Juana Fernández-Rodríguez.

Profesora Titular-Departamento Tecnologías del Medio Ambiente-IVAGRO-Universidad de Cádiz.
Universidad de Cádiz. 

Montserrat Pérez García.

Catedrática en el Área de Tecnologías del Medio Ambiente.
Universidad de Cádiz. 

La codigestión anaeróbica de residuos del sector cárnico y otras industrias agroalimentarias es una estrategia prometedora para la producción de biohidrógeno.

Energía a partir de residuos de matadero

El incremento de la población mundial ha provocado un aumento de la producción de carne. Y eso, a gran escala, contribuye de manera importante al cambio climático a nivel global.

Pero ¿por qué? ¿Qué tiene que ver el consumo de carne con el medio ambiente? Para empezar, la deforestación para ampliar las áreas de pastoreo y la producción de cultivos forrajeros perjudica al medio ambiente. Además, el sistema digestivo del ganado genera emisiones de metano, un potente gas de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global mucho mayor que el dióxido de carbono.

A esto se le suma la generación de residuos derivados del sector cárnico, compuestos principalmente por grasas animales, sangre, restos de órganos y aguas de lavado de las instalaciones.

El vertido de estos residuos en corrientes naturales de agua puede contaminar las aguas superficiales y subterráneas con nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, lo que provocaría su eutrofización (presencia de un exceso de nutrientes). Para colmo, su depósito en vertederos provoca la contaminación de los suelos y la degradación anaeróbica de estos residuos libera también metano, contribuyendo aún más al efecto invernadero.

El mecanismo para obtener biohidrógeno

Ante esta realidad, resulta evidente el valor que tendría disponer de una tecnología que disminuya el riesgo ambiental de estos residuos a la vez que recupera subproductos de valor añadido.

La naturaleza orgánica de los residuos los convierte en un sustrato ideal para que los microorganismos puedan descomponerlos en ausencia de oxígeno en un proceso conocido como digestión anaerobia, que genera como productos diferentes tipos de gases. Esta técnica se podría aplicar en los mataderos o integrar en las depuradoras.

Por otro lado, la codigestión anaerobia permite procesar varios tipos de residuos simultáneamente, optimizando la producción de biogás (rico en biohidrógeno y biometano) y mejorando la eficiencia y estabilizando el proceso.

Uno de los subproductos gaseosos generados mediante esta técnica es el biohidrógeno (hidrógeno de origen biológico), que puede usarse como fuente de energía limpia en industrias o medios de transporte, lo que reduce la dependencia de combustibles fósiles. Además, el digestato –material orgánico residual– resultante del proceso puede aplicarse como fertilizante, promoviendo una agricultura sostenible.

Por ello, la optimización de la codigestión anaerobia de los residuos de matadero para maximizar la producción de biohidrógeno se plantea como un elemento clave en la transición hacia una economía neutra en carbono.

Cómo optimizar el proceso

Sin embargo, es necesario optimizar las condiciones de operación, como el pH, la temperatura y la proporción de residuos, para maximizar la producción de hidrógeno a partir de residuos de matadero.

En un reciente estudio, aún en proceso de publicación científica, utilizamos residuos de matadero –tanto aguas de lavado como restos orgánicos de animales como sangre, vísceras, plumas y huesos, entre otros– como sustratos para generar biohidrógeno a través de la codigestión anaerobia. Se prepararon diferentes inóculos (bacterias) aclimatados a diferentes temperaturas: mesofílica (35°C), termofílica (55°C) e hipertermofílica (70°C) en reactores a escala de laboratorio.

Encontramos que los factores más influyentes en la generación de biohidrógeno fueron el pH, la temperatura y el tipo de sustrato. Así, identificamos las condiciones óptimas para maximizar la producción de hidrógeno: un pH de 6 y una temperatura de 70°C. Bajo estas condiciones, se alcanzó un rendimiento de producción de hidrógeno de 21,78 mililitros por cada gramo de sustrato procedente de los residuos orgánicos.

Nuestros resultados demuestran que la codigestión anaeróbica de residuos de matadero, y otros del sector agroalimentario, es una estrategia prometedora para la producción de biohidrógeno. Esta tecnología contribuye a la mitigación del cambio climático y a la protección de los recursos naturales, a la vez que fomenta la creación de empleos verdes y estimula el desarrollo de economías industriales más sostenibles. No obstante, su implantación es todavía limitada porque aún se están sopesando sus ventajas e inconvenientes y su instalación requiere una inversión inicial importante.

Fuente:
The Conversation

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