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Evaluación a escala de laboratorio de la adición de biochar en la co-digestión anaerobia de residuos verdes y de alimentos para la producción de biogás

Resumen

La gestión eficiente de los residuos orgánicos, en particular los residuos de alimentos y residuos verdes, es un tema de creciente importancia hoy, impulsado por la necesidad de abordar los desafíos ambientales y avanzar hacia prácticas sostenibles. Los residuos de alimentos, representan una fracción significativa de los desechos sólidos urbanos. Por otro lado, los residuos verdes, que incluyen materiales vegetales y de jardinería, contribuyen a la carga total de residuos. La co-digestión anaerobia (Co-DA) se ha destacado como una estrategia prometedora para aprovechar estos residuos, transformándolos en recursos útiles, como el biogás; por ende, el objetivo de esta investigación fue evaluar la Co-DA de residuos verdes y de alimentos con la adición de biochar mediante ensayos de potencial bioquímico de metano, usando biorreactores de 500 mL con una relación de inóculo: sustrato de 1. Se realizaron nueve tratamientos, bajo condiciones mesofílicas (35°C) y una duración del ensayo de 27 días. Los ensayos mostraron que el tratamiento T9 (100% residuos de alimentos, 7.28 g/L concentración de biochar) exhibió el máximo potencial de biometanización (331.3 mLCH4/gSV) en el escenario de mono-digestión, mientras que, en condiciones de mezcla, T5 (50% residuos verdes, 50% residuos de alimentos, 5.94 g/L concentración de biochar) mostró el rendimiento más elevado (299.0 mL/gSV), no obstante, mediante un diseño de superficie de respuesta y la optimización de variables de salida, se determinó la proporción ideal de sustratos y biochar (83.84% residuos de alimentos, 16.16% residuos verdes, 6.43 g/L concentración de biochar), sumado a esto, con los modelos cinéticos evaluados se obtuvo que la adición de biochar mejoró la actividad microbiana, aceleró la descomposición de materiales orgánicos, aportó en el rápido consumo de material soluble y mostró un impacto positivo en la tasa máxima de producción de metano evidenciando la influencia positiva del biochar en la Co-DA.