“Biodigestor y su impacto ambiental” “las fuentes de energía renovable ofrecen el potencial para transformar la calidad de vida y mejorar las perspectivas económicas de miles de millones de personas”. El crecimiento actual de las energías renovables va desarrollándose de manera exponencial, cada día se adoptan más métodos para el aprovechamiento de los recursos naturales, ciencias como la ingeniería encargadas de innovar, cada día investigan más a fondo en conjunto con otras ciencias, propiedades físicas y químicas de la materia, este con el fin de optimizar los procesos de producción de ciertos productos y dando alternativas para la elaboración de nuevos bienes de los que la cual la humanidad está acostumbrada. Para comenzar los biodigestores son sistemas diseñados para optimizar la producción de biogás a partir de desechos agrícolas, estiércol o efluentes industriales, entre otros, los cuales nos permiten así la obtención de energía limpia y a bajo costo a partir de una fuente renovable. Como es de conocimiento mutuo, se sabe que la obtención de trabajo por métodos de combustión de fuentes fósiles que son las que predominan en el mercado, y a su vez son inestables porque se sabe que no duraran por mucho tiempo, contribuyen al cambio climático. Aplicando el uso de nuevas tecnologías, se pretende generar energía de una forma gratuita, lo importante es que la localidad donde se estará consumando dicho digestor presente las características idóneas para la realización. El biodigestor será capaz de recolectar las heces fecales de ganado vacuno o porcino, además de desechos orgánicos, este tiene como objetivo principal producir biogás, y el biol residual es un fertilizante natural que se utilizara en cualquier tipo de cosechas tales como: maíz, tomate, frijoles, entre otros. Para explicar un poco de las ventajas de las energías renovables, es importante destacar que la materia prima para su obtención son recursos inagotables, esto quiere decir que el beneficiario no parecerá a falta de recursos. (Rodríguez Becerra , 2017) De acuerdo a lo anterior se hace necesario conocer los biodigestores sus insumos, recursos, tamaños, tipos y características, así como la importancia de esta fuente energética. El proceso de biodigestión se desarrolla cuando intervienen factores como la temperatura, la humedad y el aire, entre otros, facilitando el proceso de degradación; y modificando el producto final obtenido, como lo afirma Rodrigo et al (2008) “en contacto con el aire, la materia orgánica se descompone formando dióxido de carbono y agua. Si el material no tiene acceso al oxígeno, entonces produce metano y otros gases” (pág. 42). Igualmente debe existir presencia de bacterias y hongos, los cuales se clasifican en aerobios si se nutren de materia orgánica y necesitan oxígeno para desarrollarse; o anaerobios cuando no necesitan de este elemento para su subsistencia. 15 El dispositivo que se utiliza para confinar y almacenar la energía producida, de forma que podamos emplearla luego se denomina biodigestor o reactor de biodigestión, el cual permite desarrollar de forma controlada el proceso de descomposición anaerobia, hasta que el gas es liberado para su uso. Se está de acuerdo que un biodigestor es un contenedor cerrado, hermético e impermeable, dentro de la cual se deposita el material orgánico que vas a fermentar (ya sean excrementos de animales y humanos, desechos vegetales, entre otros) diluido en agua para que el producto se descomponga, produciendo gas metano y fertilizantes orgánicos. Para explicar de forma más sencilla el concepto de biodigestor se debe entender que es como un contenedor donde se introduce todo tipo de desechos orgánicos, la función de digestión de estas con las mezclas de agua, dan como resultado lo que conocemos como biogás, y un subproducto que no debe despreciarse es el biol (el biol es un fertilizante natural). La biomasa es una de las fuentes de energía que se encuentran en el medio ambiente en forma de materia prima para su aprovechamiento energético o diversos usos, García (2006, pág. 82), la define como toda aquella fracción biodegradable de los productos, los desechos y los residuos procedentes de la agricultura, de la selvicultura y de las industrias conexa (Incluidas sustancias de origen animal), así como la fracción orgánica de los residuos industriales y municipales. (Toruño Sotelo, Casco Dávila, & Lira Ruiz , 2016) Una vez estabilizado el proceso fermentativo el pH se mantiene en valores que oscilan entre 6 y 8, valores de pH por debajo de 5 y por encima de 8 se corre el riesgo de inhibir el proceso de fermentación o incluso detenerlo. Debido a los efectos buffer que producen los compuestos bicarbonato-dióxido de carbono (CO2- HCO3) y Amonio -Amoníaco (NH4NH3) el proceso en sí mismo tiene capacidad de regular diferencias en el pH del material de entrada. Los valores de PH puede ser corregida para mantenerlo dentro del rango adecuado para el proceso de fermentación, cuando el pH es alto se puede sacar frecuentemente una pequeña cantidad de efluente y agregar materia orgánica fresca en la misma cantidad o bien, Cuando el pH es bajo se puede agregar fertilizante, cenizas, agua amoniacal diluida. Se entiende por biomasa que es la materia orgánica procedente de algún tipo de organismo o de la transformación natural o artificial de la misma. Así, la energía de la biomasa también llamada bioenergía que se puede obtener de esta mediante algún tipo de procedimiento. El funcionamiento de la biomasa es el siguiente: se obtiene la materia prima que como se dijo anteriormente se pueden utilizar desechos agrícolas, desechos industriales, entre otros. Estos se someten a procesos, el proceso que se usa en los biodigestores se llama digestión anaeróbica, posteriormente se obtienen los productos. La digestión anaeróbica es un proceso en donde la degradación de la materia orgánica que sucede gracias a la acción de agrupaciones de microorganismos que actúan sin presencia de oxígeno. En la digestión anaeróbica interviene lo que es el PH, que se utiliza para medir la acidez de cualquier sustancia para que el proceso que se lleve a cabo con el biodigestor este tiene que mantenerse en rangos de entre 6.5 y 7.5 que es lo que estudios afirman que son las condiciones para que un biodigestor funcione de la manera que se espera. Existen diferentes tipos de biodigestores entre los que se encuentran los biodigestores continuos, semicontinuos y discontinuos, los biodigestores continuos se cargan diariamente para la producción de biogás, una característica importante de estos es que la producción de biogás es mucho mayor, los biodigestores semicontinuos se cargan diariamente pero cantidades menores en comparación con la carga total, por último los biodigestores discontinuos, estos por su parte una vez cargados son cerrados herméticamente y se vuelven a rellenar hasta que termine el proceso. En este caso se estará trabajando con los biodigestores semicontinuos. Para poner en marcha cualquier tipo de biodigestor se necesita saber cuánto ganado hay en la propiedad que va a estar este, cuantos están estabulados, cuantos andan pastando, de qué tamaño son y con esos datos considerar el tamaño del biodigestor de tal manera que se aproveche al máximo las heces. De acuerdo a la cantidad de ganado que está estabulado y sus características se hace un aproximado del tamaño que corresponde a este, gracias a estos datos se puede explicar que las excretas que se utilizaran durante el proceso de producción del biogás es la de la cantidad de ganado que se encuentra estabulados, ya que el resto anda pastando a los alrededores, se dificultaría la recolección de excretas, por lo tanto, solo se considerarán los que estén estabulados. Entonces nos preguntamos ¿Qué es el biogás? Según Sandoval (2006) el biogás es una mezcla de gases cuyos principales componentes son el metano y el bióxido de carbono, el cual se produce como resultado de la fermentación de la materia orgánica en ausencia del aire, por la acción de un grupo de microorganismos, Si las condiciones ambientales y operaciones son óptimas a próximamente en un período de 15 días se produce biogás. Para analizar la propuesta del biogás se retoma la propuesta de Lugones (2001), resaltando que el biogás es más liviano que el aire y está compuesto de diversos gases: metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2), hidrogeno(H2), monóxido de carbono (CO), oxigeno(O2), sulfuro de hidrogeno (H2S). (Toruño Sotelo, Casco Dávila, & Lira Ruiz , 2016, pág. 38) Es un combustible que se puede generar en medios naturales o en dispositivos y funcionan por la acción de la biodegradación de la materia, mediante la acción de algunos microorganismos y la ausencia de oxígeno. Un subproducto importante en la producción de biogás, es el biol, que se puede aplicar en la agricultura y según estudios realizados en la Universidad Nacional de Ingeniería en conjunto con la Ing. María Teresa Castillo, en el proceso de fermentación se remueven sólo los gases generados (CH4, CO2, H2S) que representan del 5% a 10% del volumen total del material de carga. Se conservan en el efluente todos los nutrientes originales (Nitrógeno, fósforo, potasio) contenidos en la materia prima, que son esenciales para las plantas. Lo anterior lo convierte en un valioso abono orgánico, prácticamente libre de olores, patógenos, y de fácil aplicación. El biol se puede aplicar en la agricultura de forma líquida por medio de sistemas de riego o se puede aplicar directamente sobre ellos. Hay que tener claro que la calidad del biol depende directamente de la buena alimentación del animal. Por otra parte, se puede aplicar de forma seca este es el más preferido por los agricultores ya que se puede transportar más fácilmente, sin embargo, el biol seco pierde parte de su nitrógeno y por lo tanto pierde el valor de los nutrientes del biol, debido a esto esta técnica es la menos eficiente para aplicar el biol. Impacto Ambiental: El uso de biodigestores puede mitigar el daño ambiental que son provocados por prácticas comunes en el sector rural del país, por ejemplo, el metano emitido por las excretas del ganado, se reduce la cantidad de metano emitida por este a la atmósfera, reduciendo la probabilidad de destrucción por gases de efecto invernadero en la atmósfera. Por otra parte, la reducción del uso de leña para cocinar alimentos, además que la combustión de este combustible es menos dañina que la de combustibles fósiles, en este caso se reduce la deforestación. Otro punto a tocar es el uso de fertilizantes naturales en los campos, ya que las composiciones químicas de fertilizantes industriales provocan contaminación a los fluentes, en el caso del uso del biol se reducirá la contaminación de afluentes y la contaminación a largo plazo de las tierras fértiles. Impacto Social: Permitirá la creación de empleos, puesto que se contratará del personal para realizar las tareas que se describen anteriormente, de tal manera que en el futuro crecimiento (que se espera que crezca de manera exponencial), se aumente la demanda por estos biodigestores, y se acreciente consigo el número del personal. La educación ambiental implementada de manera directa, formará personas más conscientes con respecto al uso de recursos naturales. Recomendaciones para el uso de biodigestores: Realizar un análisis químico a las excretas de los animales, para determinar si tienen una buena nutrición, ya que este es un factor muy importante en el momento de la digestión, y al ser mejor la nutrición del animal el biol que se produce tendrá mucho más nutrientes útiles para las plantas. Medir constantemente el pH (potencial de hidrogeniones), ya que, si el compuesto en rangos distintos a los recomendados el proceso de digestión no se llevara a cabalidad, en caso de que se encuentre muy ácido, lo que se hace es introducir cal para reducir el alto nivel de acidez. Después de unas pocas semanas es recomendable abrir la válvula de regulación, esto se hace con el fin de expulsar el restante de oxigeno que quedó dentro, ya que la digestión anaeróbica solo es posible donde el oxígeno es nulo. Evitar introducir materias orgánicas con alto nivel de acidez como cáscaras de naranja, limón, alimentos procesados, productos lácteos, productos con azúcar, etc. Evitar que introducir todo tipo de objetos cortos punzantes, en el caso de que las excretas estén muy secas o de tamaño considerable se deben redoblar esfuerzos para mezclar bien y estas no obstruyan el paso. Revisar constantemente si existen fugas en la cámara de digestión de manera que esto no obstruya el proceso.
