DISEÑO Y PUESTA A PUNTO DE UN PROTOCOLO PARA DETERMINAR EL PODER CALORÍFICO DE SÓLIDOS. APLICACIÓN A RESIDUOS PLÁSTICOS

Abstract

[ES] El estudio realizado tiene como objeto establecer un protocolo de trabajo normalizado para la utilización de una bomba calorimétrica, recientemente adquirida, que permita conocer las posibilidades de valorización energética de sólidos plásticos mediante la determinación de su poder calorífico. Se establecen las condiciones operativas de la bomba calorimétrica utilizada, concretando cantidades de muestras (400 mg), longitud del hilo de ignición (10 cm) cantidad de agua en el vaso Dewar (850 g) y presión de O2 en la bomba (8 bar) con objeto de asegurar una combustión completa. La capacidad calorífica del sistema se ha establecido utilizando como sustancia de referencia ácido benzoico, obteniéndose un valor de 4965,54 ± 240,65 J/ºC y se ha comprobado el correcto funcionamiento del calorímetro calculando el calor de combustión del naftaleno (38,34 ± 0,38 kJ/g), que presenta una pequeña desviación con respecto a su valor teórico (error < 5%). Finalmente, se ha aplicado el protocolo de trabajo para calcular el poder calorífico de tres muestras de plástico de polietileno de alta densidad (una puro y dos recicladas) obteniendo valores similares para todas ellas (45,93 ± 0,48, 45,74 ± 0,29 y 46,57 ± 0,19 kJ/g) y superiores a algunos combustibles fósiles (46,0 kJ/g petróleo), lo que indica que la valorización energética de residuos plásticos es adecuada ya que permitiría reducir el consumo de los combustibles tradicionales derivados del petróleo

[CAT/VAL] L'estudi realitzat té com objecte establir un protocol de treball normalitzat per a la utilització d'una bomba calorimètrica, recentment adquirida, que permeta conèixer les possibilitats de valorització energètica de sòlids plàstics mitjançant la determinació del seu poder calorífic. S'estableixen les condicions operatives de la bomba calorimètrica utilitzada, concretant quantitats de mostres (400 mg), longitud del fil d'ignició (10 cm), quantitat d'aigua en el vas Dewar (850 g) i pressió d'O2 en la bomba (8 bar) amb objecte d'assegurar una combustió completa. La capacitat calorífica del sistema s'ha establert utilitzant com substància de referència àcid benzoic, obtenint-se un valor de 4965,54 ± 240,65 J/ºC i s'ha comprovat el correcte funcionament del calorímetre calculant la calor de combustió del naftalè (38,34 ± 0,38 kJ/g), que presenta una xicoteta desviació respecte al valor teòric (error <5%). Finalment, s'ha aplicat el protocol de treball per a calcular el poder calorífic de tres mostres de plàstic de polietilè d'alta densitat (una pura i dues reciclades), obtenint-se valors similars per a totes elles (45,93 ± 0,48, 45,74 ± 0,29 y 46,57 ± 0,19 kJ/g) i superiors a alguns combustibles fòssils (46,0 KJ/g del petroli), la qual cosa indica que la valorització energètica de residus plàstics és adequada ja que permetria reduir el consum dels combustibles tradicionals derivats del petroli.

[EN] This study aims to make a standardized working protocol for the use of a newly acquired calorimeter, which allows knowing the possibilities of energy recovery of plastic solids by determining their calorific value. The operating conditions of the calorimeter used are established; specifying the amount of water in the Dewar vessel (850 g) and O2 pressure (8 bar) in order to ensure complete combustion. The heat capacity of the system has been settled down using benzoic acid as the reference substance, obtaining a value of 4965,54 ± 240,65 J/ºC. The correct functioning of the calorimeter has been verified by calculating the combustion heat of the naphthalene (38,34 ± 0,38 kJ/g) which shows a small deviation from its theoretical value (error <5%). Finally, the work protocol was applied to calculate the calorific value of three samples of high density polyethylene plastic (pure and two recycled) obtaining similar values for all of them (45,93 ± 0,48, 45,74 ± 0,29 y 46,57 ± 0,19 kJ/g) and higher than some fossil fuels (46.0 kJ/g petroleum), which indicates that the energetic recovery of plastic waste is suitable since it would reduce the consumption of traditional fuels derived from petroleum.