OLR: carga orgánica de la cámara — cómo calcular y ajustar

OLR (organic loading rate) es la masa diaria de materia seca orgánica (SV, del inglés volatile solids) introducida en la cámara en relación con su volumen útil: OLR = ΣmSV / V, expresada en kg SV/(m³·d). En las plantas de biogás agrícola suelen situarse en el rango de aproximadamente 2–4 kg SV/(m³·d), aunque los límites dependen de la composición de la mezcla, la temperatura, la calidad de la mezcla y la capacidad tampón; valores superiores a unos 4–5 kg SV/(m³·d) suelen requerir un control especial.

Fórmula y datos de entrada

OLR = (Σ mᵢ · TSᵢ · VSᵢ) / V, donde mᵢ es la masa fresca del sustrato i por día (kg), TSᵢ — la fracción de materia seca (decimal), VSᵢ — la fracción de materia seca orgánica en la materia seca, y V — el volumen útil de la cámara (m³). Los datos de TS y VS proceden de análisis de laboratorio de cada lote (secado a unos 105 °C y calcinación a unos 550 °C); los valores de catálogo son solo una aproximación inicial.

Ejemplo de cálculo

Supuestos (simplificados, a efectos ilustrativos): cámara con un volumen útil de 3 000 m³, dosis diaria:

OLR = 10 398 / 3 000 ≈ 3,5 kg SV/(m³·d). Con dos cámaras de 3 000 m³ cada una y la misma dosis, la carga sería de aproximadamente 1,7. Tenga en cuenta que el purín aporta mucho volumen, pero pocos SV: por eso un alto porcentaje de purín reduce el OLR y acorta el TRH (a volumen constante de la cámara, un mayor flujo implica un menor tiempo de retención).

Relación con el rendimiento

La producción de metano aumenta con el OLR hasta cierto punto, pero el rendimiento por unidad de SV disminuye si el tiempo de reacción es demasiado corto: parte de la materia sale sin descomponerse. Por el contrario, una carga demasiado baja significa que la cámara está sobredimensionada en relación con la dosis.

Consecuencias de la sobrecarga

• Acumulación de AGV, aumento de FOS/TAC, descenso del pH,
• Espumación,
• Disminución del contenido de CH₄, aumento de CO₂,
• Mezcla insuficiente (mayor viscosidad con alto TS),
• Mayor contenido de potencial residual en el digestato y mayor emisión de metano del almacenamiento.

Recomendaciones prácticas

1. Aumente la dosis gradualmente (por ejemplo, de 0,2–0,5 kg SV/(m³·d) por semana, según la instalación), observando el pH, FOS/TAC y el gas.
2. Calcule el OLR para toda la instalación y para cámaras individuales, si hay varias, especialmente en configuración en serie.
3. Tenga en cuenta el volumen útil, no el geométrico — la espuma, los lodos y la zona de gas reducen el volumen efectivo.
4. Varíe la dosis a lo largo del día para evitar picos (dosificadores controlados por tiempo, no una única dosis grande).
5. Utilice análisis de TS/VS: un ensilado con un contenido variable de materia seca puede cambiar el OLR en un porcentaje significativo sin modificar la masa fresca.

OLR y otros parámetros

Al evaluar una planta de biogás, es conveniente considerar estas cuatro cifras conjuntamente; un alto rendimiento volumétrico logrado a costa de un bajo rendimiento por SV puede no ser rentable, ya que consume más sustrato.

Rendimiento y carga — continuación del ejemplo

En la cámara del ejemplo (3 000 m³, dosis de 10 398 kg SV/d), asumiendo un rendimiento de 0,30 m³ CH₄ por kg de SV dosificado, la producción sería de aproximadamente 3 120 m³ CH₄/d, es decir, un rendimiento volumétrico de alrededor de 1,04 m³ CH₄/(m³·d). Este cálculo también sirve como control de datos: si el resultado supera el potencial teórico de los sustratos, hay un error en los datos (por ejemplo, medición inflada del gas o VS subestimados).

Cuándo el OLR induce a error

Un mismo OLR calculado para un ensilado con alto contenido de materia seca y para residuos de cocina no significa lo mismo: los residuos se descomponen mucho más rápido y corren mayor riesgo de acidificación. Por ello, es útil complementar el OLR con la proporción de fracciones fácilmente degradables (grasas, azúcares) en la dosis.

Cambio de OLR con la estación del año

En primavera y verano aumenta la temperatura ambiente, mientras que en invierno la instalación consume más calor. Por eso, un mismo OLR puede tener distinta estabilidad según la época del año. Una buena práctica consiste en registrar los valores límite de OLR con los que la instalación ha funcionado de forma estable en invierno y verano, y aplicar un nivel más conservador durante los cambios de mezcla o las averías de los agitadores.