Trituración de sustratos y eliminación de cuerpos extraños, arena y piedras en una planta de biogás
El plástico, el metal, las piedras y la arena reducen la vida útil de las bombas y se depositan en el digestor. Revisión de métodos de trituración y separación de impurezas antes de la fermentación metanogénica.
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La trituración de sustratos aumenta la accesibilidad del material para las enzimas y facilita el bombeo y la mezcla, pero igualmente importante es la eliminación de cuerpos extraños, arena y piedras, que dañan las bombas, obstruyen las tuberías y se depositan en el digestor. En las plantas de biogás agrícolas con ensilado y purín, las impurezas son escasas y basta con un control sencillo; en el caso de residuos alimentarios y bio-residuos de recogida selectiva, suele ser necesaria una línea completa de preparación con despaletización y separación.
¿Por qué triturar?
- Mayor superficie específica acelera la hidrólisis, especialmente en materiales fibrosos,
- Disminuye el riesgo de obstrucción de bombas y agitadores,
- La suspensión es más homogénea, lo que mejora la mezcla,
- Se cumplen los requisitos de higienización (p. ej., tamaño de partículas para UPPZ — véase artículo aparte).
La trituración no siempre aumenta el rendimiento de metano: el efecto es mayor en paja, hierbas y materiales con alto contenido en fibra; en materiales fácilmente degradables, la diferencia puede ser pequeña y el coste energético aumenta.
Equipos de trituración
| Equipo | Aplicación | Observaciones |
|---|---|---|
| Trituradora de martillos | paja, estiércol seco | sensible a cuerpos extraños, genera polvo |
| Trituradora de cuchillas / cortadora | residuos alimentarios, ensilado | las cuchillas requieren afilado |
| Molino húmedo, maceradores | suspensiones con fibras | protege las bombas, consume energía |
| Trituradora en bomba (chopper) | suspensiones | solución en línea |
| Despaletizador | alimentos en envases | separa los envases de la fracción orgánica |
| Criba, prensa de tornillo | separación de fracciones | requiere tratamiento posterior de rechazos |
Eliminación de impurezas
- Metales férreos — separadores magnéticos (imanes en cinta o en tubería).
- Piedras y cuerpos pesados — separadores gravitatorios, decantación en depósito previo (la piedra se deposita, las fracciones más ligeras fluyen).
- Arena — desarenadores (hidrociclones, sedimentadores), frecuentes en purín de explotaciones con cama y en ensilado contaminado con tierra.
- Plásticos y películas — cribas, cribado tras despaletización, selección manual en el preclasificado.
- Vidrio y cerámica — separación gravitatoria, a menudo junto con piedras.
Ejemplo de balance de arena
Supuestos: la instalación recibe 40 t/d de purín de instalaciones con cama, en el que el contenido de arena es del 0,5 % en masa (ilustración, el valor real depende del tipo de cría). La arena llega en una cantidad de 200 kg/d, es decir, aproximadamente 73 t al año. Si no se elimina, en pocos años puede ocupar varias decenas de metros cúbicos en el digestor (densidad aparente de aproximadamente 1,5 t/m³, es decir, unos 49 m³ al año). En un digestor de 3 000 m³, tras varios años, la reducción del volumen útil será de varios puntos porcentuales, y el coste de su eliminación con el digestor fuera de servicio será elevado. La eliminación de arena antes del dosificado es considerablemente más económica.
Consecuencias de la falta de separación
- Desgaste rápido de bombas, tuberías y agitadores,
- Reducción del volumen útil y del tiempo de retención hidráulica (TRH),
- Obstrucción de intercambiadores de calor,
- Contaminación del digestato con plásticos (limitación de su uso como fertilizante),
- Necesidad de limpiezas costosas del digestor.
Buenas prácticas
- Controle la calidad de los suministros ya en origen, firmando especificaciones de sustratos con los proveedores.
- Asegure superficies de carga y almacenamiento pavimentadas y limpias.
- Instale imanes y separadores de piedras antes de las bombas de desplazamiento positivo.
- Planifique la decantación de sedimentos del fondo del digestor dentro del mantenimiento técnico.
- Almacene y gestione los rechazos (plásticos, metales) conforme a la normativa de residuos; lleve un registro.
- Para residuos municipales, verifique los requisitos legales y los documentos de los proveedores — las normas de aceptación de bio-residuos están reguladas por normativas específicas.
Cuándo invertir en una línea de preparación
Si la proporción de residuos envasados supera un pequeño porcentaje en masa de los sustratos o si el digestato va a utilizarse en campos, la línea de despaletización y separación deja de ser una opción. El coste de la inversión se amortiza con un menor número de averías, una mayor calidad del digestato y una vida útil más larga de los equipos.
Tamaño de partículas y requisitos
Diferentes objetivos requieren diferentes granulometrías. Para bombas y agitadores suele ser suficiente una trituración hasta unos pocos centímetros; para la higienización UPPZ, el límite es ≤12 mm, y para los análisis BMP, las muestras se trituran a menudo por debajo de 1–2 cm o se muelen hasta unos pocos milímetros, dependiendo del protocolo. Una molienda demasiado fina consume energía y puede aumentar el riesgo de acidificación rápida en sustratos fácilmente degradables, por lo que la granulometría se ajusta al objetivo, y no según el principio «cuanto más fino, mejor».
Lista de comprobación de la línea de preparación
- ¿Existe separación de metales antes de cada bomba de desplazamiento positivo y trituradora?
- ¿Los residuos envasados pasan por despaletización y los rechazos se destinan a gestión externa?
- ¿Se elimina la arena del purín antes del dosificado?
- ¿Están designados puntos de control de calidad de los suministros y un procedimiento de rechazo de lotes?
- ¿Las cuchillas, cribas e imanes tienen un calendario de limpieza y sustitución?
Fuentes
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