Caracterización de un Consorcio Microbiano Metanogénico de una Mina de Carbón en la Cuenca de Bogotá / Characterization of a Methanogenic Microbial Consortium from a Coal Mine in Bogotá Basin

RESUMEN En el trabajo se estudió un consorcio microbiano metanogénico de una mina de carbón de la cuenca de Bogotá en Colombia. Se establecieron cultivos de enriquecimiento de carbón ex situ para el crecimiento y la producción de gas de novo. El gas biogénico producido por los cultivos se analizó mediante cromatografía de gases con detectores de ionización de llama y conductividad térmica. Los cultivos se utilizaron para aislar estirpes microbianas y para generar bibliotecas del gene 16S rARN empleando de cebadores de bacteria y de arquea. El análisis de cromatografía de gases mostró producción de metano a 37 oC, pero no a 60 oC, donde el CO2 fue el componente principal del gas biogénico. El análisis de la secuencia del gen 16S rARN de estirpes microbianos y de las bibliotecas de clones, estableció que el consorcio microbiano metanogénico estuvo formado por especies de bacterias de los géneros Bacillus y Gracilibacter más la arquea del género Methanothermobacter. El consorcio microbiano metanogénico identificado es potencialmente responsable de la generación de gas biogénico en la mina de carbón La Ciscuda. Los resultados sugirieron que los metanógenos de este consorcio producían metano por vía hidrogenotrófica o de reducción de CO2.

ABSTRACT The work studied the methanogenic microbial consortium in a coal mine from the Bogotá basin in Colombia. Ex situ coal-enrichment cultures were established for in vitro growth and de novo gas production. Biogenic gas produced by cultures was analyzed by gas chromatography using thermal conductivity and flame ionization detectors. Cultures were used to isolate microbial specimens and to generate 16S rRNA gene libraries employing bacterial and archaeal primer sets. The gas chromatographic analysis showed methane production at 37 oC, but not at 60 oC, where CO2 was the major component of the biogenic gas. 16S rRNA gene sequence analysis of microbial isolates and clone libraries established that the methanogenic microbial consortium was formed by bacteria species from Bacillus and Gracilibacter genera plus archaea from the Methanothermobacter genus. This meth-anogenic microbial consortium was potentially responsible for biogenic gas generation in La Ciscuda coal mine. The results suggested that these methanogens produced methane by hydrogenotrophic or CO2 reduction pathways.

Uso do biodigestor para produção de biogás em uma granja comercial de suínos: relato de caso

A suinocultura é uma atividade econômica responsável por garantir a renda de milhares de famílias. O sistema intensivo, propiciou um aumento de criação de animais em pequenas áreas e por consequência elevou a geração de dejetos suínos (DS) que se descartados de maneira inadequada, podem levar a um descontrole ambiental. O biodigestor que consiste em um tanque escavado no solo, impermeável e coberto com material sintético é uma alternativa viável para o tratamento de DS, com sequestro e produção de biogás e adubo orgânico. A conversão em energia elétrica, quando se trata do biogás, torna-se importante insumo na produção de suínos. Este trabalho relatou o uso do biodigestor para produção de biogás e adubo orgânico em uma granja comercial de suínos que resultará na autossuficiência em mais de 100 % da demanda de energia elétrica da atividade, produção de 400 toneladas de adubo orgânico, água de reuso na qual possibilitará a produção consorciada de peixes (tilapia), ervilha dagua (Lemna minor) e hortaliças em sistema hidropônico.(AU)

Uso do biodigestor para produção de biogás em uma granja comercial de suínos: relato de caso

A suinocultura é uma atividade econômica responsável por garantir a renda de milhares de famílias. O sistema intensivo, propiciou um aumento de criação de animais em pequenas áreas e por consequência elevou a geração de dejetos suínos (DS) que se descartados de maneira inadequada, podem levar a um descontrole ambiental. O biodigestor que consiste em um tanque escavado no solo, impermeável e coberto com material sintético é uma alternativa viável para o tratamento de DS, com sequestro e produção de biogás e adubo orgânico. A conversão em energia elétrica, quando se trata do biogás, torna-se importante insumo na produção de suínos. Este trabalho relatou o uso do biodigestor para produção de biogás e adubo orgânico em uma granja comercial de suínos que resultará na autossuficiência em mais de 100 % da demanda de energia elétrica da atividade, produção de 400 toneladas de adubo orgânico, água de reuso na qual possibilitará a produção consorciada de peixes (tilapia), ervilha d’agua (Lemna minor) e hortaliças em sistema hidropônico.

Estimativa do potencial de recuperação energética de resíduos sólidos urbanos usando modelos matemáticos de biodigestão anaeróbia e incineração / Estimation of municipal solid waste energy recovery potential using mathematical models of anaerobic biodigestion and incineration

RESUMO Atualmente, um dos grandes problemas enfrentados pelos gestores de resíduos sólidos urbanos (RSU) é a disposição final dos resíduos gerados por sua população. As disposições de resíduos devem ser feitas em espaços e sob condições adequados de modo a minimizar os impactos socioeconômicos e ambientais. Nesse contexto, este artigo teve por objetivo estimar o potencial de recuperação energética de RSU usando modelos de simulação matemática para a biodigestão anaeróbia e a incineração. Como objeto de estudo, foram considerados os resíduos dispostos no aterro sanitário de Caieiras, localizado no município de Caieiras (SP). Para avaliação da biodigestão anaeróbia, foram analisados modelos matemáticos que permitem estimar a produção de metano em função dos diversos fatores que interferem no processo (concentração de acetato e de micro-organismos, variação do pH, entre outros). No caso da incineração, foram considerados modelos matemáticos empíricos (baseados nas análises imediata, gravimétrica e elementar) para estimar o poder calorífico inferior dos RSU. De acordo com os resultados obtidos, para a biodigestão anaeróbia seria possível obter potência média de 38,8 MW. Caso a incineração fosse adotada como método de tratamento dos RSU, seria possível obter potência elétrica média de 214 MW (considerando a incineração de 100% dos resíduos). Com base nas simulações realizadas para a biodigestão anaeróbia e a incineração como possíveis métodos de destinação dos RSU, conclui-se que o processo de incineração apresenta potencial de geração de eletricidade aproximadamente cinco vezes maior do que a conversão energética da biodigestão anaeróbia.

ABSTRACT Currently, one of the major problems faced by managers of solid urban waste is the final disposal of the waste generated by their population. Waste disposals should be done in spaces and/or under appropriate conditions, in order to minimize socioeconomic and environmental impacts. In this context, this article aims at estimating the energy recovery potential of urban solid waste using mathematical simulation models for anaerobic biodigestion and incineration. As object of study, the waste disposed in Caieiras landfill, located in the city of Caieiras/SP, was considered. To evaluate the anaerobic digestion, mathematical models were used to estimate methane production as function of the various factors that influence the process (acetate and microorganisms concentration, pH variation among others). In the case of incineration, empirical mathematical models (based on immediate, gravimetric and elementary analysis) were used to estimate the lower heating value of urban solid waste. According to the results obtained, it would be possible to obtain an average power of 38.8 MW for anaerobic digestion. If the incineration method was adopted, it would be possible to obtain an average electrical power of 214 MW (considering the total incineration of the waste). Based on the simulations carried out for anaerobic biodigestion and incineration as possible methods of municipal solid waste disposal, it is concluded that the incineration process of municipal solid waste presents a greater potential of electricity generation, approximately five times higher than the energy conversion potential of anaerobic digestion.