Los biodigestores se constituyen en una valiosa alternativa para el tratamiento de los desechos orgánicos de las explotaciones agropecuarias pues permiten generar biogás, combustible que sirve para suplir las necesidades energéticas de la granja, producción de bioabono útil para suelos y cultivos, permite la eliminación de malos olores, destrucción de microorganismos patógenos y huevos de parásitos. Reduciendo de esta manera la contaminación ambiental producida por vertimientos agroindustriales.
El biogás se produce en un recipiente cerrado o tanque denominado biodigestor el cual puede ser construido con diversos materiales como ladrillo y cemento, metal o plástico.
Fase hidrolítica. En esta, las bacterias van a alterarlos complejos orgánicos de las proteínas, carbohidratos y lípidos, convirtiéndolos en complejos más sencillos como es el caso de los azúcares.
Fase ácida. En esta etapa se constituyen acetatos, etanol, propinatos, gas carbónico, formiatos, e hidrógeno. En esta etapa el pH del digestor disminuye hasta valores inferiores a 5.
Fase metanogénica.
Las bacterias metanogénicas son organismos de gran importancia en el digestor, ellas son asombrosamente sensibles a las modificaciones que acontecen en el espacio que las cobija y presentan un desarrollo evolutivo verdaderamente lento. Se ha comprobado y acreditado la posibilidad de ejecutar la digestión en el fango a una temperatura cualquiera, mientras que el tiempo que se requiere para la culminación del proceso puede variar de acuerdo a la temperatura. A partir de lo anterior, las bacterias metanogénicas se van a fraccionar en dos grandes grupos, lo que se debe, principalmente a las diferencias de la temperatura. Unos serían las bacterias mesóficas, la que muestra como máxima temperatura para la calidad, una oscilación entre 33º y 45º C. por otra parte se encuentran las termófilas, cuya temperatura oscila entre 50º y 60º C.
La digestión mesofílica es a la que más uso se le da en la actualidad. En esta el efluente pasa por un proceso de calentamiento que provoca la aparición de temperaturas superiores a los 35º C, con lo que el digestor puede conservar una temperatura media de 35º C, la que se considera eficiente para la evolución de las mesófilas. El biogás elaborado en el digestor de contacto es llevado en primera instancia,a un gasómetro de reservas donde se la humedad. En este paso ocurre la dosificación de cloruro férrico, con el propósito de apartar el ácido sulfhídrico derivado en el transcurso del proceso.
La fermentación anaerobia de residuos ganaderos muestra los beneficios siguientes:
• Depuración y estabilización del residuo. La digestión anaerobia en un digestor está capacitada para disminuir los sólidos suspendidos totales (SST) y la DBO a un promedio oscilante entre 60 – 90%, con lo que el olor casi siempre desaparece. La disminución de los patógenos sobrepasa el 99% en un tiempo de retención hidráulica (TRH) de la digestión de tipo mesofílica equivalente a 20 días.
• Valoración agronómica del efluente (fertilizante). La mitad, e incluso más, del nitrógeno orgánico se torna amoníaco (NH3-N). Mientras que el potasio (K) y el fósforo (P) se sedimenta como fango en casi todos los digestores en cantidades mínimas.
• Obtención de energía (biogás). Esta creación neta de energía llega a incrementar considerablemente la rentabilidad de las exportaciones en el sector ganadero, en particular a las de mayor envergadura. Por cada 1000 kg de peso vivo de cerdo se obtienen 4.8 kg de sólidos volátiles por día los que se pueden emplear para obtener 2 m3 de biogás con un calor correspondiente a 2 litros de propano, estos pueden generar3.5 kilowats/día, siempre que se calienten en un generador.
• El estiércol digerido se puede bombear y almacenar con mayor facilidad.
• Disminución de la cantidad de materia orgánica.
El biogás es empleado del mismo modo que los demás combustibles, ya sea en el sector industrial o el doméstico, lo único que se requiere es que haya la reserva de quemadores elaborados particularmente para el trabajo con biogás. Entre los equipos en que se puede emplear se encuentran:
• Motores de generación eléctrica
• Incubadoras
• Calentadores
• Estufas
• Refrigeradores
• Lámparas
Para el mantenimiento de los equipos que trabajan con biogás, fundamentalmente debe eliminarse el ácido sulfídrico (H2S) incluido en el gas de los motores. Entre los métodos empleados para el desarrollo de esta purificación se encuentran:
• Filtros de óxido de hierro (FeO2). Aquí se emplea la viruta de hierro, la que con exposición a la intemperie se restablece. El aire se puede introducirse en el filtro con bombas para acuarios pero siempre con extremo cuidado.
• Añadidura de FeO2 al sustrato. Agregándose 500 g por cada 4000 lt de sustrato, el contenido de H2S pasa de 0,2% a 0,07%. Se requiere de un abastecimiento con esa cantidad todos los días.
• Aprovechamiento de la condensación de agua. Cuando se concentran valores considerables de vapor de agua del biogás, se retiene entonces perceptibles cantidades de H2S, logrando separaciones en el ácido que oscilan entre 30 y 40%. Este procedimiento se emplea con más frecuencia en zonas de alta temperatura atmosférica.
• Por adición de aire. Para que el H2S se segmente en azufre elemental y agua, debe introducirse aire directamente al digestor o a la zona en que se alberga el gas, en un segmento que represente 3% al 5%. Dicho azufre puede sumársele al abono líquido para así contribuir positivamente al tratado de los suelos. Por otro lado, si la intensión no es conformar una mezcla explosiva, entonces el abastecimiento de aire debe ser regulado e inspeccionado con frecuencia.
Por su parte, una parte considerable del nitrógeno que aparece en el estiércol formando macromoléculas, es transformado en representaciones menos complejas como el amonio (NH4+), con lo que se puede utilizar provechosamente por la planta de forma directa y precisa. Por su parte, los ejemplos en los que el estiércol se seca gracias a la temperatura ambiental, se derrocha aproximadamente un 50% del total de nitrógeno. Los nutrientes que se han mencionado son elementales para el desarrollo favorable de las plantas, de ahí que el efluente del fermentador anaeróbico tenga uso también como fertilizante orgánico.
Las ventajas ambientales y económicas de la digestión anaerobia existen considerablemente documentados. El proceso se conforma entre los más eficaces para la disminución de las emisiones gaseosas de efecto invernadero, el mantenimiento del valor fertilizante de los productos tratados y el aprovechamiento energético de los residuos orgánicos así como su higienización.
Autor:
ANDRE CASTILLA GUTIERREZ
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