Análisis de factibilidad técnica y económica de la generación de biogás a partir de purines mediante biodigestores anaerobios

Abstract

Los sistemas productivos del mundo viven un desafío importante de sustentabilidad y giro hacia tecnologías más limpias. La digestión anaerobia es una tecnología que puede atenuar el impacto que producen los sistemas pecuarios en el medio, además de generar un nuevo recurso, el biogás, junto con otros beneficios ambientales, económicos y sociales. Por tales razones se desarrolló el presente trabajo, que tuvo por objetivo describir la situación actual del uso de purines para la generación de biogás mediante digestión anaeróbica, y generar modelos de biodigestores anaerobios aplicables a lecherías en Chile. En base a revisión bibliográfica y visita de experiencias, se recabaron aspectos teórico-prácticos de generación de purines lecheros; digestión anaerobia de purines con el biogás como principal producto; biodigestores anaerobios; y sobre proyectos de biodigestores anaerobios en lecherías chilenas y en un sistema de bovinos de engorda. La biodigestión anaerobia es un proceso bacteriano que logra rescatar cerca del 65% de la energía contenida en los purines, siempre que los parámetros sean manejados adecuadamente, especialmente la temperatura y el pH, además de limitantes como el sulfuro de hidrógeno, oxígeno, fibra y espuma. El principal producto de la digestión anaerobia es el biogás, el que tiene una constitución similar al gas natural. Comúnmente se establecen 4 tipos de biodigestores anaerobios: lagunas cubiertas, mezcla completa, flujo continuo y película fija. Para la elección del modelo de biodigestor se deben considerar los volúmenes de purín producidos, la cantidad de sólidos contenida y el volumen de biogás a generar. Además, los distintos modelos tienen distintas eficiencias y demandas externas de mezcla, temperatura, etc. En Chile existen alrededor de 6 plantas de biogás funcionando en base a purines, lo que denota una baja implementación nacional de estos sistemas, atribuido principalmente a: la falta de información en cuanto a los beneficios potenciales, escasos elementos de fomento, alta inversión requerida, dificultades técnicas y falta de profesionales especialistas. En base a recopilación bibliográfica y entrevistas a profesionales, se identificaron posibles beneficiarios de sistemas de digestión anaerobia de purines en relación a los volúmenes y capacidad energética de los purines producidos, y tecnologías posibles de implementar gracias a la generación del biogás, usado como sustrato energético para las lecherías. Mediante la combustión del biogás es posible generar calor, frio, energía mecánica y electricidad. La industria lechera presenta un gran potencial en este aspecto, ya que por la energía contenida y los grandes volúmenes de purines producidos, se puede suplir hasta el 100% de requerimientos energéticos como la ordeña mecánica 2 y la refrigeración de la leche. El producto más interesante del biogás es la electricidad, para la cual es necesario analizar la factibilidad de generación dadas las posibilidades de inversión, y los volúmenes de purín generados. Toda la información y experiencia sirvió como sustrato para la generación de dos modelos teóricos de biodigestores anaerobios para lecherías en Chile; uno para pequeñas lecherías y otro para lecherías de tamaño mediano, especificando sus características y requerimientos, así como los modelos de biodigestores a usar, productos generados e inversión aproximada