El biogás es una fuente de energía renovable, generada por la digestión anaeróbica de la materia orgánica, por ejemplo:
- residuos agrícolas,
- estiércol
- residuos municipales,
- material vegetal,
- aguas residuales
- residuos verdes,
- desperdicio de alimentos, o
- cultivo cultivado específicamente para este fin.
Los microorganismos generan biogás en un ambiente libre de oxígeno al descomponer la materia orgánica en un producto final compuesto de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). El componente primario útil del producto final es el metano.
Historia del biogás #
La historia se remonta a la antigüedad. El primer uso registrado ocurrió ya en el sigloX a.C. En aquel entonces, el biogás de la materia orgánica en descomposición proporcionaba calor para el agua del baño. Enel siglo XVII , Jan Baptista Van Helmont, un químico flamenco, observó que la materia orgánica en descomposición producía gases inflamables. Sin embargo, no fue hasta el siglo XIX que la ciencia detrás comenzó a tomar forma.
En el año 1808, Sir Humphry Davy demostró que el metano estaba presente en los gases producidos por la digestión anaeróbica del estiércol de ganado. Este descubrimiento allanó el camino para futuras investigaciones y desarrollos. El primer uso práctico en el sentido moderno ocurrió en 1895 en Exeter, Inglaterra. El biogás recogido del tratamiento de aguas residuales encendió las farolas.
Elsiglo XX fue testigo de importantes avances en la tecnología. India y China han desempeñado un papel importante, las plantas de biogás se convirtieron en una parte importante de su infraestructura energética rural. La Comisión de Industrias Khadi y Village de la India desempeñó un papel crucial en la promoción de la tecnología en las zonas rurales desde la década de 1960 en adelante. China también desarrolló un programa masivo, que resultó en millones de plantas a pequeña escala en todo el país a finalesdel siglo XX .
Aspectos técnicos #
La producción de biogás implica una serie de reacciones bioquímicas complejas. Por lo general, se dividen en cuatro etapas: hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis.
- Hidrólisis: En esta etapa, las moléculas orgánicas complejas, como los carbohidratos, las proteínas y las grasas, se descomponen en azúcares, aminoácidos y ácidos grasos más simples mediante enzimas hidrolíticas.
- Acidogénesis: Los productos de la hidrólisis son convertidos en ácidos grasos volátiles, alcoholes, hidrógeno y dióxido de carbono por bacterias acidogénicas.
- Acetogénesis: En esta etapa intermedia, las bacterias acetogénicas convierten aún más los ácidos grasos volátiles y los alcoholes en ácido acético, hidrógeno y dióxido de carbono.
- Metanogénesis: Finalmente, las arqueas metanogénicas producen metano y dióxido de carbono a partir de ácido acético, hidrógeno y dióxido de carbono. Esta etapa es crucial, ya que determina la eficiencia y el rendimiento del proceso de producción.
Existen varias configuraciones de plantas de biogás, como reactores de cúpula fija, tambor flotante y reactores de flujo de tapón. Estas plantas pueden variar en escala, desde pequeñas unidades domésticas hasta grandes sistemas industriales. La elección del diseño depende de factores como la disponibilidad de materias primas, las condiciones climáticas y el uso previsto.
El biogás producido a menudo se usa directamente para cocinar, calentar e iluminar. Alternativamente, los motores de combustión o las turbinas lo convierten en electricidad. La digestión anaeróbica genera digestato como subproducto. El digestato es rico en nutrientes, es un fertilizante orgánico de alta calidad.
¿Más biogás? #
Una propiedad interesante del biogás crudo es que contiene dióxido de carbono y metano. El dióxido de carbono se puede convertir en más metano mediante el uso de hidrógeno adicional y un sistema como el reactor UPSOM de GRZ.
En conclusión, la tecnología del biogás ofrece una forma sostenible de gestionar los residuos y producir energía renovable. Hoy en día, hay avances continuos en las técnicas de producción de biogás y una creciente preocupación ambiental sobre el uso de combustibles fósiles.
Por lo tanto, es probable que el biogás siga desempeñando un papel importante en el panorama energético mundial.
