La vinaza es un residuo contaminante derivado de la caña de azúcar.

La vinaza es un líquido de color café y olor dulce, se obtiene de la caña de azúcar y constituye el desecho de mayor importancia en las destilerías de alcohol. Si esta sustancia no se somete a ningún tratamiento y se vierte directamente a las fuentes de agua consume el oxígeno, mata a los peces y afecta seriamente el ecosistema.

En Colombia se producen cerca de un millón de litros de bioetanol por día y eso arroja aproximadamente 10 millones de litros de vinaza diluida compuesta en un 90 % por agua y un 10 % por materia orgánica y sales minerales.

Como alternativa para disminuir los impactos ambientales de la vinaza, en las destilerías de alcohol de nuestra región se retorna al proceso cerca del 70 % de la vinaza diluida y el resto se concentra por medio de evaporación alcanzando una concentración en sólidos de hasta el 35% para luego utilizarla en la producción de abono orgánico a través del compostaje con cachaza.

El dispositivo mediante el que se trata la vinaza con corriente eléctrica está equipado con electródos de aluminio o acero galvanizado.

En otros casos se concentra hasta el 55% para utilizarla como fertilizante líquido. Sin embargo, esta técnica demanda mucha energía y presenta altos costos en el mantenimiento de equipos debido a que los evaporadores experimentan el fenómeno de incrustación, cuando algunas sales de calcio y magnesio, presentes en la vinaza, se depositan en los equipos disminuyendo la eficiencia de la evaporación a niveles inaceptables. Como consecuencia, los evaporadores deben salir de operación para adelantar su limpieza originando un alto lucro cesante.

Buscando una alternativa para concentrar la vinaza, sin necesidad de evaporarla, los profesores de Ingeniería Química de la Universidad del Valle, Fiderman Machuca Martínez y Nilson Marriaga Cabrales y el estudiante de Maestría en Ingeniería Química Javier Dávila, implementaron una técnica de tratamiento electroquímico a la vinaza llamada electro-coagulación/flotación.

La técnica consiste en tratar la vinaza con corriente eléctrica de bajo amperaje, a través de electrodos de aluminio o acero galvanizado, para generar complejos de hidróxidos metálicos que atrapan y aglomeran las partículas presentes en el líquido. De esta manera, el material orgánico se separa del agua depositándose por gravedad. Asimismo, se generan burbujas de hidrógeno formando una espuma que también arrastra material orgánico. Mediante este proceso, es posible extraer el material orgánico de la vinaza, para su posterior compostaje, sin calentarla y evitando que se presente el fenómeno de incrustación.

De acuerdo con los profesores, la investigación realizada por el Grupo de Investigación de Procesos Avanzados para Tratamientos Químicos y Biológicos (GAOX) y el Laboratorio de Investigación en Catálisis Aplicada y Procesos (LICAP) de la Escuela de Ingeniería Química, tiene gran potencial considerando que la demanda de bioetanol crece día a día debido a los altos costos de los combustibles y la creciente conciencia ambiental.

El principal reto de los investigadores es que desde la academia, con la participación de las empresas, algunos residuos no se conciban como contaminantes sino como oportunidades de investigación y de negocio generando valor agregado.

La técnica de electrocoagulación/flotación permitiría usar la vinaza como subproducto para generar biocombustibles.

Una patente en proceso

Teniendo en cuenta que el tratamiento de vinaza por medio de electrocoagulación flotación puede convertirse en una alternativa viable por cuanto requiere poco tiempo de tratamiento y el consumo energético es relativamente bajo, los responsables de este nuevo método presentaron una solicitud de patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio para proteger los resultados del estudio.

Aunque la investigación se encuentra en fase de laboratorio, la idea es continuar indagando sobre la vinaza como subproducto para generar biocombustibles y/o productos de valor agregado. Por esta razón, se presentó la solicitud de patente a nivel nacional y está en trámite la solicitud internacional en Brasil y Estados Unidos, la cual busca generar riqueza y proteger la propiedad intelectual.

La patente se solicitó teniendo en cuenta que se trata de un método novedoso y su aplicación industrial es factible. El paso siguiente es buscar empresas interesadas en este tipo de trabajo, a través de la Vicerrectoría de Investigaciones de la Universidad del Valle y del Comité Universidad Empresa Estado Valle del Cauca, CUEEV.

El trabajo, que ya completa dos años y medio, pasará ahora a una escala piloto para buscar las potenciales aplicaciones industriales. “Debemos seguir con la investigación para verificar su potencial de aplicación industrial. Hay que investigar más sobre tipos electrodos, tipos de reactores, entre otros aspectos, para hacer aun más eficiente el proceso, por supuesto esto depende del consumo de energía y el uso de materiales y los respectivos análisis económicos. Ahora estamos investigando cómo este método se puede acoplar a los sistemas biológicos convencionales para la producción de biogas”, concluye el profesor Fiderman Machuca Martínez.