Desarrollo de un dispositivo de medición continua de la presión del biogás con aplicaciones en pruebas de digestión...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Biotecnología
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Los métodos manométricos manuales (MM) para ensayos de digestión anaeróbica por lotes, como el potencial bioquímico de metano (BMP) y la actividad metanogénica específica (SMA), son propensos a las inexactitudes.
• La pérdida de biogás durante las mediciones de MM conduce a una subestimación de la producción de biogás y a resultados de ensayo poco fiables.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar un dispositivo de medición de la presión de biogás basado en el Internet de las Cosas (IoT) para mejorar la precisión y la fiabilidad en los ensayos de digestión anaeróbica por lotes.
• Para comparar el rendimiento del dispositivo IoT con el método MM tradicional.

Principales métodos:

• Se desarrolló un dispositivo IoT que utiliza un microcontrolador Arduino para monitorear la presión de biogás en cuatro reactores simultáneamente.
• El dispositivo se probó en recipientes de vidrio de 250 ml con espacios de cabeza y proporciones de sustrato/inoculum variables, utilizando glucosa y residuos alimenticios como sustratos.
• Se realizó una comparación directa entre el dispositivo IoT y el método MM durante 30 horas en condiciones idénticas.

Principales resultados:

• El método MM mostró una pérdida media de biogás de 50,7 ± 12,9 mbar por medición, lo que condujo a una subestimación de la producción de biogás.
• Las pérdidas de biogás en el método MM aumentaron con mayores presiones del reactor.
• El dispositivo IoT proporcionó datos precisos en tiempo real, lo que permitió la observación de la dinámica temprana de la producción de biogás y la detección de posibles problemas como la inhibición de la metanogénesis.

Conclusiones:

• El monitoreo basado en IoT mejora significativamente la precisión y la fiabilidad de las pruebas de BMP y SMA.
• El dispositivo IoT desarrollado facilita la gestión eficiente de los datos, la detección temprana de fallas y el monitoreo en tiempo real de los procesos de digestión anaeróbica.
• La aplicación de esta tecnología ofrece un enfoque más sólido para evaluar el rendimiento de la digestión anaeróbica y comprender la actividad microbiana.