La digestión Anaerobia: funcionamiento, etapas y condiciones
La digestión anaerobia consiste en la degradación biológica de la materia orgánica presente en los residuos y subproductos en ausencia de oxígeno.
A lo largo de este proceso, van interviniendo grupos heterogéneos de microorganismos que realizan dos funciones. Por un lado, transforman la fracción mas degradable de la materia orgánica en biogás y por otro lado, los compuestos de más difícil digestión, se transforman en digestato (biofertiliazante).
Etapas de la digestión anaerobia
La digestión anaerobia pasa por diferentes etapas antes de lograr una degradación biológica de la materia orgánica.
Estas etapas se diferencian por los procesos que se llevan a cabo para degradar el sustrato, produciéndose una serie de reacciones bioquímicas que convierten la materia orgánica en biogás.
Para optimizar el tratamiento y valorización de los subproductos orgánicos, se identifican cinco grandes poblaciones bacterianas, las cuales actúan catalizando tres procesos consecutivos: la hidrólisis, la acidogénesis y la metanogénesis.
Estos tres procesos constituyen a su vez cuatro etapas: hidrolítica, acidogénica, acetogénica y metanogénica.
- Etapa hidrólisis
La hidrólisis tiene lugar en un depósito llamado hidrolizador. Este depósito proporciona condiciones óptimas para favorecer el máximo crecimiento de las bacterias hidrolíticas. De esta manera permitie la transformación de polímeros de cadena larga (grasas, proteínas y carbohidratos) en polímeros más simples como azúcares simples, aminoácidos y ácidos grasos.
- Etapa acidogénica
Los compuestos solubles resultantes de la etapa anterior van a ser transformados por la acción de microorganismos y bacterias fermentativas a través de un proceso de fermentación. Como resultado se obtiene ácido acético (CH3-COOH), hidrógeno (H2) y dióxido de carbono (CO2) principalmente, y en menor cantidad: alcoholes, ácidos grasos volátiles (ácidos grasos de cadena corta además del ácido acético) y ácidos orgánicos.
- Etapa acetogénica
Los compuestos intermedios resultantes de la etapa acidogénica son transformados por las bacterias acetogénicas, obteniéndose como principales productos hidrógeno, dióxido de carbono y ácido acético.
- Etapa metanogénica
Con la presencia del ácido acético, hidrógeno y dióxido de carbono aparecen en el medio los microorganismos responsables de la metanogénesis o formación del metano. Se distinguen dos tipos principales de microorganismos: los que van a degradar el ácido acético produciendo metano y dióxido de carbono, y los que a partir del hidrógeno y dióxido de carbono resultantes de etapas anteriores van a generar metano y agua.
Condiciones de la digestión anaerobia
Para que tengan lugar estas cuatro fases y por tanto la digestión anaerobia en unas condiciones óptimas se deben controlar las condiciones de la mezcla en todos los equipos y etapas durante las cuatro fases del proceso.
Algunas de las condiciones más importantes para tener en cuenta de la materia dentro del digestor y que deben estar controladas son:
- Temperatura
Es importante mantener una temperatura constante dentro del rango que se desee. En los digestores, ocurren las fases principales de la digestión anaerobia por medio de un proceso mesófilo a aproximadamente 38 ºC.
- pH
Normalmente en el proceso se debe mantener el pH entre 7 y 8.
- Homogeneidad
El fango contenido dentro del proceso de digestión debe ser continuamente mezclado, tratando de garantizar que no se deposite fango en las paredes del digestor, y consiguiendo una mezcla lo más homogénea posible.
- Presión
Es importante vigilar y revisar la presión dentro del digestor ya que si esta es elevada será un indicativo de que la carga del digestor es excesiva, o que la digestión no está siendo la adecuada.
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