Influencia de la temperatura sobre la generación de gas metano a partir de la digestión anaerobia de residuos de alimentos. (2021)
La generación de residuos sólidos municipales (RSM) es una problemática a nivel mundial que han ido incrementando a lo largo de los años, estimándose un aumento del 70% de producción para el año 2050. De éstos, el 44% son biorresiduos de origen municipal (BOM),los cuales incluyen principalmente residuos de alimentos (RA). Su disposición en los rellenos sanitarios (RSa) es una fuente importante de contaminación de las fuentes hídricas y el suelo, además de la generación de olores y de gases de efecto invernadero -GEI (i.e CH4, CO2) que aportan al calentamiento global. Dado lo anterior, se han implementado estrategias para el aprovechamiento de éstos;en los últimos años la Digestión Anaerobia (DA) se ha convertido en una importante alternativa tecnológica para la gestión de los RSM tanto para el control de la contaminación como para la obtención de energía renovablealternativa a los combustibles fósiles (biogás compuesto principalmente por CH4) y acondicionador de suelos (biosólidos o digestatos). Los procesos de la DA se ven influenciados por varios factores ambientales y operacionales, siendo la temperatura uno de los parámetros más significativos. Por lo anterior, en este se llevó a través de ensayos de Potencial Bioquímico de Metano (PBM), la incidencia de la temperatura psicrofílica (20±5°C), mesofílica (35±5 oC) y termofílica (55±5 oC), sobre la producción de CH4 y mediante el ajuste de los datos experimentales se aplicaron tres modelos cinéticos (Primer Orden, Gompertz Modificado y de Función Logística) que permitieron determinar el PBM especifico acumulado, la constante de hidrólisis, tasa máxima de producción de CH4 y el tiempo de letargo (fase de latencia). De acuerdo con los resultados experimentales, se obtuvo una producción máxima de 107 (± 21,04) mL CH4 /g.SV para temperatura termofílica, seguida de 82 (± 11,10) mL CH4 /g.SV para mesofílica y 48 (± 18,91) mL CH4 /g.SV para psicrofílica, lo cual concuerda con lo reportado por algunos autores donde indican que a mayores temperaturas se favorece la velocidad de crecimiento de microorganismos, la actividad microbiana y el rendimiento. A través del ajuste del modelo de primer orden se estimó que el valor de la constante de hidrólisis (kh) fue de 0,010, 0,017 y 0,025 d-1 para los digestores operados a 20, 35 y 55 °C, respectivamente, lo que indicó un ligero incremento de la tasa de hidrólisis en los tratamientos conforme se aumentó la temperatura. El análisis estadístico de los resultados experimentales obtenidos indica que los tres modelos cinéticos evaluados presentan un buen ajuste (R2 > 0,98) con los datos experimentales. El modelo de Primer Orden arrojó los mayores R2 para los digestores a 35 y 55 °C y logró describir correctamente la tasa de hidrólisis para todas las temperaturas de estudio. Por otro lado, aunque el modelo Gompertz Modificado presentó un mayor R2 comparado con el de Función Logística, este último describió mejor el comportamiento de producción teórica de CH4 con relación a los datos de Pmáx y λ.