Compostaje y Biometanización: Procesos Clave para la Valorización de Residuos Orgánicos

Compostaje: Un Proceso Natural Acelerado

El compostaje es un proceso controlado y acelerado de descomposición de la materia orgánica presente en los residuos. Este proceso puede ser tanto aeróbico, dando lugar a un producto estable conocido como compost. El compost se compone de restos orgánicos, microorganismos, oxígeno y gases.

El compostaje, según el proceso biológico aeróbico, se desarrolla mediante la actuación de los microorganismos en la materia biodegradable, permitiendo que se convierta en un abono excelente para la agricultura. El compost es un nutriente para el suelo que mejora su estructura y ayuda a disminuir la erosión y a la absorción de agua.

Factores Clave en el Compostaje

• Temperatura
• Humedad
• pH
• Oxígeno
• Población microbiana
• Relación C/N equilibrada

Etapas del Compostaje Aeróbico según la Temperatura

• Mesofílico: La masa vegetal está a temperatura ambiente y los microorganismos mesofílicos se multiplican rápidamente, lo que provoca un aumento de la temperatura.
• Termofílico: Se alcanzan temperaturas superiores a 40°C, transformando el nitrógeno en amoniaco.
• Enfriamiento: La temperatura disminuye por debajo de 60°C, reaparecen los hongos termófilos y, al bajar a los 40°C, los mesófilos reinician su actividad.
• Maduración: Periodo que requiere meses a temperatura ambiente, produciéndose la condensación y polimerización de hongos.

Biometanización: Producción de Biogás y Abono

La biometanización es un proceso anaeróbico de descomposición de la materia orgánica mediante el cual se obtiene una fracción gaseosa llamada biogás. Este biogás puede ser utilizado para la producción de electricidad, calor y electricidad combinadas, o como combustible para vehículos. Además, se obtiene un material digerido, generalmente un sólido de consistencia pastosa, con un contenido elevado de nutrientes para las plantas.

Este material digerido puede utilizarse como fertilizante o acondicionador de suelos (compost), siempre y cuando el contenido de metales pesados y nitrógeno lo permitan.

Digestión Anaeróbica: Proceso Detallado

La digestión anaeróbica es un proceso al que se someten los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) para obtener biogás y compost. Esta degradación implica la actuación en serie de determinadas familias de bacterias:

• Fase hidrolítica: Fase principal, ya que es imprescindible que la materia orgánica se encuentre disuelta para que las bacterias puedan actuar.
• Fase acidogénica: Los microorganismos reducen la materia orgánica a ácidos orgánicos y alcoholes.
• Fase acetogénica: Las moléculas se convierten en ácidos simples, siendo el ácido acético el más importante.
• Fase metanogénica: Es la única fase estrictamente anaeróbica, en la que las bacterias convierten el ácido acético en metano y CO₂.

Etapas en una Planta de Biometanización

1. Clasificación: Selección de los residuos, clasificándolos para reciclarlos, producir energía y el resto se destina a vertedero.
2. Mezcla: La fracción orgánica que pasa los filtros se mezcla con agua y arena, preparándose como un caldo que se vierte en depósitos enterrados para su maceración.
3. Biometanización: En unas horas se inicia el proceso de producción de metano, que incluye varias fases en las que intervienen microorganismos diferentes que actúan en condiciones cambiantes. El proceso inicial es aeróbico, aunque la producción de metano se realiza en condiciones estrictamente anaeróbicas.
4. Almacenamiento: En aproximadamente 17 días, el biogás producido puede ser almacenado.
5. Generación de gases: Mediante motogeneradores, se quema el gas para obtener energía eléctrica.

Componentes de una Planta de Biometanización

• Nave de carga: La materia orgánica se acondiciona, seleccionando y añadiendo material estructurante.
• Digestores: La mezcla se inocula en los digestores, donde tiene lugar la digestión anaeróbica o biometanización. Este proceso consiste en una fermentación anaeróbica de la materia orgánica, en ausencia de oxígeno, por vía seca (menor consumo de agua) y en condiciones termófilas (55ºC), desarrollándose durante 21 días.
• Nave de prensas: El producto digerido se deshidrata para favorecer la maduración del compost.
• Zona de control: Se realiza un control automático y permanente de las condiciones fisicoquímicas del proceso para asegurar una óptima producción de biogás.