Energía y gestión de residuos: los atractivos de la biomasa

Penélope Toro León

El profesor José Rúnfola Medrano dejó una impronta esperanzadora con su conferencia sobre energía a partir de la biomasa, en el marco de la Jornada de Energías Renovables en la Facultad de Ingeniería de la ULA, edo. Mérida. Nos hizo pensar que por fin un cambio de perspectiva acerca del manejo de los desechos es factible, aquí y ahora, dejando atrás ese halo lastimero producto de la creencia de que el manejo eficiente de los residuos, y con el “plus” de producción de energía limpia, es una lejana utopía propia de las “sociedades avanzadas”.

Este innovador maracayero, ingeniero civil de profesión, hijo de un inmigrante italiano y de una tachirense, actualmente es la cabeza del Circuito de la Universidad de Los Andes para el Manejo Integral de los Desechos (CIULAMIDE), institución de la que es pionero tras una larga historia juvenil de activismo ambiental. Su empeño en ser un cuidador del ambiente lo llevó a realizar estudios especializados en esta materia en la Universidad Politécnica de Valencia, España en 2008, para certificarse como Especialista en Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente, en el área de Intensificación en Tecnologías Medio Ambientales y también obtuvo un Diploma de Estudios Avanzados (DEA), en Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente en 2009, entre otros títulos. 

Ha dedicado su vida profesional a la innovación a través de la ejecución de proyectos, tanto en espacios rurales como urbanos, para las distintas formas del manejo de desechos. Los que nos ocupan acá son las obras en donde esos residuos orgánicos (biomasas) generan energía a través de sistemas de biodigestores que pueden activar desde una cocina de uso doméstico, hasta calderas de uso industrial. 

El investigador abre su conferencia con una pregunta que salpica a todo el mundo: “¿Qué hacemos nosotros con la basura? La mayor parte de la basura que desechamos en nuestros hogares está conformada por materia orgánica que se descompone. Lamentablemente ese proceso de descomposición en los vertederos produce gases de efecto invernadero. Pero nosotros a partir de un proceso de fermentación controlado podemos producir biogás”.

La posibilidad de que el sentimiento de culpa sea redimido está a la vuelta de una granja. ¿Qué tipo de sofisticada tecnología haría posible que pudiéramos resolver de una sola vez dos problemas que tanto nos aquejan: el de la basura y de la energía?

El proceso

Con afable sencillez el profesor Rúnfola explica que el sistema de generación de biogás se realiza a partir de la contención de estiércol (específicamente porcino, avícola o vacuno), más todo tipo de materia orgánica y la inoculación de cierto tipo de bacterias que provocan el proceso de fermentación para que ésta, a su vez, produzca gas metano (CH4), es decir, biogás. Simple, y por lo simple, genial. 

También es posible a través de este mismo sistema generar biodiesel (combustible) y electricidad. ¿Qué se necesita para lograr este proceso? No es física nuclear. Es una obra perfectamente manejable dentro de los parámetros conocidos de la ingeniería civil y albañilería: en resumen mano de obra, cabilla, arena, cemento, tubos. Lo más importante es avanzar hacia la organización de los procesos y hacernos cargo de nuestra basura: “Lo correcto es separar los desechos desde el origen”. 

¿Qué contiene el biogás? Un porcentaje alto de metano (CH4), dióxido de carbono (C2O) y ácido sulfhídrico (H2SO4) en pequeñas trazas. “Es un proceso básicamente biológico porque estamos trabajando con seres vivos”, aclara Rúnfola. Las bacterias, a través de un proceso de fermentación anaeróbica (ausencia de aire), producen la metanogénesis. Estas entran por etapas, unas son hidrolíticas, otras son acetogénicas, hasta llegar a las bacterias metanogénicas que son las que producen metano (CH4) y dióxido de carbono (C2O). 

Hay sitios donde, desde el diseño y construcción de un relleno sanitario, se prevén las tuberías para extraer el gas. Por ejemplo, en Costa Rica el principal relleno sanitario atiende a 11 municipios y logran acumular biogás para producir electricidad de aproximadamente 5 – 6 Mw, lo que perfectamente podría abastecer un poblado pequeño de energía eléctrica. Rúnfola tuvo la oportunidad de conocer dicha experiencia centroamericana. En otros países existen diseños a gran escala para espacios urbanos donde recogen lo que llaman “purines”, el estiércol de las granjas y lo trasladan a grandes plantas para producir energía. 

El conocimiento es poder: sepamos cómo funciona

El estiércol más eficiente es el porcino, es el que produce mayor cantidad de gas metano para la combustión. La temperatura debe ser de un mínimo de 20°C para favorecer la fermentación. Igualmente, “…la inoculación es muy importante. Se puede colocar en un tanque cerrado materia orgánica; ella va a generar el proceso de fermentación, mas ahí no va a haber biogás, porque no están las bacterias”. El rendimiento del estiércol de vaca con inoculación bacteriológica es de 0.25 por mt3 de estructura; el de cerdo rinde más: 0.38 mts3 de gas por mt3 de estructura y son combinables. Es un proceso biológico que involucra el “ciclo de krebs”, y todo induce a la generación del (CH4) y (C2O).

Existen variantes en los tipos de tecnología. El sistema continuo o chino es ideal para la granjas donde hay sustrato de efluentes líquidos, ya que en el lavado de las vaqueras, cochineras o polleras se saca el sustrato. Ese líquido mezclado con un 10% de sodio, entra en una cámara de carga y allí ocurre el proceso de fermentación. Ocurre una presión por “flujo pistón” y llega a la cámara de ebullición. Cuando hay gas allí, el líquido llega hasta cierto nivel de rebose que es determinado por el equipo técnico. La altura del rebose es la presión general que el biodigestor produce, se suelta el gas por medio de una válvula y el líquido baja. Cuando el reactor está permanentemente produciendo biogás, tenemos un líquido ya procesado, que si se logra pasar a un tanque se puede usar perfectamente como abono. Este sistema puede estar en funcionamiento las 24 horas del día, generalmente se le dan 5 días de retención hidráulica. 

El rendimiento en cristiano: una hornilla de gas consume 0.40 mts3 por hora. Para 6 horas se requieren 2.4 mts3, si lo multiplicamos por 5 días de retención hidráulica, eso nos da un reactor de entre 10 y 12 mts3 para producir alrededor de 2.4–2.5 mts3 diarios de gas.

El rendimiento del sistema es mejorable. De hecho, ya hay tecnologías que han logrado darle menor retención hidráulica para aumentar la eficiencia de emisión de biogás, bien sea a través de sistemas electrificados, leche fluorizada e involucrando elementos electromecánicos, apunta Rúnfola. 

Una inversión donde nadie pierde

Apostar por la tecnología de la biomasa para la producción alternativa de energía y el control de los efluentes, parece ser un negocio redondo, nadie pierde, todo se recupera y la que más sale ganando es la Madre Tierra, quien debería ser nuestra principal preocupación. 

Para la aplicación local e inmediata de esta tecnología, fincas y granjas agropecuarias parecen ser nuestra mejor opción. Por un lado, los desechos que allí se producen son los que pueden alcanzar los niveles de gas metano (CH4) indispensables para favorecer la combustión. Además, las fincas requieren de sistemas de tratamiento de los efluentes por exigencia sanitaria:

Un detalle interesante de estos sistemas es que logra sanear a muy bajo costo los efluentes. Los indicadores del sistema de tratamiento bajan: la demanda química de O2, demanda biológica de O2 y el O2 en suelo, logran 80% sin mayor inversión de dinero.

Después de completado el proceso de extracción de biogás, lo que queda en los contenedores es un excelente abono para el cultivo. 

Para muestra un reactor

Este hombre de ingenio y trabajo nos avasalló con experiencias funcionales de biodigestores en el país. Vamos a enumerar algunas y en una próxima entrega estaremos comentando más detalles sobre proyectos en marcha para actualización y recuperación: 

• Asociación de Ganaderos de la zona alta, Mérida. 

• Finca del señor Aldo Dávila en Chiguará, Mérida. Sistema continuo para el lavado de las vaqueras.

• El Vigía, Mérida, km 49, conjuntamente con Agenda Plátano; biodigestor de porcino alimenta con gas a 5 viviendas. 

• Bailadores, Mérida, en la Escuela de Fe y Alegría, se utilizó el biogás para pasteurizar leche.

• Escuela Granja San Jacinto, Mérida. Dos biodigestores que se están recuperando en trabajo cooperativo con FUNDELEC. 

• Base Naval de Turiamo, edo. Aragua. 

• Los Teques, Miranda. Para uso industrial poseen dos reactores en los que procesan todos los efluentes del matadero de aves; producen 100mts3 de gas que se utiliza para alimentar una caldera. El sistema logra canalizar las aguas de manera limpia al río Tuy. 

• Hacienda La Victoria, vía Tovar, edo. Mérida. 

• La ULA cuenta con varios biodigestores para proyectos pilotos en el trabajo con tesistas de diseño industrial e ingeniería. 

Trascendiendo la desidia ideológica

José Rúnfola y otra gran cantidad de soñadores han venido trabajando en este tipo de tecnología en Venezuela desde los años 80 del siglo pasado: “…por la bonanza petrolera que teníamos, esto no tenía mucha atención, se difundía más como alternativa de saneamiento ambiental, que como alternativa energética. La situación cambió y es la oportunidad de apelar a estas tecnologías como complementarias para producir, incluso, electricidad a través de pilas de combustible”. 

El salto hacia la producción de biogás para espacios urbanos es posible, si nos quitamos de encima ese guayabo anticipado en el que hemos permanecido por pensar que aquí las cosas no son buenas, ni bonitas, ni eficientes, ni limpias, antes de tan siquiera intentarlo. Únicamente depende de nosotros, de nosotras. No hay ningún ente sobrenatural que haga que aquí no se pueda recolectar la basura seleccionada. 

Las bacterias: ¿un misterio? 

Rúnfola señala que hay distintos tipos de bacterias, algunas muy específicas. “Hay que seguir investigando, hay que seguir mejorando, aquí hay mucha tela que cortar”, apunta constantemente. Nos relata una anécdota con un profesor de la Universidad de la Florida, quien vino a desarrollar un proyecto de biodigestor para sólidos y el sistema se paraba si no se le inoculaban las bacterias específicas. Cuando se le solicitaron las mismas, este respondió: “Es que las bacterias ya no son mías, están patentadas por la universidad; y entonces había que importarlas para que el sistema funcionara”. Sobran los comentarios ante soberano disparate. 

¿Puede tener un atractivo más este sistema en términos de reutilización, economía y ecología? Para comenzar a rebasar las barreras del “aquí no se puede eso”, lo mínimo que debemos hacer, sabiendo lo que ocurre en los vertederos, es separar los desechos en nuestros hogares. Con todo mezclado, poco o nada se puede aprovechar. El ímpetu de trabajo de este innovador es notable. Seguramente, si usted tiene una granja, una finca y desea aplicar este beneficioso sistema, el profesor Rúnfola y el equipo de investigación pueden asesorarle. 

Para un paso más allá, tomemos clases con Yulimar Rojas, demos ese salto y vamos a por los rellenos sanitarios urbanos diseñados para la extracción de biogás y matemos dos desechos de una sola inventiva. 

José Roberto Duque