Algunas consideraciones técnicas sobre las plantas de biogás (II)

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Nutrientes

El mantenimiento de la actividad microbiológica óptima en el digestor es crucial para la generación de gas y en consecuencia se relaciona con la disponibilidad de nutrientes. Dos de los nutrientes más importantes son el carbono y el nitrógeno y un factor crítico para la elección de materia prima es la relación C / N.

Aguas residuales domésticas, desechos animales y aves de corral son ejemplos de materiales ricos en N, que proporcionan nutrientes para el crecimiento y multiplicación de los microorganismos anaerobios. Por otra parte, los materiales pobres en N como hierba verde, rastrojo de maíz, etc.; son ricos en hidratos de carbono que son sustancias esenciales para la producción de gas. El exceso de disponibilidad de nitrógeno conduce a la formación de NH3, cuya concentración inhibe un mayor crecimiento. La toxicidad del amoníaco se puede remediar mediante una carga baja o por dilución. En la práctica, es importante mantener, en peso, una relación C / N de 30:1 para alcanzar una tasa óptima de la digestión. La relación C / N puede ser juiciosamente manipulada por la combinación de materiales bajos en carbono con los que son ricos en nitrógeno, y viceversa.

Materiales tóxicos

Los desechos y residuos biodegradables están a menudo acompañados por una gran variedad de contaminantes que pudieran inhibir la digestión anaeróbica. La toxicidad potencial debida al amoníaco puede ser corregida poniendo remedio a la relación C / N del estiércol a través de la adición de bagazo de caña cortado en tiras o paja, o por dilución. Sustancias tóxicas comunes son las sales solubles de cobre, zinc, níquel, mercurio y cromo. Por otro lado, las sales de sodio, potasio, calcio y magnesio pueden ser tóxicas, ambas manifestaciones se asocian con el catión más que la parte aniónica de la sal. Los pesticidas y detergentes sintéticos también pueden causar muchos problemas en el proceso.

Agitación

Cuando materiales sólidos no bien desmenuzados están presentes en el digestor, la generación de gas puede obstaculizarse por la formación de una escoria que se compone de sólidos de baja densidad inmersos en una matriz filamentosa. Con el tiempo se endurece la escoria, lo que altera el proceso de la digestión y causa estratificación. La agitación puede hacerse de forma mecánica con un émbolo o por rotación del influente fresco. La agitación, normalmente se requiere para digestores de baño, y así se asegura la exposición de nuevas superficies a la acción bacteriana, se previene una estratificación viscosa y la ralentización de la actividad bacteriana. Asimismo se promueve la dispersión uniforme de los materiales influyentes en todo el licor de fermentación, acelerando así la digestión.

Tiempo de retención

En el tiempo de retención influyen otros factores como la temperatura, la dilución, la carga de interés, etc. En alta temperaturas la biodigestión ocurre más rápida, reduciendo el tiempo requerido. Un período normal para la digestión de estiércol sería de dos a cuatro semanas.

Análisis de costes y beneficios

La cuota de las zonas rurales en el consumo energético de electricidad y carbón no es considerable. En los pueblos, sin embargo, queroseno o diesel se usan para la iluminación, pero es claro que, con aumento de la población, la generación de biogás parece ofrecer soluciones en las áreas de disponibilidad de combustible, electricidad, fertilizantes para cultivos comerciales, y proporciona otros beneficios económico-sociales.

Por otra parte, el beneficio-coste de los análisis de generación de metano varían ampliamente, dependiendo de los usos y beneficios reales de la producción de biogás, y del gasto público asociado con el desarrollo y utilización de metano y de la tecnología utilizada para generar metano.

Un análisis de costes e ingresos para una producción de 3 m ³ obtuvo un beneficio anual neto de aproximadamente 60 dólares EE.UU, con una inversión de capital de 340 dólares. La inversión se recupera en unos seis años. También hay ventajas adicionales como la mejora de higiene, ausencia de humo y hollín en la combustión de gas y la comodidad en la quema.

Peligros para la salud

Existe un peligro para la salud asociados con el manejo del suelo y con el uso de lodos procedentes de humanos sin tratamiento.

En general, los datos publicados indican que un tiempo de digestión de 14 días a 35 C es eficaz para matar (99,9 por tasa de mortandad ciento) los patógenos bacterianos entéricos y el grupo de los virus entéricos. Sin embargo, la tasa de mortandad por gusano redondo (Ascaris lumbricoides) y anquilostoma (Ancylostoma) es sólo del 90 por ciento. En este contexto, la producción de biogás proporcionaría un beneficio de salud pública más allá de la de cualquier otro tratamiento en la gestión del entorno de la salud rural de los países en desarrollo.

Bibliografía: Bioconversion of Organic Residues for Rural Communities. The United Nations University 1979