La digestión anaerobia es un proceso biológico que ocurre sin oxígeno para estabilizar compuestos orgánicos y producir metano, amoniaco y dióxido de carbono. Consta de cuatro etapas: hidrólisis, fermentación, acetogénesis y metanogénesis. Factores como la temperatura, pH y presencia de inhibidores afectan el proceso. Los biodigestores mantienen la digestión y producen biogás, siendo los más comunes los de domo fijo, domo flotante y bal

1. DIGESTIÓN
ANAEROBIA

2. DIGESTIÓN ANAEROBIA
Los tratamientos
anaeróbicos son procesos
biológicos que ocurren en
carencia de oxigeno para
estabilizar compuestos
orgánicos y producir metano,
amoniaco y dióxido de
carbono.

3. ANTECEDENTES

4. • Alessandro Volta en 1776 descubrió y aisló el gas
metano producido por la descomposición de
materia orgánica.
• Louis Mouras en 1882 invento el primer tanque
séptico para tratamiento de aguas residuales.
• En 1885 Donald Cameron, basándose en el
tanque de Mouras, modelo un tanque séptico con
rejillas como pre tratamiento.

5. • Se desarrollaron nuevos sistemas de dos etapas
conocidos como tanque de Travis (1904) y el
tanque de Imhoff (1905).
Tanque de Imhoff

6. • Hasta la mitad del siglo XX. Stander, en 1950, fue
el primero en reconocer la importancia del tiempo
de retención de solidos (SRT) para un tratamiento
de aguas residuales optimo.
• Esta ha sido la base para el desarrollo de los
llamados “digestores extra-rápidos” lo cual derivo
en una ampliación del uso de los procesos
anaeróbicos para el tratamiento de aguas y la
recuperación de biogás.

7. ETAPAS DE LA
DIGESTIÓN ANAEROBIA

8. HIDROLISIS
•En esta etapa se hidrolizan los
compuestos de mayor peso molecular,
tanto los disueltos como los no disueltos
tales como polisacáridos, lípidos,
proteínas y ácidos nucleicos formándose
los respectivos monómeros y oligómeros
por medio de enzimas (amilasas,
proteasas).

9. En la segunda etapa la llevan acabo las
bacterias acidogénicas transforman los
monómeros y oligómeros en ácidos
grasos de cadena corta o volátiles (ácidos
acético, propiónico, butírico y valérico
principalmente) que pueden ser usados
por las bacterias metanogénicas o
acetogénicas.
FERMENTATIVA O
ACIDOGÉNICA

10. ACETOGÉNICA
En la tercera etapa actúan las bacterias
acetogénicas que transforman los ácidos grasos de
cadena corta, los alcoholes y los compuestos
aromáticos a acetatos, CO2 y H2.
Syntrophomonas wolfei

11. En la cuarta etapa actúan las bacterias metanogénicas
acetoclásticas transforma el acido acético a metano (CH4) y
dióxido de carbono (CO2). En esta etapa también participan
las bacterias hidrogenofílicas las cuales mantienen el
equilibrio de hidrogeno (H2) en el medio, utilizándolo para
reducir CO2 a CH4.
Se puede dividir en 2 grupos los microrganismos
metanogénicos en función del sustrato principal que
sintetizan:
•Hidrogenofílicas, los cuales obtienen la energía a través de
la oxidación de H2 y el formato en presencia de CO2 que
actúa como receptor de electrones
•Acetoclásticas, que producen CO2 y metano a partir del
acetato que usan como fuente de carbono.
METANOGÉNICA

12. ETAPAS DE LA DIGESTIÓN
ANAEROBIA

13. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL
PROCESO DE DIGESTIÓN ANAEROBIA

14. • Temperatura: La temperatura es uno de los factores más
importantes ya que influye directamente en el crecimiento de los
microorganismos y por consiguiente en la velocidad de la digestión
anaerobia.

15. • Potencial redox: Para la reacción anaerobia es necesaria
una ausencia de oxigeno en disolución y un potencial redox
muy bajo, normalmente negativo para asegurar un
ambiente reductor en el que las bacterias metanogénicas
puedan realizar óptimamente su actividad.
• pH: La digestión anaerobia debe desarrollarse en un pH
cercano a la neutralidad (entre 7,0 y 7,2) pero puede
fluctuar entre 6,5 y 7,5.
• Agitación: La agitación del reactor es esencial para que
se mantenga estable y en continuo funcionamiento el
reactor. El objetivo de la agitación es principalmente
homogenizar el reactor, es decir mantener una
temperatura, una densidad de población bacteriana y
una concentración de inhibidores uniforme en todo el
volumen del reactor.

16. • Inhibidores:
o Ácidos volátiles El aumento en la cantidad de ácidos
presentes en el reactor causara una reducción en el
pH, lo que ocasiona una inhibición progresiva en la
producción de metano por medio de la metanogénesis
llegando a bloquearla si no se controla.
o Hidrogeno: El hidrogeno es un compuesto intermedio
de la digestión anaerobia que debe ser controlado ya
que actúa como inhibidor de la acetogénesis y por
consiguiente genera una acumulación de ácidos grasos
volátiles.
o Amoniaco: El amoniaco actúa como nutriente para el
crecimiento bacteriano, pero al aumentar su
concentración puede causar una limitación al
crecimiento bacteriano.

17. BIORREACTORES

18. Es un sistema que se mantiene
biológicamente activo. En digestión
anaerobia el birreactor es
comúnmente llamado biodigestor
que en su forma más simple es un
contenedor cerrado, hermético e
impermeable dentro del cual se
deposita el material orgánico a
fermentar en determinada dilución
de agua para que se descomponga,
produciendo gas metano y
fertilizantes orgánicos ricos en
nitrógeno, fósforo y potasio.

19. OBJETIVOS DE LOS
BIODIGESTORES

20.  Mantener las células uniformemente
distribuidas en todo el volumen de
cultivo.
 Mantener constante y homogénea la
temperatura.
 Minimizar los gradientes de
concentración de nutrientes.
 Mantener el cultivo puro.
 Mantener un ambiente aséptico.
 Maximizar el rendimiento y la
producción.
 Minimizar el gasto y los costos de
producción.
 Reducir al máximo el tiempo.

21. TIPO DE BIODIGESTORES
Los biodigestores utilizados
en digestión anaerobia se
clasifican de acuerdo al
método de carga utilizado y
se distinguen dos grupos:
de flujo discontinuo y de
flujo continuo.

22. Biodigestores de flujo discontinuo: Se
cargan una vez y quedan cerrados por un
tiempo fijo de retención hasta que haya
terminado el proceso de fermentación y
no hay producción de gas durante el
proceso. La fermentación se realiza entre
30 y 180 días, dependiendo de la
temperatura. Durante este período, la
producción de gas aumenta
paulatinamente hasta un máximo y luego
declina.

23. Biodigestores de flujo
continuo: Los biodigestores de
flujo continuo son cargados y
descargados en forma periódica,
por lo general todos los días.
Cualquier tipo de construcción es
apropiada para una planta
continua, pero el material de
fermentación debe ser fluido y
uniforme.

24. BIODIGESTORES MAS
UTILIZADOS

25. BIODIGESTOR DE DOMO
FIJO

26. VENTAJAS
• Bajo costo y una lagar vida útil.
• No incluye partes móviles.
• Diseño básico y compacto.
DESVENTAJAS
• Requiere de un
impermeabilizante especial.
• Fugas de gas y una presión
variable del producto.

27. BIODIGESTOR DE DOMO
FLOTANTE

28. VENTAJAS
• Es de fácil operación.
• Producción de biogás a una presión
constante.
• Bajas fugas del producto.
DESVENTAJAS
La cúpula es relativamente
costosa y tiene una Vida útil corta.
Se debe remover oxido y pintar
constantemente.

29. BIODIGESTOR DE BALÓN DE
PLÁSTICO O DE
ESTRUCTURA FLEXIBLE

30. VENTAJAS
 Bajo costo de construcción.
 Uso a nivel del suelo.
 Altas temperaturas de
digestión en áreas cálidas.
 Fácil mantenimiento.
DESVENTAJAS
 Bajas presiones del
biogás.
 No se puede eliminar la
escoria durante el proceso

31. BIODIGESTOR CON TANQUE DE
ALMACENAMIENTO TRADICIONAL Y
CÚPULA DE POLIETILENO

32. VENTAJAS
 Bajo costo de
instalación.
 Fácil de reparar
DESVENTAJAS
 Vida útil corta

33. BIODIGESTORES
INDUSTRIALES

34. VENTAJAS
 Permite disminuir la tala de los bosques al
no ser necesario el uso de la leña para
cocinar.
 Diversidad de usos (alumbrado, cocción de
alimentos, producción de energía eléctrica,
transporte automotor y otros).
 Produce biofertilizante rico en nitrógeno,
fósforo y potasio, capaz de competir con
los fertilizantes químicos, que son más
caros y dañan el medio ambiente.
 Elimina los desechos orgánicos, por
ejemplo, la excreta animal, contaminante
del medio ambiente y fuente de
enfermedades para el hombre.

35. MUCHAS GRACIAS..