Explorar
Comunidades en español
Anunciar en Engormix

Evaluación de un biodigestor de flujo semi continuo con purines de lechería en el sur de chile

Publicado: 16 de abril de 2021
Por: Francisco Salazar S., Alejandra Jiménez G., Marion Rodríguez C., Josué Martínez-Lagos. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA Remehue, Casilla 24-0, Osorno, Chile.
INTRODUCCIÓN
Los purines bovinos son los principales residuos generados a nivel predial en sistemas de producción de leche. Dado su contenido de nutrientes y materia orgánica, éstos presentan un alto potencial para ser reciclados y reutilizados, siendo una alternativa su uso como sustrato para la producción de biogás en la digestión anaeróbica (Flotats et al., 2001). A nivel internacional, esta alternativa de tratamiento ha sido aplicada en distintos sistemas de producción ganadera y escala predial. En Chile existe interés por la implementación de esta tecnología, sin embargo, existen pocos estudios con evaluaciones de la digestión anaeróbica en sistemas de producción de leche, especialmente bajo sistemas pastoriles. El objetivo de este estudio fue evaluar el funcionamiento de un biodigestor con purines bovinos lecheros bajo las condiciones climáticas del sur de Chile.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizó la evaluación y monitoreo del biodigestor ubicado en la lechería del Centro Regional de Investigación Remehue, Osorno, Chile (40° 31°S, 73°03´W), perteneciente al Instituto de Investigaciones Agropecuarias INIA, durante los años 2018 y 2019. El biodigestor piloto, construido en PVC, con una capacidad de sustrato de 8 m3 , dispuesto dentro un domo geodésico (tipo invernadero), fue alimentado bajo un sistema de flujo semi continuo. Para la alimentación del biodigestor, realizada en forma manual, se recolectaron heces y orina de vacas lecheras desde el patio de espera de la sala de ordeña, con el objetivo de formar una mezcla estandarizada con una proporción heces+orina: agua (1:1), la cual fue posteriormente tamizada (0,5 mm) para obtener una fase líquida y una fase sólida. La fracción líquida tamizada se utilizó para alimentar el biodigestor 3 veces por semana, con un tiempo de retención hidráulica de 28 días. Se realizaron distintas evaluaciones para analizar la calidad y evolución del afluente líquido del digestor y efluente (digestato). Se monitoreó pH y temperatura del biodigestor, temperatura interna del domo geodésico y temperatura ambiental, esta última mediante el registro en estación meteorológica automática ubicada a 1,7 km. Se realizó análisis de alcalinidad total y demanda química de oxígeno (Hach 8000). La caracterización de sólidos totales (ST), sólidos volátiles (SV) y macronutrientes se realizó en el Laboratorio de Nutrición Animal y Medio Ambiente de INIA Remehue. La producción de biogás fue cuantificada utilizando un medidor de gas (RITTER® ), y analizada mediante cromatografía de gases con detector TCD, en el laboratorio BIOREN de la Universidad de La Frontera.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El estudio permitió evaluar el uso de un biodigestor piloto para su utilización con purines de vacas lecheras, permitiendo generar biogás y un efluente que puede ser reciclado en suelos agrícolas. Las condiciones climáticas del Sur de Chile, en especial la temperatura, impactan negativamente en el proceso de digestión anaeróbica, permaneciendo bajo condiciones psicrofílicas con un promedio anual de 17,1°C (10,9 °C a 23,6°C). En el cuadro 1 se expresan los parámetros de monitoreo del biodigestor, los cuales indicaron que la temperatura del afluente de entrada siempre fue más baja que la mantenida al interior del biodigestor, lo cual se explica por el sistema de aislación usado para la membrana de PVC que contiene el sustrato a digerir. El afluente presentó un pH= 8,1 y el efluente un pH= 6,9. Los sólidos totales presentes en el afluente y efluente promediaron 1,37% y 0,27%, respectivamente, en donde la tasa de eliminación de sólidos volátiles (SV) y demanda química de oxígeno (DQO) obtenida después del proceso de digestión fue del 57,6% y 87,9%, respectivamente. La alcalinidad total fue en promedio 1.610 mg CaCO3/L y 1.447 mg CaCO3/L, lo que indica una alta capacidad buffer para el afluente y efluente. En cuanto al contenido de nutrientes, se observó una disminución durante el proceso de digestión para N total, P, K, Ca, Mg y Na, a excepción del N-NH3, el cual se mantuvo constante. La producción de biogás fue de 0,33 m3/Kg SV añadidos, equivalente a 2,73 m3 biogás/m3 de purín ingresado. La concentración de metano del biogás fue de 61,4%, encontrándose dentro de los valores observados para este tipo de sustrato. Los valores de producción de biogás obtenido en esta evaluación fueron bajos comparados con otros residuos orgánicos como purines de cerdo (Flotats et al., 2001) o purines bovinos más concentrados (Browne et al., 2014), lo que puede ser explicado por el bajo potencial de producción de biogás del purín lechero y las temperaturas sub óptimas registradas durante el periodo de funcionamiento.
CONCLUSIONES
La evaluación del funcionamiento del biodigestor experimental, permitió constatar la factibilidad de producción de biogás a partir de purines de vacas lecheras bajo las condiciones ambientales del Sur de Chile. Sin embargo, las tasas de producción de biogás fueron bajas, lo que pudiera estar asociado principalmente a la baja carga orgánica (sólidos volátiles disueltos) y temperatura, requiriéndose por ende mejoras en los sistemas de tratamiento anaeróbicos para aumentar su eficiencia y costo-beneficio al implementar esta tecnología.
SOCHIPA - EVALUACIÓN DE UN BIODIGESTOR DE FLUJO SEMI CONTINUO CON PURINES DE LECHERIA EN EL SUR DE CHILE - Image 1

BROWNE, J., G. STEPHEN., J. FROST. 2014. The effects of storage time and temperature on biogas production from dairy cow slurry. Journal Biosystems Engineering, 129: 48-56.

FLOTATS, X., E. CAMPOS, J. PALATSI, X. BONMATÍ. 2001. Digestión anaerobia de purines de cerdo y codigestión con residuos de la industria alimentaria. Porci; Monografías de actualidad, 65: 51- 65.

Temas relacionados
Autores:
Francisco Salazar
INIA Chile - Instituto de Investigaciones Agropecuarias
Seguir
Únete para poder comentar.
Una vez que te unas a Engormix, podrás participar en todos los contenidos y foros.
* Dato obligatorio
¿Quieres comentar sobre otro tema? Crea una nueva publicación para dialogar con expertos de la comunidad.
Crear una publicación
Súmate a Engormix y forma parte de la red social agropecuaria más grande del mundo.
Iniciar sesiónRegistrate