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TECNOCIENCIA CHIHUAHUA, Vol. XIX (2025): enero-diciembre, e1829
https://revistascientificas.uach.mx/index.php/tecnociencia
ISSN-e: 2683-3360
Artículo Científico
Valorización de pellets combustibles usando aserrín
de 23 especies de maderas mexicanas
Valorization of fuel pellets using sawdust from 23 Mexican species
*Correspondencia: rutiaga@umich.mx (José Guadalupe Rutiaga-Quiñones)
DOI: https://doi.org/10.54167/tch.v19i1.1829
Recibido: 29 de enero de 2025; Aceptado: 07 de marzo de 2025
Publicado por la Universidad Autónoma de Chihuahua, a través de la Dirección de Investigación y Posgrado.
Editor de Sección: Dr. Rubén Francisco González-Laredo
Resumen
Se ha observado un deterioro medioambiental debido al crecimiento económico enlazado al
respectivo consumo de combustibles fósiles a nivel mundial, pero también se han desarrollado
investigaciones sobre biocombustibles alternativos para intentar reducir el uso de energía fósil. En
este sentido, la biomasa lignocelulósica, como energía renovable, juega un rol importante para la
generación de biocombustibles sólidos densificados, procurando disminuir la utilización de
hidrocarburos fósiles y promoviendo una energía ecoeficiente. En el presente estudio se elaboraron
pellets combustibles con 23 muestras de aserrín obtenido en diferentes empresas forestales en 5
estados de la República Mexicana. Se realizó una evaluación física, mecánica y energética de los
M.A. Ramírez-Ramírez1, A. Carrillo-Parra2, F. Ruiz-Aquino3, C. Luján-Álvarez4, J.J.
Hernández-Solís5, N. Carrillo-Ávila6, L.F. Pintor-Ibarra1, J.G. Rutiaga-Quiñones1*
1 Universidad Michaocana de San Nicolás de Hidalgo, Facultad de Ingeniería en Tecnología de la Madera,
Av. Fco. J. Múgica s/n, Col. Felicitas del Rio, Morelia, Michoacán, C.P. 58040, México.
2 Universidad Juárez del Estado de Durango, Instituto de Silvicultura e Industria de la Madera, Boulevard
del Guadiana 501, Ciudad Universitaria, Durango, Durango, C.P. 34120, México.
3 Universidad de la Sierra Juárez, Instituto de Estudios Ambientales, Av. Universidad s/n, Ixtlán de Juárez,
Oaxaca, C.P. 68725, México.
4 Universidad Autónoma de Chihuahua, Facultad de Ciencias Agrícolas y Forestales, Carretera km 2.5
Delicias, Chihuahua, C.P. 33000, México.
5 Tecnológico Nacional de México – Campus Instituto Tecnológico de la Zona Maya, Carretera Chetumal –
Escárcega km 21.5, Ejido Juan Sarabia, Quintana Roo, C.P. 77695, México.
6 Instituto de Ivestigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, San Martinito, Carretera Federal México –
Puebla km 56.5, San Martinito, Municipio de Tlahuapan, Puebla, C.P. 74100, México.
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Ramírez-Ramírez et.al
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pellets obtenidos. Se encontraron diferencias estadísticas significativas en las evaluaciones
realizadas. Los resultados más relevantes variaron como sigue: contenido de humedad (2.69 – 8.73
%), densidad de partícula (1.08 – 1.32 g/cm3), densidad a granel (532 – 668 kg/m3), índice de
resistencia al impacto (100 a 250 %), resistencia a la compresión (178 – 1542 N/mm), poder calorífico
(15.42 – 20.85 MJ/kg) y densidad energética (9.32 – 13.07 GJ/m3). De acuerdo con la evaluación física,
mecánica y energética, los pellets elaborados con las diferentes muestras de aserrín tienen en general
buena calidad para su uso residencial local o industrial.
Palabras clave: madera de pino, maderas latifoliadas, biocombustibles densificados, biomasa
residual, bioenergía
Abstract
Environmental deterioration has been observed due to economic growth linked to the global
consumption of fossil fuels. However, research has also focused on developing alternative biofuels
to reduce fossil energy consumption. In this context, lignocellulosic biomass plays a crucial role as a
renewable energy in producing densified solid biofuels, promoting reduced dependence on fossil
fuels, and supporting cleaner energy initiatives. In the current study, fuel pellets were made using
23 samples of sawdust collected from various forest mills across five states in Mexico. A physical,
mechanical and energetic assessment of the obtained pellets was conducted, revealing significant
statistical differences in the evaluations. The most notable results were as follows: moisture content
ranged from 2.69 to 8.73 %; particle density varied from 1.08 to 1.32 g/cm3; bulk density was found
to be between 532 and 668 kg/m3; impact strength index ranged from 100 to 250 %, compressive
strength values varied from 178 to 1542 N/mm; calorific value was between 15.42 and 20.85 MJ/kg;
and energy density ranged from 9.32 to 13.07 GJ/m3). Based on the physical, mechanical and
energetic evaluations, the pellets produced from the diverse sawdust samples appear suitable for
local residential or industrial use.
Keywords: Pine wood, hardwoods, densified biofuels, residual biomass, bioenergy
1. Introducción
En recientes décadas se ha observado un deterioro ambiental derivado del acelerado
crecimiento económico con el respectivo consumo de energía fósil a nivel mundial (García et al., 2016;
Adebayo et al., 2021; Yuping et al., 2021), lo que también ha propiciado investigaciones y desarrollos
sobre biocombustibles alternativos buscando la reducción del uso de combustibles fósiles
(Østergaard et al., 2020; Baasch, 2021). Estas acciones promueven el interés sobre la aplicación y
adopción de prácticas y tecnologías más amigables, sustentables, respetuosas, limpias y renovables
con el medio ambiente (Amador-Hernández, 2015; Rennkamp et al., 2017; Qazi et al., 2019).
En ese escenario, los recursos renovables, como la biomasa, destaca como fuente abundante y
versátil, que puede tener alto significado en el proceso de cambio hacía una matriz energética más
ecológica, e inversiones en este campo de las energías renovables podrían ayudar en la solución de
esta problemática (Moran et al., 2017; Wang et al., 2017). La biomasa, referida como la materia prima
orgánica no fosilizada proveniente de animales y plantas, supone una fuente renovable de energía,
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Ramírez-Ramírez et.al
ya que se puede transformar en los llamados biocombustibles (Velázquez-Martí, 2018). Existen
diversas fuentes y tipos de biomasa generados principalmente de las actividades de producción
marina, agrícola y forestal, y en esencia se pueden distinguir dos grandes grupos: biomasa derivada
de plantaciones energéticas y la biomasa procedente de residuos o restos de las actividades
antropogénicas (Velázquez-Martí, 2018). Las diferentes fuentes de biomasa tienen potencial para ser
transformada y generar biocombustibles gaseosos, líquidos o sólidos (Velázquez-Martí, 2018).
La biomasa forestal usada sustentablemente puede generar energía neutra en carbono y puede ser
potencialmente una solución para reemplazar a los combustibles fósiles (Hiloidhari et al., 2019;
Sulaiman et al., 2020). Es conocido que a lo largo del proceso del procesamiento de la madera se
generan grandes cantidades de subproductos lignocelulósicos, como aserrín, corteza y viruta.
Además, existen algunas evidencias de que este material puede usarse para la generación de
biocombustibles sólidos densificados (Morales-Máximo et al., 2020; Bandara et al., 2021) y al
emplearlos en procesos de combustión pueden promover estrategias para la reducción de
compuestos responsables del efecto invernadero (Morales-Máximo et al., 2022; Nwabueze y Leggett,
2024).
En este contexto, el objetivo de este estudio fue la elaboración de biocombustibles sólidos
densificados, i.e. pellets, usando aserrín de 23 especies de madera derivado del proceso de aserrío y
recolectado en cinco estados de la República Mexicana. Este material de estudio fue previamente
caracterizado para conocer sus propiedades físicas, químicas y energéticas (Rutiaga-Quiñones et al.,
2020; Chávez-Rosales et al., 2021; Gutiérrez-Acosta et al., 2021) y se ha reportado la elaboración y
caracterización de sus briquetas bicombustibles (Ramírez-Ramírez et al., 2021; 2022). Los resultados
obtenidos no solamente contribuyen al conocimiento científico de estos pellets, sino que también
promoverían su uso local, ayudando a mitigar la degradación medioambiental, e impactando en la
gestión sostenible de los recursos lignocelulósicos.
2. Materiales y métodos
Veintitrés muestras de aserrín, sin corteza y sin tratamiento químico, derivado del
procesamiento primario de la madera se recolectaron como donación en varias compañías y ejidos
forestales en cinco estados mexicanos: Quintana Roo [Ejido Noh-Bec (19°08´26” N, 88°09´23” O),
Ejido Petcacab (19°17´00” N, 88°13´21” O) y Ejido Tres Garantías (18°11´21” N, 88°59´11” O)],
Chihuahua [El Largo (29°41´12” N, 108°17´02” O), Agua azul (26°51´00” N, 106°56´24” O), Grupo
Gazo (26°56´09” N, 105°38´12” O) y Multimaderas (26°55´41” N, 105°41´45”O)], Michoacán
[Maderería Zamora (18°45´39” N, 103°11´21” O), Maderas Preciosas Don Jesús (18°48´08” N,
102°55´40” O) y Lázaro Cárdenas (18°44´34” N, 102°46´52” O)], Durango [Grupo Sezarik (25°03´15”
N, 105°25´07” O), Maderas y Tarimas Alba (25°05´50” N, 105°26´44” O), Vencedores (24°25´41” N,
105°42´21” O), La Cañita (24°27´44” N, 106°01´32” O) y Pueblo Nuevo (23°46´36” N, 105°21´58” O),
y Oaxaca [Productora Comunal de Muebles Ixtlán (17°19´26” N, 96°28´37” O) y Aserradero Mapsi
(17°19´25” N, 96°29´02” O). En la Tabla 1 se muestran datos sobre las maderas en proceso en las
diferentes industrias y de las cuales se obtuvo el aserrín en orden de recolección. Para el caso de las
maderas de pino y encino, no fue posible hacer una separación por especies debido a que la madera
se transporta mezclada del bosque a la industria forestal. Para cada caso, aproximadamente 50 kg de
aserrín fueron colectados. De cada pila se aserrín se eligió una al azar y de ella se tomaron muestras
de aserrín de la parte alta, media y baja.
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Ramírez-Ramírez et.al
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2.1 Producción de pellets
La humedad inicial de las muestras de aserrín recolectado varió ampliamente con valores
reportados de 6.0 a 75.2 % (Rutiaga-Quiñones et al., 2020), pero previo al proceso de densificación,
las muestras se dejaron secar al aire libre, hasta un contenido de humedad de aproximadamente 12
%. Todos los tipos de aserrín se usaron sin hacer separación por tamaño de partícula, debido a que
un estudio previo con esta misma biomasa concluye que la granulometría de estos materiales es
adecuada para la elaboración de biocombustibles sólidos densificados (Rutiaga-Quiñones et al.,
2020). Se han reportado también resultados sobre las propiedades de briquetas obtenidas con estos
mismos materiales (Ramírez-Ramírez et al., 2021; 2022). Los pellets se produjeron utilizando una
peletizadora industrial de discos planos (Marca ZSLP-R300), con canales de 8 mm de longitud y 6
mm de diámetro con una capacidad de 250 a 300 kg/h. Una vez enfriados los pellets fueron colocados
en bolsas de plástico selladas herméticamente, hasta ejecutar los ensayos de caracterización.
2.2 Evaluación física, mecánica y energética de los pellets
Se determinó la humedad de los pellets en un horno de secado (Binder GmbH, model BD 260,
Tuttlingen, Germany) por triplicado (EN 18134–3, 2015). De cada muestra de pellets, según su
procedencia, se tomaron aleatoriamente 20 pellets para medir su diámetro y longitud usando un
vernier (Sgarbossa et al., 2015), además se midió su masa para calcular la densidad de partícula
(Kocer y Kurklu, 2020). La densidad a granel se determinó por triplicado (EN ISO 17828, 2015).
El índice de resistencia al impacto se obtuvo a partir del número total de piezas de pellets producidas
después de dejar caer al suelo cada uno de los 20 pellets, por procedencia, cuatro veces desde 1.8 m
de altura (ASTM D440–68, 2007). La resistencia a la compresión en los pellets se efectuó por triplicado
en una máquina universal (INSTRON 300 DX, Instron, Norwood, Ma, USA), con una capacidad de
carga de 300 kN. Cada pellet se colocó horizontalmente en el probador de compresión, luego se
aplicó la carga a una velocidad constante de 0.305 mm/min hasta que el pellet falló por agrietamiento
(ASTM D2166–85, 2008).
El análisis proximal en los pellets sin humedad, comprendió la determinación por triplicado de
cenizas (UNE-EN ISO 18122, 2023), material volátil (ASTM E872−82, 2013) y carbono fijo; este último
fue calculado por diferencia de 100 menos contenido de cenizas y material volátil (Ramírez-Ramírez
et al., 2021). El poder calorífico superior de los materiales densificados se evaluó por triplicado (UNE-
EN 14918, 2011), usando un calorímetro semiautomático (LECO AC600, MI, USA). La densidad
energética de los pellets se determinó multiplicando su densidad por su poder calorífico.
2.3 Análisis estadístico
Para cada determinación, se efectuó un análisis de varianza y una prueba Tukey y los datos se
analizaron con un nivel de confianza estadística de 95 %, usando el programa Statgraphics Centurion
(Statgraphics Technologies, Inc., The Plains, VA, USA). Los resultados obtenidos se presentan con el
valor medio y su desviación estándar (±).
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Ramírez-Ramírez et.al
3. Resultados y discusión
3.1 Evaluación física de los pellets
En la Tabla 1 se observan los resultados del contenido de humedad de los pellets, que
variaron de 2.69 a 8.73 %, con diferencias estadísticas significativas (p ≤ 0.05). En concordancia con
la norma ISO 17225-2 (2021), los resultados aquí obtenidos están por debajo del valor recomendado,
por lo que podría garantizarse buena combustión (Hansen et al., 2009) debido a que un menor
contenido de humedad incrementa el poder calorífico de los combustibles (Aguilar-Sánchez et al.,
2022). Para pellets de pino se ha reportado 4.8 % de humedad (Núñez-Retana et al. 2019) y otros
estudios reportan diversos valores en pellets elaborados con diversas biomasas lignocelulósicas (8.41
– 8.68 %) (Acampora et al., 2021), (7.9 – 11.1 %) (Bandara et al., 2021), (7.7 – 10.1 %) (Ilari et al., 2021).
Tabla 1. Nombre de las maderas, procedencia y humedad de los pellets obtenidos
Table 1. Name of woods, origin and moisture content of pellets
Clave
Nombre científico
Nombre
común
Procedencia
Contenido de
humedad (%)
1
Swartzia cubensis (Britt. and Willson)
Sandl.
Kátalox
Quintana Roo
8.73 ± 0.01m
2
Lysiloma latisiliquum L. Benth.
Tzalam
6.37 ± 0.01i
3
Manilkara zapota (L.) v. Royen
Chicozapote
5.21 ± 0.03g
4
Swietenia macrophylla King
Caoba
3.43 ± 0.00b
5
Pinus spp.
Pino
Chihuahua
4.63 ± 0.03e
6
Pinus spp.
Pino
4.04 ± 0.01c
7
Pinus spp.
Pino
5.89 ± 0.02 h
8
Pinus spp.
Pino
4.58 ± 0.02de
9
Pinus spp.
Pino
Michoacán
4.78 ± 0.01e
10
Pinus spp.
Pino
5.48 ± 0.05h
11
Pinus spp.
Pino
2.69 ± 0.01a
12
Pinus spp.
Pino
5.77 ± 0.04h
13
Pinus spp.
Pino
4.54 ± 0.02d
14
Pinus spp.
Pino
Durango
6.68 ± 0.05j
15
Pinus spp.
Pino
6.48 ± 0.05j
16
Pinus spp.
Pino
6.43 ± 0.03i
17
Quercus spp.
Encino
5.08 ± 0.01f
18
Pinus spp.
Pino
4.59 ± 0.03de
19
Pinus spp.
Pino
6.87 ± 0.02k
20
Quercus spp.
Encino
6.58 ± 0.01j
21
Pinus spp.
Pino
6.02 ± 0.04i
22
Pinus spp.
Pino
Oaxaca
7.17 ± 0.03l
23
Pinus spp.
Pino
5.84 ± 0.03h
Letras diferentes en la misma columna indica diferencia estadística significativa entre las
muestras de pellets (Tukey, p ≤ 0.05)
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El diámetro de los pellets varió de 5.81 a 6.00 mm (Tabla 2), observándose diferencias estadísticas
significativas (p ≤ 0.05). El diámetro de la matriz del equipo es precisamente de 6.00 mm, pero suele
haber ciertas variaciones. Por ejemplo, usando la misma peletizadora, se han reportado diámetros
de 6.03 a 6.05 mm en pellets de aserrín de maderas tropicales (Carrillo-Parra et al., 2018) y de 5.80 a
6.14 mm en pellets elaborados con aserrín de diversas biomasas lignocelulósicas (Carrillo-Parra et
al., 2021). El diámetro de los pellets aquí producidos satisface el requerimiento de la norma UNE EN
14961–6 (2012) de tener un valor de 6 ± 1 mm (Tabla 2).
La longitud de los pellets varió de 10.74 a 26.29 mm (Tabla 2) con diferencias estadísticas
significativas (p ≤ 0.05) que corresponde a los pellets de maderas de pino; los otros resultados de las
maderas tropicales y de los encinos se encuentran dentro de este rango. Valores de 20.44 y 24.65 mm
han sido reportados para pellets de aserrín de pino (Carrillo-Parra et al., 2021). En el caso del aserrín
de las maderas tropicales, los resultados variaron de 15.48 a 20.44 mm; mientras que se han reportado
longitudes de 13.17 a 17.37 mm para pellets elaborados con aserrín de maderas tropicales (Carrillo-
Parra et al., 2018). Para los encinos, los valores aquí encontrados fueron de 15.77 y 25.46 mm; para
pellets de aserrín de encino se han reportado longitudes de 26.23 y 33.69 mm (Carrillo-Parra et al.,
2021). Es común que en el proceso de densificado se obtengan diferentes longitudes (Michelena y
Martín, 2008) y en este estudio los valores obtenidos cumplen con los requerimientos para pellets
clase D06, según la norma UNE EN 14961–2 (2012).
El peso de los pellets varió de 0.33 a 0.88 g (Tabla 2), con diferencias estadísticas significativas (p ≤
0.05). Como era de esperarse, los resultados más bajos de peso corresponden a los pellets de menor
longitud. Valores de 0.72 a 1.79 g se han reportado para pellets elaborados con diferentes tipos de
biomasa lignocelulósica (Carrillo-Parra et al., 2021).
La densidad de partícula varió de 1.08 a 1.32 g/cm3 (Tabla 1), con diferencias estadísticas
significativas (p ≤ 0.05). En los pellets de aserrín de pino, la densidad de partícula promedio fue de
1.17 g/cm3 (1.08 – 1.22 g/cm3), ligeramente menor al promedio de 1.25 g/cm3 reportada para pellets
de aserrín de pino (Carrillo-Parra et al., 2021). Mientras que para los pellets de encino el valor
promedio fue de 1.20 g/cm3 (1.15 – 1.25 g/cm3), cercano a 1.29 g/cm3 reportado para pellets de aserrín
de encino (Carrillo-Parra et al., 2021). Para los pellets de aserrín de maderas tropicales, los resultados
variaron de 1.14 a 1.32 g/cm3 con valor promedio de 1.21 g/cm3. Finalmente, la densidad de partícula
de los pellets es cercana a los valores reportados (1.12 – 1.13 g/cm3) en el manual de pellets (Thek y
Obernberger, 2012), los que se encuentran dentro del rango sugerido por Mostafa et al. (2019) que va
de 1.0 a 1.4 g/cm3.
La densidad a granel varió de 532 a 668 kg/m3 con diferencias estadísticas significativas (p ≤ 0.05),
como se muestra en la Tabla 2. En algunas investigaciones se han dado a conocer diversos valores
de densidad a granel para pellets de madera de pino. Por ejemplo, se han reportado valores de 574
a 677 kg/m3 (Sher et al., 2017) y de 690 kg/m3 (García et al., 2018). En general, para pellets de madera
Bala‑Litwiniak y Radomiak (2019) encontraron una densidad de 590 kg/m3, mientras que Park et al.
(2019) reportan un valor de 667 kg/m3 y Stolarski et al. (2022) dan a conocer un valor de 569 kg/m3.
Solamente 17 de las 23 muestras de pellets aquí estudiados, cuya densidad a granel es superior a 600
kg/m3, cumplen con la recomendación de la norma DIN 51731 (1996). La densidad a granel es
inherente a la densidad básica del material lignocelulósico, humedad y tamaño de partícula, así
como de otros aspectos relacionados con el proceso de fabricación como la presión aplicada y la
temperatura alcanzada durante el densificado, que juega un rol importante en el manejo de estos
biocombustibles densificados, así como en el costo logístico (Michelena y Martín, 2008).
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Ramírez-Ramírez et.al
Tabla 2. Evaluación física de los pellets elaborados de 23 fuentes de biomasa lignocelulósica
Table 2. Physical evaluation of pellets produced from 23 lignocellulosic biomass sources
Clave
Procedencia
D
(mm)
L
(mm)
P
(g)
DP
(g/cm3)
DG
(kg/m3)
1
Quintana Roo
5.81
± 0.02f
20.44
± 9.51cdef
0.62
± 0.31de
1.14
± 0.08fgh
593
± 8.59d
2
5.90
± 0.00e
15.48
± 4.62fgh
0.52
± 0.18ef
1.21
± 0.07bcd
643
± 3.67l
3
5.90
± 0.00e
20.11
± 8.35bcd
0.73
± 0.33abc
1.32
± 0.07a
668
± 10.30m
4
5.92
± 0.06d
16.42
± 6.22fgh
0.53
± 0.24efg
1.15
± 0.09efg
573
± 8.58b
5
Chihuahua
5.92
± 0.05d
11.28
± 2.67klm
0.34
±0.09ij
1.10
± 0.06hi
590
± 6.67c,d
6
5.93
± 0.07cd
10.47
± 2.97m
0.33
± 0.11j
1.12
± 0.07ghi
601
± 3.06d,e
7
5.90
± 0.02e
11.90
± 2.68klm
0.39
± 0.09hij
1.20
± 0.08cd
606
± 4.23e,f
8
5.90
± 0.00e
10.74
± 1.99lm
0.35
± 0.07ij
1.18
± 0.07def
618
± 11.60f,g,h,i
9
Michoacán
5.92
± 0.09cd
13.58
± 2.51hij
0.44
± 0.09fgh
1.16
± 0.05efg
630
± 2.69i.j.k
10
5.93
± 0.09c
17.58
± 3.91bcde
0.58
± 0.12cd
1.20
± 0.04cde
614
± 5.26f,g,h
11
6.00
± 0.00ab
12.22
± 2.20jkl
0.40
± 0.08hi
1.14
± 0.06gh
622
± 1.97h,i
12
6.00
± 0.00ab
13.00
± 3.16ijk
0.43
± 0.12gh
1.15
± 0.08fg
609
± 7.32e,f,g
13
6.00
± 0.00ab
15.60
± 5.79ghi
0.54
± 0.22ef
1.21
± 0.07bcd
639
± 2.69k.l
14
Durango
6.00
± 0.00ab
26.29
± 7.90a
0.88
± 0.27a
1.18
± 0.05def
612
± 7.82e,f,g
15
6.00
± 0.00ab
15.73
± 5.28fgh
0.54
± 0.19de
1.20
± 0.08bcd
635
± 3.56j,k,l
16
6.08
± 0.16a
21.38
± 6.08ab
0.67
± 0.22bc
1.08
± 0.06i
532
± 2.24a
17
6.00
± 0.00ab
15.77
± 4.16efgh
0.51
± 0.15de
1.15
± 0.05fg
581
± 2.66b,c
18
6.00
± 0.00ab
16.73
± 4.57defg
0.58
± 0.17cde
1.21
± 0.06bcd
618
± 5.97f,g,h
19
6.00
± 0.00ab
21.14
± 7.18abc
0.75
± 0.28ab
1.25
± 0.06b
627
± 16.37i,j,k
20
6.00
± 0.00ab
25.46
± 8.94a
0.88
± 0.33ab
1.22
± 0.05bc
626
± 14.07i,j
21
6.00
± 0.00ab
11.67
± 1.89klm
0.39
± 0.07hi
1.19
± 0.07cde
590
± 6.17c,d
22
Oaxaca
5.92
11.35
0.38
1.21
613
8
Ramírez-Ramírez et.al
TECNOCIENCIA CHIHUAHUA, Vol. XIX (2025): enero-diciembre, e1829
± 0.08cd
± 1.55klm
± 0.05hij
± 0.06bc
± 5.22f,g,h
23
5.99
± 0.06b
14.47
± 4.30hij
0.50
± 0.16efg
1.22
± 0.06bc
619
± 8.54g,h,i
D = diámetro; L = longitud; P = peso; DP = diámetro de partícula; DG = densidad a granel.
Letras diferentes en la misma columna indica diferencia estadística significativa entre las
muestras de pellets (Tukey, p ≤ 0.05)
3.2 Evaluación mecánica de los pellets
El índice de resistencia al impacto varió de 100 a 215 % (Tabla 3), con diferencias estadísticas
significativas (p ≤ 0.05). Una investigación realizada en pellets de aserrín de pino da a conocer índices
de 96.67 a 125 % (Núñez-Retana et al., 2019), mientras que para maderas tropicales se encontraron
valores de 177 a 160 % (Carrillo-Parra et al., 2018).
Tabla 3. Evaluación mecánica de los pellets elaborados de 23 fuentes de
biomasa lignocelulósica
Table 3. Mechanical evaluation of pellets made from 23 lignocellulosic
biomass sources
Clave
Procedencia
IRI (%)
RC (N/mm)
1
Quintana Roo
100.00 ± 19.86i
1542 ± 413.72a
2
190.00 ± 75.39abc
629 ± 133.05ab
3
172.50 ± 67.81abcde
861 ± 21.13ab
4
133.75 ± 47.48fgh
294 ± 30.51efg
5
Chihuahua
176.25 ± 76.72abcde
178 ± 9.54i
6
166.25 ± 72.67cdefg
220 ± 46.58ghi
7
207.50 ± 78.26ab
258 ± 29.74fgh
8
182.50 ± 71.22abcd
206 ± 21.73hi
9
Michoacán
160.50 ± 76.39cdefg
312 ± 77.16ef
10
151.25 ± 56.47cdefg
870 ± 170.99ab
11
215.00 ± 79.63a
208 ± 62.04ghi
12
175.00 ± 76.95abcde
293 ± 108.32efg
13
168.75 ± 72.49abcde
460 ± 19.50bc
14
Durango
142.50 ± 43.75defg
690 ± 33.00ab
15
186.25 ± 79.25abcd
301 ± 76.00efg
16
167.50 ± 59.11abcde
358 ± 6.56cde
17
136.25 ± 61.49gh
423 ± 35.25bcd
18
115.00 ± 46.17hi
334 ± 96.06def
19
143.75 ± 59.53efg
351 ± 10.53def
20
147.50 ± 58.99defg
509 ± 69.42bcd
21
173.75 ± 78.42bcdef
347 ± 29.46cdef
22
Oaxaca
181.25 ± 83.06abcde
222 ± 41.31ghi
23
160.00 ± 75.39cdefg
317 ± 70.95ef
IRI = índice de resistencia al impacto; RC = resistencia a la
compresión. Letras diferentes en la misma columna indica
diferencia estadística significativa entre las muestras de pellets
(Tukey, p ≤ 0.05)
9
Ramírez-Ramírez et.al
Las diferencias podrían atribuirse a la densidad de las maderas (Michelena y Martín, 2008). Por los
índices aquí encontrados, se puede afirmar que los pellets pueden considerarse de buena calidad, ya
que la norma ASABE (2006) refiere que pellets con índice mayor a 97.5 % son considerados
biocombustibles de alta calidad por su buena adhesión, lo que permitiría su buen manejo y
transportación; al contrario, podría esperarse mal manejo por desintegración del material
densificado (Michelena y Martín, 2008).
Los resultados de la resistencia a la compresión (Tabla 3) presentaron diferencias estadísticas
significativas (p ≤ 0.05). Además de la longitud, diámetro y densidad de partícula, la resistencia a la
compresión es otro de los criterios relevantes en la caracterización técnico-funcional de los pellets
(Sette et al., 2018). Los resultados de la resistencia a la compresión variaron de 178 a 1542 N/mm, y
para pellets de aserrín de pino se han encontrado valores de 537 a 786 N/mm, mientras que para
pellets de aserrín de encino se han dado a conocer resultados que van de 1142 a 1792 N/mm (Carrillo-
Parra et al., 2021). Estas diferencias pudieran explicarse por el tiempo y temperatura alcanzados en
el proceso de densificación de los materiales.
3.2 Evaluación energética de los pellets
El contenido de cenizas varió de 0.40 a 3.85 % con diferencias estadísticas significativas (p ≤
0.05) como se aprecia en la Tabla 4. El contenido de sustancias inorgánicas en los pellets de aserrín
de pino es menor a 1.0 %, mientras que en los de encino y de maderas tropicales se encontraron
valores mayores, lo que es consistente con estudios recientes (Carrillo-Parra et al., 2018; Rutiaga-
Quiñones et al., 2020). En pellets elaborados con aserrín de maderas tropicales, se han reportado
resultados de cenizas de 2.41 a 3.22 % (Carrillo-Parra et al., 2018) que son comparables con los aquí
obtenidos. Tomando en consideración el esquema de certificación sobre la calidad de los pellets
elaborados con madera, los aquí obtenidos, cuyo valor de contenido de cenizas sea ≤ 0.7 % podrían
alcanzar la calidad A1, los de contenido ≤ 1.2 % serían calidad A2 y los de ≤ 2.0 % podrían ser calidad
B (Manual ENplus, 2015), esto en caso de exportación de los pellets. Sin embargo, visualizando el
consumo local y sobre todo el rural, los pellets obtenidos podrían ser usados y las cenizas obtenidas
podrían tener aplicación en el compostaje de materiales lignocelulósicos, evaluando la presencia de
elementos pesados y su toxicidad.
El material volátil de los pellets varió de 80.94 a 92.47 % (Tabla 4) con diferencias estadísticas
significativas (p ≤ 0.05). En el caso de los pellets de maderas tropicales, los resultados variaron de
80.94 a 85.78 %, mayores a los reportados (72 – 79 %) para pellets de maderas tropicales (Carrillo-
Parra et al., 2018). Con relación a los pinos, el contenido de material volátil varió de 83.07 a 92.47 %,
con cierta similitud a los resultados encontrados en pellets de aserrín de pino (83.9 – 85.21 %)
(Carrillo-Parra et al., 2021). Se estima que un valor de 82.8 % de material volátil es adecuado para
pellets con fines comerciales (Chen et al., 2015), por lo que de acuerdo con los resultados aquí
obtenidos prácticamente todos los pellets cumplen con este parámetro. El material volátil es
importante por su relación con los gases liberados en su combustión y afectan su desempeño y
estabilidad física (Forero-Núñez et al., 2015), seindo además un parámetro que se puede disminuir
con un proceso de pirólisis controlado (Ruiz-Aquino et al., 2019).
10
Ramírez-Ramírez et.al
TECNOCIENCIA CHIHUAHUA, Vol. XIX (2025): enero-diciembre, e1829
Tabla 4. Evaluación energética de los pellets elaborados de 23 fuentes de biomasa lignocelulósica
Table 4. Energy evaluation of pellets produced from 23 lignocellulosic biomass sources
Clave
Procedencia
CE
(%)
MV
(%)
CF
(%)
PC
(MJ/kg)
DE
(GJ/m3)
1
Quintana Roo
2.18
± 0.16abc
81.86
± 0.94h
15.96
± 0.81a
17.68
± 0.46fghi
10.48
± 0.41fghi
2
3.85
± 0.01a
80.94
± 2.02h
15.21
± 2.01a
16.84
± 2.43ghij
10.84
± 1.60efgh
3
2.84
± 0.25ab
85.78
± 0.15fgh
11.38
± 0.09abcd
16.79
± 0.82ghij
11.21
± 0.49defg
4
2.73
± 0.04ab
85.39
± 1.05fgh
11.88
± 1.02abc
16.25
± 0.20ij
9.32
± 0.18k
5
Chihuahua
0.57
± 0.26hij
90.56
± 0.33ab
8.87
± 0.59efgh
15.90
± 0.43ij
9.38
± 0.25k
6
0.54
± 0.13ij
89.72
± 1.24abcd
9.74
± 1.18cdef
15.83
± 0.60j
9.51
± 0.36ijk
7
0.55
± 0.13ij
86.28
± 0.58efgh
13.16
± 0.48
15.59
± 0.87j
9.45
± 0.47jk
8
0.62
± 0.06ghi
83.07
± 10.15defg
16.31
± 1.19abc
19.38
± 0.47abcde
11.98
± 0.31abcd
9
Michoacán
0.75
± 0.06efg
85.77
± 0.19fgh
11.81
± 1.41abcd
18.47
± 0.50cdefg
11.62
± 0.35def
10
0.40
± 0.08j
90.67
± 1.16ab
8.93
± 1.13efgh
19.78
± 0.99abcd
12.14
± 0.70abcd
11
0.56
± 0.06ij
89.91
± 1.17abc
9.54
± 1.22defgh
18.81
± 1.39cdef
11.70
± 0.88de
12
0.54
± 0.09ij
85.29
± 0.92gh
14.16
± 1.00ab
19.39
± 0.44bcde
11.81
± 0.29bcde
13
0.67
± 0.06fgh
89.05
± 1.26bcd
10.29
± 1.20cdef
18.40
± 0.55defg
11.75
± 0.31bcde
14
Durango
0.56
± 0.03ij
92.47
± 1.05a
6.97
± 1.05h
19.05
± 0.13bcdef
11.66
± 0.21cde
15
0.63
± 0.05ghi
89.66
± 0.82abcd
9.71
± 0.77cdefg
19.84
± 0.70abcd
12.61
± 0.39ab
16
0.90
± 0.09cde
88.95
± 1.16bcde
10.15
± 1.24cdef
19.53
± 0.48acbde
10.39
± 0.29ghij
17
2.65
± 0.04ab
88.32
± 1.09bcdefg
9.02
± 1.07efgh
19.75
± 0.16abc
11.47
± 0.10defg
18
0.82
± 0.17ef
91.96
± 0.84a
7.22
± 0.80gh
20.36
± 0.69ab
12.58
± 0.53abc
19
0.57
± 0.02ij
89.72
± 5.96bcdef
9.71
± 1.95bcde
20.85
± 0.21a
13.07
± 0.46a
20
1.22
± 0.09bcd
89.13
± 1.21bcde
9.66
± 1.14cdef
18.09
± 2.22efgh
11.31
± 1.16defg
21
0.83
± 0.14def
90.65
± 1.35ab
8.52
± 1.50fgh
16.32
± 0.74hij
9.64
± 0.52ijk
22
Oaxaca
0.85
88.38
10.45
16.73
10.26
11
Ramírez-Ramírez et.al
± 0.13def
± 0.95bcdefg
± 0.82cdef
± 0.33ghij
± 0.20ghijk
23
1.20
± 0.06bcd
87.95
± 4.00cdefg
10.84
± 1.94bcde
15.42
± 1.72ij
9.56
± 1.18hijk
CE = cenizas; MV = material volátil; CF = carbono fijo; PC = poder calorífico; DE = densidad
energética. Letras diferentes en la misma columna indica diferencia estadística significativa entre
las muestras de pellets (Tukey, p ≤ 0.05)
El carbono fijo varió de 6.97 a 16.31 % con diferencias estadísticas significativas (p ≤ 0.05). Estos
valores corresponden precisamente a las muestras de pellets elaborados con aserrín de pino (Tabla
4). Para los pellets elaborados con aserrín de maderas tropicales, los valores variaron de 11.38 a
15.96 % (Tabla 4), y prácticamente se ubican en el rango reportado para pellets elaborados con
aserrín de algunas especies tropicales (12 – 21 %) (Carrillo-Parra et al., 2018). Se han dado a conocer
valores que van de 14.39 a 15.62 % en pellets de pino y de 15.15 a 17.37 % en pellets de encino
(Carrillo-Parra et al., 2021). Estos últimos valores son mayores a los aquí encontrados en las
muestras de pellets de encino. En conocido que este parámetro tiene singular importancia en el
proceso de combustión promoviendo mayor generación térmica cuanto más alto es el contenido
de carbono fijo (Onochie et al., 2017).
El poder calorífico superior (Tabla 4), presenta diferencias estadísticas significativas (p ≤ 0.05),
variando de 15.42 a 20.85 MJ/kg. En cuanto a las muestras de maderas tropicales, los resultados
son ligeramente inferiores a los datos encontrados en pellets de aserrín de algunas maderas
tropicales (17.8 – 19.64 MJ/kg) (Carrillo-Parra et al., 2018). Con respecto a pellets de pino, se han
publicado valores de 20.69 a 20.91 MJ/kg) (Carrillo-Parra et al., 2021). Los valores aquí encontrados
en los pellets de encino se ubican ligeramente por debajo de algunos datos reportados para pellets
de aserrín de encino (19.98 – 20.38 MJ/kg) (Carrillo-Parra et al., 2021). El poder calorífico constituye
un parámetro obligatorio ha determinar al margen de la materia prima o vía de obtención del
biocombustible (Pinilla et al., 2022). Es de suma importancia en biocombustibles densificados y
pellets con poder calorífico superior a 16.5 MJ/kg sugerido por la norma ISO 17225-2 (2021), por
lo que pudieran sugerirse para uso residencial o industrial.
La densidad energética de los pellets varió de 9.32 a 13.07 GJ/m3 con diferencias estadísticas
significativas (p ≤ 0.05), como se aprecia en la Tabla 4. En el caso de las maderas tropicales, los
resultados variaron de 9.32 a 11.21 GJ/m3; para los pellets de pino, de 9.38 a 12.61 GJ/m3; y para
los de encino, los valores fueron cercanos entre sí (11.31 – 11.47 GJ/m3). La mayor proporción de
los hallazgos registrados en esta parte se encuentran por debajo del límite inferior (12.0 – 14.5
GJ/m3) que ha sido reportado para pellets de pino (Peng et al., 2015; García et al., 2018).
4. Conclusiones
Usando aserrín de 23 especies de maderas colectado en el proceso de aserrío en cinco estados
de la República Mexicana se elaboraron pellets y se llevó a cabo su evaluación física, mecánica y
energética. Se encontraron diferencias estadísticas significativas en las evaluaciones realizadas. La
humedad de los pellets fue menor al valor recomendado, por lo que se esperaría buena combustión.
Respecto a la densidad de partícula obtenida, los pellets son considerados de buena calidad.
Aproximadamente el 74 % de los pellets presentan una densidad superior a 600 kg/m3, valor
12
Ramírez-Ramírez et.al
TECNOCIENCIA CHIHUAHUA, Vol. XIX (2025): enero-diciembre, e1829
sugerido por la norma DIN. De acuerdo a la evaluación mecánica, los pellets pueden ser
considerados de buena calidad. Solamente el 21 % de las muestras de pellets presentan un contenido
de cenizas superior a 2.0 %, por lo que resto de ellos pudiera alcanzar al menos la clasificación B, de
acuerdo al Manual ENplus. Por los resultados de material volátil, los pellets pueden considerarse
aptos para uso comercial. Se encontró que el 74 % de los pellets tiene un poder calorífico mayor a
16.5 MJ/kg, recomendado por la norma ISO. Finalmente, de acuerdo a los resultados obtenidos, los
pellets pudieran tener aplicación local, y podrían promover la disminución de la degradación
medioambiental e impactar en la gestión sostenible de los recursos o biomasa lignocelulósica
localmente.
Contribuciones de los autores
"Conceptualización, J.G.R.Q.; investigación, M.A.R.R.; recursos, J.G.R.Q., A.C.P., F.R.A., C.L.A.,
J.J.H.S., y N.C.A.; redacción-redacción del borrador original, M.A.R.R., A.C.P. y J.G.R.Q.; redacción-
revisión y edición, J.G.R.Q., F.R.A. y L.F.P.I.; visualización, J.G.R.Q., L.F.P.I., F.R.A., J.J.H.S., C.L.A.
y N.C.A.; supervisión, J.G.R.Q.; administración del proyecto, J.G.R.Q.; obtención de financiación,
J.G.R.Q. Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito".
Agradecimientos
Nuestro agradecimiento a SENER-CONACYT (projecto: FSE-SENER-2014-246911), a ejidos y
empresas forestales por la donación del material lignocelulósico, así como a Axel Correa Ranguel
por el apoyo en la preparación de los materiales densificados.
Conflicto de interés
Los autores declaran no tener algún tipo de conflicto de interés.
Nomenclatura
N Newton
MJ Megajoules
GJ Gigajoules
kN kilonewton
D Diámetro
L Longitud
P Peso
DP Densidad de partícula
DG Densidad a granel
IRI Índice de resistencia al impacto
RC Resistencia a la compresión
CE Contenido de ceniza
13
Ramírez-Ramírez et.al
MV Material volátil
CF Carbono fijo
PC Poder calorífico
DE Densidad energética
5. Referencias
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Ramírez-Ramírez et.al
TECNOCIENCIA CHIHUAHUA, Vol. XIX (2025): enero-diciembre, e1829
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