis “flash” por la
velocidad de calentamiento, obteniendo como produc-
to bio-aceites en un 75% (Klug, 2012). Este procedi-
miento se lleva a cabo mediante una rápida desvolatili-
zación en atmósfera inerte utilizando una velocidad de
calentamiento más alta con temperaturas alrededor de
450 y 1000°C (Zaman et al., 2017).
La condición de operación y los productos obtenidos
de acuerdo a los tipos de pirólisis se describen en el
Tabla 1.
Tabla 1. Condiciones de operación de diferentes tipos de pirólisis
Tipo Condición
Líquidos (bio-
aceites)
Solidos
(biochar)
Gas
(syngas)
Velocidad de
calentamiento
Torrefacción
(< 300 ºC),
tiempo de
exposición (
> 2h)
20% 75% 5% < 1 ºC/s
Pirólisis lenta
(300-550 ºC),
tiempo de
resistencia (
horas o días)
30% (70%
agua)
35% 35% 1- 1.8 ºC/s
Pirólisis rápida
(425-600 ºC)
Tiempo de
resistencia del
vapor (< 2 s)
75%(25%
agua)
12% 13% 10-1000ºC/s
Pirólisis flash
(750-1000ºC),
(0.5 s)
- >1 ºC
Fuete: Daful y Chandraratne (2018)
Tipos de reactores de pirólisis de residuos orgánicos
Los reactores han sido diseñados de tal manera que
satisfacen condiciones específicas teniendo en cuenta
parámetros como la temperatura de calentamiento, el
tiempo de residencia del producto de vapor y la pre-
sión requerida, para un alto rendimiento de bio-aceite
(Zaman et al., 2017). En consideración de lo anterior,
los investigadores han desarrollado diferentes tipos de
reactores que se muestran en la Tabla 2.
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
30
Tabla 2. Tipos de reactores de pirólisis
Tipo de
reactor
Descripción Ventajas Desventajas
Lecho fijo
Está compuesto por un
compartimiento de enfriamiento
de gases y un sistema de
limpieza mediante filtración a
través de ciclones, depuradores
húmedos y filtros secos
Simplicidad en el diseño
Alta conservación de
carbono. Tiempo de
residencia sólido
prolongado
Baja carga de cenizas
Difícil de eliminar.
Lecho
fluidizado
burbujeante
La velocidad del agente
fluidizante-gasificante es
suficientemente baja para que
no haya una circulación
significativa de sólido.
Diseño simple
Procedimientos
operativos sencillos
Se necesitan pequeños
tamaños de partículas
Lecho
fluidizado
circulante
La velocidad del agente es
mucho más elevada, dando
como resultado una circulación
de sólidos. Este sólido es
separado de la corriente gaseosa
y recirculado al reactor por
medio del uso de un ciclón y un
sistema de retorno al
gasificador
Mejor control térmico
Producción a gran escala
difícil
Cono giratorio
El reactor de cono giratorio
requiere que la mezcla de
biomasa y arena caliente se
realice mecánicamente y no
requiere el uso de gas inerte.
La fuerza centrífuga
circula arena caliente y
sustrato de biomasa.
No se requiere gas
portador
Proceso operativo difícil
La aplicación a gran escala
es difícil
Vacío
El diseño es muy complicado y
los requisitos de inversión y
mantenimiento siempre son
altos, lo que hace que la
tecnología sea antieconómica.
La biomasa se transporta a la
cámara de vacío a alta
temperatura con la ayuda de
una cinta transportadora de
metal con agitación periódica
de la biomasa mediante
agitación mecánica
El aceite está limpio.
Puede procesar partículas
más grandes de 3–5 cm.
No se requiere gas
portador
Proceso lento
El tiempo de residencia
sólido es demasiado alto
Requiere equipo a gran
escala
Pobre tasa de transferencia
de calor y masa Genera más
agua
Ablativo
En este reactor, el
calentamiento se realiza a
través de una capa fundida en la
superficie del reactor caliente y
en ausencia de gas fluidizante
No se requiere gas inerte
Se pueden procesar
partículas más grandes
El sistema es más intensivo
El reactor es costoso
Microonda
La transferencia de energía
ocurre como resultado de la
interacción entre las moléculas y
los átomos usando microondas.
Todo el proceso de secado y
pirólisis se lleva a cabo en una
cámara de horno de microondas
conectada a una fuente de
electricidad. El gas portador es
inerte y también se usa para
crear una cámara libre de
oxígeno.
Transferencia de calor
eficiente
Estructura compacta
Mayor velocidad de
calentamiento
Se puede procesar
biomasa de gran
tamaño
Distribución de
temperatura uniforme
Alta temperatura
Alto consumo de energía
eléctrica
Altos costos de operación
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
31
Tabla 2. Continuación
Tipo de
reactor
Descripción Ventajas Desventajas
Barrena
Este reactor utiliza una barrena
para mover la muestra de
alimentación a través de un tubo
cilíndrico que se calienta y no
contiene oxígeno.
No se requiere gas
portador
Baja temperatura del proceso
Piezas móviles en zona
caliente
Plasma
Este reactor está compuesto por
un tubo de cuarzo que es
cilíndrico y está equipado con
dos electrodos de cobre. La
alimentación de la materia prima
se realiza en el medio utilizando
un tornillo con tornillo de
velocidad variable en la parte
superior del tubo
Alta densidad de
energía
Alta transferencia de
calor
Control efectivo del
proceso
Alto consumo de
energía eléctrica
Altos costos de operación
Se requieren pequeños
tamaños de partícula
Solar
Está formado por un tubo de
cuarzo con pared externa que es
opaca, generalmente expuesta a
una alta concentración de
radiación solar, capaz de generar
altas temperaturas (> 700 ° C) en
el reactor
Utilizar energía
renovable
Mayor tasa de
calentamiento
Alta temperatura
Depende de las condiciones
del clima
Productos de pirólisis de residuos orgánicos
Gases
El gas resultante de la pirólisis está compuesto por un
82,51% de gases combustibles y solo un 17,49% de
dióxido de carbono (Cheng et al., 2019). Los gases
resultantes como el óxido de carbono, monóxido de
carbono y metano, dependen de la composición de la
biomasa utilizada (Dhyani y Bhaskar, 2018).
Bio-aceite
El bio-aceite proveniente del proceso de pirólisis es un
líquido marrón oscuro (Dhyani y Bhaskar, 2018). Este
contiene cuatro veces más de potencial energético que
la biomasa cruda, pudiendo ser utilizado en calefac-
ción, generación de electricidad o extracción de sus-
tancias químicas. Para lograrlo es necesario que la
biomasa atraviese pre-tratamientos que garanticen un
bio-aceite con alto valor de calentamiento, con bajo
contenido en agua, en cenizas y acidez (Alvarez-
Chavez et al., 2019).
La alta temperatura de operación disminuye el conteni-
do carboxílico en el bio-aceite, es así que a mayor velo-
cidad de calentamiento se obtiene mayor contenido de
aromáticos y mayores compuestos nitrogenados (Tira-
panampai et al., 2019). En este sentido la temperatura
ideal en la producción de bio-aceite debe ser de 550 ºC.
Este producto es un combustible limpio y sostenible
con uso significativo en la industria química en la
elaboración de saborizantes para alimentos, fertilizan-
tes y resina (Cai et al., 2019), Además no tiene conteni-
do de azufre por lo tanto su uso no genera emisiones de
óxido de azufre (Sukumar et al., 2020).
Biochar
El biochar o carbón vegetal es el residuo sólido rico en
carbono, resultado de la pirolización de cualquier tipo
de residuos sólidos orgánicos. Las características del
biochar generado por pirólisis dependen del grado de
temperatura y tiempo al que son expuestos (Rehrah et
al., 2016).
En los últimos años el biochar viene teniendo intereses
por las diversas aplicaciones ambientales (Oliveira et
al., 2017), debido a que tiene la capacidad de: remediar
suelos (mejorando su conductividad eléctrica y sus
parámetros de fertilidad, reduciedo perdidas de
nutrientes, aumentando la nitrificación), descontami-
nar cuerpos de agua (absorbiendo contaminantes inor-
gánicos), estabilizar pH, descontaminar el aire, modi-
Fuente: Zaman et al. (2017)
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
32
ficar nutrientes, etc. (Rehrah et al., 2016); Sizmur et
al., 2017). Los biochares también se utilizan en la
mitigación del efecto invernadero (Watts et al., 2017).
En la actualidad, la aplicación innovadora del biochar
se da en la absorción e inmovilización de metales pesa-
dos como el cobre, plomo, cadmio y zinc (Wang y Liu,
2017; Godlewska et al., 2017)
Aplicaciones de la pirólisis
A continuación, en la Tabla 3 se describen las principa-
les aplicaciones de la pirólisis:
Tabla 3. Aplicaciones de la pirólisis
Biomasa
Temperatura de
operación
Productos obtenidos /
Rendimiento
Referencias
Tuza de maíz 300 ºC Briquetas de biocarbón Berastegui et al. ( 2017)
Bagazo de caña 440, 81 ºC
Carbón vegetal (27,5%)
Fracción líquida (61,27%)
Fracción de gas (25,4%)
Penedo et al. (2008)
Esquilmos de palta 360 a 700 ºC Biocarbón Medina & Medina (2018)
Palma de aceite 600 ºC
700 ºC
Bio-aceite (23.3%)
Gases no codensablos de mayor
valor calorífico
Arteaga Pérez et al. (2016)
Cáscara de la
mazorca de cacao
550 ºC
Biocarbón
Bio-aceites
Martínez-Ángel et al.
(2015)
Eucalipto 500 ºC
Bio-aceite (45%)
Bio-carbón (38%)
Bio-gas (17%)
Félix et al. (2017)
Cuesco de palma
500 ºC
Material carbonizado (31,14
MJ/kg)
Romero et al. (2016)
Eucalyptus grandis
Acacia magnium
Gmelina arbórea
700 ºC Biochar
Suárez-Hernández et al.
(2017)
Consideraciones ambientales de la pirólisis
El tratamiento de los residuos sólidos orgánicos por
pirólisis es una alternativa sostenible de gestionar los
residuos. Al mismo tiempo genera un valor agregado
con las diferentes aplicaciones que se le puede dar a sus
productos (Rehrah et al., 2016).
Debido a que la composición de los residuos varía de
una zona a otra, los pretratamientos como el triturado y
secado son necesarios, teniendo en consideración que
los residuos orgánicos sometidos a pirólisis no deben
contener un grado de humedad elevado (Sipra et al.,
2018).
El tiempo requerido para tratar los desechos térmica-
mente toma de minutos u horas, y transforma los resi-
duos en productos sin olor, libres de patógenos. Sin
embargo, una de las limitaciones que tiene la aplicación
de la tecnología de pirólisis es la necesidad de homoge-
neidad en los residuos a procesar (Lombardi et al.,
2015).
Comparación de las tecnologías térmicas de resi-
duos sólidos
Las tecnologías de descomposición termoquímicas
están diferenciadas por la temperatura de operación,
productos que generan, condiciones atmosféricas en las
que se llevan a cabo y de la composición de los residuos
que se procesan (Kumar y Samadder, 2017).
La comparación de las tecnologías de conversión ter-
moquímicas se realiza en función de sus ventajas y
desventajas donde la pirólisis se concluye como el
proceso más respetuoso con el medio ambiente, basado
en sus emisiones producidas (Tabla 4) (Sipra et al.,
2018). Sin embargo, la selección la tecnología de con-
versión para el caso de residuos orgánicos está sujeta
también a la fuente de biomasa residual y los productos
energéticos que se desee obtener (Tripathi et al., 2016).
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
33
Tabla 4. Comparación de tecnologías termoquímicas de conversión de residuos
Parámetros Incineración Pirólisis Gasificación
Principio
Combustión oxidativa
completa
Degradación térmica de
residuos en ausencia de
oxígeno
Oxidación parcial
Temperatura de operación
(º C)
850-1200 300-800 800-1600
Atmósferas
Presencia de suficiente
oxigeno
Ausencia de oxígeno
Suministro
controlado de
oxígeno
Productos
Sólido
Cenizas, escorias y otros
residuos no combustibles
Biochar y cenizas Cenizas y escorias
Líquido Bio-aceites
Gas CO
2
, H
2
O, O
2
, N
2
Gas de pirólisis (H
2,
CO,
Hidrocarburos, H
2
O y N
2
)
Syngas (H
2
, CO,
CO
2,
CH
4,
H
2
O y
N
2
)
Pretratamientos No requerido Requerido Requerido
Fuente: Kumar y Samadder (2017)
VI. CONCLUSIONES
La pirólisis es un método de valorización de los dese-
chos de biomasa amigable con el medio ambiente en
comparación con las técnicas bioquímicas y termoquí-
micas, debido a que se desarrolla en ausencia de oxíge-
no y no genera la emisión de gases de efecto inverna-
dero causantes del cambio climático. Dentro de la
tecnología de pirólisis, existen tres tipos: torrefacción,
pirólisis lenta y pirólisis rápida, las cuales se caracteri-
zan por la temperatura del proceso y el tipo de produc-
to obtenido. Con respecto a la torrefacción se realiza
en temperaturas menores a 300 ºC, obteniendo como
producto biomasa seca. La pirólisis lenta en intervalos
de temperatura de 300-550 ºC, obteniendo biochar y
bio-aceites. Finalmente, la pirólisis rápida se desarro-
lla en intervalos de temperatura de 425- 600 ºC, obte-
niendo principalmente bio-aceites.
Los productos obtenidos del proceso de pirólisis aprove-
chando todo tipo de residuos orgánicos son de alto valor
energético, a los que se les atribuye múltiples funciona-
lidades, entre ellas el aprovechamiento en sistemas de
calefacción y generación de electricidad, entre otros. El
biochar, producto principal de la pirólisis lenta, genera
interés en la comunidad científica debido a las múltiples
aplicaciones ambientales que se le atribuyen como mejo-
rador de las características fisicoquímicas del suelo,
descontaminador de agua, absorbente e inmovilizador
de metales pesados, de aire y estabilizador de pH.
X. CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORES
Todos los autores participaron en la redacción del
manuscrito inicial, revisión bibliográfica, y en la
revisión y aprobación del manuscrito final.
XI. CONFLICTO DE INTERESES
Los autores declaran no tener conflicto de intereses.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Alvarez-Chavez, B. J., S. Godbout, J. H. Palacios-
Rios, É. Le Roux, y V. Raghavan. 2019.
“Physical, Chemical, Thermal and Biological
Pre-Treatment Technologies in Fast Pyrolysis
to Maximize Bio-Oil Quality: A Critical
Review.” Biomass and Bioenergy 128 (8):
1 0 5 3 3 3 .
DOI:10.1016/j.biombioe.2019.105333.
Arteaga Pérez, L., C. Segura, y K. Diéguez Santana.
2016. “Procesos de Torrefacción Para Valori-
zación de Residuos Lignocelulósicos. Análi-
sis de Posibles Tecnologías de Aplicación En
Sudamérica.” Afinidad: Revista de Química
Teórica y Aplicada 73 (573): 60–68.
Berastegui, B. C., R. J. P. Ortega, F. J. M. Mendoza, D.
Y. E. González, y V. R. D. Gómez. 2017. “Ela-
boración de Biocombustibles Sólidos Densifi-
cados a Partir de Tusa de Maíz, Bioaglome-
rante de Yuca y Carbón Mineral Del Departa-
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
34
mento de Córdoba.” Ingeniare 25 (4):
6 4 3 – 5 3 . D O I : 1 0 . 4 0 6 7 / S 0 7 1 8 -
33052017000400643.
Bridgwater, T. 2018. “Challenges and Opportunities in
Fast Pyrolysis of Biomass: Part I.” Johnson
Matthey Technology Review 62 (1): 118–30.
DOI:10.1595/205651318X696693.
Cai, W., N. Kang, M. Ki Jang, C. Sun, R. Liu, y Z. Luo.
2019. “Long Term Storage Stability of Bio-
Oil from Rice Husk Fast Pyrolysis.” Energy
1 8 6 : 1 1 5 8 8 2 .
DOI:10.1016/j.energy.2019.115882.
Cerdá, E. 2012. “Energía Obtenida a Partir de Bioma-
sa.” Cuadernos Económicos de ICE 1 (83):
117-140. DOI:10.32796/cice.2012.83.6036.
Chen, D., L. Yin, H. Wang, y P. He. 2015. “Reprint of:
Pyrolysis Technologies for Municipal Solid
Waste: A Review.” Waste Management 37:
1 1 6 – 3 6 .
DOI:10.1016/j.wasman.2015.01.022.
Chen, Z., M. Wang, E. Jiang, D. Wang, K. Zhang, Y.
Ren, y Y. Jiang. 2018. “Pyrolysis of Torrefied
Biomass.” Trends in Biotechnology 36 (12):
1 2 8 7 – 9 8 .
DOI:10.1016/j.tibtech.2018.07.005.
Cheng, S., J. Shu, H. Xia, S. Wang, L. Zhang, J. Peng,
C. Li, X. Jiang, y Q.Zhang. 2019. “Pyrolysis
of Crofton Weed for the Production of Alde-
hyde Rich Bio-Oil and Combustible Matter
Rich Bio-Gas.” Applied Thermal Engineer-
i n g , 1 1 6 4 – 7 0 .
DOI:10.1016/j.applthermaleng.2018.12.009.
Chhabra, V., Y. Shastri, y S. Bhattacharya. 2016. “Ki-
netics of Pyrolysis of Mixed Municipal Solid
Waste-A Review.” Procedia Environmental
S c i e n c e s 3 5 : 5 1 3 – 2 7 .
DOI:10.1016/j.proenv.2016.07.036.
Corrado, S., C. Caldeira, M. Eriksson, O. Jørgen Hans-
sen, H. Eduard Hauser, F. van Holsteijn, G.
Liu, et al. 2019. “Food Waste Accounting
Methodologies: Challenges, Opportunities, y
Further Advancements.” Global Food Secu-
r i t y 2 0 : 9 3 – 1 0 0 .
DOI:10.1016/j.gfs.2019.01.002.
Czajczyńska, D., T. Nannou, L. Anguilano, R.
Krzyzyńska, H. Ghazal, N. Spencer, y H.
Jouhara. 2017. “Potentials of Pyrolysis Pro-
cesses in the Waste Management Sector.”
E n e r g y P r o c e d i a 1 2 3 : 3 8 7 – 9 4 .
DOI:10.1016/j.egypro.2017.07.275.
Daful, A. G, y M. R. Chandraratne. 2018. “Biochar
Production From Biomass Waste-Derived
Material. Reference Module in Materials
Science and Materials Engineering”. Ency-
clopedia of Renewable and Sustainable Mate-
rials 4: 370-378. DOI:10.1016/b978-0-12-
803581-8.11249-4.
Dhyani, V. y T. Bhaskar. 2018. “A Comprehensive
Review on the Pyrolysis of Lignocellulosic
Biomass.” Renewable Energy 129: 695–716.
DOI:10.1016/j.renene.2017.04.035.
Elkhalifa, S., T. Al-Ansari, H. R. Mackey, y G. McKay.
2019. “Food Waste to Biochars through Pyrol-
ysis: A Review.” Resources, Conservation
a n d R e c y c l i n g 1 4 4 : 3 1 0 – 2 0 .
DOI:10.1016/j.resconrec.2019.01.024.
Félix, C. R. de O., A. F. de Azevedo Júnior, C. Costa
Freitas, C. Augusto de Moraes Pires, V. Tei-
xeira, R. Frety, y S. Teixeira Brandão. 2017.
“Pirólise Rápida de Biomassa de Eucalipto
Na Presença de Catalisador Al-MCM-41.”
Revista Materia 22. DOI:10.1590/s1517-
707620170005.0251.
Godlewska, P., H. Peter, Y. Sik, y P. Oleszczuk. 2017.
“Bioresource Technology Biochar for Com-
posting Improvement and Contaminants
Reduction . A Review.” Bioresource Technol-
o g y 2 4 6 : 1 9 3 - 2 0 2 .
DOI:10.1016/j.biortech.2017.07.095.
Grycová, B., I. Koutník, y A. Pryszcz. 2016. “Pyroly-
sis Process for the Treatment of Food Waste.”
Bioresource Technology 218: 1203–7.
DOI:10.1016/j.biortech.2016.07.064.
Hu, X., y M. Gholizadeh. 2019. “Biomass Pyrolysis: A
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
35
Review of the Process Development and
Challenges from Initial Researches up to the
Commercialisation Stage.” Journal of Energy
C h e m i s t r y , 1 0 9 – 4 3 .
DOI:10.1016/j.jechem.2019.01.024.
Kim, Y. H., S. Min Lee, H. Woo Lee, y J. Won Lee.
2012. “Physical and Chemical Characteristics
of Products from the Torrefaction of Yellow
Poplar (Liriodendron Tulipifera).” Bioresour-
c e T e c h n o l o g y 1 1 6 : 1 2 0 – 2 5 .
DOI:10.1016/j.biortech.2012.04.033.
Klug, M. 2012. “Pirólisis, Un Proceso Para Derretir La
Biomasa.” Revista de Química PUCP 26:
1–2.
Kumar, A., y S. R. Samadder. 2017. “A Review on
Technological Options of Waste to Energy for
Effective Management of Municipal Solid
Waste.” Waste Management 69: 407–22.
DOI:10.1016/j.wasman.2017.08.046.
Kwon, E. E., S. Kim, y J. Lee. 2019. “Pyrolysis of
Waste Feedstocks in CO 2 for Effective
Energy Recovery and Waste Treatment.”
Journal of CO2 Utilization 31 (2): 173–80.
DOI:10.1016/j.jcou.2019.03.015.
Li, Y., L. W. Zhou, y R .Z. Wang. 2017. “Urban Bio-
mass and Methods of Estimating Municipal
Biomass Resources.” Renewable and Sus-
tainable Energy Reviews 80 (12): 1017–30.
DOI:10.1016/J.RSER.2017.05.214.
Lombardi, L., E. Carnevale, y A. Corti. 2015. “A
Review of Technologies and Performances of
Thermal Treatment Systems for Energy
Recovery from Waste.” Waste Management
3 7 : 2 6 – 4 4 .
DOI:10.1016/j.wasman.2014.11.010.
Martínez-Ángel, J. D., R. A. Villamizar-Gallardo, y O.
O. Ortíz-Rodríguez. 2015. “Characterization
and Evaluation of Cocoa (Theobroma Cacao
L.) Pod Husk as a Renewable Energy Source.”
Agrociencia 49 (3).
Mattos, C., M. C. C. Veloso, G. A. Romeiro, y E. Folly.
2019. “Biocidal Applications Trends of Bio-
Oils from Pyrolysis: Characterization of Sev-
eral Conditions and Biomass, a Review.”
Journal of Analytical and Applied Pyrolysis
139: 1–12. DOI:10.1016/j.jaap.2018.12.029.
Mayer, F., R. Bhandari, y S. Gäth. 2019. “Critical
Review on Life Cycle Assessment of Conven-
tional and Innovative Waste-to-Energy Tech-
nologies.” Science of the Total Environment
6 7 2 : 7 0 8 – 2 1 .
DOI:10.1016/j.scitotenv.2019.03.449.
Medina, O. L. E., y O. I. N. Medina. 2018. “Prototipo
Autotérmico Móvil Para Producción de Bio-
carbón Con Biomasa de Esquilmos de Agua-
cate.” Revista Terra Latinoamericana 36 (2):
121. DOI:10.28940/terra.v36i2.217.
Oliveira, F. R., A. K. Patel, D. P. Jaisi, S. Adhikari, y H.
Lu. 2017. “Environmental Application of
Biochar : Current Status and Perspectives.”
Bioresource Technology 246 (2): 110-122.
DOI:10.1016/j.biortech.2017.08.122.
Penedo, M. M., O. Giselle Giralt, Y. Bertrán Guilarte,
L. Ana Sánchez del Campo, y H. J. Falcón.
2008. “Pirólisis De Bagazo De Caña A Escala
De Laboratorio, Parte Ii: Caracterización De
Productos Líquidos De Pirólisis.” Tecnología
Química 27 (3): 35–45.
Pérez, J., D. Borge, y J. Agudelo. 2010. “Biomass
Gasification Process: Theoretical and Experi-
mental Studies a Review | Proceso de Gasifi-
cación de Biomasa: Una Revisión de Estudios
Teórico -Experimentales.” Revista Facultad
de Ingenieria (52): 95–107.
Rehrah, D., R. R. Bansode, O. Hassan, y M. Ahmedna.
2016. “Physico-Chemical Characterization of
Biochars from Solid Municipal Waste for Use
in Soil Amendment.” Journal of Analytical
an d A p p li e d Py ro ly s i s 118: 42–53.
DOI:10.1016/j.jaap.2015.12.022.
Romero, M. L. M. , D. M. A. Cruz, y V. F. E. Sierra.
2016. “Effect of Temperature on Energy
Potential of Pyrolysis Products from Oil Palm
S h e l l s . ” Te c n u r a 20 (4 8 ) : 89 – 9 9 .
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
36
DOI:10.14483/udistrital.jour.tecnura.2016.2.
a06.
Sindhu, R., E. Gnansounou, S. Rebello, P. Binod, S.
Varjani, I. Shekhar Thakur, R. B. Nair, y A.
Pandey. 2019. “Conversion of Food and
Kitchen Waste to Value-Added Products.”
Journal of Environmental Management 241
( 2 ) : 6 1 9 – 3 0 .
DOI:10.1016/j.jenvman.2019.02.053.
Sipra, A. T., N. Gao, y H. Sarwar. 2018. “Municipal
Solid Waste (MSW) Pyrolysis for Bio-Fuel
Production: A Review of Effects of MSW
Components and Catalysts.” Fuel Processing
T e c h n o l o g y 1 7 5 ( 1 0 ) : 1 3 1 – 4 7 .
DOI:10.1016/j.fuproc.2018.02.012.
Sizmur, T., T. Fresno, G. Akgül, H. Frost, y E. Moreno-
jiménez. 2017. “Bioresource Technology
Biochar Modification to Enhance Sorption of
Inorganics from Water.” Bioresource Tech-
n o l o g y 2 4 6 : 3 4 – 4 7 .
DOI:10.1016/j.biortech.2017.07.082.
Sorum, L., M. G. Gronli, y J. E. Hustad. 2001. “Pyrol-
ysis Characteristics and Pyrolysis Character-
istics and Kinetics of Municipal Solid
Wa s t e s . ” F u e l 8 0 ( 9 ) : 1 2 1 7 – 2 7 .
DOI:10.1016/S0016-2361(00)00218-0.
Stephen, J. L. y B. Periyasamy. 2018. “Innovative
Developments in Biofuels Production from
Organic Waste Materials: A Review.” Fuel
2 1 4 ( 1 1 ) : 6 2 3 – 3 3 .
DOI:10.1016/j.fuel.2017.11.042.
Suárez-Hernández, L., A. Ardila-A, y R. Barrera-
Zapata. 2017. “M o rpholo g ical an d
Physicochemical Characterization of Biochar
Produced by Gasification of Selected Forestry
Species” 26 (46): 123–30.
Sukumar, V., V. Manieniyan, R. Senthilkumar, y S.
Sivaprakasam. 2020. “Production of Bio Oil
from Sweet Lime Empty Fruit Bunch by
Pyrolysis.” Renewable Energy 146: 309–15.
DOI:10.1016/j.renene.2019.06.156.
Tirapanampai, C., W. Phetwarotai y N. Phusunti.
2019. “Effect of Temperature and the Content
of Na2CO3 as a Catalyst on the Characteris-
tics of Bio-Oil Obtained from the Pyrolysis of
Microalgae.” Journal of Analytical and
A p p l i e d P y r o l y s i s , 1 0 4 6 4 4 .
DOI:10.1016/j.jaap.2019.104644.
Tripathi, Manoj, J. N. Sahu, y P. Ganesan. 2016.
“Effect of Process Parameters on Production
of Biochar from Biomass Waste through
Pyrolysis: A Review.” Renewable and Sus-
tainable Energy Reviews 55: 467–81.
DOI:10.1016/j.rser.2015.10.122.
Wang, Y. y R. Liu. 2017. “Comparison of Characteris-
tics of Twenty-One Types of Biochar and
Their Ability to Remove Multi-Heavy Metals
and Methylene Blue in Solution.” Fuel Pro-
c e s s i n g Te c h n o l o g y 1 6 0 : 5 5 – 6 3 .
DOI:10.1016/j.fuproc.2017.02.019.
Watts, D. W., P. Randolph, J. M. Novak, R. Ravella, M.
R. Reddy, R. R. Bansode, M. Ahmedna, O. A.
Hassan, y D. Rehrah. 2017. “Effect of
Biochars Produced from Solid Organic
Municipal Waste on Soil Quality Parame-
ters.” Journal of Environmental Management
1 9 2 : 2 7 1 – 8 0 .
DOI:10.1016/j.jenvman.2017.01.061.
Zaman, C. Z., K. Pal, W. A. Yehye, S. Sagadevan, S.
Tawab Shah, G. Abimbola Adebisi, E. Marlia-
na, R. Faijur Rafique, y R. Bin Johan. 2017.
“Pyrolysis: A Sustainable Way to Generate
En e rgy from Waste.” In Py ro l y s i s .
DOI:10.5772/intechopen.69036.
Rev. de investig. agroproducción sustentable (2): 26-36, 20 2520-97605 21 ISSN:
Residuos orgánicos pirolisis
Gosgot Angeles W
