La Codigestión de Residuos Textiles y Alimentarios Aumenta el Rendimiento de Metano

KNOXVILLE, TN, 20 de octubre de 2026 /24-7PressRelease/ -- La co-digestión anaerobia de residuos textiles con residuos alimentarios (FW, por sus siglas en inglés) podría convertir dos flujos de residuos problemáticos en metano renovable, al tiempo que reduce el vertido y la incineración. Este estudio examinó la mono-digestión y la co-digestión de algodón, policotón y lana con FW en condiciones mesófilas, probando relaciones sustrato-inóculo (S/I) de 0,5 y 1 y múltiples proporciones de mezcla de materias primas. Se monitoreó el rendimiento de metano, la biodegradabilidad, la estabilidad del proceso y los efectos sinérgicos. Esto es importante porque los residuos textiles son difíciles de digerir por sí solos, mientras que los FW son fácilmente biodegradables y ricos en nutrientes. Los resultados muestran que las relaciones S/I más bajas y mayores proporciones de FW generalmente mejoraron la producción de metano, pero el rendimiento dependió en gran medida del tipo de textil, el equilibrio carbono-nitrógeno (C/N) y el índice de rendimiento de co-digestión (C1).

Los residuos textiles se generan a una escala enorme, con alrededor de 92 millones de toneladas desechadas anualmente, sin embargo, el vertido, la incineración y el reciclaje siguen siendo costosos o problemáticos para el medio ambiente. La digestión anaerobia (AD, por sus siglas en inglés) puede convertir residuos ricos en materia orgánica en biogás, pero la mono-digestión de textiles está limitada por relaciones C/N desequilibradas, queratina recalcitrante en la lana y poliéster no biodegradable en telas mezcladas. Estos materiales pueden ralentizar la hidrólisis, causar acidificación o inhibición por amoníaco y reducir la producción de metano. Los residuos alimentarios (FW) son altamente biodegradables y ricos en nutrientes, lo que los convierte en un co-sustrato prometedor. Dados estos desafíos, se necesita investigación en profundidad sobre cómo la composición textil, las relaciones S/I y las proporciones de mezcla con FW gobiernan la producción de metano y la estabilidad del proceso.

Investigadores de la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda y la Universidad James Cook en Australia evaluaron la mono-digestión y co-digestión de algodón, policotón y lana con FW en reactores por lotes mesófilos. El estudio, aceptado el 3 de julio de 2026 y publicado (DOI: 10.1007/s42768-026-00316-y) en Waste Disposal & Sustainable Energy, probó relaciones S/I de 0,5 y 1 y diferentes mezclas de textil a FW y de textil a textil. Combinó mediciones de metano, modelado cinético con un modelo de Gompertz modificado y análisis químicos y físicos del digestato. El equipo también calculó valores de C₁ para identificar efectos sinérgicos o antagónicos de la co-digestión.

Los rendimientos de metano aumentaron a medida que disminuyó la relación S/I. Entre los textiles, el algodón tuvo el mejor desempeño en mono-digestión, produciendo 103 mL/g de sólidos volátiles (VS, por sus siglas en inglés) y alcanzando un 25,87% de biodegradabilidad con una relación S/I de 0,5. La co-digestión con FW generalmente aumentó la producción de metano, y el mayor rendimiento, 129,7 mL/g VS, provino de una relación algodón a lana de 6:1, que tenía una relación C/N equilibrada de 20,63. La sinergia fue más fuerte cuando el FW constituyó más del 80% de la mezcla, especialmente con algodón, donde C1 superó 1. El análisis cinético mostró que más FW acortó las fases de latencia y aceleró la producción de biogás; el modelo de Gompertz modificado se ajustó bien a los datos. Por ejemplo, una mezcla de algodón a FW de 1:4 alcanzó 111 mL/g VS y aproximadamente un 29% de contenido de metano, mientras que una mezcla de lana a FW de 1:1 produjo casi nada de metano debido a la inhibición por amoníaco. En contraste, el policotón y la lana mostraron efectos antagónicos (C1 _ 1). El poliéster, o tereftalato de polietileno (PET), resistió la degradación, mientras que la estructura de queratina de la lana limitó el acceso microbiano. Los análisis posteriores a la digestión vincularon el bajo rendimiento con ácidos grasos volátiles (VFA, por sus siglas en inglés) residuales, demanda química de oxígeno soluble (sCOD) y nitrógeno amoniacal libre (FAN) por encima de los umbrales inhibitorios.

Los autores dijeron que los hallazgos ofrecen un principio operativo claro: la co-digestión es más efectiva cuando el FW domina la mezcla y la relación C/N se mantiene dentro de la ventana óptima. Dijeron que las mezclas ricas en algodón eran especialmente prometedoras, mientras que el policotón y la lana necesitan pretratamiento o separación de fibras porque el poliéster y la queratina resisten la descomposición microbiana. Agregaron que el modelado cinético ayudó a explicar por qué el FW acorta las fases de latencia y acelera la producción de biogás, y que C1 proporciona una forma simple de seleccionar combinaciones prometedoras de materias primas antes de escalar.

Para los fabricantes de textiles, los gestores de residuos y los operadores de biogás, el estudio sugiere que la co-digestión de residuos textiles con FW puede mejorar los rendimientos de metano, estabilizar los digestores y desviar residuos del vertedero. Los mejores resultados provinieron de optimizar la relación S/I y el equilibrio C/N, particularmente cuando el FW superó el 80% de la materia prima. Las estrategias de pretratamiento, como la hidrólisis térmica para algodón y lana, y los solventes ecológicos para separar el poliéster de las telas mezcladas, podrían mejorar aún más la digestibilidad. La calidad del digestato también importa: la mayoría de los tratamientos de co-digestión produjeron FAN dentro de los límites seguros para biofertilizantes, aunque las mezclas de policotón y lana superaron los umbrales inhibitorios para AD.

Referencias
DOI
10.1007/s42768-026-00316-y

URL de la fuente original
https://doi.org/10.1007/s42768-026-00316-y

Información de financiamiento
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