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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALINSTITUTO DE CIENCIAS QUÍMICAS Y AMBIENTALES
CONCURSO SEMESTRAL DE EMPRENDIMIENTO, CIENCIA Y
TECNOLOGÍA
PROYECTO:
LA CÁSCARA DEL ARROZ: UN DESECHO MUY ÚTIL
DESECHO O APROVECHAMOS EL SILICIO?
INTEGRANTES:
JUAN PABLO CUENCA LUDEÑA
FERNANDO PEDREROS SEGARRA
PROFESOR:
Ph.D. MARIANO MONTAÑO
PARALELO 93 II TÉRMINO 2012-2013
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL (ESPOL)INSTITUTO DE CIENCIAS QUIMICAS Y AMBIENTALES (ICQA)
CONSURSO SEMESTRAL DE EMPRENDIMIENTO, CIENCIA Y TECNOLOGÍA“Impulsando la Sociedad del Conocimiento”
2012 – 2013
1.Introducción
El Ecuador a lo largo de su historia se ha caracterizado por ser un país
rico en producción agrícola como la siembra de banano, cacao y arroz.
Este último de gran importancia ya que es el que más se consume y uno
de los que más desechos orgánicos presenta. Dándose como resultado
anual una Superficie Total Nacional sembrada 378.643 y la cosechada
329.957 Ha
El arroz es el cultivo más extenso del Ecuador, ocupa más de la tercera
parte de la superficie de productos transitorios del país. Según el Censo
Nacional Agropecuario del 2002, el arroz se sembró anualmente en
alrededor de 340 mil hectáreas cultivadas por 75 mil unidades de
producción agropecuarias, las cuales el 80% son productores de hasta
20 hectáreas.
En términos sociales y productivos el cultivo del arroz es la producción
más importante del país, pero el cultivo de arroz también es importante
en el tema nutricional ya que esta gramínea es la que mayor aporte de
calorías brinda de todos los cereales (FAO).
Los sistemas de manejo de la producción arrocera dependen de la
estación climática, zona de cultivo, disponibilidad de infraestructura de
riego, ciclo vegetativo, tipo y clase de suelo niveles de explotación y
grados de tecnificación.
De acuerdo a los datos del Ministerio de Agricultura, Ganadería,
Acuicultura y Pesca del Ecuador y el Sistema de Información Geográfica
y Agropecuaria, para el año 2009 de superficie disponibles señalan
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aproximadamente 371 mil hectáreas sembradas de arroz en el territorio
nacional. La tendencia es más bien decreciente en cuanto a esta
variable, se detecta claros picos de siembra en el 2004 y 2007 con casi
433 y 410 mil hectáreas respectivamente (INEC).
La mayor área sembrada de arroz en el país está en la Costa, pero
también se siembra en las estribaciones andinas y en la Amazonía pero
en cantidades poco significantes.
Apenas dos provincias, Guayas y Los Ríos, representan el 83% de la
superficie sembrada de la gramínea en el Ecuador. Otras provincias
importantes en el cultivo son Manabí con 11%, Esmeraldas, Loja y
Bolívar con 1% cada una; mientras que el restante 3% se distribuye en
otras provincias.
El total de cascarilla producida en el país, es considerable. Debido a la
generación y acumulación, han sido diversos los ensayos para
aprovechar la cascarilla de arroz en diferentes campos y por intermedio
de diferentes métodos.(Javier Urquizo, Humberto Acero, Jonnathan
Rodriguez, 2011).
En la siguiente tabla se muestra las toneladas métricas que se producen
de cascarilla de arroz:
Tabla #1 - Producción de cáscara
Producción Cáscara (H y
S)
744.55
0626.897
1.371.44
7
Producción Cáscara S y L 656.99
1553.174
1.210.16
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Todos esto da un resultado de 2581.612 TM/Ha de cascarilla de arroz,
representando el 22% en la producción nacional. (MAGAP)
De esta manera cuando se cosecha el arroz paralelamente se dan los
desperdicios en este caso la cascarilla del arroz. Uno de los propósitos
de este proyecto es que este desecho orgánico se lo emplee de una
buena manera y no desperdiciarlo y que cause daño al ecosistema.
Según el MAGAP (Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y
Pesca), el 35% de la cascarilla de arroz se utiliza en la industria florícola
y criaderos de animales, mientras que el sobrante es agrupado de la
siguiente forma:
50% es quemada dentro de piladoras
15% es tirada en los bordes de las carreteras
15% es quemada en terrenos aislados
10% se quema en los bordes de las carreteras
5% es tirada en ríos
5% se pierde a causa del viento
El principal objetivo de nuestro proyecto CSECT es que esta cascarilla en
vez de ser un desecho agro-industrial, debemos aprovecharlo como
materia prima que mediante ciertas técnicas sofisticadas como la
fundición, nos permiten extraer silicio para ser usado, el cual tiene
muchos usos en numerosas industrias como la microelectrónica (chips y
componentes que se usan en teléfonos celulares, computadoras y
demás dispositivos electrónicos), para la fabricación de células
fotovoltaicas que se usan en paneles solares, entre otras aplicaciones.
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Quemarla no es la solución, porque significa, aparte del costo
económico, la emisión masiva de contaminantes al ambiente. Arrojarla
al río tampoco, porque además de aumentar la sedimentación bloquea
los canales de riego, y utilizarla como abono mucho menos, ya que
arruina los terrenos de cultivos porque contiene gran cantidad de
químicos y fertilizantes.
Aunque muchos consumidores y cultivadores de esta planta gramínea
no lo sepan, su cáscara contiene, tras ser convertida en ceniza, un
importante porcentaje de silicio. Según expertos del Centro Nacional de
Energías Renovables (España), de la fundición de la cáscara de arroz se
obtiene un 18% de ceniza, que contiene un 92% de silicio.
2.Materiales y Métodos
Procedimiento
El procedimiento experimental se lleva a cabo teniendo en cuenta la
siguiente metodología:
a. Deshidratación de la cascarilla a 150° C.
b. Calcinación: La cascarilla se calcinó a 600° C
c. Análisis químico de las cenizas: El producto obtenido de la calcinación
es analizado químicamente (FRX, gravimetría), con el fin de determinar
la cantidad de sílice presente en la muestra.
d. Análisis químico de la arena lavada: Se hizo análisis químico de la
arena con el fin de determinar porcentaje de sílice presente en la
muestra.
e. Mezcla de las muestras: Se mezclaron la ceniza obtenida de la
cascarilla de arroz y la arena lavada en diferentes proporciones.
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f. Montaje del experimento: Se llevó a cabo el montaje del experimento
con un horno eléctrico de arco con un electrodo de grafito para la fusión
de la mezcla de arena de roca y cenizas de cascarilla de arroz.
Tabla #1 Materiales
Item Nombre1 Laptop2 Conexión a Internet3 Comunicación personal
Para realizar esta ardua investigación utilizamos el siguiente método.
3. Resultados y discusión
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Figura 2. Pruebas de fusión.Figura 1. Montaje del horno de fusión.
Pedimos asesoría al Ph.D. Mariano Montaño debido a que
es un experto en la materia y todo a lo concerniente al cultivo
y provechos del arroz.
Investigar profundamente en la Web, ya sea en páginas
nacionales como internacionales.
Visitar centros de cultivos para tener una mejor idea de la
producción de arroz.
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Lamentablemente, luego de realizar las respectivas indagaciones, advertimos que no podemos llevar a cabo la fase experimental de nuestro proyecto para obtener una muestra de silicio extraído de la cáscara de arroz.
Esto debido a que no tenemos acceso al equipamiento necesario para dicho proceso y principalmente por la factibilidad técnica y económica que ello implica.
A pesar de todo creemos que nuestro proyecto es una base teórica en la cual presentamos ciertos conceptos y nociones, que pueden servir de sustento para posteriores investigaciones, que permitan aprovechar la cáscara de arroz y darle un uso adecuado a este desecho
4. Conclusiones
La cáscara del arroz es un desecho muy útil, el cual es no es
debidamente aprovechado por la industria arrocera ecuatoriana.
La obtención de silicio a partir de la cascarilla de arroz es viable
técnicamente, sin embargo financieramente es necesario analizar
los requerimientos específicos del sistema para poder
emprenderlo.
Este proyecto nos ayuda a reducir el impacto ambiental producido
por la quema y desecho de la cascarilla de arroz.
Aprovechamos la cáscara de arroz para obtener silicio, que puede
ser utilizado en diversos campos industriales.
5. Bibliografía
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Cultivo Arroz: Información técnica, Ecuaquímica C.A, Ing. Fredy
Delgado, 2011 Disponible en:
http://www.ecuaquimica.com/cultivo_arroz.html
Reemplazar el uso de diesel por cascarilla de arroz empleado
para generación de vapor, Ing Javier Urquizo, Espol, Guayaquil,
Disponible en:
http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/19195/1/resum
en%20cascarilla%20de%20arroz.pdf
El silicio secreto del arroz, Diaro el país - España, Disponible en:
http://elpais.com/diario/2008/02/27/futuro/1204066803_850215.html
Aprovechamiento de la cascarilla de oryza sativa (arroz) para
la producción de silicio orgánico, Dr. Rafael Horna Zapata,
Agrónomo, Guayas- Ecuador, Disponible en:
http://www.engormix.com/MA-agricultura/cultivos-tropicales/articulos/
aprovechamiento-cascarilla-oryza-sativa-t2754/078-p0.htm
Liceales convierten desechos de cáscara de arroz en
hormigón, Diario el país Uruguay, Disponible en:
http://www.elpais.com.uy/09/10/17/pciuda_448492.asp
Cáscara de arroz, Phd. Mariano Montaño, comunicación personal, 2012, Espol, Guayaaquil – Ecuador
ENCUESTA
1. ¿Cuál es su valoración con respecto a nuestro proyecto?
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Malo Regular Bueno Muy Bueno
2. ¿Sabe usted que es lo que se hace en nuestro país con este desecho agroindustrial (cáscara de arroz)?
Sí No
3. ¿Ha escuchado alguna vez sobre el aprovechamiento de la cáscara de arroz en las piladoras?
Sí No
4. Estaría dispuesto a invertir en una planta de procesamiento de la cáscara de arroz para obtener silicio para micro tecnologías?
Sí No
5. ¿Sabía usted de alguno de los beneficios que nos brinda la cascarilla de arroz?Sí No
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GIGANTOGRAFÍA
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