Imagina que estás caminando por una granja. De repente, un olor intenso te obliga a taparte la nariz. Frente a ti hay una montaña de estiércol. Lo normal sería pensar que es un desecho desagradable del que hay que deshacerse cuanto antes. Pero ¿y si ese mismo montón pudiera producir la energía para cocinar una comida, generar un fertilizante natural o incluso ayudar a reducir las emisiones que están calentando el planeta?
Esa idea, que parece salida de una película de ciencia ficción, fue la que atrapó a Juan Esteban Pineda Mejía y Juan Sebastián Gutiérrez Rueda, estudiantes de Ingeniería Química de la UIS. Mientras muchos veían el estiércol como un problema del que había que deshacerse, ellos comenzaron a verlo como un tesoro escondido: una oportunidad para producir energía y aportar nuevas soluciones al campo colombiano.
Pero las mejores ideas casi nunca aparecen de la nada. A veces nacen durante una conversación cualquiera. En este caso, todo comenzó cuando Sebastián habló con su hermano, hoy doctor en Ingeniería Química. Él le contó que existía una forma de aprovechar los residuos orgánicos para producir energía y que esa tecnología ya estaba transformando la realidad de muchas fincas en diferentes partes del mundo.
Lo que empezó como una charla entre hermanos terminó sembrando una idea difícil de olvidar: la posibilidad de que la finca de su familia produjera parte de su propia energía utilizando aquello que todos consideraban basura.
Con esa idea rondándoles la cabeza, los dos estudiantes decidieron convertirla en su trabajo de grado. Sin saberlo, se unían a una línea de investigación que desde hace varios años busca transformar los residuos del campo en nuevas oportunidades para los campesinos.
Y no era una inquietud menor. Según la FAO, la ganadería genera cerca del 12 % de las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por actividades humanas. Puede parecer poco, pero ocurre en un planeta donde la concentración de dióxido de carbono ya supera las 420 partes por millón, muy por encima del límite considerado seguro por los científicos. En otras palabras, cada tecnología capaz de aprovechar residuos y evitar emisiones puede marcar una diferencia.
Ahora solo faltaba responder una pregunta: ¿cómo podía un montón de estiércol convertirse realmente en energía? La respuesta estaba en un sistema que imitaba uno de los procesos más antiguos de la naturaleza. Ese ingenioso invento recibe un nombre poco común, pero funciona de una manera sorprendentemente sencilla: el biodigestor.
Así funcionan los biodigestores
Para entenderlo fácilmente, imagina que un biodigestor es un estómago mecánico. Su tamaño puede variar enormemente: puede ser un tanque de acero gigante en una finca, o incluso una bolsa de plástico muy resistente.
¡Pero no te dejes engañar por la idea de lo “gigante”! Antes de instalar estos sistemas en el campo, los ingenieros de la UIS diseñan y prueban versiones más pequeñas directamente en sus laboratorios, como los que puedes ver en estas fotos.
Fuente: Cortesía de integrantes del grupo del Laboratorio de Biotecnología UIS.
Estos biodigestores a escala de laboratorio están hechos de tubos y materiales transparentes para poder observar de cerca la magia de la digestión anaerobia, estudiar cómo reaccionan los distintos residuos y perfeccionar el proceso antes de llevarlo a gran escala.
Independientemente de si es un estómago gigante de finca o un sistema de tubos de laboratorio, lo más importante de este “estómago” es que está completamente cerrado, es decir, no entra ni un poquito de aire.
El proceso para convertir la “basura” en tesoros ocurre en cuatro sencillos pasos en el interior de este estómago:
1. La hora de la comida: Todo comienza cuando mezclamos el estiércol (popó de vaca o cerdo) y si se desea los restos de cosechas (como la pulpa del café) con un poco de agua, y le damos de “comer” al biodigestor metiendo la mezcla por un tubo.
2. Las heroínas invisibles: Dentro del tanque cerrado viven millones de bacterias microscópicas. A estas bacterias les encanta vivir sin oxígeno y son unas glotonas. Ellas se encargan de devorar toda esa mezcla de estiércol y plantas.
Seguro te preguntas ¿cómo llegan ahí las bacterias que se comen la basura? ¡La naturaleza es muy sabia! Resulta que las vacas y los cerdos ya
tienen estas bacterias en sus propios intestinos para poder digerir su comida.
Así que, cuando usamos su estiércol fresco, ¡las bacterias ya vienen incluidas en el paquete! A veces, para que un biodigestor nuevo arranque más rápido, los ingenieros le echan una “sopa iniciadora” (como cuando usamos levadura para hacer pan). Esta sopa puede ser líquido del estómago de una vaca o lodo especial de otro biodigestor que ya está funcionando. Una vez adentro, ¡las bacterias empiezan a multiplicarse!
3. El eructo mágico: Mientras las bacterias comen y digieren los desechos, liberan gases. ¡Es como si el tanque eructara! Este gas se llama biogás y está lleno de un componente llamado metano. A través de una manguera en la parte superior del tanque, atrapamos este gas. ¿Para qué sirve? ¡Para hacer fuego! Este biogás se puede conectar a una estufa para cocinar, o a un motor especial que convierte ese gas en electricidad para prender bombillos y televisores.
4. El caldo milagroso: Después de que las bacterias se comen casi todo, lo que sobra sale por otro tubo al final del tanque. A este líquido oscuro lo llamamos “digerido”. Lejos de ser basura, algunas investigaciones han demostrado que es un súper alimento para la tierra. Está lleno de nutrientes minerales para las plantas (que son como sus vitaminas naturales tales como nitrógeno y fósforo) que las raíces de las plantas absorben rápidamente. Al usar este líquido para regar, los campesinos no necesitan comprar fertilizantes químicos que dañan el suelo.
Fuente: Creación Propia.
Del laboratorio al campo: el sueño de una finca autosustentable
Pero una pregunta seguía sin responderse: ¿funcionaría igual fuera del laboratorio?
Para averiguarlo, Juan Esteban Pineda Mejía y Juan Sebastián Gutiérrez Rueda decidieron llevar esta tecnología a un escenario real. Como parte de su trabajo de grado instalaron un biodigestor tipo Taiwán en la finca “Nuevo Horizonte”, en Girón, Santander, donde buscarán demostrar que los residuos porcinos pueden convertirse en energía y fertilizante para la misma finca.
“Queríamos demostrar que las heces de cerdo no tenían que terminar siendo un problema ambiental. También podían convertirse en energía y fertilizante para la misma finca”, explica Juan Esteban.
No era un experimento pequeño. El biodigestor está formado por una bolsa tubular plástica de 16 metros de longitud y 2,2 metros de diámetro, con una capacidad aproximada de 40 metros cúbicos. Durante esta primera etapa recibirá una carga diaria cercana a 4 m³ de residuos porcinos. Los investigadores esperan que, tras un proceso de estabilización de aproximadamente 30 días, las bacterias comiencen a trabajar de manera constante y el sistema produzca el biogás y el digerido esperados.
Fuente: Cortesía de Juan Esteban Pineda Mejia.
Pero instalar el biodigestor fue solo el primer paso. Muy pronto aparecieron los retos que no siempre se ven cuando la tecnología se explica en un salón de clase.
Durante las primeras pruebas descubrieron que el biogás no está compuesto únicamente por metano. También contiene sulfuro de hidrógeno (H₂S), un gas con olor a huevo podrido que puede ser tóxico y, además, corroer tuberías, estufas y motores si no se elimina antes de utilizar el combustible.
Lo que en los planos parecía sencillo, en la finca se convirtió en una cadena de decisiones, pruebas y aprendizajes. Pero, en lugar de detenerse, decidieron buscar una solución. Diseñaron un sistema de desulfurización utilizando un tubo de PVC de tres pulgadas relleno con óxido de hierro obtenido a partir de brillo metálico comercial, un filtro capaz de limpiar el biogás antes de su aprovechamiento.
“Ahí entendimos que un biodigestor no consiste solo en producir biogás. También hay que hacerlo seguro para las personas que lo van a utilizar”, recuerda Juan Esteban.
Fue uno de esos momentos en los que la ingeniería dejó de ser únicamente cálculos y planos. Comprendieron que innovar también significa anticiparse a los riesgos, corregir errores y asumir la responsabilidad de que una tecnología funcione de forma segura fuera del laboratorio.
Ahora comienza la etapa más importante del proyecto: esperar durante 30 días. Solo entonces podrán comprobar si el biodigestor funciona como fue diseñado y si los residuos porcinos comienzan a transformarse en biogás y digerido.
Si los resultados son los esperados, el biogás podrá utilizarse como una fuente de energía para la finca y el digerido como fertilizante orgánico para los cultivos. Incluso ese fertilizante líquido podría pasar por un proceso de vermifiltración (un filtro natural donde las lombrices actúan como pequeñas recicladoras y transforman los residuos en un abono sólido rico en nutrientes), aprovechando aún más los recursos generados por el sistema.
Ese es el sueño que hoy mueve a estos jóvenes investigadores: demostrar que una finca puede aprovechar sus propios residuos para producir parte de la energía y los fertilizantes que necesita, avanzando hacia un modelo más sostenible y donde casi nada se desperdicie.
“La adopción masiva de biodigestores podría contribuir significativamente a la transición energética, la economía circular y el desarrollo sostenible de las comunidades rurales”, afirma Juan Esteban.
Quizás la próxima gran idea que ayude al planeta no nazca en otro país ni en una película de ciencia ficción. Quizás nazca aquí, en Santander, en una universidad pública o en una finca… o incluso en la mente de un niño o una niña que hoy está leyendo este artículo y acaba de descubrir que la ciencia no siempre huele a laboratorios impecables; a veces también huele a tierra, campo… y sí, incluso a estiércol.
Autor: Chaloun Fernanda Pachon García.
Profesión: Estudiante de Ingeniería Química-UIS
Entrevistado: Juan Esteban Pineda Mejía
Datos de contacto entrevistado: juan2202408@correo.uis.edu.co
Teléfono: 323 2875927
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