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METANIZACIÓN
Denominamos
metanización al proceso de fermentación anaeróbica de los componentes orgánicos
de los residuos. Dicha fermentación es producida por bacterias que se
desarrollan en ambientes carentes de oxígeno.
Durante
el proceso de transformación de la materia orgánica (digestión) dichas
bacterias producen un gas denominado por su origen biogás, el cual se compone
fundamentalmente de metano (CH4) y de dióxido de carbono (CO2).
Los porcentajes de participación de estos gases son variables y dependen de las
condiciones fisicoquímicas en que se desarrolla la "digestión" de la
materia orgánica. Sin embargo, se puede considerar que el biogás es una mezcla
de gases que está compuesta básicamente por:
·
Metano
(CH4): 40 - 70 % vol.
·
Dióxido
de carbono (CO2): 30 - 60 % vol.
·
Hidrógeno
(H2): 0 - 1% vol.
·
Sulfuro
de hidrógeno (H2S): 0 - 3 % vol.
Así
como cualquier gas las propiedades características del biogás dependen de la
presión y la temperatura. El valor calorífico del biogás es de unos 6 Kw/h/m3
que corresponde aproximadamente a la mitad de un litro de gasóleo. El valor
calorífico neto depende de la eficiencia de los quemadores o de su aplicación.
La utilización de biogás en equipos comerciales requiere de adaptaciones
sencillas para quemarlo eficientemente.
Además
de generar biogás combustible, la fermentación anaeróbica de la materia
orgánica produce un residuo de excelentes propiedades fertilizantes, su
composición varía de acuerdo al desecho utilizado, y en promedio un análisis en
base seca es el siguiente:
Parámetro |
Valor |
pH |
7.5 |
Materia
orgánica |
85% |
Nitrógeno |
2,6% |
Fósforo |
1,5% |
Potasio |
1,0% |
La
aplicación del efluente al suelo le trae beneficios similares a los que se
alcancen con cualquier materia orgánica. Es decir, que actúa como mejorador de las
características físicas, facilitando la aireación, aumentando la capacidad de
retención de humedad y la capacidad de infiltración del agua. Estos
biofertilizantes son ricos en potasio y además sirven para reconstituir los
suelos.
La
necesidad para las bacterias anaeróbicas de una atmósfera sin oxígeno obliga a
confinar los residuos a tratar, en ambientes cerrados e impermeables
denominados biodigestores. En los biogestores se deben controlar ciertas
condiciones de pH, presión y temperatura a fin de que se pueda obtener un
óptimo rendimiento de la reacción anaeróbica. Se lleva a cabo con tiempos de
residencia y temperaturas de entre 60 días a 20º C y 15 días a 35-55º C.
El
biogás producido debe someterse a un proceso de depuración mediante el cual se
separa el metano del dióxido de carbono y de otros gases que aparecen en menor
proporción, a los efectos de su utilización energética de acuerdo a las normas
vigentes.
La
metanización tiene la ventaja de reducir los olores producidos por la
descomposición y la carga contaminante propia de la materia orgánica. Además
por desarrollarse en ausencia de oxigeno, el proceso reduce los microorganismos
que pueden causar enfermedades en personas y animales a niveles seguros en
menor tiempo que otros tratamientos.
El
proceso consta de tres etapas: fermentación, acetogénesis y metanogénesis. En la segunda se forman los
aminoácidos, ácidos grasos y alcoholes, a partir de las proteínas, grasas e
hidratos de carbono disueltos en el residual. En la última se forman el metano,
el bióxido de carbono y el amoníaco, entre otros.
El
rendimiento aproximado es 0.64 m3/día de biogás por m3 de
digestión. El valor energético del biogás está determinado por la concentración
de metano.
Para
su obtención, se vierten los residuos orgánicos, incluidos los excrementos
animales y/o humanos, residuos de matadero y domiciliarios, a cámaras y se los
cubre con agua aumentando la humedad de la mezcla hasta un 90%. Es útil
adicionar aguas residuales. El agua de lavado de corrales es de suma utilidad.
Allí
bacterias anaeróbicas que trabajan sin oxígeno producen la fermentación que
además origina lixiviados que son muy útiles para utilizar como abonos, además
de los residuos sólidos, que sirven luego del proceso como abono.
La
instalación destinada a la producción y captación del biogás recibe el nombre
de planta de biogás. Existen múltiples diseños y formas, en función de su
tamaño, materia prima (residual) que se emplea, materiales de construcción con
que se construye, etc.
Su
variedad es tal que los modelos existentes se adaptan prácticamente a todas las
necesidades y variantes que se deseen, en cuanto a volumen, materiales
empleados y residuales orgánicos que se deben tratar.
Por
lo general se puede obtener biogás a partir de cualquier material orgánico.
Comúnmente se emplean las excretas de cualquier índole, la cachaza, los
desechos de destilerías, los componentes orgánicos de los desechos sólidos
municipales, los residuos orgánicos de mataderos, el lodo de las plantas de
tratamiento residuales, los residuales agropecuarios, los desechos orgánicos de
las industrias de producción de alimentos, etcétera.
Todos
los materiales orgánicos que pueden ser empleados están compuestos, en su mayor
parte, por carbono (C) y nitrógeno (N). La relación entre ambos tiene gran
influencia sobre la producción de biogás.
Con
el agua aumenta la fluidez del material de fermentación, lo cual es importante
para lograr un proceso de fermentación más eficiente y, por tanto, una mayor
producción de biogás. En un cieno de fermentación líquido las bacterias de
metano llegan con mayor facilidad al material de fermentación fresco, lo que
acelera el proceso.
Básicamente
puede afirmarse que en todos los casos el proceso de producción de biogás se
efectúa en un recipiente denominado digestor, ya que en él se realiza el
proceso de fermentación, similar a la digestión producida en nuestro aparato
digestivo al ingerir los alimentos, que son descompuestos por la acción de las
enzimas, mientras que la captación del biogás se realiza mediante una campana o
superficie abovedada o cilíndrica (en la mayoría de los casos), desde la cual
se extrae el gas a través de una conducción por tubería o manguera.
Una
planta de biogás es una instalación estéticamente agradable que permite:
•
Tratar totalmente los desechos orgánicos o residuales contaminantes, por lo que
se elimina su efecto perjudicial para la salud, los malos olores y la
contaminación del entorno.
•
Aprovechar el biogás producido para emplearlo en las necesidades energéticas en
la cocción de alimentos, en el hogar o en comedores, y eliminar así el empleo
de queroseno (luz brillante), petróleo, leña o cualquier combustible que
comúnmente se utilice y que pueda resultar deficitario e incómodo.
•
Aprovechar el biogás en el alumbrado de viviendas o en instalaciones o locales
que requieran iluminación nocturna, lo que sustituye el empleo de energía
eléctrica u otro tipo de fuente energética.
•
Aprovechar el biogás producido como combustible en equipos que posean motores
de combustión.
•
Incrementar en más de 25 % el rendimiento de las cosechas o huertos, con el
empleo del material o lodo que se extrae del biodigestor (bioabono),
después del proceso de fermentación y producción del biogás.
•
Lograr independencia como consumidor energético y de fertilizantes químicos,
con una integración total de los recursos aprovechables, dentro del ciclo
productivo y social.
•
Recuperación inmediata de las condiciones del medio ambiente, con un evidente
beneficio ecológico.
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