Dinámica de la descomposición anaerobia de residuos sólidos en un relleno sanitario

1. Resumen
2. Antecedentes. Residuos
   sólidos urbanos
3. Fracción orgánica de los
   RSU, origen del metano
4. Ecología
   de la descomposición anaerobia en la fracción
   orgánica de RSU en un RESA
5. clima y
   estacional anual en la DA de RSU en un RESA
6. Conclusión
7. Bibliografía

Resumen

La  vida moderna humana en la ciudad, es el origen 
de la generación de desechos  naturales y
sintéticos, inorgánicos y orgánicos,
conocidos como residuos sólidos urbanos (RSU), que
gestionados correctamente en un relleno sanitario (RESA),
permiten la descomposición anaeróbica (DA), de la
fracción orgánica por la participación de
diversos grupos de
bacterias,
divididos por su actividad bioquímica
en anaerobiosis que lleva a la formación de
compuestos  de carbono y
nitrógeno intermediarios   y finalmente metano. El
objetivo de
esta breve revisión es analizar la dinámica de la DA de RSU en un RESA.

Palabras clave.  Suelo, contaminación, bacterias,
mineralización, materia
orgánica.

1. Antecedentes

1.1.
Residuos sólidos urbanos

En países en vías de desarrollo,
los residuos sólidos urbanos (RSU)  constituyen un
problema ambiental, económico y social. En México, el
Instituto Nacional de Estadística Geografía e
Informatica o INEGI (2004)  reportó  que en el
2002 la producción nacional de RSU fue de 32 x
106, 174 x 103ton, de las cuales el
40% no tiene una disposición final acorde con la ley al respecto,
según informa la Secretaría de Desarrollo
Social, Subsecretaría de Desarrollo Urbano y
Ordenación del Territorio  (SEDESOL, 2002);
ahí,  en  violación de la normatividad
internacional, nacional y local, existen  tiraderos a cielo
abierto, al igual que sitios  que pretenden ser rellenos
sanitarios (RESA) como en la ciudad de Morelia,  en
tránsito hacia un saneamiento, ubicado en un
 suelo
conveniente para ello, antes de convertirse en un sitio adecuado
para la gestión
de los  RSU.

Un RESA se define como una  instalación de
ingeniería planeada, construida y operada
para  minimizar los riesgos de
salud
pública y el ambiente
(Tchobanoglous et al., 1993).

En la década de 1960 se realizó la primera obra
de este tipo en la gestión  de los RSU, en el estado de
Aguascalientes, de la mayoría en México, es de
notar  la capital del
Nuevo León; Monterrey con capacidad de suplir la electricidad para
mover las dos líneas del metro en esa ciudad. El objetivo
de esta breve revisión es analizar la dinámica de
la descomposición o digestión anaerobia (DA) de la
fracción orgánica de RSU en un RESA.

1.2.
Fracción orgánica de los RSU, origen del
metano

Los RESA se  consideran biorreactores de escala
industrial, con una ecología microbiana
compleja (Balagurusamy, 2007; Reinhart et al., 2002).
Ahí la descomposición anaerobia (DA) de la
fracción orgánica de los RSU, tiene aspectos 
microbiológicos y ecológicos  definidos como
se muestra en la
figura 1. Hoy es evidente que la  mineralización de
un sustrato de elevado peso molecular requiere acciones
metabólicas previas a su conversión final en
metano. Algunos de los procesos
intermediario claves no han sido identificados, desde el punto de
vista de la DA de la materia orgánica medida por la
demanda
química de
oxígeno
(DQO).

Figura 1. Esquema de la
descomposición  de la materia orgánica
 en un RESA (Siegrist et al., 1993)

Las etapas de la DA de la fracción orgánica
 de RSU en una RESA, fueron descritos  por Pohland
(1992) como sigue:

1. Actividad bacteriana de hidrólisis de
   polímeros orgánicos a dímeros y
   monómeros: azucares, ácidos
   orgánicos, aminoácidos, etc, las bacterias 
   involucradas en esta fase se clasifican según la
   exoenzima  que generan y que se inhiben con la
   acumulación de azúcares  y
   aminoácidos libres.
2. Acción de bacterias fermentativas (BF) que
   transforman azucares simples  en: H2, formiato,
   CO2, piruvato, ácidos orgánicos
   volátiles y otros subproductos como: etanol, acetonas o
   ácido láctico.
3. Participación de bacterias acetogénicas
   obligadas generadoras de H2  (BAGH) al usar
   compuestos
   orgánicos reducidos como fuente de carbono en:
   H2, CO2 y acetato.
4. Actividad de  bacterias homoacetogénicas (BHA)
   con catabolismo  mixotrópico  que usan:
   azúcares, HCO2, CO2, e
   H2, generan ácido acético y compiten
   con las metanogénicas por el H2.
5. Acción en anaerobiosis de bacterias sulfato
   reductoras (BRS) o reductoras de nitrato (BRN), que usan
   compuestos orgánicos reducidos del tipo: alcoholes,
   ácido butírico,  propiónico a CO2 y
   acido acético  en presencia de sulfatos y/o
   nitratos.
6. Participación de BSR o BRN para  transformar
   acetato en CO2.
7. La actividad de las BRS o BRN que  utilizan como
   fuente de energía H2 o formiato.
8. Las bacterias metanogénicas aceticlásticas
   (BMA) tienen un metabolismo
   sintrófico,  convierten el ácido
   acético en metano. Algunos de los géneros
   más  investigados son: Metanosarcina y
    Metanotrix, ambas con una velocidad de
   crecimiento lenta, e  inhibidas por el
   H2,.
9. Las bacterias metanogénicas hidrogenofílicas
   (BMH) reducen CO2 a CH4,
   éstas  tienen un tasa  crecimiento más
   rápida que las BMA.