Aprovechamiento de la biomasa lignocelulósica proveniente de la plaza de mercado el Potrerillo para la producción de hidrógeno verde por medio de fermentación oscura

Abstract

El incremento poblacional, que llegó a 8000 millones de personas en 2022 (Organización de las Naciones Unidas, ONU, 2022) ha generado impactos negativos al medio ambiente debido a la explotación de los servicios ecosistémicos. Por lo anterior, a nivel mundial se han planteado estrategias para prevenir y mitigar los daños causados; en la última Conferencia de las Partes (COP 28), se planteó la necesidad de eliminar progresivamente la utilización de combustibles fósiles que ocasionan el calentamiento global y por ende el cambio climático (ONU, 2023). De esta manera, se requiere buscar alternativas que remplacen el uso de este tipo de combustibles que emiten Gases Efecto Invernadero (GEI). Los residuos orgánicos, que corresponden al 44% del total de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) recolectados en el mundo, estimados en 11.200 millones de toneladas (World Bank Group, et al., 2018), son una de las alternativas que, bien aprovechadas, pueden reemplazar a los hidrocarburos y además aportan a la reducción de la cantidad de residuos que se disponen en rellenos sanitarios o vertederos a cielo abierto. En ese orden de ideas, se realizó una experimentación enfocada en la obtención de hidrógeno (H2) por medio de la fermentación oscura de los residuos orgánicos. Para ello se adecuaron 4 reactores tipo batch de 15 litros. En estos se agregó 4Kg de residuos extraídos de la plaza de mercado el potrerillo de la ciudad de San Juan de Pasto. Previamente se realizaron muestreos aleatorios para identificar los residuos de mayor preponderancia, obteniendo a la rama de cebolla larga, la cáscara de arveja, haba y frijol como aquellos con mayor presencia y a los cuales se les realizó, tras una revisión bibliográfica, la caracterización fisicoquímica. Debido a que la investigación se enfocó en evaluar el tamaño del efecto se utilizaron 3 diferentes tipos de inóculo (lodos de la laguna anaerobia de la planta de sacrificio Frigovito, Lodos de una laguna anaerobia del Parque tecnológico Ambiental Antanas (PTAA) y estiércol de cerdo). Además, fue necesario controlar el pH y la temperatura externa, pues, según Varnero (2011), son las variables más influyentes en el proceso de degradación microbiana. Para el control el pH se utilizó un agente buffer compuesto de ácido acético y bicarbonato de sodio regulándolo a valores neutros. Por otro lado, la temperatura se controló sumergiendo los reactores a una piscina e implementando termostatos y una bomba sumergible para la recirculación del agua. A los reactores también se agregó 4 litros de agua y se selló herméticamente para iniciar el proceso de generación de hidrógeno. Las mediciones de dicho gas se hicieron a través de un sensor MQ8 previamente calibrado por electrólisis. Para transmitir los valores al computador se hizo uso de un Arduino y un lenguaje de programación. Así, se tomaron 18 valores tanto de pH y temperatura interna como del hidrógeno producido y se estimó posteriormente, mediante aplicaciones de pruebas no paramétricas, que el reactor con el inóculo de Antanas produjo la mayor cantidad de hidrógeno.