El proceso de fermentación anaerobia de la materia orgánica
se produce en cinco fases secuenciales desde las primeras descomposiciones
microbianas de la materia orgánica hasta la estabilización del
producto con la producción del denominado biogás.
- Ajuste inicial. Esta primera fase de descomposición microbiana
de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos se realiza
bajo condiciones aerobias, mientras se ejecutan las operaciones
necesarias para introducir la materia orgánica en un medio que
posea condiciones anaerobias: túneles de fermentación, digestor,
vertedero, etc... y durante algún tiempo posterior. |
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Fase de transición. Se caracteriza esta fase por el paulatino
descenso de las condiciones aerobias, presencia de oxígeno,
hasta su completa desaparición, comenzando la etapa anaerobia.
El oxígeno desaparece del metabolismo respiratorio, siendo sustituido
por compuestos inorgánicos oxidados, como el nitrito y el sulfito,
los cuales, sometidos a un potencial de oxidación-reducción
del medio en torno a -50 a -100 milivoltios, se reducen a gas
nitrógeno y sulfuro de hidrógeno. En estas condiciones, el potencial
reductor del medio irá incrementándose, y cuando llegue a valores
en torno a -150 a -300 milivoltios, comenzará la generación
de metano. Mientras sigue bajando el potencial de oxidación/reducción,
los microorganismos encargados de la descomposición de la materia
orgánica comienzan un proceso que se resume en la conversión
del material orgánico complejo en ácidos orgánicos y otros productos
intermedios. El pH de la fase líquida, si es que existe, comienza
a caer debido a la presencia de ácidos orgánicos y al efecto
de las elevadas concentraciones de C02 dentro del medio.
- Fase ácida. En esta fase se acelera la actividad microbiana
iniciada en la fase anterior con la producción de cantidades
significativas de ácidos orgánicos y pequeñas cantidades de
gas de hidrógeno. Esta fase, predominada por las bacterias denominadas
no metanogénicas o acidogénicas, pueden resumirse en: |
Transformación enzimática o hidrólisis, de compuestos con alto
peso molecular como los lípidos, polisacáridos, proteínas, ácidos
nucleicos, etc., en otros compuestos aptos para ser utilizados
por los microorganismos como fuentes de energía y como transformación
a carbono celular.
Conversión
microbiana o acidogénesis de los compuestos resultantes del
primer paso de este proceso, en compuestos intermedios de bajo
peso molecular, como son el ácido acético, CH3COOH, y las pequeñas
concentraciones de ácido fúlvico y otros ácidos más complejos.
Las caracteristicas propias de la fase ácida son:
Generación
de diversos compuestos gaseosos, principalmente dióxido de carbono,
C02, además de gas de hidrógeno, H2.
El pH de la fase líquida del medio, si existe, frecuentemente
caerá hasta un valor de 5 o menos, por la presencia de los ácidos
orgánicos y por las elevadas concentraciones de C02.
La demanda bioquímica de oxígeno, DBO5, la demanda química de
oxígeno, DQO, y la conductividad del medio líquido se incrementarán
significativamente debido a la disolución de ácidos orgánicos.
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