FOS/TAC en una planta de biogás: cómo medir, interpretar y qué no hacer

FOS/TAC es un indicador de la relación entre ácidos orgánicos volátiles (FOS) y la capacidad tampón (TAC) en una muestra de suspensión procedente del digestor. En muchas instalaciones, valores en torno a 0,2–0,4 se consideran típicos de un proceso estable, mientras que un aumento por encima de aproximadamente 0,4–0,5 es una señal de alerta. Se trata de un análisis rápido y económico, pero solo aproximado: su utilidad radica en el seguimiento de la tendencia en una misma instalación, no en la comparación con valores «teóricos».

En qué consiste el método

La muestra se centrifuga (o filtra) y se valora con ácido sulfúrico de concentración conocida. El método (modificación de Nordmann, utilizado, entre otros, en valoradores automáticos) registra el volumen de ácido consumido hasta alcanzar un pH de 5,0 y, posteriormente, hasta pH 4,4. A partir de la primera lectura se calcula el TAC (alcalinidad, expresada en mg CaCO₃/l), y a partir de la diferencia entre lecturas, el FOS (ácidos, expresados en mg de equivalente de ácido acético/l). Las fórmulas dependen del procedimiento y del volumen de la muestra; utilice las indicadas en las instrucciones del equipo o del laboratorio y no las modifique durante una serie.

Valores típicos

Los límites dependen del sustrato y del régimen. Instalaciones que trabajan con purín y alta alcalinidad pueden operar de forma estable con valores ligeramente superiores a los de instalaciones que procesan ensilado.

Trampas en la interpretación

• Alcalinidad amónica. Una alta concentración de amonio incrementa el TAC, lo que reduce el índice a pesar de la presencia de ácidos.
• Muestra incorrecta. Una muestra sin desgasificar o sin centrifugar arroja resultados aleatorios; la suspensión y el CO₂ interfieren en la valoración.
• Métodos distintos. El resultado depende de los umbrales de pH y de los cálculos (por ejemplo, método de Nordmann frente a otros). No compare datos de distintos laboratorios sin verificar la metodología.
• Sustratos. Un nuevo componente en la mezcla puede desplazar el valor «normal».
• Propionato oculto. El indicador no distingue entre ácidos; un mismo FOS puede corresponder a un inocuo acetato o a un peligroso propionato.

Buenas prácticas de medición

1. Mida con regularidad (cada pocos días o una vez por semana, con mayor frecuencia ante cambios de dosis o problemas).
2. Tome la muestra del mismo punto y a la misma hora respecto a la dosificación.
3. Lleve un gráfico de tendencia junto con la dosis, el pH y la composición del gas.
4. Compare periódicamente con cromatografía de AGV para calibrar su interpretación.
5. Registre la versión del método y no la modifique sin anotarlo.

Reacción ante el resultado

Ante dudas, la respuesta la proporciona el conjunto: FOS/TAC, pH, composición del gas (CH₄, H₂S), producción diaria de gas y AGV. Un único valor nunca debe ser la base para tomar decisiones importantes sobre cambios de dosis.

Ejemplo de tendencia

Supongamos que una instalación ha funcionado durante un mes con un FOS/TAC de 0,28–0,32 con dosis constante. Tras aumentar la proporción de ensilado, el índice asciende en una semana: 0,33, 0,38, 0,45, 0,52. Un valor aislado de 0,45 no tiene por qué ser alarmante, pero un aumento unidireccional y la falta de recuperación tras varios días son señales para reducir la dosis. Si, paralelamente, el pH desciende 0,2 unidades y el CH₄ en el biogás cae 1–2 puntos porcentuales, la decisión es clara.

Alternativas y complementos

Un perfil cromatográfico completo de ácidos grasos volátiles (acético, propiónico, butírico, valérico) ofrece una imagen más detallada. La valoración simple es un buen «detector de humo», pero el diagnóstico se establece a partir de los AGV. También se emplean sondas NIR y sensores de pH/ORP, que pueden complementar las mediciones, aunque requieren calibración para cada instalación concreta.

Errores de laboratorio más frecuentes

• Centrifugación insuficiente o falta de filtración, lo que provoca que la suspensión aumente el consumo de ácido,
• Electrodos de pH antiguos o mal calibrados,
• Cambio en la concentración del valorante sin ajustar los cálculos,
• Toma de muestra justo después de dosificar sustrato fresco, lo que distorsiona el resultado,
• Comparación de resultados de distintos laboratorios sin unificar la metodología.

Incluso un protocolo sencillo (volumen constante de muestra, tiempo fijo de centrifugación, registro del número de lote del valorante) mejora significativamente la repetibilidad.