Generación de gas a partir de residuos domiciliarios

Un biodigestor que permitirá generar gas metano a partir de residuos domiciliarios fue diseñado por investigadores de la Universidad Nacional del Nordeste. Uno de los principales beneficios de este desarrollo sería el de emplear ese gas  tanto en la cocina como para la calefacción. Esta forma de producir gas que hoy se estudia en la Argentina ya es usual en países como Alemania.

(19/07/10 – Agencia CyTA-Instituto Leloir/UNNE. Por Juan Monzón Gramajo)-. A las alternativas que se presentan para dar una solución al tratamiento de residuos, se le suma una nueva opción que de ajustar sus variables será innovativa para el medio: la generación de gas metano a partir de residuos domiciliarios. En otras palabras, obtener un gas que podrá ser utilizado en una vivienda con los propios deshechos que ese grupo familiar genere.

Si bien esta forma de producir gas ya es usual en países como Alemania, en la Argentina y fundamentalmente en Corrientes se lo ve aún como un producto inalcanzable.

Pero a decir de la directora del proyecto, Noemí Sogari, no se está lejos de que pueda concretarse. Esta especialista, doctora en Ciencias Físicas, miembro del Grupo de Energías Renovables (GER) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE),  trajo la idea de uno de sus viajes de formación al país teutón.

“El principal beneficio de este proyecto de generación de gas es dar utilidad a los residuos que se generan en una vivienda y nada mejor que retornen en forma de combustible para ser utilizados de manera diaria en cocinas y sistemas de calefacción”, explicó Sogari.

El proyecto se encuentra en una fase de estudio, análisis y ajuste de variables. En Alemania el funcionamiento de los biodigestores domiciliarios –equipo que genera el gas metano- está en función de la clasificación y tabulación previa de los residuos utilizados. Estos datos permiten saber cuánto gas es capaz de producir un deshecho determinado, porque no todos generan la misma cantidad.

Precisamente en esa etapa de clasificación de residuos se encuentra el equipo encabezado por la doctora Sogari, que además lo integran Darío Aguirre, Rubén Ledesma y Francisco Cuadrelli estudiantes avanzados de Licenciatura en Química, Bioquímica y Profesorado en Biología.

“Debemos tener en claro, el tipo de residuos en un ámbito dado y su proporción. Es cierto que hay una tabulación estimada con el porcentaje de generación de biogás de cada deshecho, pero esto cambia cuando hay que determinar esas cifras en una combinación de productos en las que aparecen restos de aceites, productos con harina, y carnes, entre otros”.

Paso a paso

El proyecto propende a tener como escenario de prueba, los deshechos que se generen en el Comedor Universitario del Campus Avenida Libertad. Para eso, previamente, el equipo está analizando la periodicidad y el volumen de residuos que genera el Comedor.

Cumplida esta instancia se pasaría a la instalación del biodigestor, en adyacencias del Comedor Universitario, y la consecuente producción de gas que nutrirá sus cocinas.

Con respecto al equipo que se utilizará, los estudiantes que forman parte del proyecto tuvieron a su cargo el armado de ocho prototipos de pequeños biodigestores, entre los cuales se seleccionó uno. De características similares, los equipos tienen un volumen de 10 litros. En ellos se almacenan distintos tipos de deshechos orgánicos: carne, arroz, aceite, pan, productos que generalmente sobran en todo domicilio. Luego de dejar pasar un lapso de tiempo -que hay que calcularlo- se le incorpora excremento de vaca o de pollo, que tienen la finalidad de inyectar las bacterias (mesófilas) que serán las encargadas de degradar la materia y provocar la generación de biogás.

Este proceso se realiza a una temperatura promedio de 25 a 32 grados para que esta generación de biogás sea permanente. Posteriormente se mide la cantidad de biogás que se está almacenando, se determina la presión y acto seguido se mide el porcentaje de metano que hay en ese biogás.

De acuerdo a lo expresado por la doctora Sogari a la Revista CyT de la UNNE, aún no estarían dadas las condiciones para instalar un biodigestor en una vivienda urbana.

“La ventaja de este proceso en primer lugar es obtener gas gratis, pero la instalación de un equipo en comparación con la de un gas envasado, tiene un costo importante.”

Una desventaja señalada por Sogari es que “los deshechos hay que tratarlos, entonces hay generación de mal olor que en un domicilio nadie lo querrá tener. Por otra parte el equipo requiere de un mantenimiento, entre otras necesidades”. Si se tienen en cuenta todos estos detalles, por el momento la instalación de un biodigestor domiciliario no representa una ventaja, si se usa el sistema convencional (gas envasado).

Distinto es el análisis si consideramos una vivienda rural. De hecho-comentó la doctora Sogari- se han instalado equipos en algunas viviendas rurales con muy buenos resultados.

¿Cómo funciona? El equipo tiene un fermentador y un pre-fermentador. En este caso, es fundamental tener un pre-fermentador porque es el espacio donde se deposita el  deshecho domiciliario. Allí se produce la predegradación durante un período de 5 a 10 días, y luego se inocula.

El deshecho tiene que estar perfectamente mezclado, y asemejarse a una pasta consistente homogénea. Esto se logra con una mezcladora manual o mecánica. A esa mezcla se le agrega agua, y  se la introduce al fermentador. En el fermentador (biodigestor) se determina de degradar la materia y se genera el biogás o gas metano. El biodigestor tiene una serie de filtrados que hacen que todo el resto de los gases (dióxido de carbono, ácido sulfhidrico, entre otros) que se generan durante el proceso, se eliminen hasta que quede solo el metano.

La digestión anaeróbica  es un proceso natural que corresponde al ciclo anaerobio del carbono, por el cual mediante una acción coordinada y combinada de diferentes grupos bacterianos, en ausencia total de oxigeno, estos utilizan la materia orgánica para alimentarse y reproducirse.

Cuando se acumula materia orgánica en un ambiente acuático, los microorganismos aerobios, actúan primero alimentándose de este sustrato, para lo cual consume el oxigeno disuelto. Luego de esta etapa, se agota el oxigeno, aparecen las condiciones optimas para que  la flora anaerobiana se desarrollen consumiendo la materia orgánica, como consecuencia de la respiración  de las bacterias (mesofilas y termofilas) genera  metano, anhídrido carbónico, ácido sulfhídrico  entre otros gases.  

El gas metano obtenido se lo deriva a través de canales conductores a un almacenador. Para el almacenado, el equipo está trabajando con bolsas plásticas donadas por un equipo investigador alemán. Como alternativa, evalúan la resistencia de bolsas plásticas utilizadas en los silos. Hasta el momento, los resultados de este material para almacenar han sido positivos.

El tiempo del proceso de generar gas, desde que se coloca el residuo en el prefermentador hasta que el metano llegue al depósito, depende de la temperatura con la que se trabaje. Si la temperatura del proceso está entre los 30 y los 32 ºC, a los 15 días se generaría gas. “Se trata de un tiempo promedio porque depende del tipo de residuo con el que se trabaje”, comentó Sogari.

Ajustando detalles se puede generar gas de manera continua. Este régimen de proceso es al que se pretende arribar, porque de cortarse, todo el sistema de producción retomaría su ritmo en alrededor de 10 días.

Biodigestor que permitirá generar gas a partir de residuos domiciliarios.

Créditos: Revista CyT de la UNNE