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Bagazo de caña con hidróxido de sodio produce más biogás

El pretratamiento químico en el que se utilizó el hidróxido de sodio aumentó en 80,5 % la producción de biogás utilizando bagazo de caña de azúcar.

Palmira, 08 de noviembre de 2017Agencia de Noticias UN-

Pretratamientos alcalinos con pH 11, 12 y 13. Fotos: María Alejandra Marín.

El bagazo de caña es un residuo de las industrias azucareras en el Valle del Cauca.

Todos los pretratamientos aumentaron la producción de biogás, pero algunos resultaron inviables.

La producción de biogás le permitiría a la industria azucarera mitigar el impacto ambiental.

Con los pretratamientos se consiguió descomponer la estructura compleja del bagazo de caña, y además producir biogás.

En Colombia se generan cerca de seis millones de toneladas de bagazo de caña de azúcar al año, un residuo de difícil degradación por medio de procesos biológicos, debido a sus estructuras tan complejas.

El estudio realizado por las ingenieras ambientales María Alejandra Marín y Xiomara Triviño, de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Palmira, evaluó dos pretratamientos que pudieran servir de alternativa para descomponer estos residuos, y además producir biogás mediante la digestión anaerobia.

Esta última hace referencia a un proceso biológico en el que los residuos son descompuestos por bacterias, en ausencia de oxígeno, dando como resultado el biogás; la digestión anaerobia aporta al aprovechamiento de residuos orgánicos, y además ayuda a reducir las emisiones del efecto invernadero.

Los pretratamientos evaluados –reportados antes en la literatura– fueron uno térmico, con dos condiciones de temperatura: 105 °C y 120 °C.

El pretratamiento químico también se evaluó con dos condiciones diferentes: alcalino, usando hidróxido de sodio –también conocido como soda cáustica– para que la mezcla llegue a niveles alcalinos o bases de pH 11, 12 y 13; y ácido, en el que se utilizó ácido clorhídrico para que la mezcla alcance pH ácidos 2, 3 y 4.

En la primera parte del proceso, las ingenieras mezclaron bagazo de caña con agua, después pusieron la mezcla en autoclave (recipiente que trabaja con un sistema cerrado de presión) y la sometieron a las dos condiciones de temperatura respectivamente, durante 60 minutos.

Después, cuando la mezcla volvió a la condición ambiente, los residuos se centrifugaron y se lavaron para trabajar solo con la parte sólida del bagazo.

El mismo proceso se hizo para las dos condiciones del pretratamiento químico: se unió el bagazo y con el ácido respectivo y se dejó la mezcla durante dos horas hasta alcanzar los pH deseados. Después se estabilizó la muestra a pH neutro, se centrifugó, se lavó y se trabajó con la fracción sólida.

La evaluación del potencial de biogás se realizó tomando dicha fracción sólida, estudiando cada pretratamiento y además haciendo un montaje de bagazo crudo. Los reactores operaron durante 40 días.

El pretratamiento más eficiente fue el químico, en condiciones óptimas de operación a pH 13, es decir alcalina. Con este se obtuvo un potencial de biogás acumulado de 401,7 ml Biogás/g SV (gramos de sólidos volátiles), que se traduce en un aumento del 80,55 % en comparación con el bagazo de caña sin pretratamiento.

Viabilidad de otros pretratamientos

“Aunque el pretratamiento alcalino resulta ser una alternativa más eficiente, es importante mencionar que todas las alternativas evaluadas producen un aumento significativo –de más del 70 %– en la producción de biogás”, explica la ingeniera Marín.

Sin embargo se ha reportado que para alcanzar altos grados de digestibilidad del bagazo se requieren temperaturas muy elevadas, lo que genera una alta demanda energética que incluso puede llegar a superar el contenido energético potencialmente aprovechable presente en este sustrato, lo que vuelve inviable los pretratamientos térmicos.

Por su parte, el pretratamiento ácido más eficiente –que fue el de pH 4– produjo un aumento del 77,16 % en comparación con el bagazo de caña sin pretratamiento. Aunque los pretratamientos químicos con condiciones ácidas son uno de los métodos más utilizados, requieren de una alta concentración de ácido para alcanzar eficiencias significativas, lo que los convierte en una alternativa tóxica, corrosiva y peligrosa.

“Todos los resultados producen un aumento significativo del potencial de biogás, pero la idea es desarrollar procesos viables desde el punto de vista técnico, económico y ambiental”, agrega la ingeniera. El biogás, por ser un combustible, se puede utilizar en cualquier equipo que funcione con gas natural, como estufas y motores.

Estos resultados representan una alternativa para que la industria azucarera mitigue el impacto ambiental y obtenga biogás como valor agregado. Actualmente las empresas utilizan estos residuos para procesos menos ambientales y más costosos, como en las calderas de su industria y para la producción de papel, que generan diversidad de impactos negativos.

El proyecto fue dirigido por la profesora Luz Stella Cadavid, de la U.N. Sede Palmira, y el Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental de la misma Sede.

(Por: Fin/TSYR/MLA/LOF
)
N.° 763

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