Presidencia de la Nación

Plataforma de transformación de residuos: laboratorio, ensayos, potencial residual, biogás



Grupo de trabajo

Nicolás Riera, María Eugenia Beilly, Laboratorio de Transformación de Residuos, Instituto de Microbiología y Zoología Agr. (IMIZA), INTA Castelar

Sobre la tecnología

Los especialistas del Laboratorio de transformación de Residuos del INTA Castelar realizan Ensayos de Potencial Bioquímico de Metano (BMP), Ensayo de Actividad Metanógenica Específica (AME), Potencial Residual de Biogás (PBR) y Ensayo de Respirometría Aeróbica (IRE) brindando una plataforma de servicios técnicos y tecnologías para mejorar la calidad de las plantas de biogás o estudios de prefactibilidad técnica, entre otros.








Problemas o necesidades que resuelve

BMP: Este ensayo permite determinar el potencial energético de una biomasa o de una mezcla de biomasas antes de definir su tratamiento a escala real, lo cual resulta central para dimensionar reactores anaeróbicos y estimar la producción de biogás esperada. Así mismo, permite determinar la biodegradabilidad anaerobia de residuos poco caracterizados (efluentes agroindustriales, subproductos, mezclas de sustratos), estableciendo si un material es apto para codigestión. Otro uso corriente es comparar el desempeño de distintas proporciones de sustratos en procesos de codigestión, para identificar la combinación que maximiza el rendimiento metanogénico. Así mismo, detección de efectos inhibitorios o tóxicos de un sustrato o de un compuesto específico (amonio, sulfuros, metales pesados, antibióticos) sobre el desempeño del reactor. Por último, permite la validación de parámetros cinéticos, los cuales son utilizados para predecir el comportamiento de un digestor a escala mayor.

AME: Ensayo de AME, evalúa la capacidad de un inóculo (lodo de un reactor) para producir metano a partir de un sustrato fácilmente biodegradable y en exceso, generalmente acetato de sodio o una mezcla de ácidos grasos volátiles. Este ensayo, permite medir la actividad microbiológica específica, expresada en gCH₄-DQO/gSV·día.
Dentro de sus usos más corrientes este ensayo se utiliza para determinar la calidad y el estado fisiológico de un inóculo presente en un reactor en operación, lo que permite estimar su capacidad de carga y ajustar la relación sustrato/inóculo. Diagnosticar problemas de arranque o de rendimiento en digestores a escala real, verificando si la causa está en la actividad microbiana del sistema y no en el sustrato alimentado. Detectar la presencia de compuestos tóxicos en el sistema, al comparar la actividad de un lodo expuesto a esos compuestos frente a la de un control, lo que permite establecer concentraciones umbral de inhibición para un compuesto dado.

PRB: El PRB, es un ensayo similar al BMP, pero aplicado al digerido anaeróbico que sale del proceso de digestión anaeróbica. Mide la estabilidad biológica de ese material, al cuantificar el biogás residual que aún puede generar, lo cual constituye una medida indirecta del grado de tratamiento que ha recibido. Es utilizado como parámetro de estabilidad para el registro de digeridos anaeróbicos ante organismos reguladores. Además, es utilizado para ajustar el tiempo de retención hidráulica (TRH) de una planta de biogás, ya que permite determinar si conviene extenderlo para captar más energía o si ya se alcanzó un punto de rendimiento decreciente. Así mismo, puede ser utilizado para dimensionar el almacenamiento del digerido y evaluar el riesgo de emisiones fugitivas de metano durante su almacenamiento o aplicación agrícola.

IRE: Ensayos para determinar la estabilidad biológica de muestras de compost y enmiendas orgánicas, penados para plantas de compostaje y muy requerido porque este valor se encuentra dentro de la normativa 01/2019 para inscripción de compost en SENASA.

Propuesta

Ensayo de Potencial Bioquímico de Metano (BMP), se realiza en condiciones controladas de laboratorio con un equipo automatizado (AMPTSII), que determina directamente la producción de metano. Sin embargo, cuando es requerido conocer la composición específica de los gases del biogás, se utilizan reactores anaeróbicos de 600 mL (de diseño propio) en incubadora, cuantificando el biogás por método manométrico; la composición se determina por cromatografía gaseosa, análisis que se terceriza en un laboratorio externo. En ambos casos se emplea un inóculo de capacidad metanogénica conocida, a 35°C salvo que el cliente solicite otra condición. En general son ensayos que duran aproximadamente 35 a 40 días.
Durante el ensayo se monitorea la producción de metano y se la compara con los parámetros químicos iniciales (pH, ácidos grasos volátiles, demanda química de oxígeno). A partir de esos datos se estima el potencial energético por gramo de DQO o SV agregado y la biodegradabilidad del sustrato. También pueden calcularse parámetros cinéticos, útiles para el diseño de plantas de biogás o para evaluar el ingreso de nuevas corrientes de residuos al proceso de tratamiento.

La Actividad metanogénica especifica (AME): Este ensayo se realiza utilizando el mismo equipo que el BMP, con inóculo conocido a 35 grados de temperatura, pero en este caso de agrega como sustrato patrón acetato de sodio en una relación I/S de 4gSV/SV. Así mismo, la duración del mismo es de aproximadamente de 5 días. Paralelamente se realizan análisis fisicoquímicos, que complementan la información del ensayo para el informe final.

Potencial Residual de Biogás: Se determina en reactores de 600 mL de capacidad, incubados a 35°C, donde se coloca el digerido anaeróbico junto con un inóculo estable y de actividad conocida. Se registra la producción de biogás durante 28 días. Al finalizar el ensayo, se calcula el potencial de producción de biogás en base a la materia orgánica inicial del digerido ensayado. Paralelamente se realizan análisis fisicoquímicos, que complementan la información del ensayo para el informe final.

Respirometría Aeróbica: se determina la respiración de una muestra sólida, de compost o enmiendas orgánicas. Y determina indirectamente la actividad biológica que tiene la muestra.
Se entrega un informe con parámetros físico-químicos.

Mercado Potencial

Nacional, regional, internacional, países (países latinoamericanos). Estos ensayos son utilizados por empresas, industrias y/o productores que tengan una planta de biogás o reactores anaeróbicos en operación, o que necesiten realizar estudios de prefactibilidad técnica para la posible instalación de una planta de biogás. En el caso de IRE son muy requeridos para registros de muestras en SENASA y para operar plantas de compostaje industrial.

Aplicaciones y Usos

-Realizamos principalmente análisis de rutina, como nitrógeno, materia orgánica, pH, conductividad eléctrica, carbono soluble, entre otros, además de determinaciones relacionadas con la madurez y estabilidad biológica de los materiales.
-También brindamos asistencia técnica a plantas de compostaje, plantas de digestión anaeróbica y establecimientos agropecuarios, principalmente en aspectos vinculados con el manejo y valorización de residuos.

Certificación

N posee. Sin embargo, hemos participado de interlaboratorios de la Red REDBIOLAC y hemos salido aptos en estos ensayos, y también en el caso del IRE se encuentran calibrados los sensores de oxígeno.


Palabras clave

Ensayos, Potencial, Bioquímico, Metano, Metanógenica, Residual, Biogás, Respirometría, Aeróbica, Reactores, codigestión, biodegradabilidad, anaerobia, residuos, efluentes, agroindustriales, subproductos, mezclas, sustrato, BMP, PBM, SMA, AME, PBR, IRE

Contacto

Nicolás Riera, [email protected], [email protected], Instituto de Microbiología y Zoología Agr. (IMIZA), Oferta Tecnológica INTA, Coordinación Nacional de Vinculación Tecnológica y Relaciones Institucionales, Buenos Aires - Argentina

Contacto

Activar: 
0
Template: 
caritas3
Scroll hacia arriba