Evaluación de la digestión y co-digestión anaerobia de residuos de comida y de poda en bioreactores a escala laboratorio

Evaluation of anaerobic digestion and co-digestion of food waste and grass cuttings in laboratory scale bioreactors

El deterioro ambiental provocado por el alto consumo de combustibles fósiles y la inadecuada disposición de residuos sólidos, ha incentivado su conversión en productos energéticos de alto valor agregado a partir de diferentes procesos biotecnológicos con el fin de compensar parte de la demanda energética. En este trabajo se evalúa la eficiencia, el rendimiento y la productividad del proceso de digestión y co-digestión anaerobia de residuos de comida y poda para valorar su viabilidad como sustratos en la generación de biogás. El seguimiento y evaluación del proceso de digestión mesófila se realizó usando biorreactores por lotes con un volumen activo de 3L, una Relación Inóculo a Sustrato (RIS) de 0,25 (sólidos totales) y una relación residuos de comida a poda de 1,6 (sólidos totales) en el ensayo de co-digestión. En los ensayos realizados se obtuvieron eficiencias de producción de biogás del 38% y 49% con respecto al potencial teórico (determinado a partir de la ecuación de Buswell) para los residuos de poda y comida respectivamente en mono-digestión, y un 66% para la mezcla poda-comida. El modelo de Gompertz de crecimiento de biomasa fue utilizado para simular la generación de biogás en cada proceso. Estos resultados y el seguimiento del pH durante la digestión, permiten concluir que la mezcla de residuos de comida con residuos de poda mejora los rendimientos de producción de biogás y la estabilidad del sistema en términos de pH, siendo una alternativa para la generación de bioenergía a partir de residuos de cotidiana generación en las ciudades colombianas.

Introducción

Colombia es un país en vía de desarrollo que busca aumentar su producción de energía limpia a partir de fuentes renovables y mejorar las prácticas de manejo de Residuos Sólidos Urbanos (RSU). En el país se generan 11,6 millones de toneladas de residuos municipales cada año con una fracción promedio de 65% en componentes orgánicos. Más del 90% de los RSU diariamente generados son enviados a relleno sanitario (81%) y botaderos a cielo abierto (10,3%), sitios de disposición que para 321 de los 1096 municipios del país, presentan una vida útil menor a 5 años. Este aspecto, genera la necesidad de diversificación de alternativas de manejo para los RSU generados en Colombia. Adicionalmente, la disposición convencional de residuos orgánicos (residuos de poda y comida) no es conveniente desde el punto de vista ambiental dado que contribuyen a la emisión de Gases de Efecto Invernadero (GEI) y Compuestos Orgánicos Volátiles (COV).