Aprovechamiento energético y material mediante digestión anaerobia de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos que se generan en el barrio Moravia - Medellín

Abstract

RESUMEN : Los residuos sólidos orgánicos corresponden a la fracción predominante de los residuos generados en entornos urbanos; estos pueden representar grandes problemáticas ambientales, económicas y sociales bajo modelos de gestión ineficientes, pero también, por sus características, presentan un alto potencial de aprovechamiento que logra traducirse en beneficios en diferentes en tornos, entre ellos el urbano. En este trabajo, se aplicó un modelo de aprovechamiento energético y material mediante digestión anaerobia en un contexto urbano que presenta problemas asociados a la gestión de los residuos sólidos orgánicos; para tal fin, se desarrolló el estudio en el barrio Moravia – Medellín, donde existen carencias en cuanto al manejo y aprovechamiento de este tipo de residuos acorde a las características y necesidades del barrio. En primera instancia, se llevó a cabo la identificación de los generadores potenciales de residuos sólidos orgánicos al interior del barrio, identificando 34 generadores potenciales pertenecientes en mayor porcentaje al sector comercial y en menor medida se presentan establecimientos asociados al sector institucional e industrial; el sector residencial no fue tenido en cuenta en este estudio debido a problemas asociados a la separación en la fuente de la fracción orgánica. Posteriormente, se aplicó una encuesta en los puntos identificados y con base en esta se seleccionaron los establecimientos más representativos y que presentaron condiciones óptimas para el desarrollo de las fases posteriores. Se llevó a cabo en estos establecimientos la caracterización y aforo de los residuos sólidos orgánicos generados, que en un 94% corresponden a restos de frutas, verduras y vegetales en estado fresco y en un 6% restos de comida procesada; el mayor aportante es el sector comercial. Seguidamente, se determinó en un periodo de 30 días a escala de laboratorio el Potencial Bioquímico Metanogénico (PBM) de diferentes mezclas de los residuos orgánicos generados por los tres sectores, obteniendo valores entre 920,2 ± 36 ml biogás/g SV y 1011,5 ± 64 ml biogás/g SV, con un promedio de metano entre 53% y 60%, sin diferencias estadísticamente significativas entre las mezclas. Finalmente, se implementó en el Morro de Moravia con base en los procesos desarrollados por el Grupo Interdisciplinario de Estudios Moleculares (GIEM), un sistema de digestión anaerobia a escala piloto en dos fases (sólido – líquido) y operado por etapas; este fue alimentado con los residuos orgánicos provenientes del barrio Moravia. El sistema fue monitoreado con las variables ST, SV, DQO, pH, relación AGV/Alk, producción de biogás y porcentaje de metano. Cuando se presentaron condiciones estables en la fase metanogénica, se logró llegar a una producción promedio de 950 𝐿 𝐶𝐻4𝐾𝑔 𝑆𝑉 , presentando el biogás condiciones favorables para un aprovechamiento calórico y eléctrico; sin embargo, se debe considerar el aumento de la alimentación del sistema en términos de carga orgánica, ya que de acuerdo al seguimiento de los parámetros y a la capacidad de este, puede soportar mayor carga a la alimentada en este estudio. Por otro lado, tanto el efluente obtenido de la operación del sistema como el digestato que corresponde a la fracción sólida y que fue sometido posteriormente a procesos de compostaje, fueron caracterizados a la luz de la NTC 5167, obteniendo para el efluente un producto que no cuenta con los requerimientos estipulados en la norma para ser comercializado, pero con potencial para la formulación de abonos orgánico-minerales líquidos; para el caso del compostaje, se obtuvo un producto de buena calidad que representa una fuente óptima de aprovechamiento como abono orgánico de acuerdo con lo estipulado en la norma.