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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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