Determinación de elementos mayoritarios y minoritarios en biocombustibles sólidos

Fundamento

Las cenizas de la biomasa no son inertes: su composición determina si funden a la temperatura del hogar y si se adhieren a las superficies. Los elementos mayoritarios —aluminio, calcio, hierro, magnesio, fósforo, potasio, silicio, sodio y titanio— se determinan tras una digestión o una fusión de la muestra o de sus cenizas, por espectrometría de emisión o de absorción atómica. Su interpretación es directa: los álcalis, y en especial el potasio, que la biomasa toma del suelo y de los fertilizantes, bajan de manera marcada la temperatura de fusión de las cenizas y forman con el silicio y el cloro compuestos de bajo punto de fusión que escorian el hogar y se pegan a los tubos; la relación entre álcalis y los elementos alcalinotérreos y el silicio es lo que gobierna ese comportamiento, y por eso se calculan índices de escoriado a partir de estos resultados. El calcio y el magnesio, en cambio, elevan la temperatura de fusión y son favorables. Los elementos minoritarios —arsénico, cadmio, cromo, cobre, plomo, mercurio, níquel y cinc— se determinan por espectrometría de masa con plasma o por absorción atómica con horno, y su control es ambiental y de calidad del combustible: en madera limpia son bajos, y valores elevados delatan madera tratada, pintada o de demolición, cuya combustión en equipos domésticos no está permitida.

Analito (qué se mide)

Elementos mayoritarios y minoritarios en biocombustibles sólidos y en sus cenizas

Matriz (en qué muestra)

Pellets y chips de madera con y sin corteza; biomasa herbácea y residuos agroindustriales; combustibles de origen reciclado con sospecha de contaminación; cenizas de caldera destinadas a uso agronómico

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Espectrómetro de emisión o de masa con plasma acoplado inductivamente; espectrómetro de absorción atómica con horno de grafito; analizador de mercurio; digestor por microondas; mufla; crisoles de platino; balanza analítica; campana de extracción.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Ácidos nítrico, clorhídrico y fluorhídrico de grado trazas; fundentes de borato; patrones certificados multielemento; materiales de referencia certificados de biomasa y de cenizas; agua ultrapura.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Vasos de digestión libres de metales; material volumétrico de plástico; planillas de resultados por elemento; blancos de reactivos por serie; identificación del lote y del origen declarado del material.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Ácidos y patrones; vasos y crisoles; muestra.

Unidad

kg/kg · contenido de cada elemento mayoritario expresado como óxido en las cenizas (%) · contenido de elementos minoritarios en base seca (mg/kg) · índices de escoriado calculados a partir de la relación entre álcalis, alcalinotérreos y silicio · recuperación sobre material de referencia certificado · indicios de madera tratada o de demolición

Rango de referencia

Los elementos minoritarios de la madera limpia son bajos y uniformes, de modo que un valor elevado de plomo, cromo o cinc es una señal clara de que el combustible incluye madera pintada, tratada o de demolición; ese hallazgo tiene consecuencias regulatorias, no solo técnicas, porque su combustión en equipos domésticos no está permitida

Norma que lo exige

Las normas de especificaciones y clases de biocombustibles sólidos, que fijan los máximos de elementos minoritarios por clase y restringen el uso de madera tratada; las reglamentaciones de emisiones y de disposición de cenizas; los requisitos de los fabricantes de calderas sobre escoriado; las reglamentaciones de uso agronómico de cenizas; las normas de acreditación del laboratorioargentina e internacional

Norma que describe la técnica

IRAM-ISO 16967, que fija la determinación de elementos mayoritarios: aluminio, calcio, hierro, magnesio, fósforo, potasio, silicio, sodio y titanio; IRAM-ISO 16968, sobre la determinación de elementos minoritarios; IRAM-ISO 18122, sobre la determinación del contenido de cenizas; IRAM 17225-1, sobre los requisitos generales de las especificaciones y clases; IRAM-ISO 16993, sobre la conversión de los resultados analíticos de una base a otraargentina e internacional

Edición y vigencia de la norma

IRAM-ISO 16967:2026; IRAM-ISO 16968:2026; IRAM-ISO 18122:2024; IRAM 17225-1:2019; IRAM-ISO 16993:2026

Volumen de muestra

Destructivo. De 0,2 a 5 g de muestra o de cenizas por determinación

Conservación y transporte

El potasio y el sodio se pierden por volatilización si las cenizas se preparan a temperatura demasiado alta, de modo que la incineración previa se hace a la temperatura que fija la norma y no a la habitual de otros combustibles. Todo el material se descontamina con ácido y se corre un blanco por serie, dado que los niveles de elementos minoritarios de interés son bajos.

Límite de detección típico

Del orden de 0,1 mg/kg en elementos minoritarios y de 0,01 % en mayoritarios

Incertidumbre típica

Del 5 al 20 % relativo según el elemento y el nivel

Área

Energía y biogás; Química analítica; Ambiental

Fecha de última actualización: 11/9/2026