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El “gas de vertedero” es una mezcla de gases producida por diferentes bacterias durante el proceso de biodegradación de la materia orgánica en condiciones anaerobias, este proceso se lleva a cabo en los rellenos sanitarios, vertederos, etc. Este gas se compone básicamente de metano y dióxido de carbono, por lo que puede ser aprovechado para la generación de energía eléctrica.

 

 

El denominado “gas de vertedero” se forma a partir de la materia orgánica presente en los residuos urbanos que al descomponerse originan gases, principalmente metano y dióxido de carbono, los cuales aportan al cambio climático en su calidad de gases de efecto invernadero. Si bien es un proceso natural que ha hecho posible la vida en la Tierra, éste se ha visto alterado por la alta concentración de estos gases que atrapan el calor, incrementando la temperatura de la superficie terrestre. Por esto, el medio ambiente se ha visto afectado, no sólo por la acumulación de basura, sino también por la contaminación atmosférica causada por la emisión de gases (especialmente dióxido de carbono) en la quema de combustibles fósiles para la obtención de energía eléctrica.

 

Figura 1: Relleno sanitario
Vertedero 1
                                                                                                                                                                                                                     Fuente: www.wt-energy.com

 

El “gas de vertedero” se compone principalmente de biogás, el cual es una mezcla de gases, compuesta por metano (entre 50 a 70%) y dióxido de carbono (entre 30 a 50%), con algunos otros componentes en menores proporciones como el nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y sulfuro de hidrógeno.

 

Generalmente se producen 350 litros de biogás por cada kilogramo de sólidos biodegradables. Sin embargo, la producción de biogás en rellenos sanitarios es muy variable. Si el contenido de metano se reduce a menos del 50%, el biogás deja de ser inflamable. El biogás es levemente más liviano que el aire, presentando una temperatura de inflamación alrededor de los 700°C; la temperatura de la llama puede alcanzar los 870°C (Colmenares & Santos, 2007).

 

Considerando que el biogás se produce en un ambiente anaerobio, se toma en cuenta el amoniaco (NH3) como fuente de nitrógeno, nutriente necesario para llevar a cabo este proceso (Meraz & Domínguez, 2015). La siguiente ecuación muestra la degradación anaerobia de una molécula de glucosa, generando CO2, CH4 y H2O como subproductos del metabolismo bacteriano (Meraz & Domínguez, 2015).

 

C6H12O6 (s) + 0,18 NH3 (g) → 2,53 CH4 (g) + 2,54 CO2 (g) + 0,42 H2O (l)+ 0,93 CH1,7O0,5N0,2 (s)

 

El valor calorífico del biogás está cerca de los 6 kWh por metro cúbico o 20 MJ/m3 (Camargo & Vélez, 2009). Este gas es explosivo (en concentraciones entre 5 – 15%) e inflamable (en concentraciones mayores al 15%) por lo que, si no se evacúa de manera adecuada, éste puede dispersarse sin control dentro del relleno sanitario, pudiendo causar incendios o explosiones.

 

Por otro lado, si el metano se dispersa en el suelo, puede provocar daños a las raíces de las plantas, impidiendo el suministro de oxígeno y aire. Este gas resulta también venenoso para los seres humanos que se ven expuestos a él durante un largo periodo. Además, como se mencionó anteriormente, es considerado un gas de invernadero de alto impacto en la atmósfera y en el clima (Colmenares & Santos, 2007).

 

Generalmente, en los rellenos sanitarios, este gas es quemado para no ser emitido directamente a la atmósfera, ya que al contener grandes cantidades de metano y dióxido de carbono, es considerado como una fuente importante de emisión de gases de efecto invernadero que aportan al cambio climático.

 

Figura 2: Chimenea para extracción y antorcha para quema de gas de vertedero
Vertedero 2
                                                                 Fuente: www.cogersa.es

 

COMPOSICIÓN DEL GAS DE VERTEDERO

 

A continuación se muestra la composición del “gas de vertedero”

Tabla 1: Composición del gas de vertedero
Vertedero 3
                           Fuente: www.miliarium.com

 

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA GENERACIÓN DE GAS DE VERTEDERO

 

Para que los residuos sólidos domésticos se degraden y puedan generar biogás se requiere de un cierto periodo de tiempo, que depende del número de organismos presentes en los residuos, la cantidad de nutrientes, el pH, el contenido de humedad, la cobertura y la compactación (Colmenares & Santos, 2007).

 

Composición de la basura: Se requiere un alto porcentaje de restos de alimentos en la basura, pues éstos se degradan con mayor rapidez que otras materias orgánicas similares como los residuos forestales, papel, cartón o cuero que tardan 10 años o más en degradarse.

 

Contenido de humedad: El contenido de humedad en un relleno puede acelerar el proceso de generación de gases considerablemente. Sin embargo, un aumento de la humedad no implica necesariamente una mayor producción de biogás.

 

Nutrientes: La presencia de excrementos humanos y de animales en los residuos incrementa la cantidad de nutrientes y microorganismos anaeróbicos, los cuales aceleran la producción de biogás en el relleno sanitario.

 

Mezcla: Al realizar una mezcla de la basura, se mejora el contacto entre los organismos anaeróbicos y su fuente alimenticia.

 

Cobertura: Es necesario que la cobertura sea periódica y sistemática para evitar que los residuos estén en contacto con el aire, dado que la producción de biogás se favorece bajo condiciones anaerobias.

 

Compactación: Al igual que la mezcla, la compactación de los residuos incrementa el contacto con los nutrientes y la humedad, además que expulsa el oxígeno presente, lo que reduce el tiempo en que se inicia la biodegradación de los residuos.

 

Temperatura: La temperatura es muy importante pues influye directamente en la actividad bacteriana y, por consiguiente, en la producción de biogás. A mayor temperatura, mayor producción de biogás.

 

Productos químicos: Los residuos industriales pueden contener ciertos compuestos químicos tóxicos, que inhiben la actividad bacteriana, lo cual reduce significativamente la producción de biogás.

 

Nota: Es importante que la degradación de la basura se produzca bajo condiciones anaeróbicas para que se genere dióxido de carbono y metano. En caso de una degradación aerobia, se genera dióxido de carbono, agua y prácticamente nada de metano.

 

Para la generación de este “gas de vertedero” se debe considerar diferentes factores que influyen en el proceso, como: la composición de la basura, el contenido de humedad, los nutrientes presentes en la basura, la mezcla de todos los residuos, la cobertura, la compactación, la temperatura y los productos químicos presentes. El “gas de vertedero” es una mezcla de gases que puede ser aprovechada de diferentes maneras, sin embargo, si es directamente emitida a la atmósfera se convierte en un factor de aporte al cambio climático considerando que se compone básicamente de metano y dióxido de carbono, los cuales son dos de los gases de efecto invernadero más importantes.

 

REFERENCIAS:

Camargo, Y., & Vélez , A. (2009). Emisiones de Biogás producidas en Rellenos Sanitarios. Universidad del Norte. Barranquilla, Colombia.

Colmenares Mayanga, W., & Santos Bonila, K. (2007). Generación y Manejo de Gases en Sitios de Disposicion Final: Ingeniería Química.

Meraz Cabrera, R. L., & Dominguez Ortiz, A. (2015). Estudio experimental a escala piloto y modelización de la producción de biogás en relleno sanitario: BVSDE. Disponible en:
http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/ciiemad/estudio.pdf

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Cecilia Jauregui Gamarra
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