El grupo Bioproa del Instituto de Ingeniería Química (IIQ) de la Facultad de Ingeniería trabaja desde hace largo tiempo en la investigación y aplicación de tecnologías destinadas al tratamiento de residuos y efluentes industriales con obtención de biogás para uso energético.
Algunos ejemplos de residuos líquidos y sólidos con potencial de producción de biogás son las industrias láctea, frigorífica, pesquera y de producción de etanol; los tambos y Feed Lots; los lodos de plantas de tratamiento y los residuos sólidos urbanos y residuos agrícolas.
Inicios en la investigación sobre biogás
El estudio y uso a nivel industrial o tecnológico de microorganismos para tratar efluentes comienza ligado a los procesos sanitarios de las ciudades hacia finales del siglo XIX. En el correr del siglo XX continúan perfeccionándose las técnicas de tratamiento, pero se vuelcan hacia el uso de microorganismos aerobios, debido a la abundancia energética imperante en países desarrollados, liderados por Estados Unidos.
Si bien el objetivo primario del tratamiento de un efluente es la eliminación de la materia orgánica presente, el tratamiento con microorganismos aerobios no produce energía, mientras que con microorganismos anaerobios se produce metano.
Los procesos más utilizados a nivel mundial hasta los años 70 seguían siendo los aerobios. Recién a partir de 1973, cuando se da en el mundo la primera crisis del petróleo, se dio lugar a numerosos emprendimientos de carácter científico con el objetivo de paliar la demanda energética.
Es en este marco, en Holanda se desarrolla el sistema de los reactores UASB, sigla en inglés que significa Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente de Manto de Lodos, los cuales tienen un sistema que permiten retener los microorganismos y separar los gases del líquido. A raíz de esta invención es que se un crecimiento explosivo de este tipo de reactores y sus derivados para el tratamiento de distintos líquidos cloacales o industriales. En paralelo también se empieza a dar cada vez más la digestión anaerobia de residuos sólidos, tanto industriales o agroindustriales como urbanos.
Uruguay lleva varias décadas trabajando
Nuestro país comienza a trabajar en esta área hacia finales de los 80, cuando la Facultad de Ingeniería se integra al Grupo Latinoamericano de Digestión Anaerobia. Esta agrupación que tiene mucho contacto con investigadores europeos, líderes en el desarrollo de esta tecnología.
En la actualidad se realiza un congreso mundial cada tres años sobre digestión anaerobia y otro a nivel latinoamericano. El congreso latinoamericano de 2005 fue organizado por Uruguay. “Dentro de Latinoamérica los países que tienen mayor aplicación y con grupos de investigación más importantes son México, Brasil, Chile y Uruguay.”, comentó Borzacconi.
Proceso de producción de biogásEl Dr. Iván López describe el proceso de tratamiento de efluentes con microorganismos anaerobios de manera clara y sintética, “la generación de biogás involucra diversos tipos de microorganismos que actúan en forma coordinada y van degradando las moléculas más complejas partiéndolas en “pedacitos” más chiquitos hasta que finamente nos quedamos con Metano y Anhídrido Carbónico. De estos dos productos finales el que tiene importancia energética es el Metano, que es el combustible.”
Para obtener biogás todas las operaciones tienen una serie de parámetros que deben ser atendidos. Es necesario para el proceso manejar adecuadamente las poblaciones de microorganismos, las condiciones del medio de manera que puedan desarrollarse en forma óptima, y finalmente retenerlos en el reactor. “ Lo importante no es tanto la parte física. Uno lo mira de afuera y son tanques con alguna cosa más, pero en definitiva no tienen elementos mecánicos muy sofisticados. Pero sí es importante conocer el proceso para poder dominarlo y evitar que los microorganismos lleguen a condiciones en las que se impida su trabajo o que se escapen del reactor”, explica López.
Un aspecto importante a destacar es que el sistema de tratamiento de los residuos tiene que ser adaptado según el efluente.“La captación de biogás tiene que diseñarse de distinta forma según el efluente. Hay ciertas cosas que no son muy complejas, pero hay que saber que cada efluente es distinto y hay que diseñar en función del mismo. Por ejemplo los efluentes de frigoríficos tienen grasa; entonces un efluente con grasa en un reactor anaerobio de los comunes no funciona si no tiene un mecanismo separador de la grasa.” comenta Borzacconi al respecto.
Experiencias en Industrias
El grupo del IIQ ha llevado esta tecnología a diferentes industrias en el país. Ejemplos de esto son el tratamiento de efluentes en la Maltería Oriental S.A. (MOSA) y en las industrias lácteas COLEME y CONAPROLE; el tratamiento de residuos agroindustriales en Olecar S.A. y el tratamiento de vinazas en ALUR.
Valor agregado al tratamiento de efluentes
Todos estos años de investigación se han traducido en numerosas publicaciones, experiencias y participaciones internacionales.
Además, el equipo de trabajo compuesto por los docentes Passeggi, López y Borzacconi ha patentado mejoras los sistemas de tratamiento. Las patentes Nº 29961 y Nº 31298, describen “Un sistema que incluye tanque homogeneizador, al menos dos reactores anaerobios que actúan también como unidades de flotación, un sistema de extracción del material flotado y un sedimentador externo” y “Dispositivo para extracción de flotantes” en reactores anaerobeos respectivamente.
“Nosotros lo que estamos tratando de impulsar es que haya un desarrollo de empresas nacionales. Tenemos tres empresas diferentes que están en distintos proyectos e interesadas en resolver tres problemas diferentes. Esa misma tecnología la puede venir a vender por ejemplo una empresa holandesa pero sale mucho más cara. Nosotros tratamos de desarrollar una tecnología adecuada pero con costos de acuerdo a lo que el país puede manejar”, explica Borzacconi.
Lo importante, señala López, radica “en la necesidad de conocer el proceso para poder arrancar los reactores y mantenerlos en forma controlada. Y eso a veces las empresas extranjeras no lo ofrecen, ellos venden sus equipos y después se van. Después quedan los equipos y no tienen operación.”
