Biogás: que es y como se transforma en energía

El biogás se ve como una alternativa para la generación de electricidad en lugar del gas natural

Biogás

Imagen de Jan Nijman en Pixabay

El biogás es el gas que se produce a partir de la descomposición de materia orgánica (desechos orgánicos) por bacterias. En la generación de energía a partir del biogás, la energía química del gas se convierte en energía mecánica mediante un proceso de combustión controlado. Esta energía mecánica activa un generador que produce energía eléctrica. El biogás también se puede utilizar en calderas mediante combustión directa para cogeneración de energía.

Hay tres rutas para utilizar la biomasa como fuente de energía. El primero es por combustión directa, el segundo es la gasificación y el tercero se refiere a la reproducción del proceso natural en el que la acción de los microorganismos en un ambiente anaeróbico produce la descomposición de la materia orgánica y, en consecuencia, emite biogás. Descubierto en el siglo XVII, el biogás pasó a ser considerado una fuente de energía a partir de una presentación realizada por Louis Pasteur, en el siglo XIX, en la que se hacía la demostración de la generación de biogás mediante una mezcla de estiércol y agua.

A fines del siglo XIX, el biogás comenzó a recolectarse en plantas de tratamiento de efluentes en Inglaterra y, en la década de 1940, comenzó a usarse a partir de estiércol animal en plantas de generación de energía en India. Desde entonces, el proceso anaeróbico ha evolucionado y se ha expandido para tratar residuos agrícolas e industriales.

La gasificación consiste en reacciones termoquímicas que involucran un combustible sólido en presencia de aire u oxígeno (en cantidad mínima para la combustión) y vapor de agua (que forman gases) para ser utilizado como energía térmica o eléctrica, para la síntesis de químicos. y para la producción de combustibles líquidos. La digestión anaeróbica ocurre naturalmente en muchos ecosistemas, como los sedimentos acuáticos en los lagos de agua dulce o salada.

Los reactores anaeróbicos, que son como una planta de biogás, buscan reproducir las condiciones naturales mediante la creación de ecosistemas artificiales a través de estanques de reactores anaeróbicos, y su uso inicial es el tratamiento de residuos semisólidos, como estiércol animal, desechos domésticos y lodos de tratamiento de efluentes. Normalmente, el biogás se compone de un 60% de metano, un 35% de dióxido de carbono y un 5% de una mezcla de hidrógeno, nitrógeno, amoniaco, sulfuro de hidrógeno, monóxido de carbono, aminas y oxígeno.

Uso de biogás de vertederos

La disposición final de los residuos sólidos es uno de los principales problemas ambientales en los núcleos urbanos, cuyas administraciones terminan utilizando vertederos. El vertido de residuos conduce a la producción de biogás. La distribución de la concentración de estos gases varía según el vertedero y según la composición, edad y humedad de los residuos.

La generación de biogás en los vertederos generalmente comienza después de los primeros tres meses posteriores a la eliminación y puede continuar por un período de 30 años o más. Debido a que contiene una alta concentración de metano, se debe considerar el biogás al calcular los gases de efecto invernadero. Según el informe del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC), las emisiones de metano de los rellenos sanitarios varían entre 20 teragramos por año (Tg / año) y 70 Tg / año, lo que indica que los rellenos sanitarios son responsables de la producción de 6 % a 20% de las emisiones totales de metano por año, en todo el mundo.

El aprovechamiento del biogás se puede realizar mediante la instalación de desagües que lleguen a todas las capas de residuos. La impermeabilización de la base y cobertura del vertedero es una medida que contribuye tanto a colaborar con el proceso de degradación de la materia orgánica, aumentando la producción de biogás, como a prevenir la contaminación del suelo y las aguas subterráneas del sitio.

El sistema de extracción enruta los gases del relleno sanitario (biogás) a un sistema de recolección, llevándolo al sistema de tratamiento, el cual está compuesto por un conjunto de soplantes y filtros para que las gotas de condensado y material particulado remoto. Luego, el gas se envía a la bengala que arde.

Uso de biogás procedente del tratamiento de aguas residuales

Las aguas residuales que provienen de la red de recolección se transportan a la estación de elevación, donde se retienen las partículas más grandes, y luego se envían a una Estación de Tratamiento de Aguas Residuales (ETE). Los residuos sólidos se envían a un relleno sanitario, mientras que el líquido se envía a un reactor donde se realiza el proceso de digestión de la materia orgánica por las bacterias allí presentes y de allí se pasa a una etapa de postratamiento. El gas producido por la actividad bacteriana se puede quemar y transformar en dióxido de carbono o se puede reutilizar en forma de biogás.

Biodigestores domésticos

Los biodigestores convencionales se subdividen en lotes y continuos. Los lotes, también conocidos como lotes, se suministran una sola vez y se mantienen cerrados durante un período de tiempo durante el cual la materia orgánica se fermentará. Los biodigestores continuos son aquellos que requieren un aporte periódico de materia orgánica (generalmente a diario). Ambos modelos permiten la generación de energía a través del biogás.

Modelo indio

Consiste en una cúpula móvil de hierro o fibra de vidrio, en la que se almacena el gas mientras la materia orgánica se fermenta. Este almacenamiento y la producción incesante de biogás permiten que el uso se realice de forma ininterrumpida. La existencia de una pared central, que divide el tanque de fermentación en dos cámaras, ayuda en la separación de la biomasa ya fermentada, para su futura disposición.

Modelo chino

Consiste en una cámara cilíndrica de mampostería con cúpula y techo impermeable, destinada al almacenamiento de biogás. Este reactor funciona en función de las diferencias de presión en el interior. Por lo tanto, cuando aumenta la presión, la biomasa se mueve desde la cámara de fermentación a la caja de salida, y cuando hay descompresión, se produce el movimiento inverso.

Biodigestor residencial Recolast

Se puede utilizar tanto en propiedades rurales como en residencias urbanas. Es compacto, eficiente y de bajo costo. El biodigestor residencial se puede suministrar con restos de comida, pasto, heces de mascotas, pollos, cerdos y biomasa en general. Tiene capacidad para producir el equivalente a una lata de gas de cocción y 20 litros de biofertilizante para fertilizar jardines, además de tener efecto insecticida. Ver más detalles del equipo y consultar precios en la eCycle Store .

InicioBiogás biodigestor residencial

HomeBiogas es un biodigestor residencial que promueve el uso de recursos. Este tipo de producto promueve la transformación de residuos orgánicos en gas de cocción y biofertilizante orgánico natural, mediante un proceso de biodigestión anaeróbica. Dentro del sistema, es posible colocar conchas, huesos, restos de comida, estiércol animal y también heces de mascotas. Todos estos materiales sirven como materia prima para la generación de biogás. Ver más detalles del equipo y consultar precios en la eCycle Store .

Ventajas de la generación de energía

El biogás representa una alternativa de generación de energía para abastecer a comunidades aisladas, que pueden utilizar los residuos generados en la agricultura y la ganadería para suplir sus demandas energéticas. Además, el uso de energía de biogás procedente de vertederos y tratamiento de aguas residuales representa un destino más sostenible e inteligente para los residuos. El uso de biogás para generar energía también evita que el metano de la descomposición de la materia orgánica se libere a la atmósfera cuando se transforma en agua y dióxido de carbono mediante el proceso de combustión. De esta forma, la energía del biogás se presenta como una alternativa que no genera tantos impactos socioambientales como el gas natural.