Antecedentes
La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos biodegradables, ya que produce un combustible de valor, además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador del suelo o como biofertilizante. La generación de estos productos, se lo realiza mediante el uso de un biodigestor, el cual es un recipiente cerrado herméticamente, donde se produce la degradación del material orgánico en ausencia de oxígeno, utilizando relaciones de materia prima-agua para formar el sustrato o biomasa, con tiempos de retenciones, de manera que produce gas metano y fertilizantes orgánicos. “Las primeras menciones sobre biogás y los biodigestores se remontan al año 1600 identificados por varios científicos como un gas proveniente de la descomposición de la materia orgánica.
En el año 1890 se construye el primer biodigestor a escala real en la India y ya en 1896 en Exeter, Inglaterra, el alumbrado público era producido por el gas recolectado de los digestores que fermentaban los lodos cloacales de la ciudad”.
“Los últimos 20 años han sido fructíferos en cuanto a descubrimientos sobre el funcionamiento del proceso microbiológico y bioquímico, debido al estudio de los microorganismos en los laboratorios, que permitió conocer cómo actúan en condiciones anaeróbicas (ausencia de oxígeno). El avance de esta técnica ha permitido que importantes ciudades del mundo, como es el caso de Santiago de Chile en América Latina, incluyan un importante porcentaje de gas procedente de esta fuente en la red de distribución urbana de gas natural”.
El tratamiento de los residuos usando la digestión anaerobia es por tanto una forma o procedimiento de mitigación ambiental que permite usar su poder energético mediante el aprovechamiento potencial de la captura de emisiones, y los nutrientes que pueden ser reincorporados en cultivos (Bustamante, 2009). Los tratamientos anaeróbicos y facultativos son considerados óptimos para reducir la carga de materia orgánica (MO) presente en las aguas residuales industriales. Una alta eficiencia de remoción contaminante y reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero emanados a la atmósfera son los principales beneficios obtenidos de estos tratamientos (Hosseini y Wahid, 2013).
Los beneficios de la integración del biogás en las actividades productivas de las explotaciones porcina son diversos, uno de los más comunes es el reemplazo de gases fósiles (gas natural y propano) por metano (CH4). Por medio de la conversión energética se puede aprovechar el metano para suplir las necesidades energéticas como por ejemplo para calentadores de agua en las duchas, lámparas de calentamiento de maternidad o en puntos críticos diarios de consumo eléctrico (Sitio Solar, 2013). En una comunidad de China se llevó a cabo una comparación entre comunidades que poseían biodigestores para autoconsumo energético y aquellas que no. Se llegó a la conclusión que la reducción de consumo energético por fuentes fósiles y carbón, se redujo en un 60% (Xiaohua et al., 2007).
Problema investigación
La construcción de un biodigestor, permite el flujo y recuperación de los productos de la biodigestión, y genera metano en un valor equivalente al de otros sistemas que usen residuos orgánicos, disminuyendo la huella de carbono en comparación con la disposición como residuos orgánicos.
Objetivo general
Diseñar, construir y evaluar la producción de metano y abono de la propuesta de un biodigestor vertical para determinar la disminución de la huella de carbono al ser usado el gas producido como combustible.
Objetivos específicos
- Diseñar un biodigestor que permita la salida por gravedad, con sistema de impulso mecánico del abono sólido y líquido, diseñado para soportar el peso interno, la oxidación del sustrato por la humedad y pH.
- Evaluar la eficiencia del biodigestor en términos de la producción de metano, sin inóculo y con inóculo de sorgo.
- Caracterizar el fertilizante sólido y líquido obtenido en el biodigestor.
- Estimar la huella de carbono en el biodigestor, comparando con la huella producida al usar los residuos de cocina como alimento animal.