Biogas

biogas Leonor Carrillo. 2003. Microbiología Agrícola. Capítulo 5

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5. Rumen y biogas
La combinación del reciclado de residuos animales con el cultivo de abonos verdes pueden proporcionar el nitrógeno necesario para la tierra agrícola. El reciclado puede hacerse mediante digestión anaeróbica, pues el contenido relativo de nitrógeno es mayor en el estiércol digerido que en el fresco. Ellodo remanente en el digestor es una alternativa para mejorar los suelos hortícolas (1). Además este proceso permite obtener metano, un combustible gaseoso. La metanogénesis ocurre naturalmente en el rumen de los herbívoros. El aumento del interés popular para contrarrestar la polución ambiental hace de la digestión anaeróbica el medio conveniente para tratar tanto los efluentes líquidos como losdesechos sólidos, además de constituir una fuente alternativa de energía.

5.1. Metanogénesis
El dióxido de carbono es común en la naturaleza y es un producto importante del metabolismo energético de los organismos quimioorganotróficos. Los procariotas reductores de CO2 más importantes son los metanógenos, un grupo de arqueobacterias anaeróbicas estrictas que emplean generalmente el H2 comodonante de electrones (2) . Hay por lo menos diez substratos que se convierten en metano por la acción de uno u otro metanógeno, todos los cuales liberan energía adecuada para la síntesis de ATP, incluyendo formiato, acetato, metanol, metilmercaptano y metilamina (3). Se los divide en tres clases: Substratos del tipo CO2 4 H2 + CO 2 à CH4 + 2 H2 O 4 HCOO- + 4 H + à CH4 + 3 CO2 + 2 H 2 O 4 CO + 2 H 2 O àCH4 + 3 CO2 Sustratos con grupo metilo 4 CH 3 OH à 3CH4 + CO2 + 2 H 2 O CH3 OH + H 2 à CH4 + H2 O 4 CH 3 NH 3 Cl + 2 H2 O à 3 CH4 + CO2 +4 NH4 Cl Substrato de acetotróficas CH3 COO - + H2 O à CH4 + HCO 3 La conversión de acetato a metano aparece como un proces o ecológico muy importante en digestores de residuos y en medios anóxicos de agua dulce, donde no hay una competencia excesiva por elacetato con otras bacterias. A pesar de que la producción de metano está muy extendida, son pocos los compuestos de carbono que sirven como precursores directos de la metanogénesis. Por lo tanto, es un proceso que depende de la producción de esos compuestos por otros organismos, a partir de la materia orgánica compleja (2) . En muchos ambientes anóxicos los precursores inmediatos del metano son el H2y el CO2 que se generan por las actividades de los organismos fermentadores. En el proceso general de producción de metano a partir de la fermentación de un polisacárido, como la celulosa, pueden intervenir hasta cinco grupos fisiológicos de procariotas (3) . Las bacterias celulolíticas rompen la molécula de celulosa, de peso molecular elevado, en

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Leonor Carrillo. 2003. MicrobiologíaAgrícola. Capítulo 5 celobiosa y glucosa libre. Por acción de los fermentadores primarios, la glucosa origina ácidos orgánicos, alcoholes, H y CO2 . Todo el hidrógeno producido es consumido 2 inmediatamente por las bacterias metanogénicas, las acetogénicas o las reductoras de sulfato si éste se halla en alta concentración. Además el acetato puede ser convertido en metano por otros metanógenos (2) .Etapas de la digestión anaeróbica § Hidrólisis de los polímeros complejos § Acidogénesis por fermentación de los monómeros produciendo acetato, propionato, butirato, succinato, alcoholes, H2 y CO2 § Acetogénesis por fermentación secundaria generando acetato, H2 , CO2 § Metanogénesis a partir de H2 , CO2 , acetato Los organismos clave en la conversión de compuestos orgánicos complejos a metano sonlos fermentadores secundarios, especialmente las bacterias oxidantes de ácidos grasos o alcoholes que producen H2 ,. pues utilizan estos compuestos como fuente de energía en cultivos mixtos con un consumidor de H2 a través de una relación sintrófica (sintrofia = comiendo juntos). La energía libre asociada a las conversiones de los ácidos grasos es positiva, pero si la concentración de H2 se...