Fases de la digestión anaeróbica
Para comprender mejor las ventajas de la digestión anaeróbica, es necesario comparar con las antiguas prácticas de eliminación de residuos que se caracterizan por la producción de emisiones nocivas para el medio ambiente. Los rellenos sanitarios, cuyo uso actualmente contempla la eliminación de FORSU, de hecho, producen contaminantes que son peligrosos para el suelo y los acuíferos, mientras que los incineradores y las plantas de conversión de residuos en energía desperdician el poder calórico del FORSU consumiendo energía y produciendo emisiones en la atmósfera.
La digestión anaeróbica, a diferencia de otras tecnologías, produce metano o energía directamente renovable, tanto eléctrica como térmica y, operando en reactores cerrados, no libera emisiones gaseosas desagradables a la atmósfera o nocivas para los trabajadores de la misma planta.
La digestión anaeróbica es un proceso biológico en ausencia de oxígeno. El carbono orgánico contenido en materiales de origen vegetal y animal se transforma en biogás. Los microorganismos anaeróbicos que realizan esta transformación tienen bajas tasas de crecimiento y bajas tasas de reacción.
Es necesario mantener condiciones óptimas y estables en el ambiente de reacción para promover el metabolismo de las bacterias (temperatura, agitación, carga, ph).
La temperatura es un parámetro clave en el proceso. Influye en el tiempo de residencia necesario para la conversión de la sustancia orgánica. El proceso es bastante complicado porque involucra varios grupos de bacterias. Ocurre con una secuencia de fases sucesivas que, en pequeña medida, tienden a superponerse.
Fase 1 de la digestión anaeróbica: hidrólisis
Consiste en la degradación de sustratos orgánicos complejos compuestos por macromoléculas(carbohidratos, proteínas, grasas). Se dividen en sus monómeros solubles (azúcares, aminoácidos, ácidos grasos de cadena larga).Esta fase se ve favorecida por la relación superficie/masa del sustrato. Por tanto, en los procesos industriales de digestión anaeróbica se realizan pretratamientos físicos, químicos o biológicos para favorecer la digestión.
Fase 2 de la digestión anaeróbica: acidogénesis
Los intermedios solubles generados en la etapa de hidrólisis son utilizados como fuente de carbono y energía por bacterias acidogenas que generan ácidos grasos volátiles de cadena corta como productos de fermentación. Se desarrollan diferentes consorcios bacterianos con la producción de mezclas de ácidos orgánicos y alcoholes dependiendo de las condiciones de pH y temperatura.
Fase 3 de la digestiónanaeróbica: acetogénesis
Las bacterias acetogénicas transforman los ácidos grasos volátiles y los alcoholes producidos en la etapa anterior en ácido acético (CH3COOH), hidrógeno (H2) y dióxido de carbono (CO2).Las altas cargas orgánicas conducen a una alta actividad metabólica por parte de las bacterias acidógenas. Por tanto, un consiguiente aumento de hidrógeno y ácido acético, factores que pueden provocar una inhibición de todo el proceso.
Fase 4 de la digestión anaeróbica: metanogénesis
Esta es la última parte del proceso, en la que la salida útil de la digestión, el metano, se produce junto con el dióxido de carbono y otros componentes. Estos últimos están presentes en pequeños porcentajes: monóxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno, sulfuro de hidrógeno.
Los mecanismos bioquímicos que conducen a la producción de metano son extremadamente complejos y requieren una atención especial. Pequeños errores en el manejo de la matriz del sustrato que ingresa al reactor son suficientes para inhibir todo el proceso con la consecuente muerte de las bacterias formadas.
