Conversión de residuos en energía

Esta descomposición mencionada anteriormente ocurre en un entorno anaeróbico, por lo que el proceso que da como resultado el biogás también se conoce como digestión anaeróbica, una forma natural de conversión de residuos en energía que utiliza el proceso de fermentación para descomponer la materia orgánica. El estiércol animal, los restos de comida, las aguas residuales y las cloacas son ejemplos de materia orgánica que puede generar biogás mediante la digestión anaeróbica. Debido al alto contenido de metano (normalmente entre el 50 y el 75 %), el biogás es inflamable y, por lo tanto, produce una llama azul intenso y se puede utilizar como fuente de energía.

¿Qué es el biogás?

El biogás es un gas producido a partir de materiales orgánicos como desechos animales y restos de comida.

Se crea a través de un proceso llamado digestión anaeróbica, en el que las bacterias descomponen estos materiales en ausencia de oxígeno. Esta digestión produce una mezcla de gases, principalmente metano y dióxido de carbono, que se puede utilizar como fuente de energía.

El biogás se considera una fuente de energía renovable porque los materiales orgánicos utilizados para producirlo se pueden reponer. Se puede utilizar para diversos fines, como calefacción, cocina y generación de electricidad.

El biogás también es una alternativa más limpia a los combustibles fósiles tradicionales, ya que produce menos emisiones de gases de efecto invernadero cuando se quema.

En resumen, el biogás es un gas elaborado a partir de materiales orgánicos que se puede utilizar como fuente de energía respetuosa con el medio ambiente. Un planeta más sostenible comienza con lo que haces en tu propio jardín y HomeBiogas ha creado sistemas avanzados que pueden ayudarte.

¿De qué está hecho el biogás?

Dado que el biogás es el resultado de un proceso natural que ocurre en un entorno cerrado, controlar su composición puede ser un desafío. Por eso, la proporción de metano y dióxido de carbono puede variar. La proporción más común es 60% de CH4 (metano) y 40% de CO2 (dióxido de carbono), pero se puede esperar que el biogás contenga metano en una proporción de 45 a 75% y dióxido de carbono de 55 a 25%.

Ventajas y desventajas del biogás

La generación y el uso de biogás tiene ventajas y desventajas, como todas las demás fuentes de energía. Debe considerar cuidadosamente estos aspectos prácticos al analizar si invertir en una planta de biogás.

Entre los beneficios más populares del biogás, podemos mencionar:

1. Es una fuente de energía limpia y renovable que se basa en un proceso neutro en carbono, lo que significa que no se liberan nuevas cantidades de carbono a la atmósfera cuando se utiliza biogás.
2. Ayuda a desviar los desechos alimentarios de los vertederos, lo que repercute positivamente en el medio ambiente y la economía.
3. Reduce la contaminación del suelo y del agua por el estiércol animal y las heces humanas, manteniendo un ambiente saludable y seguro para muchas comunidades en todo el mundo.
4. Reduce la cantidad de CH4 (metano) emitido a la atmósfera, contrarrestando el cambio climático con un posible impacto inmediato en el medio ambiente.
5. Un subproducto es el fertilizante orgánico, que es una forma rentable de cultivar cultivos saludables.

Algunas de las desventajas de depender del biogás como fuente de energía pueden ser:

1. La producción de biogás depende de un proceso biológico, por lo que no se puede controlar por completo.
2. Funciona mejor en climas cálidos, lo que significa que el biogás no es accesible por igual en todo el mundo.

¿Qué tipo de residuos pueden producir biogás?

Todos los residuos orgánicos se pueden utilizar para producir biogás. Puede utilizar materias primas como residuos agrícolas, residuos municipales, material vegetal, estiércol, heces humanas, aguas residuales, residuos de jardinería (verdes) o residuos de alimentos. Para los residuos humanos, se recomienda un inodoro biológico.

¿El biogás es bueno o malo?

El biogás es una excelente fuente de energía limpia, lo que significa que tiene un menor impacto en el medio ambiente que los combustibles fósiles. Si bien no tiene un impacto cero en los ecosistemas, el biogás es neutro en carbono. Esto se debe a que el biogás se produce a partir de materia vegetal, que previamente ha fijado el carbono del dióxido de carbono en la atmósfera. Se mantiene un equilibrio entre el carbono liberado por el biogás y la cantidad absorbida de la atmósfera.

La ecología del biogás

El biogás es conocido como una fuente de energía respetuosa con el medio ambiente porque alivia dos grandes problemas ambientales simultáneamente:

1. La epidemia mundial de residuos libera niveles peligrosos de gas metano todos los días.
2. Dependemos de la energía de combustibles fósiles para satisfacer la demanda mundial de energía.

El proceso de producción de biogás utiliza la elegante tendencia de la naturaleza a reciclar sustancias en recursos productivos para convertir los residuos orgánicos en energía. La generación de biogás recupera materiales de desecho que de otro modo contaminarían los vertederos, evita el uso de productos químicos tóxicos en las plantas de tratamiento de aguas residuales y ahorra dinero, energía y material al tratar los residuos in situ.

Además, el uso del biogás no requiere la extracción de combustibles fósiles para producir energía. En cambio, el biogás toma un gas problemático y lo convierte. Más específicamente, el contenido de metano presente en los desechos en descomposición se convierte en dióxido de carbono. El gas metano tiene aproximadamente entre 20 y 30 veces la capacidad de atrapar el calor del dióxido de carbono. En palabras simples, cuando una barra de pan podrida se convierte en biogás, el impacto ambiental de la barra será aproximadamente diez veces menos potente que si se dejara pudrir en un vertedero.

Digestores de biogás

A diferencia de dejar que el gas metano se libere a la atmósfera, los digestores de biogás son los sistemas que procesan los desechos para convertirlos en biogás y luego canalizan ese biogás para que la energía pueda usarse de manera productiva. Existen varios tipos de sistemas y plantas de biogás que se han diseñado para hacer un uso eficiente del biogás. Si bien cada modelo difiere según la entrada, la salida, el tamaño y el tipo, el proceso biológico que convierte los desechos orgánicos en biogás es uniforme.

A diferencia de permitir que el gas metano se libere a la atmósfera, los digestores de biogás son sistemas que procesan los desechos para convertirlos en biogás y luego los canalizan para que la energía se pueda utilizar de manera productiva.

Existen varios tipos de sistemas y plantas de biogás que se han diseñado para hacer un uso eficiente del biogás. Si bien cada modelo difiere según la entrada, la salida, el tamaño y el tipo, el proceso biológico que convierte los desechos orgánicos en biogás es uniforme. Los digestores de biogás reciben materia orgánica, que se descompone en una cámara de digestión. La cámara de digestión está completamente sumergida en agua, lo que la convierte en un entorno anaeróbico (sin oxígeno). El entorno anaeróbico permite que los microorganismos descompongan el material orgánico y lo conviertan en biogás.

Fertilizantes totalmente naturales

Debido a que la materia orgánica se descompone en un entorno líquido, los nutrientes de los desechos se disuelven en el agua y crean un lodo rico en nutrientes, que normalmente se utiliza como fertilizante para las plantas. Este fertilizante se genera a diario y, por lo tanto, es un subproducto altamente productivo de la digestión anaeróbica.

Descomposición biológica

La materia orgánica fermenta con la ayuda de comunidades bacterianas para producir biogás. Cuatro etapas de fermentación hacen que la materia orgánica pase de su composición inicial a un estado de biogás.

1. La primera etapa del proceso de digestión es la etapa de hidrólisis. En la etapa de hidrólisis, los polímeros orgánicos insolubles (como los carbohidratos) se descomponen, haciéndolos accesibles a la siguiente etapa de bacterias llamadas bacterias acidogénicas.
2. Las bacterias acidogénicas convierten los azúcares y aminoácidos en dióxido de carbono, hidrógeno, amoníaco y ácidos orgánicos.
3. En la tercera etapa, las bacterias acetogénicas convierten los ácidos orgánicos en ácido acético, hidrógeno, amoniaco y dióxido de carbono. Este proceso hace posible el paso final con la ayuda de los metanógenos.
4. Los metanógenos convierten estos componentes finales en metano y dióxido de carbono, que se pueden utilizar como energía verde inflamable.

Historia del biogás

Este proceso anaeróbico de descomposición (o fermentación) de materia orgánica ocurre en la naturaleza y ha estado ocurriendo durante mucho tiempo. Las bacterias que descomponen la materia orgánica en biogás son algunos de los organismos multicelulares más antiguos del planeta. El uso humano del biogás, por supuesto, no se remonta a mucho tiempo atrás. La evidencia anecdótica rastrea los primeros usos del biogás a los asirios y los persas en los siglos X y XVI. Más recientemente, el siglo XX ha traído consigo un renacimiento de los sistemas de biogás tanto industriales como a pequeña escala.

En el siglo XVIII, el químico flamenco Jan Baptise van Helmont tuvo claro que la descomposición de la materia orgánica producía un gas combustible. Poco después, John Dalton y Humphrey Davy aclararon que este gas inflamable era metano. La primera planta de digestión anaeróbica significativa se remonta a 1859 en Bombay. En 1898, el Reino Unido utilizó la digestión anaeróbica para convertir las aguas residuales en biogás, que luego se utilizó para encender farolas. Durante el siglo siguiente, la digestión anaeróbica se utilizó principalmente como un medio para tratar las aguas residuales municipales. Cuando el precio de los combustibles fósiles aumentó en la década de 1970, las plantas de digestión anaeróbica industriales aumentaron en popularidad y eficiencia.

Tanto la India como China comenzaron a desarrollar digestores de biogás a pequeña escala para los agricultores alrededor de la década de 1960. El objetivo era reducir la pobreza energética en las áreas rurales y hacer que los combustibles para cocinar más limpios fueran más accesibles en áreas remotas. Cerca de un tercio de la población mundial todavía usa leña y otra biomasa para obtener energía, lo que causa devastadores problemas de salud y ambientales.

En la India, el modelo popular es el digestor de tambor flotante, y el modelo de biogás preferido de China es el digestor de cúpula fija.

Desde entonces, las unidades de biogás de tamaño familiar han ido ganando más atención y popularidad como un medio para reducir los desechos domésticos y proporcionar energía limpia y renovable a las familias de todo el mundo. En los últimos 15 años, países de todo el mundo han estado adoptando programas de biogás para hacer que tanto los sistemas domésticos de biogás como las plantas de digestión anaeróbica de mayor tamaño sean accesibles, eficientes y convenientes. A medida que los vertederos se sobrecargan ilegalmente y la liberación de metano plantea problemas más preocupantes, los beneficios de los sistemas de biogás se vuelven más relevantes e importantes.

Muchos usos del biogás:

El biogás se puede producir con varios tipos de materia orgánica y, por lo tanto, existen varios tipos de modelos para digestores de biogás. Algunos sistemas industriales están diseñados para tratar: aguas residuales municipales, aguas residuales industriales, residuos sólidos municipales y residuos agrícolas.

Los sistemas a pequeña escala se utilizan normalmente para digerir desechos animales. Y los sistemas más nuevos de tamaño familiar están diseñados para digerir desechos alimentarios. El biogás resultante se puede utilizar en gas, electricidad, calefacción y combustibles para el transporte.

Por ejemplo, en Suecia, cientos de automóviles y autobuses funcionan con biogás refinado. El biogás en Suecia se produce principalmente en plantas de tratamiento de aguas residuales y vertederos.

Otro ejemplo de los usos diversificados del biogás es la planta First Milk. Uno de los mayores productores de queso del Reino Unido está construyendo una planta de digestión anaeróbica para procesar residuos lácteos y convertirlos en biometano para la red de gas. Cada día aparecen nuevas plantas de digestión anaeróbica como estas con historias fascinantes.

Sistemas de biogás a pequeña escala

Los digestores de biogás a pequeña escala o de tamaño familiar se encuentran con mayor frecuencia en India y China. Sin embargo, la demanda de dichas unidades está creciendo rápidamente gracias a tecnologías más avanzadas y convenientes, como HomeBiogas. A medida que el mundo moderno produce cada vez más desechos, las personas están ansiosas por encontrar formas ecológicas de tratar su basura.

Los sistemas tradicionales que se encuentran típicamente en India y China se centran en los desechos animales. Debido a la falta de energía en las áreas rurales combinada con un excedente de estiércol animal, los digestores de biogás son muy populares, prácticos e incluso cambian la vida. En muchos países en desarrollo, los digestores de biogás incluso reciben subvenciones y son promovidos por el gobierno y los ministerios locales, que ven en el biogás diversas ventajas. Además de disponer de energía limpia y renovable que proporciona gas en la cocina, muchas familias hacen un uso extensivo del subproducto fertilizante que proporcionan los digestores de biogás.

En los países africanos, algunos usuarios de biogás incluso obtienen beneficios vendiendo el subproducto de biopurina producido por los sistemas de biogás. Esta biopurina es diferente del fertilizante líquido que se produce a diario. La biopurina se refiere a la etapa más descompuesta de la materia orgánica después de que se ha descompuesto en el digestor. La biopurina se hunde hasta el fondo del sistema de biogás y, con la ayuda de unidades modernas como HomeBiogas, se vacía rápidamente una vez que se acumula (normalmente un proceso anual). Esta biopurina es, de hecho, un lodo rico en nutrientes que proporciona muchos beneficios al suelo y puede aumentar la productividad de los huertos.

El biogás es una tecnología que imita la capacidad de la naturaleza para devolver lo que recibe. Las unidades de biogás, tanto de tamaño industrial como familiar, se están volviendo increíblemente populares y relevantes en el mundo actual. A medida que su aplicación crece, el biogás puede tener un impacto significativo en la reducción de los gases de efecto invernadero. El biogás se puede utilizar tanto en países subdesarrollados como industrializados como fuente de energía limpia y como medio renovable para tratar los desechos orgánicos.

El futuro del biogás

Mientras el mundo sigue buscando soluciones energéticas sostenibles, no se puede subestimar el potencial del biogás como fuente de energía renovable, limpia y versátil. Los gobiernos y los sectores privados deberían invertir en investigación y desarrollo para mejorar las tecnologías de producción y utilización del biogás. Con el apoyo y los incentivos adecuados, las empresas de biogás como HomeBiogas pueden satisfacer de forma significativa la creciente demanda energética mundial, al tiempo que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y promueven un futuro más ecológico y limpio.

Conclusión

En conclusión, el biogás ofrece una solución prometedora para algunos de los desafíos medioambientales y energéticos más urgentes que enfrentamos hoy. Al adoptar esta fuente de energía sostenible, podemos ayudar a construir un futuro más limpio y ecológico para las generaciones futuras.