Obtienen biogás a partir de desechos orgánicos
Por Verenise Sánchez
México, DF. 16 de mayo de 2015 (Agencia Informativa Conacyt).- Con el objetivo de reducir la contaminación que generan los desechos orgánicos y al mismo tiempo crear una fuente alterna de energía, estudiantes de la Universidad de Guanajuato (UGTO) desarrollaron una planta para generar biogás a partir de basura orgánica.
Esta planta tendrá la capacidad de procesar hasta 10 toneladas de residuos orgánicos por día, con lo cual se podría obtener hasta 500 mil litros de biogás, indicó Santiago Gutiérrez Vargas, líder del proyecto.
El también becario del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) destacó que este desarrollo ya se probó en la Central de Abastos Irapuato, en Guanajuato, y se planea instalar un equipo en cada una de las 83 centrales de abastos que hay en el país.
Por su impacto, dicha innovación ha obtenido diversos reconocimientos como el Premio Estatal de Energía Renovable 2011, Premio a la Vinculación Educación-Empresa 2012 y el Premio de Innovación Sustentable Walmart + Ibero 2015, entre otros.
Aprovechar la basura
De acuerdo con el Informe de la Situación del Medio Ambiente en México 2012 –publicado por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat)–, en 2011 se generaron alrededor de 41 millones de toneladas de residuos sólidos urbanos (RSU), lo que equivale a cerca de 112.5 mil toneladas diariamente.
Esta cifra revela un importante incremento en los últimos años; tan solo entre 2003 y 2011 aumentó 25 por ciento debido al crecimiento urbano, el desarrollo industrial, las modificaciones tecnológicas, el gasto de la población y el cambio en los patrones de consumo, revela el Informe.
Dicha cantidad de basura, al ser depositada en un sitio de disposición final, provoca importantes problemas ambientales, ya que genera contaminación de los suelos y cuerpos de agua, proliferación de fauna nociva y transmisión de enfermedades, entre otros, agrega el documento.
No obstante, si estos desechos se separan en inorgánicos y orgánicos se podrían aprovechar para reciclarse y, en el caso de los orgánicos, obtener biogás.
“Hemos separado pero no hemos terminado de cerrar el ciclo, se debe establecer qué aplicación se le va a dar a la basura separada”, manifestó Gutiérrez Vargas.
Desarrollan innovador biodigestor
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cómo surgió la idea de hacer una planta para aprovechar la basura orgánica?
Santiago Gutiérrez Vargas (SGV): La idea surgió por una solicitud por parte de la Asociación de Comerciantes y Productos de Frutas, Legumbres y Carnes de Irapuato A. C., con el fin de 
buscar una solución al problema de la acumulación de los residuos orgánicos producidos por la central de abastos de la ciudad de Irapuato.
La idea era transformar esta basura en biogás, para su posterior aprovechamiento en energía eléctrica. Esto se materializó a través de un proyecto piloto de un biodigestor de 10 mil litros durante 2013, y en 2015 ya se realizó a escala industrial.
AIC: ¿En qué consiste el proyecto?
SGV: El proyecto denominado Gas Verde: paquete tecnológico hacia la sustentabilidad económica, social, ambiental y tecnológica en la gestión y aprovechamiento de basura orgánica está proyectado para aplicarse en las 83 centrales de abastos que hay en todo el país.
Sin embargo, hasta el momento solamente se ha aplicado en la central de Irapuato, que es la más pequeña y tiene una producción de 20 toneladas de residuos, de los cuales solo 10 toneladas son materia orgánica y el resto son materiales reciclables.
AIC: ¿Cómo es la planta para la obtención de biogás?
SGV: Las planta es modular y escalable, y está basada en un diseño taiwanés desarrollado en 1800, al cual se le hicieron mejoras técnicas y científicas, ya que antes de desarrollar el prototipo se realizó un estudio en el que se le preguntó a personas que ya habían tenido biodigestor cuál había sido la principal causa por la que el equipo había dejado de funcionar, y el 80 por ciento coincidió que la mayor problemática se había suscitado en el componente para extraer el biogás.
Pues esta pieza se sumergió en el interior del biodigestor, debido a la constante elongación del material cercano al conducto, la cual era una consecuencia directa de la sobreproducción de biogás en verano y la baja producción en invierno, aunado a los cambios drásticos de temperatura.
En tanto, el 20 por ciento restante de los encuestados concluyó que la válvula de seguridad del biodigestor había sido su mayor problema, debido a que el viento generaba una constante perturbación en la instalación de la tubería donde estaba dicha válvula, lo que provocaba que esta se cayera y se fugara el biogás.
Para ello, se diseñó una planta innovadora que desempeñara de mejor manera y más segura las tres tareas elementales para la operación de un digestor: alimentación de biomasa, extracción de biogás y válvula de seguridad.
Por ejemplo, a través del sello hidráulico del dispositivo se ha eliminado por completo el uso de recipientes de plástico como válvulas de seguridad externas, lo que permitió contener las 
fugas de biogás generadas por las perturbaciones del aire y la evaporación del agua del sello hidráulico en climas tropicales, ya que la alimentación diaria permitió mantener constante el nivel del sello hidráulico sin necesidad de ser rellenado.
La configuración del novedoso dispositivo permitió la anulación del tubo interior implementado en el diseño del digestor tubular de bajo costo, con lo que se reduce el riesgo de fugas o fracturas en la parte inferior del equipo.
La producción de biogás mostró ser generada en un corto tiempo, debido a que la posición superior del dispositivo reduce la presencia de dobleces en el cuerpo del digestor, principalmente cuando se emplea plástico blando como el policloruro de vinilo (PVC), por lo que el uso de aire o gases de escape durante la instalación fueron descartados.
De igual forma, el dispositivo puede ser implementado en equipos o diseños de mayor capacidad volumétrica, lo que permite ahorros económicos por la reducción de tubería interna al descartar el sello hidráulico del tubo de alimentación, sin alterar la operación de los equipos, como es el caso digestores laguna, que son demandados por el sector agroindustrial.
AIC: ¿Cuál es la capacidad de producción de esta planta?
SGV: Las pruebas a escala laboratorio realizadas en reactores de 10 litros y validadas a escala piloto en un biodigestor de 10 mil litros, en una planta de la UGTO, con el inóculo –bacterias aisladas del estómago de las vacas– caracterizado y especializado para residuos de frutas y hortalizas, convierte una tonelada de residuos en 50 mil litros de biogás, el equivalente a 25 kilogramos de gas licuado de petróleo (GLP), los cuales pueden ser transformados en energía eléctrica.
AIC: ¿Cuáles son los procesos para obtener biogás a partir de desechos orgánicos?
SGV: La producción de biogás se inicia con la molienda de las 10 toneladas de frutas y verduras, proceso que dura aproximadamente entre cuatro y cinco horas.
Posteriormente, esta mezcla es vertida hacia el interior del biodigestor, donde el consorcio de bacterias se alimentan del azúcar presente en las frutas para convertirlo en biogás. Hay que recordar que la materia orgánica tiene un periodo de descomposición de aproximadamente 30 días en el interior del digestor.
Después, la materia orgánica es extraída por bombas para recuperar los sólidos de las frutas que no son susceptibles a la transformación de biogás y son sometidos a un proceso de vermicomposta.
En tanto que el agua presente en los residuos es tratada para ser utilizada para riego, con lo cual se garantiza un proceso amigable con el medio ambiente.
Asimismo, la energía eléctrica para alimentar las bombas y los equipos mecánicos para la obtención del biogás es abastecida por la propia energía que ahí se genera. El resto de la energía que ahí se produce se utiliza para el alumbrado exterior de la central de abastos.
La transformación total de la materia desde su molienda hasta su estado final tiene un periodo de tres a cuatro meses, de acuerdo a las condiciones ambientales de la ciudad de Irapuato.
Innovación al mercado
AIC: ¿Esta innovación cuenta con patente?
SGV: Se cuenta con dos patentes, dos modelos industriales y tres diseños industriales.
AIC: ¿Cuál sería el costo de la planta?
SGV: Un biodigestor con capacidad para 10 toneladas tiene un costo aproximado de 500 mil pesos.
AIC: ¿Qué papel ha jugado el Conacyt en el desarrollo de la innovación?
SGV: Con las becas otorgadas por el Conacyt para realizar tanto la Maestría en Termofluidos y el doctorado en Ingeniería Química, se logró perfeccionar esta tecnología para transformar la basura orgánica en biogás.
Asimismo, gracias al apoyo del Conacyt se logró crear la empresa Gas Verde, a través de la cual se realizará la transferencia tecnológica para que esta innovación pueda salir al mercado.
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