Desarrollan un nuevo procedimiento para la obtención de metano a partir de residuos sólidos urbanos

26/oct/2011 | OTRIcompartir noticiaimprimir

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Científicos del grupo ‘Tecnologías del Medio Ambiente’ idean un sistema basado en la degradación anaeróbica en fases de temperatura, pero sin separación de las fases microbiológicas, de la fracción orgánica de los residuos

La investigadora Juana Fernández junto al profesor Luis Isidoro Romero García

La investigadora Juana Fernández junto al profesor Luis Isidoro Romero García

Investigadores del grupo TEP-181: Tecnología del Medio Ambiente de la Universidad de Cádiz, que dirige el catedrático Diego Sales, han desarrollado un nuevo procedimiento para el tratamiento biológico de la Fracción Orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos (FORSU) con el objetivo de obtener metano de forma más eficaz.

Las elevadas cantidades de residuos orgánicos que se generan en la actualidad, suponen un alto riesgo para el medio ambiente, que puede contaminar aguas subterráneas y superficiales así como otros muchos factores del entorno natural. La degradación anaerobia se propone como alternativa al tratamiento de este tipo de residuos, que permite obtener un biogás valorizable energéticamente, pues contiene metano, así como un efluente orgánico estabilizado que puede ser utilizado como enmienda orgánica para suelos empobrecidos.

El proceso de degradación anaerobia incluye una serie de etapas microbiológicas encadenadas, en las cuales los productos de la etapa previa son la materia prima de la etapa siguiente. Este complejo proceso se centra, en gran medida, en las diferentes etapas microbiológicas y rutas metabólicas a las que son sometidos los residuos y que “llevan a la producción de metano como efluente gaseoso principal del proceso”. En concreto, “la hidrólisis es el primer ataque del microorganismo al residuo sólido, mediante la cual las bacterias hidrolíticas segregan enzimas que rompen estos residuos”. Así, una vez que el residuo está fraccionado, “tiene lugar la siguiente etapa: la acidogénesis, a partir de la cual se generan ácidos grasos volátiles que inician otra fase, la acetogénesis, en la que se produce acetato. Tras ello, el acetato y los ácidos grasos producen metano, en la etapa denominada metanogénesis”, como explica la investigadora Juana Fernández.

La temperatura, un parámetro muy importante

Además la temperatura es un parámetro muy importante en el desarrollo del proceso. Tradicionalmente la obtención de metano se llevaba a cabo en una sola fase de temperatura, esto es, en mesofílico (35ºC) o en termofílico (55ºC). No obstante, en los últimos años se ha procedido a la separación de las etapas microbiológicas en función de las temperaturas óptimas para cada uno de los grupos microbianos con residuos orgánicos fundamentalmente líquidos. El nuevo procedimiento que se propone, consiste en la degradación anaeróbica de la FORSU en reactores en fases de temperatura, esto es, en una primera fase a mayor temperatura, 55ºC (rango termofílico), seguida de una segunda fase a 35ªC (rango mesofílico). El procedimiento incorpora las novedades de tratar un residuo con alto contenido en sólidos y elevada heterogeneidad como es la FORSU y la no separación de las fases microbiológicas en cada uno de los reactores a diferente temperatura. Con este sistema se aúnan las ventajas de la operación en ambos rangos de temperatura. Así, para acelerar la hidrólisis se trabaja en rango termofílico (55º), de manera que la velocidad de degradación será mayor y por lo tanto se producirá una hidrólisis más rápida del residuo. A continuación se opera en un sistema mesofílico (35º), que confiere estabilidad al proceso unido a un mayor ahorro energético. Además el hecho de que no haya separación de etapas microbiológicas confiere una especial estabilidad al proceso que puede asimilar las alteraciones que pudieran tener lugar durante el proceso con mayor facilidad. De esta forma, además, se consigue incrementar la capacidad diaria de tratamiento del residuo y la eficacia en la producción de biogás, así como la eliminación dicha materia orgánica durante todo el proceso global.

“En nuestro caso tenemos dos reactores alimentados por FORSU, dos sistemas, en el que uno trabaja a 55º y el otro trabaja a 35º, uno es termofílico y otro es mesofílico, con la diferencia fundamental de que se trabaja sin separación de fases microbiológicas, todos los grupos microbianos están en ambos reactores”, en palabras de esta investigadora de la UCA. En ambos casos se produce metano aunque en el primer reactor se prioriza la hidrólisis y la acidogénesis mientras que en el segundo se dan las condiciones optimas para producir la metanogénesis propiamente dicha.

Trabajar a tiempo real menor

Esta patente registrada por la Universidad de Cádiz, en la que además de Juana Fernández han participado los profesores Luis Isidoro Romero García, Montserrat Pérez García, Carlos Álvarez Gallego y Diego Sales, es “desde un punto de vista práctico, un sistema con el que se puede trabajar con un tiempo total más pequeño que el que sería necesario cuando se utiliza un único reactor”, como sostiene el catedrático Luis Isidoro Romero García. A esta clara ventaja hay que añadir “lo que a priori parece un inconveniente, el hecho de que se debe duplicar todo el equipo, en principio supone cierto grado de aumento en los costes iniciales pero a la larga puede salir rentable”. No obstante, “globalmente hay una mejora significativa en cuanto al tiempo de operación y en cuanto al grado de estabilidad del proceso”, como insisten desde la UCA.

El siguiente paso de este trabajo, enmarcado en la tesis doctoral realizada por Juana Fernández, “es reproducir las condiciones de operación ensayadas, a escala de planta piloto, con el objetivo de corroborar el desarrollo del proceso”. Actualmente el grupo de investigación dispone de una planta piloto en la Planta de Reciclaje y Compostaje “Las Calandrias” en la que se ha trabajado “siempre en condiciones de operación termofílica”, por lo que no se descarta la optimización del proceso de degradación anaerobio, en planta piloto, a un sistema en fases de temperatura.

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