Biogás con residuos de la bananicultura

Biogás con residuos de la bananicultura

Producción de biogás con residuos sólidos generados en la producción de bioetanol 
utilizando biomasa de la bananicultura

Resumen del Artículo 

El artículo, con el título original Biogas production from solid residues generated in bioethanol production using banana biomass, analiza la producción de biogás a partir de residuos sólidos generados en la producción de bioetanol utilizando biomasa de banano (plátano), con enfoque en la viabilidad de estos residuos para la generación de energía renovable. Santa Catarina, uno de los principales productores de banano en Brasil, genera aproximadamente 3.000 kg de pseudotallo, 650 kg de cáscaras y 350 kg de frutos rechazados por cada 1.000 kg de bananos cosechados.

El estudio cuantifica y caracteriza estos residuos, revelando que las cáscaras de banano y la vinaza (residuo de jugo fermentado) tienen un menor contenido de sólidos totales y relaciones C:N (carbono:nitrógeno) favorables, resultando en un potencial bioquímico de metano (BMP) superior (260 mL CH₄ g SV^-1) en comparación con el bagazo del pseudotallo (201 mL CH₄ g SV^-1). Sin embargo, la vinaza presenta un alto contenido de sulfuro de hidrógeno, requiriendo desulfurización para su uso seguro. Los resultados demuestran que estos residuos tienen un alto potencial de degradación, destacando su viabilidad para la generación de biogás y contribuyendo a la sostenibilidad en la agricultura.

El artículo fue publicado en el Brazilian Journal of Agricultural and Environmental Engineering, Volumen 29, Número 3, marzo de 2025.

⇒ Suscríbete a nuestro Boletín

Autores 

El artículo fue escrito por los autores:

• Gabriel R. Ribeiro - Universidad de la Región de Joinville
• Ricardo L. R. Steinmetz - Embrapa Cerdos y Aves
• Elisabeth Wisbeck - Universidad de la Región de Joinville

Puntos Clave

• Potencial de Residuos: El estudio destaca la cantidad significativa de residuos generados en la producción de banano (plátano) en Santa Catarina, incluidos pseudotallo, cáscaras y frutos rechazados.
• Caracterización de Residuos: El análisis detalla las características de los residuos, como el contenido de sólidos totales y las relaciones C:N, que influyen en la producción de biogás.
• Producción de Metano: Las cáscaras de banano y la vinaza demuestran un alto potencial para la producción de metano, con valores de 260 mL CH₄ g SV^-1 para cáscaras y 201 mL CH₄ g SV^-1 para el pseudotallo.
• Desafíos de la Vinaza: La vinaza (residuo de jugo fermentado), a pesar de su potencial, presenta altos niveles de sulfuro de hidrógeno, lo que requiere procesos de desulfurización para garantizar la seguridad en su uso.
• Sostenibilidad: El artículo resalta la importancia de utilizar estos residuos para la generación de biogás, contribuyendo a la sostenibilidad y la eficiencia energética en la agricultura.
• Relevancia Económica: La investigación sugiere que la valorización de los residuos del banano puede resultar en beneficios económicos y ambientales, promoviendo un enfoque más sostenible en la producción agrícola.

Objetivo del Artículo

El objetivo del artículo fue cuantificar y caracterizar los residuos sólidos generados en la producción de bioetanol utilizando biomasa de banano (plátano), con un enfoque en la evaluación del potencial de estos residuos para la producción de biogás y metano. El estudio busca entender cómo estos residuos, como el pseudotallo, las cáscaras de banano y la vinaza, pueden ser utilizados de manera eficiente para la generación de energía renovable, contribuyendo a la sostenibilidad en la agricultura y la valorización de los subproductos de la bananicultura.

Metodología Utilizada

La metodología utilizada en el estudio incluyó las siguientes etapas:

Recolección de Residuos: Los residuos sólidos generados durante la producción de bioetanol a partir de la biomasa de banano fueron recolectados, incluyendo el pseudotallo, las cáscaras de banano y la vinaza (residuo de jugo fermentado).

Caracterización de los Residuos: Los residuos fueron caracterizados en términos de composición química, contenido de sólidos totales y relaciones C:N (carbono:nitrógeno) para evaluar sus propiedades y adecuación para la producción de biogás.

Evaluación del Potencial de Producción de Metano (BMP): Se realizaron ensayos para medir el potencial bioquímico de metano de los diferentes residuos, utilizando métodos de digestión anaeróbica para simular las condiciones de producción de biogás, de acuerdo con la norma VDI (2006).

Análisis de la Composición del Biogás: Se analizó la composición del biogás generado para determinar las concentraciones de metano y dióxido de carbono, evaluando si cumplían con los criterios para uso energético.

Modelado de la Cinética del Biogás: Se utilizó el modelo de Gompertz para describir la cinética de producción de biogás a partir de los residuos, permitiendo un análisis cuantitativo del proceso.

Estas etapas permitieron una comprensión integral del potencial de los residuos de banano para la producción de biogás y su viabilidad como fuente de energía renovable.

Resultados Encontrados

Los resultados encontrados en el estudio incluyen:

Producción de Metano: Las cáscaras de banano y la vinaza presentaron un alto potencial para la producción de metano, con valores de 260 mL CH₄ g SV^-1 para las cáscaras y 201 mL CH₄ g SV^-1  para el pseudotallo de banano.

Composición de los Residuos: Los residuos caracterizados mostraron un contenido de sólidos totales más bajo y relaciones C:N favorables (10-30:1), lo que contribuyó a un mayor potencial bioquímico de metano.

Desafíos de la Vinaza: La vinaza (residuo de caldo fermentado) presentó un alto contenido de sulfuro de hidrógeno (0,0783%), lo que requiere procesos de desulfurización para garantizar la seguridad en el uso del biogás generado.

Viabilidad del Biogás: La composición del biogás producido a partir de los residuos cumplió con los criterios de utilización, con concentraciones adecuadas de metano y dióxido de carbono, destacando la viabilidad de estos residuos para la generación de energía.

Sostenibilidad: Los resultados indican que el uso de residuos de la bananicultura para la producción de biogás no solo contribuye a la generación de energía renovable, sino que también promueve la sostenibilidad en la agricultura, al valorizar subproductos que, de otro modo, podrían ser descartados.

Estos resultados demuestran el potencial significativo de los residuos de banano para la producción de biogás y metano, además de resaltar la importancia de su uso en la búsqueda de soluciones energéticas sostenibles.

⇒ Sintoniza en Biogás: escucha episodios de podcast

Conclusión

La conclusión del artículo destaca la importancia del uso de residuos de la bananicultura, como el pseudotallo, las cáscaras de banano y la vinaza, en la producción de biogás y metano, evidenciando su potencial significativo como fuentes de energía renovable. Los resultados obtenidos demuestran que estos residuos no solo poseen características favorables para la digestión anaeróbica, sino que también cumplen con los criterios de calidad para la generación de biogás, con concentraciones adecuadas de metano y dióxido de carbono.

La relevancia del estudio se extiende más allá de la producción de energía, ya que contribuye a la sostenibilidad en la agricultura, promoviendo la valorización de subproductos que, de otro modo, podrían ser descartados. La investigación también señala la necesidad de procesos de desulfurización, especialmente en el caso de la vinaza (residuo de caldo fermentado), para garantizar la seguridad en el uso del biogás.

En un contexto más amplio, la valorización de los residuos de la bananicultura puede llevar a una reducción de los impactos ambientales asociados con la eliminación de estos materiales, además de ofrecer una alternativa económica para los productores. Así, el artículo no solo contribuye al conocimiento científico sobre la producción de biogás, sino que también propone soluciones prácticas que pueden implementarse en la agricultura, promoviendo un enfoque más sostenible y eficiente en el uso de los recursos naturales.

Acceso al artículo completo

Divulgación Científica: para información más detallada de la metodología utilizada y de los valores del potencial de biogás, entre otros datos, accede al artículo completo:

• DOI: 10.1590/1807-1929/agriambi.v29n3e282355

⇒ Sigue el canal del Portal Energia e Biogás en WhatsApp!

¿Te gustó el tema?

¿Quieres saber más sobre el biogás en Brasil?