Diseñan planta anaerobia para producir biogás con desechos de nopal

Ante la necesidad de diversas empresas de aprovechar los residuos de nopal que generan y convertirlos en biogás o biofertilizantes, un grupo de estudiantes de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, liderados por el doctor Carlos Alexander Lucho Constantino, realizó el diseño conceptual de una planta de digestión anaerobia a partir de datos experimentales utilizando los residuos de esta cactácea.

Los residuos de nopal representan una fuente abundante de biomasa en nuestro país, ya que existen alrededor de tres millones de hectáreas con especies nativas y cerca de 233 mil hectáreas cultivadas con nopal verdulero y forrajero. Eréndira Tonantzin Quintanar Orozco, una de las participantes en el proyecto, relató a la Agencia Informativa Conacyt que debido a la cantidad de agua y materia volátil que tiene el nopal, es un sustrato adecuado para ser empleado en biodigestores, ya que se necesita una gran cantidad de agua para que funcione este proceso biológico.

“Una de las ventajas que tiene esta planta es que casi todas las especies de nopal tienen entre 85 por ciento y 92 por ciento de agua, entonces tiene la cantidad suficiente para que se pueda utilizar la tecnología prácticamente en cualquier parte, ya sea en zonas áridas, semiáridas o en cualquier lugar”, relató.

Dr. Carlos Alexander Lucho Constantino.El equipo de investigación comenzó a trabajar en el laboratorio para caracterizar el nopal, es decir, analizar las diferentes propiedades físicas y químicas del tipo de cactácea con la finalidad de evaluar su potencial como sustrato orgánico para la producción de biogás y biofertilizante. Después de obtener todos estos datos de manera experimental en reactores a escala piloto, se utilizó el software BioDigestor-Pro v 3.5 (Grupo AquaLimpia Constructores, Argentina) que da un punto de partida para poder escalar del laboratorio al diseño de plantas más grandes. La utilización de este software facilita la simulación de biodigestores para diseñar diversas plantas de acuerdo con las necesidades de cada empresa, ya sea con base en la energía que deseen generar o la cantidad de desechos que generen.

“Hicimos varias pruebas en el laboratorio utilizando este sustrato con diferentes tratamientos: a) nopal sin ajuste de la relación carbono:nitrógeno (C:N) y b) el nopal con un pretratamiento alcalino con un ajuste de la relación C:N para mejorar la biodegradabilidad de este residuo orgánico”, explicó Lucho Constantino.

Residuos del nopal con miras empresariales

México es uno de los principales productores de nopal en el mundo y para muchas personas que cosechan esta planta los residuos que se generan constituyen una desventaja porque contribuyen a la reproducción de plagas. Empresas mexicanas como Bioceres, S.A. y Sistema de Proceso Industrial, S. de R.L. de C.V. trabajan con residuos orgánicos como el nopal para generar sistemas de producción de biofertilizantes para pequeños productores, así como empresas que estén interesadas en utilizar esta tecnología.

De acuerdo con el doctor Lucho Constantino, para poder aprovechar esos residuos y convertirlos en biofertilizantes o biogás, se puede utilizar cualquier especie de nopal porque son muy similares en su rendimiento y es una planta que crece en ambientes áridos y semiáridos, por lo que no se requiere destinar insumos adicionales ni agua para su crecimiento, ya que la capta directamente del suelo y la atmósfera.

“Si un productor me dice que solo tiene nopal de alguna especie en específico, lo que debemos hacer primero es caracterizar el sustrato para saber cuánto se debe de alimentar el sistema y bajo qué condiciones. Con eso la tecnología que diseñamos debe de funcionar en cualquier lugar”, señala Lucho Constantino en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt.

Uno de los diseños que realizaron fue para la industria minera, que debía cumplir el requisito de que por lo menos 20 por ciento de la energía que consume debe ser renovable. Se realizó la proyección para generar la cantidad de energía de mil kilowatts hora al año, con una eficiencia mayor a 70 por ciento en la producción de biogás.

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