En una entrada anterior mencioné que una de las alternativas de tratamiento para el estiércol de conejo es el compostaje el cual es un tratamiento aerobio, es decir que requiere oxígeno. El tratamiento aerobio es más apropiado para residuos fibrosos tipo malezas, restos de poda, rastrojos de cosecha, etc. Por otro lado está el tratamiento anaerobio o biodigestión, sin oxígeno, el cuál es más adecuado para sustratos líquidos ricos en carbohidratos, lípidos o proteínas. Claro está que el estiércol de conejo es seco, por ello el sustrato se compone de estiércol más agua. A continuación narraré la primera experiencia que tuve con biodigestores.
Los biodigestores utilizados tenían 0.9 m3 de volumen total; no obstante, el 70% (0.63 m3) se cargó con sustrato y el resto se utilizó como espacio para el gas.
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| Biodigestor sin carga |
Puesto que los digestores utilizados tenían cierta antiguedad y no había certeza de que tuviesen o no algún agujero, se inflaron con humo de auto para verificar.
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| Se comprobó que el digestor no tuviese ningún agujero. |
Una vez seguros que no había ningún agujero, se procedió a hacer el trabajo sucio: cargar el digestor. Para producir biogás se necesita de tres cosas: Un medio libre de oxígeno, bacterias metanogénicas y alimento. El medio libre de oxígeno ya se tenía, el cual era el biodigestor tubular de geomembrana. El alimento es el estiércol más el agua. Las bacterias estaban en el estiércol, y solo hacía falta que estas proliferasen.
Las bacterias anaerobias podían conseguirse a partir de rumen de vaca e inyectarse a la carga inicial; no obstante, preferimos producirlas aunque tomase un poco más de tiempo. Brevemente, se introdujo en el biodigestor el estiércol más el agua y se le dejó fermentar por 30 días sin alimentar. Al cabo de ese tiempo ya habrían proliferado las bacterias metanogénicas que se querían. Esto se sabía porque ya había producción de gas, aunque aún no era combustible.
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| Solamente estiércol más agua para hacer proliferar a las bacterias que nos interesan |
El objetivo de la carga inicial fue crear una mezcla con menos de 10% de
materia seca (MS), debido a que cuando se supera esta cantidad de MS, los digestores tubulares
se pueden atorar por la falta de agitación. En la carga inicial de los digestores se
utilizó aproximadamente 400 litros de agua con 200 kilogramos de estiércol de
vaca (25% MS aprox.), en teoría se obtendría 8.3 % MS en la carga inicial.
Al cabo de un mes, en realidad pasaron 50 días, ya estábamos seguros de que nuestras bacterias metanogénicas estaban proliferando y se comenzó a alimentar. Esto se comprobó con un monitoreo diario de pH (6.8 - 7.5 ideal para las metanogénicas). En un comienzo el pH tiende a la acidez siendo este inferior a 6 no obstante conforme la fermentación transcurre el pH aumenta hasta alcanzar los valores mencionados.
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| Alimentación |
Para alimentar se consideró que nuestro sustrato se mantendría bajo fermentación por 50 días (tiempo de retención) en un digestor cuyo volumen útil era de 0.63 m3 o 630 litros, por lo tanto: 630 /50 = 12.6 litros
Ok, 12 litros. En un comienzo se alimentó con 1 parte de estiércol y 2 de agua en volumen, con lo cual se obtenía aproximadamente el 10% de MS en la mezcla; no obstante, para prevenir problemas de atoro con el digestor se aumentó la dilución a 1:3. Por tanto, de 12 litros, 3 litros de estiércol y 9 litros de agua. Esta es la cantidad máxima, pero para llegar a esta cantidad hay que hacerlo de a pocos, comenzando con medio litro de estiércol en la primera semana, la segunda un litro, la tercera, litro y medio y así hasta llegar a los 3 litros de estiércol.
Al cabo de poco tiempo... vaya que estaba gordito
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| Digestor de estiércol de conejo |
El biogás producido se almacenó en una bolsa de gas o gasómetro.
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| Gasómetro |
El biogás contiene básicamente metano (65%) y dióxido de carbono (34%), el metano es el gas que permite hacer combustión. En la siguiente imagen se puede observarel uso que le damos al biogás.
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| Combustión a partir de biogás |
Pero no solo se obtiene biogás de la fermentación, también se obtiene un producto líquido al que conocemos como biol y uno sólido mejor conocido como biosol. Ambos tienen un gran interés en la agricultura por sus nutrientes y de incluso por los precursores de hormonas vegetales que poseen.
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| Produciendo biol |
Las conclusiones que se sacaron de nuestras evaluaciones con los biodigestores fueron las siguientes:
- La
producción de biogás comenzó a partir del día 49 de iniciado el proceso.
- Tomaron 68 días producir un biol altamente degradado con 2.69 % Materia Seca y 1.83 % Materia Orgánica
- La
carga máxima de materia orgánica que toleró el biodigestor fue de 1.03 kg
MO/m3/d con un tiempo de retención de 52 días.
Actualización (11/06/15)
Se recomienda trabajar el digestor con menor carga orgánica ya que con las características de operación aquí mencionadas se reportaron altas cantidades de lodo acumulado lo que hizo que el digestor tuviese que ser limpiado a los 6 meses. Por tanto, salvo que el digestor muestre facilidad para la limpieza, utilizar los parámetros de operación aquí mencionados.
La calidad microbiológica del Biol fue de <3NMP/100 mL para coliformes totales, fecales y e.coli lo cual hace a este biol apto para su uso comoa gua de riego. Del mismo modo, el biol se encontró libre de Salmonella.
Actualización (1/10/17)
Un biodigestor no necesita 49 días para generar un biogás combustible. Experiencias posteriores demustran que el biogás es combustible a la semana de cargado. Lo que sucedió fue que había otro digestor conectado al mismo gasómetro que solo generaba dióxido de carbono (estaba fallando), lo que equivocó nuestro resultado.
Actualización (06/12/21)
Este artículo ha sido publicado como artículo científico largo en la quinta edición de la revista de la RedBiolac. Descarga la revista en https://buff.ly/3omtZ7E el artículo se llama "Implicancias del tipo de estiércol en la calidad microbiológica del biol."
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