Valoración del potencial de transformación de biomasa residual generada en procesos agrícolas (theobroma cacao y musa x paradisiaca) para la generación de biogás

Abstract

Colombia basa su economía en el sector agropecuario, siendo el Cacao (Theobroma cacao) uno de los principales productos de exportación, por lo cual ha aumentado la generación de biomasa residual, puesto que solo el 33% de la fruta es aprovechado, ocasionando un residuo del 67% restante que corresponde al recubrimiento de la semilla del Cacao (Campos-Vega, Nieto-Figueroa, & Oomah, 2018). Además, los agricultores poseen la estrategia de cultivar Cacao y Plátano (Musa x paradisiaca) juntos por el beneficio que se otorga, debido a que las hojas del Plátano son más grandes proporcionando sombra al cultivo del Cacao, también por la diferencia de ciclo de vida que poseen, puesto que el Plátano es de vida corta, generando ingresos rápidamente. Sin embargo, en el cultivo de Plátano solo el racimo se considera la parte aprovechable lo cual corresponde entre el 20% y el 30% de la planta, teniendo entonces que entre el 70% y 80% se considera como residuo (Zapata, 2016). El presente trabajo de investigación se realizó un proceso de digestión anaerobia como alternativa para mitigar el impacto de residuos agrícolas, dado que se busca el aprovechamiento y reincorporación de residuos, dando paso a la economía verde, además de disminuir la materia orgánica dispuesta en el relleno sanitario y, por ende, el impacto ambiental que esto ocasiona (Simkiss, 2015). Inicialmente, se sometió la biomasa residual agrícola a un pretratamiento, el cual consistió en ser triturada hasta obtener partículas de alrededor de 7 mm, posteriormente se sometió a análisis gravimétrico, con lo cual se permitió obtener los porcentajes de humedad, materia orgánica, sólidos totales, sólidos volátiles y contenido orgánico. Los resultados permitieron determinar el valor de la masa para la alimentación de los reactores. La activación de las unidades experimentales (reactores) comienza con la alimentación semicontinua (diariamente) de los reactores. Posteriormente, se evaluó el afluente (biomasa residual agrícola) a través de los parámetros de % de sólidos totales, % de sólidos volátiles, % de humedad y % materia orgánica. También, se evaluó el efluente de los reactores para los parámetros de demanda química de oxígeno, Carbono orgánico oxidable, Nitrógeno total, alcalinidad total, alcalinidad bicarbonática, ácidos grasos, acidez total, temperatura, pH, generación de biogás, producción diría de energía, tiempo de retención hidráulica, potencial energético de las cargas aplicadas, % de sólidos totales, % de sólidos volátiles, % de humedad y % materia orgánica. El proceso de digestión anaerobia se desarrolló a una temperatura de psicrofílico con temperaturas por debajo de 25 °C, donde se controló el pH, garantizando que estuviera dentro del rango de 7,8 a 7,2. Finalmente, los valores de estas propiedades fueron analizados en el programa estadístico Infostat, se realizaron pruebas de Shapiro - Wilk en donde se obtuvieron los resultados de las variables paramétricas y no paramétricas; las variables paramétricas se sometieron a la prueba T, mientras las variables no paramétricas se sometieron a la prueba Kruskal Walis. Se concluye que existe diferencias significativas de generación de biogás entre ambas biomasas residuales empleadas en esta investigación (Theobroma cacao Y Musa x paradisiaca).