Por la disponibilidad de viruta y aserrín que existe en los aserraderos y carpinterías del Chaco, un grupo de investigadores de la Facultad de Ingeniería de la UNNE realizan un estudio para determinar la cantidad de gas metano que se puede producir con las maderas del chaco. A través de ensayos de biodigestión realizaron diferentes análisis con especies de árboles como el algarrobo o el pino.

Pablo Martina, Emilio García Solá, Juan Corace y Raquel Aeberhard son integrantes del Departamento de Termodinámica de Ingeniería y Máquinas Térmicas y fueron los encargados de realizar el estudio, que en sus diferentes etapas lleva más de 7 años de trabajo. Intentaron determinar qué posibilidades existen de utilizar la basura forestal para producir gas. Este Departamento de Termodinámica y Máquinas Térmicas está integrado por docentes de diferentes cátedras. Y parte de este plantel de ingenieros químicos, electromecánicos, en construcciones, arquitectura y ciencias físicas decidieron atender a la demanda de formación y de investigación en lo referente a problemas energéticos vinculados al uso de fuentes alternativas. Allí se conformó el Grupo de Investigación de Energías Renovables (GIDER), el cual tiene a cargo el trabajo. INTRODUCCIÓN TEÓRICA El Departamento de Termodinámica de la Facultad de Ingeniería de la UNNE se encuentra trabajando hace ya más de siete años en la realización de ensayos de biodigestión, justamente para determinar la cantidad de gas metano que producen las especies madereras de la zona. Los científicos que trabajan allí y que encararon el emprendimiento científico, explicaron que la Región Chaqueña tiene gran cantidad de aserraderos, carpinterías, obrajes, bosques y otras industrias donde se produce gran cantidad de virutas y aserrines. Estos elementos son considerados “basura forestal” y no tienen un uso específico. “La idea de esta investigación es tratar de determinar específicamente cuanto biogás producen las especies más importantes”, aseguran los profesionales en el trabajo. En una primera etapa se determinó la cantidad de biogás que produce la digestión de la madera de pino, y en la segunda etapa, más actual, se trata de determinar el mismo valor para el algarrobo. ALGARROBO El Algarrobo Chaqueño negro (Prosopis Nigra) es la especie maderable por excelencia de la región chaqueña. Como consecuencia de su manufactura e industrialización quedan en los aserraderos, carpinterías y obrajes, montañas de virutas y aserrines cuya acumulación entraña peligros e inconvenientes, sostienen los investigadores en un reporte de su trabajo al que accedió Ciencia y Técnica. Y detallan estos potenciales peligros o problemas: riesgo de incendio, contaminación del aire y proliferación de alimañas. “Actualmente estos desechos se queman o entierran o se dejan de lado. Todos estos residuos se podrán colocar en un biorreactor y generar una cantidad de biogás que se puede usar para calefacción, cocción o fuerza motriz, y todo con una materia prima que de otra manera se tiraría”, remarcan. Y allí comienza la investigación. TRABAJO Más allá de estas cualidades que se pueden extraer a través del birreactor ya mencionadas y sólo utilizando la basura forestal, los científicos hacen una salvedad: “el rendimiento de la producción de biogás es muy bajo, ya que de todo la materia orgánica, la madera es la que menos produce biogás”. Pero aún así siguen adelante. “El bajo rendimiento del biogás de madera se compensa debido a que la existencia de los desechos es altísima y gratuita”, dicen. DIGESTIÓN ANAERÓBICA Martina y los demás investigadores del Departamento de Termodinámica, explican que “la digestión anaeróbica se lleva a cabo mejor y con mayor velocidad cuando la relación entre las cantidades de carbono y de nitrógeno de las materias primas suministradas a las bacterias guarda cierta proporción”. Y mencionan que la razón de carbono a nitrógeno (C/N) representa la proporción de estos 2 elementos. La razón C/N de 30 permitirá que la digestión se lleve a cabo a un ritmo óptimo. Pero también ejemplifican que “en el caso de cargarse el digestor con aserrín, la relación C/N es muy elevada (de 200 a 300), por lo que hay que aportar nitrógeno de alguna manera”. PROCESO “En nuestro caso resolvimos este problema agregando abundante materia orgánica rica en nitrógeno: orina y heces.”, explican y agregan que “para la determinación de la masa de gas producido se utilizó una ecuación”. Utilizaron un reactor usado en ensayos anteriores de Martina. Este tiene 88 litros, aislación térmica, carga única y serpentina de calefacción interna, con el agregado de un mecanismo contador de horas para determinar la cantidad de energía entregada al agua de calefacción circulante por la serpentina interna. El sistema de calefacción por calentamiento de agua también estuvo equipado de un termostato de corte a 65ºC, que impedía que el agua llegue a hervir en el recipiente de calentamiento, de tal manera que luego de las pérdidas térmicas en el circuito de llegada hasta el biorreactor, en el interior de éste la temperatura se mantuviera entre 25ºC y 35ºC, rango adecuado para las bacterias termofílicas. También se montó un presostato que interrumpía el suministro eléctrico ante la falta de agua. El equipo tenía una vista del reloj contador de horas, del termostato y del presostato, equipos que sirvieron para automatizar el funcionamiento del sistema de calefacción del biorreactor. DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO DE LA ÚLTIMA ETAPA Cuando se trabajó con algarrobo, se describieron los resultados del undécimo ensayo de biodigestión realizado en el Departamento de Termodinámica, que duró desde el 14 de junio de 2006 (cerrado de la boca de carga) hasta el 1 de noviembre de 2006 (apertura de la boca de carga y vaciado), o sea 140 días en total. En ese ensayo se cargó el biodigestor con 5,4 kilogramos de aserrín de algarrobo fino y tamizado, de color pardo y sin deslignificar. Como materia inoculante de bacterias digestivas y para lograr una mejora en la relación Carbono/Nitrogeno, ya que la madera tiene mucho carbono y poco nitrógeno, o sea una relación C/N muy alta, se colocaron 4 litros de orina y 1,150 kilogramos de heces. Todo esto se mezcló con 60 litros de agua, de tal manera que aproximadamente el 70 por ciento del biodigestor estaba ocupado con líquidos, y el restante 30 por ciento era aire. Al cerrarse el digestor se sacudió el recipiente para producir una buena mezcla de los componentes, y esta operación se repitió en forma regular a lo largo de toda la duración del ensayo para evitar la estratificación de lodos y la formación de una costra espumosa que impida al biogás ascender hacia la parte superior del recipiente. El sistema comenzó a levantar presión (producir gas) recién a los 19 días después de cerrado. RESULTADOS Los parámetros medidos periódicamente demostraron, mediante otros procesos, que la producción de biogás para el algarrobo es menor que el del pino. Según los científicos, esto se debería probablemente a la mayor cantidad de aceites en la madera del pino y a la mayor cantidad de lignina de la madera de algarrobo, que es una madera más dura que la del pino. La composición del biogás generado se midió de la misma forma que en etapas anteriores. Y a lo largo de todo el ensayo el contenido de metano fue del 65 por ciento al 75 por ciento. Y aunque las dos primeras extracciones de gas no produjeron llama, debido al alto contenido de nitrógeno (aire) inicial, ya en la tercera extracción de gas, aproximadamente a los 44 días de iniciado el ensayo, la llama producida era notoria con un poder calorífico similar al calculado en trabajos anteriores como el realizado con el pino. (*) Martina, Pablo, García Solá, Emilio; Corace, Juan J., Aeberhard, Raquel. Grupo de Investigación en Energías Renovables (GIDER) – Departamento de Termodinámica. Facultad de Ingeniería – UNNE. Correo electrónico: pablo@ing.unne.edu.ar