Los tallos de estas plantas producen 15 m3 de metano por tonelada de biomasa húmeda, lo que generaría 56 kilovatios/hora, equivalente a tener un bombillo de 100 vatios encendido durante 23 días.
La ingeniera química Diana Marcela Durán Hernández, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), evaluó el potencial energético que tendría la fracción orgánica de los residuos sólidos orgánicos (Forsu) –como los desechos domésticos de alimentos y los residuos de la cosecha de banano y plátano– para producir biogás y metano.
Para el estudio se escogieron el plátano y el banano porque se pueden plantar durante todo el año y solo producen un fruto en su vida: cuando da el racimo, se tumba la planta para sembrar otra. En Colombia, los pseudotallos (tallo de la planta) y el raquis (parte que sostiene el racimo) generan más de 23 millones de toneladas (Mt) al año, mientras la Forsu genera alrededor de 6 Mt.
Se considera que de los residuos de cosecha de banano y plátano máximo un 50 % se puede dejar en el campo para enmienda del suelo o recirculación de nutrientes, mientras alrededor del 7 % se utiliza para alimento de animales, el 5 % para fertilización, y al 38 % restante no se le da ningún uso.
Por otro lado, se busca sustituir la leña (cerca de 1.600.000 hogares en Colombia la utilizan para cocinar) en aras de disminuir el uso de combustibles fósiles, causantes de altas emisiones de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera, y para mejorar la calidad de vida de estas familias, la mayoría de las cuales sufren de enfermedades pulmonares por su exposición prolongada.
Conocer los residuos
El primer paso en la investigación fue caracterizar la biomasa (la Forsu y los residuos de cosecha de banano y plátano), pues esta se debe conocer muy bien para estimar la cantidad de biogás que producirá (potencial para producir metano o metanogénico).
Se observó la cantidad de carbohidratos, proteínas, lípidos y lignina que tenían, y también se analizaron cantidades de sólidos totales, sólidos volátiles, carbono, hidrógeno, nitrógeno y azufre.
Después de conocer los residuos se realizó un diseño experimental para conocer el potencial metanogénico y la máxima producción de biogás.
Primero se hizo en monodigestión, es decir conociendo el potencial metanogénico de la Forsu, el pseudotallo y el raquis individualmente. En una segunda etapa se realizó una codigestión anaeróbica, o sea que se evaluó el potencial de los tres residuos en conjunto.
Luego se hizo un pretratamiento para el raquis y el pseudotallo a través de una explosión con vapor, técnica que además de no emplear químicos permite una alta recuperación de azúcares.
Posteriormente, con el material pretratado se elaboró una nueva caracterización y un nuevo diseño experimental para saber cuánto aumentaba la producción de biogás y metano.
Tallos rentables
Con los resultados se realizó un análisis técnico-económico sobre la implementación de una planta de biogás que funcionara solo con pseudotallo.
Aunque la Forsu es la que tiene mayor producción de biogás, presenta la dificultad de que varía según el tiempo y el lugar. Así, el protagonismo se centró en los residuos de cosecha de banano y plátano, que ofrecieron datos prometedores.
Por un lado, generarían la energía suficiente para tener un bombillo de 100 vatios encendido durante 23 días, algo muy provechoso para quienes no tienen acceso a una red de energía eléctrica. Además, se pueden obtener 15 m3 de metano por tonelada de biomasa húmeda.
Los resultados arrojaron que un hogar necesita cerca de 2,8 kilovatios hora al día para satisfacer sus necesidades iluminación, refrigeración, ventilación, entretenimiento (un televisor), educación (un computador) y comunicación (un celular); así mismo, para la cocción requiere de 1 m3 al día.
Para lograrlo, se necesitarían cerca de 260 kilogramos de pseudotallos (que se consiguen con 2 o 3 plantas) y una extensión aproximada de 0,25 hectáreas.
La investigación fue dirigida por el profesor Mario Enrique Velásquez Lozano, de la UNAL Sede Bogotá, y fue apoyado por la doctora en Ciencias Nelly Carreras, experta del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat), de Madrid (España).
