TS y VS en los ensayos BMP: cómo determinar la materia seca y trampas de la medición

El resultado de BMP se expresa normalmente en NmL de CH₄ por gramo de sólidos volátiles (VS), por lo que la determinación correcta de TS (total solids, materia seca) y de VS (volatile solids) es la base de todo el ensayo. TS se determina secando la muestra a aprox. 105 °C hasta masa constante, y VS, calcinando la muestra seca a aprox. 550 °C y calculando la pérdida de masa (lo que se ha quemado) como fracción de TS. Un error en estas determinaciones se transfiere directamente al resultado de BMP.

Fórmulas

TS [%] = (masa tras el secado / masa fresca) × 100. VS [% TS] = (masa tras el secado − masa tras la calcinación) / masa tras el secado × 100. VS [% de la masa fresca] = TS × VS/100. Cenizas = 100 % − VS (en % TS).

Ejemplo de cálculo

Supuestos: 50,00 g de ensilado fresco; tras el secado 16,50 g; tras la calcinación 0,80 g de cenizas. TS = 16,50 / 50,00 = 33,0 %. VS = (16,50 − 0,80)/16,50 = 95,2 % de TS. VS en masa fresca = 0,33 × 0,952 ≈ 31,4 %. En el ensayo BMP, una dosis de 2 g de VS requiere, por tanto, 2 / 0,314 ≈ 6,4 g de ensilado fresco.

Trampas: pérdidas de volátiles

En los ensilados, las vinazas, los residuos de cocina y el purín, una parte importante de los compuestos volátiles (ácidos grasos volátiles, p. ej., acético y butírico, alcoholes, incluido el etanol, ésteres, amoniaco) se evapora a 105 °C. Esto significa que:

• TS queda subestimado y VS también, porque los volátiles forman parte de la materia orgánica,
• el BMP referido a “VS del secado” resulta a veces sobreestimado, porque el denominador está subestimado.

Para los ensilados almacenados en silo se aplican correcciones (p. ej., según los métodos descritos en la bibliografía para ensilados: tener en cuenta los compuestos volátiles medidos por separado). En el protocolo se recomienda indicar si se han aplicado dichas correcciones.

Otras fuentes de error

Particularidades de los distintos materiales

• Ensilados: pérdidas de volátiles, como se ha indicado.
• Purín y digestato: alto contenido de agua y sales; gran incertidumbre con TS bajo; más repeticiones.
• Residuos de cocina y grasas: heterogeneidad, se requieren muestras grandes.
• Paja: baja hidratación, pero la trituración es importante.
• Inóculo: TS y VS son necesarios para calcular I/S; su subestimación modifica la relación.

Por qué es importante para I/S

La relación inóculo/sustrato se calcula en gramos de VS. Si el VS del sustrato está subestimado en un 10 %, la relación I/S real es inferior a la declarada, lo que aumenta el riesgo de sobrecarga y de acidificación en el ensayo.

Lista de comprobación

1. Tome una muestra representativa (varios cientos de gramos, homogeneización).
2. Determine TS en al menos dos repeticiones; diferencia inferior a unos pocos por ciento relativo.
3. Determine VS sobre la muestra seca; enfríe en desecador.
4. Anote la temperatura y la duración del secado y de la calcinación.
5. Para productos con compuestos volátiles, aplique o describa la corrección.
6. En el informe, indique TS, VS y la incertidumbre, y el resultado de BMP en NmL/g VS.

Unos TS y VS fiables son la base de la comparabilidad de los resultados: en las publicaciones y los informes, una de las causas más frecuentes de discrepancias entre laboratorios son los distintos modos de convertir a VS.

Ejemplo del efecto de un error de VS

Supongamos que los sólidos volátiles reales del ensilado son el 31,4 % de la masa fresca y que el laboratorio los ha subestimado, por pérdidas de volátiles, hasta el 29,0 %. Si en el ensayo se pesaron 6,4 g de ensilado, el VS declarado es 6,4 × 0,29 = 1,86 g y el real, 2,01 g. El metano medido, referido al VS subestimado, resultará aprox. un 8 % superior al verdadero. Un error de esa magnitud es comparable a toda la dispersión entre buenos laboratorios, por lo que conviene controlarlo.

Documentación

En el informe del ensayo, registre el lote de la muestra, el número de repeticiones de TS/VS, las masas inicial y final y el modo de enfriamiento. En caso de duda, solicite la repetición de las determinaciones sobre la muestra conservada.

Recomendación para el cliente

Al enviar la muestra al laboratorio, envásela en un recipiente hermético sin espacio libre, enfríela y entréguela lo antes posible; el ensilado y el purín, mejor congelados si el análisis no se realiza en un plazo de un día. Indique en el encargo el tipo de material, para que el laboratorio pueda elegir el método de determinación y la posible corrección por volátiles. En materiales de gran variabilidad, tome muestras de varios puntos del silo o del depósito y combínelas en una muestra compuesta.