Grupo/UCT: GEAQB
Directora: BENEDETTI, PATRICIA MARÍACo-Director: Campaña Horacio Domingo
Fecha de Inicio: 01/04/2023 Fecha de Finalización: 31/3/2026
Tipo de proyecto: PID equipos consolidados sin incentivos
Integrantes del Proyecto
TECNICO DE APOYO: Airasca Ariel
INVESTIGADORES FORMADOS: Bidegain Maximiliano; Hernandez Alicia; Uribe Echeverria Milena; Fiotto Sebastián
INVESTIGADOR ESTUDIANTE: Del Dago Mauro
BECARIO ALUMNO – UTN SAE: Altamiranda Pablo
BECARIA POSGRADO – DOCTORAL EN EL PAIS: Monserrat Victoria
La rápida expansión industrial y el crecimiento de la población de las últimas décadas genera problemas ambientales como la contaminación por residuos agroindustriales y la contaminación del agua. Esta creciente degradación ambiental, sumada al lento crecimiento económico mundial y a las desigualdades sociales, llevó a la Organización de las Naciones Unidas a declarar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) con el fin de enfrentar estos desafíos sin precedentes para la comunidad internacional (Cepal, 2018). En el marco de estos objetivos se ha vuelto imperativo encontrar fuentes de energía alternativas en este siglo, como también resolver demandas energéticas debido a los posibles riesgos ambientales y alto costo del tratamiento de estos residuos. Dentro de las alternativas de fuentes de energía renovables, la energía procedente de residuos orgánicos (biomasa) tiene un enorme potencial, recuperando valor energético y valor agronómico, para resolver las limitaciones ambientales.
La digestión anaeróbica se constituye en una alternativa factible para el saneamiento ambiental y la producción de energía renovable. Desde el punto de vista del proceso la digestión anaeróbica puede ser de una etapa o de dos etapas, siendo esta última más eficiente ya que permite generar energía tanto en forma de biohidrógeno como de biometano.
Sin embargo, los procesos de hidrólisis de biomasa lignocelulósica en particular, y residuos agroindustriales en general, constituyen una etapa limitante de la velocidad de las reacciones bioquímicas involucradas, de tal modo que es necesario investigar modos de pretratamiento para mejorar la biodegradabilidad del sustrato, acelerando y optimizando los procesos biológicos.
Además, cuando algunos desechos fácilmente acidificables, como los residuos de animales de cría intensiva, cultivo de hongos, desechos de la industria alimentaria, etc., se utilizan como sustrato para producir biohidrógeno y biometano, a menudo se produce una acumulación de ácidos grasos volátiles, lo que provoca inestabilidad en el proceso.
En este proyecto se evaluarán las funciones principales de materiales alcalinos en el pretratamiento de un sustrato particular, la biomasa residual del cultivo de hongos comestibles, para obtener una alta biodegradabilidad en la etapa inicial del proceso de codigestión anaeróbica con estiércol vacuno (fermentación oscura). El volumen y calidad del biohidrógeno obtenido se utilizará como indicador del mejor pretratamiento.
También se evaluará cual es la mejor relación entre los dos sustratos para maximizar la producción de biohidrógeno. El gas obtenido se purificará y se evaluará su uso para la generación de energía eléctrica en una celda de combustible experimental de hidrógeno que se dispone en la FRBB.
Los parámetros a medir serán pH, Ce, alcalinidad, volumen y calidad de gases producidos, actividades de distintas enzimas, ácidos grasos volátiles (AGV) y materia orgánica (MO) total, fraccionamiento de la materia orgánica, fosfatos, nitrógeno total (NTK), DQO (total y soluble), sólidos totales, y sólidos volátiles.
La formación de hidrógeno es acompañada con la generación de ácidos grasos volátiles (AGV). La distribución que se obtendrá de éstos depende de las condiciones en las que transcurre el proceso y de los microorganismos involucrados. En este proyecto también se hará un análisis y evaluación de la composición de los AGV producidos en la fase líquida, por medio de cromatografía gaseosa como indicador de la evolución de la producción de hidrógeno.
Como los AGV son compuestos precursores de la metanogénesis, para hacer un tratamiento integral de los residuos, en futuros ensayos, se propone completar el sistema de fermentación con una segunda etapa, en un reactor separado, donde se llevará a cabo la metanogénesis del líquido remanente para alcanzar su estabilización química y producir metano (Gómez et al., 2006).