Contaminación por cascarilla de arroz: Un problema ambiental en Lambayeque

I. PLAN DE INVESTIGACIÓN

1. REALIDAD PROBLEMÁTICA

La problemática existente debido a la contaminación ambiental en el mundo y particularmente en el “Molino Sudamérica” S.A.C -Carretera Panamericana Norte - Km 777.5 Lambayeque en donde debido a la mala utilización de los recursos Biomásicos como es la cascarilla de arroz, ha dado lugar al planteamiento de usos eficientes de esta y a la sistematización en el proceso de comercialización, presten atención únicamente al grano en sí; perdiendo toda preocupación de lo que se desecha, ignorando por completo las enormes propiedades y el útil reaprovechamiento que se le podría dar al mismo.

Actualmente la cascarilla de arroz es quemado indiscriminadamente o simplemente incorporado al suelo sin atravesar los respectivos procesos de descomposición microbiana, contaminando de forma significativa el medio ambiente, el mismo que si no es protegido traerá consecuencias irreparables para futuras generaciones por lo tanto es de vital importancia que mejore los procesos vigentes lo cual dará pie para renovar la calidad de vida de los habitantes de nuestra localidad además de ofrecer nuevas alternativas de desarrollo.

1.1 Identificación del problema

¿La quema indiscriminada de la cascarilla de arroz se ha convertido en un factor contaminante del medio ambiente?

1.2 Delimitación del problema

La contaminación ambiental por la quema de cascarilla de arroz en el “Molino Sudamérica” S.A.C -Carretera Panamericana Norte - Km 777.5, Lambayeque, 2013.

2. PROBLEMA CIENTÍFICO

¿Minimizar la contaminación ambiental por la quema de cascarilla de arroz; utilizándolo para industrializarlo y obtener briquetas en el “Molino Sudamérica” S.A.C -Carretera Panamericana Norte - Km 777.5 Lambayeque, 2013?

3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

Durante algunos procesos agroindustriales se generan subproductos o residuos, generan diversos problemas ambientales, como es el caso de la cascarilla de arroz, cuando es quemado produce una gran liberación de dióxido de carbono (causante del calentamiento global) y el SO₂ (causante de la lluvia acida); así que su eliminación supone un problema de gestión para la empresa productora. Puesto que uno de los problemas más graves que afrenta hoy la humanidad es el de la preservación del medio ambiente y lucha contra el cambio climático, como consecuencia de ello nace la necesidad de proporcionar una solución científica y técnica.

Aproximadamente el 20% en peso de arroz cosechado corresponde a cascarilla de arroz. Es importante el aprovechamiento de la cascarilla de arroz puesto que es una biomasa, que no hay que producir debido a que existe en gran medida y no es utilizada adecuadamente.

La industrialización de la cascarilla de arroz y la obtención de briquetas, el cual es un producto ecológico, con alto poder calorífico, baja humedad (entre 5 % a 8%), y alta densidad de compactación. La uniformidad y la regularidad térmica, resultan en mayor rendimiento, disminuye considerablemente la polución, conservando así el medio ambiente; por lo tanto tiene el potencial de ser una importante fuente de energía actual y futura, surgiendo así un potencial mercado donde su futuro se puede ampliar la comercialización de las briquetas.

Se encamino la presente investigación al estudio propiedades físico- químicas de la cascarilla de arroz y su aplicación de tecnologías que permitan minimizar la contaminación, esperando de esta manera una futura rentabilidad para sus inversionistas.

4. OBJETIVOS

4.1 Objetivo general

• Desarrollar un proceso tecnológico para la obtención de briquetas, utilizando como materia prima la cascarilla de arroz, estableciendo de esta manera los costos del producto y el beneficio del proyecto para los inversionistas.

4.2 Objetivos específicos

• Estudiar y determinar las características significativas de la cascarilla de arroz para la fabricación de briquetas.

5. MARCO TEORICO

5.1 Antecedentes

En los últimos treinta años, la crisis energética mundial ha obligado a las empresas del sector industrial y agroindustrial a buscar nuevas alternativas de fuentes de generación de energía a más bajo costo y con menos influencia negativa en el medio ambiente. Es imposible negar la creciente escasez de los combustibles fósiles, y el daño ambiental que produce su explotación y utilización en la industria y el alto costo que implicaría utilizar la generación de energía aprovechando fuentes naturales como la corriente de los ríos, las caídas de agua, la energía de los vientos, la energía solar, y otras pueden considerarse ecológicamente convenientes.

Ante la necesidad de desarrollar alternativas tecnológicas que permitan la utilización de elementos desechados en procesos productivos para aprovechar su potencial y contribuir a la disminución del impacto ambiental que puedan generar por una inadecuada disposición, surge la oportunidad de aprovechar productos vegetales de desecho, como la cascarilla de arroz ,que permitan innovar en el área de los materiales de ingeniería, campo en el cual la cascarilla de arroz se perfila como un aislante térmico de alta efectividad, competitividad y de fácil obtención, lo cual contribuye al reemplazo de productos derivados del petróleo. La utilización de desechos como fuente de obtención de energía representa un importante avance en esta dirección, viable desde el punto de vista técnico, además de ser muy conveniente desde el punto de vista económico y ecológico, siguiendo así la tendencia de los últimos años de las políticas encaminadas al uso sostenible y el aprovechamiento adecuado de los recursos.

Según el MINAG, debido al incremento de las áreas cultivadas en 123.824 Has en la costa norte y selva y costa sur (Arequipa). En el año 2009, se tuvo una producción de 2.991.157 ton en aproximadamente 400.000 Has. Siendo en la industria arrocera el principal desecho que se genera es la cascarilla que recubre el grano de arroz. Considerando el histórico de la producción de arroz se puede apreciar que del 2005 al 2009 se ha producido un crecimiento cercano al 20%, lo cual significa que para el 2014 la cantidad de cascarilla de arroz sería de 256.280 ton.

Las plantas procesadoras de arroz la cantidad de cascarilla generada oscila en cifras cercanas al 20% en peso de la producción total, y considerando el muy bajo peso específico de la cascarilla a granel (100 Kg./m3) ocasiona que la evacuación y el transporte de la cascarilla represente un problema considerable que implica unos costos elevados y un impacto perjudicial para el medio ambiente al contaminar las fuentes de agua, como también al quemarla al aire libre, lo comúnmente se ha estado realizando en el “Molino Sudamérica” S.A.C -Carretera Panamericana Norte - Km 777.5 Lambayeque..(Figura 1)

5.2 Base teórica

El arroz es la semilla de la planta Oryza sativa. Se trata de un cereal considerado como alimento básico en muchas culturas culinarias (en especial la cocina asiática), así como en algunas partes de América Latina. El arroz es el segundo cereal más producido en el mundo, tras el maíz. Debido a que el maíz es producido con otros muchos propósitos que el del consumo humano, se puede decir que el arroz es el cereal más importante en la alimentación humana, y que contribuye de forma muy efectiva al aporte calórico de la dieta humana actual. El arroz es responsable del aporte calórico de una quinta parte de las calorías consumidas en el mundo por los seres humanos.

Se dedican muchas hectáreas al cultivo del arroz en el mundo. En este plano destaque el “Molino Sudamérica” S.A.C -Carretera Panamericana Norte - Km 777.5 Lambayeque.

El grano de arroz una vez cosechado, es sometido a una pre-limpieza, en la cual se realiza la remoción de materiales como paja, polvo, piedras, otros granos diferentes al arroz, entre otros. Este proceso se realiza mediante un movimiento de zarandeo. Una vez concluido el zarandeo, se realiza el proceso de secado que puede ser realizado al aire libre y/o mediante un sistema de aire caliente forzado, el cual incluye un horno que es alimentado con la cascarilla de arroz que es obtenida de la molienda en la etapa de descascarado.

En esta etapa adicionalmente se realiza otro proceso de limpieza a través de una tolva. Finalmente, el arroz es descascado, con lo cual se obtiene el arroz integral y la cascarilla, la cual como se mencionó anteriormente potencialmente podría servir para el secado del arroz. La cascarilla de arroz es obtenido principalmente durante el proceso de descascarado del arroz mediante molinos, representando el 20% en peso del arroz cáscara.

Es importante mencionar que la cascarilla de arroz es un problema para los centros de pilado, toda vez que no tiene un uso comercial importante, razón por la cual en muchos casos se la ofrece gratuitamente o a un costo insignificante. Aunque ciertamente el mayor porcentaje de la cascarilla es quemada, sin mayor control produciendo impactos ambientales en la zona, o acumulada (ver Figura 1) produciéndose su descomposición, lo cual provoca la emisión de metano, la liberación y acumulación de toxinas que pueden causar fitotoxicidad, afectado el crecimiento y rendimiento de las plantas.

1. ORIGEN DE LA CASCARILLA DE ARROZ:

La planta de arroz, científicamente denominada

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