¿Qué es el biogás: todo lo que necesitas saber

El biogás es una fuente de energía renovable producida a partir de la descomposición de materia orgánica en un ambiente desoxigenado o anaeróbico. Se trata de la llamada digestión anaeróbica que ocurre cuando los microorganismos descomponen materiales como residuos de alimentos, estiércol, restos de cultivos y lodos de aguas residuales, y resulta en una mezcla de gases compuesta principalmente por metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂), junto con cantidades mínimas de sulfuro de hidrógeno (H₂S), amoníaco (NH₃) y otros gases.

El componente más valioso del biogás es el metano, ya que es una fuente de combustible altamente eficiente. Cuanto mayor sea el contenido de metano, más energético se vuelve el gas, convirtiéndolo en una excelente alternativa a los combustibles fósiles. En muchos aspectos, el biogás funciona de manera similar al gas natural convencional, pero con la ventaja clave de ser sostenible y neutro en carbono.

La producción de biogás ocurre de forma natural en entornos como pantanos, humedales, vertederos y sistemas digestivos de animales. Sin embargo, la producción controlada de biogás en plantas permite una generación de energía más eficiente mientras se gestiona los residuos. Estas plantas recogen residuos orgánicos y alimentan biomasa en tanques sellados llamados digestores anaeróbicos, donde el proceso ocurre en cuatro etapas:

• Hidrólisis Descompone compuestos orgánicos complejos en moléculas más simples como azúcares, aminoácidos y ácidos grasos.

• Acidigénesis convierte moléculas más simples en ácidos orgánicos, alcoholes, hidrógeno y dióxido de carbono.

• Acetogénesis descompone aún más los ácidos orgánicos en ácido acético, dióxido de carbono e hidrógeno.

• Metanogénesis Se finaliza la conversión del ácido acético y el hidrógeno en metano y dióxido de carbono, creando biogás.

Una vez producido, el biogás puede ser recolectado, procesado y utilizado para la generación de energía en diversas aplicaciones comerciales, industriales y privadas.

Si bien el metano y el dióxido de carbono son siempre los componentes principales del biogás, sus proporciones en la fórmula final pueden variar dependiendo de las fuentes de biogás y las condiciones de producción. Por lo tanto, algunos materiales crudos, como los residuos de vertederos, tienen un contenido de metano más bajo (40-60%), mientras que otros, como los residuos de alimentos o el estiércol, se distinguen por un contenido de metano más alto (55-75%) y menores cantidades de CO₂ y otras mezclas en consecuencia.

Varios factores clave afectan la composición final del biogás y la densidad energética:

• Temperatura: Las temperaturas más altas aumentan la producción de metano pero requieren condiciones más controladas. Una temperatura óptima para la digestión anaeróbica es de 35 a 55°C (95 a 131°F).

• Tiempo de retención: Cuanto más tiempo permanezca la biomasa en el digestor, más se descompone por completo, aumentando el rendimiento de metano.

• Niveles de pH: El pH ideal para la metanogénesis está entre 6.5 y 7.5. Las condiciones ácidas o altamente alcalinas pueden ralentizar la producción de biogás.

• Contenido de humedad: La digestión anaeróbica requiere un nivel de humedad superior al 80% para facilitar la actividad microbiana y la producción de gas.

Al optimizar estos factores, las plantas de biogás pueden maximizar la producción de metano mientras minimizan los contaminantes.

Al convertir los residuos orgánicos en energía valiosa, el biogás ofrece una variedad de beneficios ambientales, económicos y sociales.

A diferencia de los combustibles fósiles, que son finitos y contribuyen a la degradación del medio ambiente, el biogás es un recurso renovable que puede ser producido continuamente siempre que exista residuos orgánicos.

En lugar de permitir que los restos de comida, residuos agrícolas, aguas residuales y estiércol se descompongan en vertederos, donde liberan metano dañino a la atmósfera, las plantas de biogás capturan y utilizan ese metano para obtener energía, reduciendo los desechos, previniendo la contaminación y minimizando los malos olores.

Al atrapar el metano proveniente de desechos en descomposición y utilizarlo para generar energía, los sistemas de biogás reducen las emisiones dañinas que contribuyen al cambio climático. Además, la combustión de biogás produce significativamente menos emisiones de carbono en comparación con los combustibles fósiles. Quema de manera limpia, con un mínimo de humo.

Dado que el biogás se puede generar localmente a partir de biomasa disponible, ofrece independencia y seguridad energética, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles importados. Para las zonas rurales, las plantas de pequeña escala pueden reducir los costos energéticos y ahorrar dinero en gastos de combustible, apoyando así las economías locales.

El biogás no solo es limpio, sino también una fuente de energía extremadamente versátil. Entonces, ¿cómo funciona el biogás? Los usos del biogás abarcan varios sectores, reduciendo el impacto ambiental sin comprometer la eficiencia energética.

El biogás se utiliza ampliamente para generar electricidad, convirtiéndose en un recurso valioso para abastecer de energía a hogares, granjas, fábricas e incluso comunidades enteras a través de:

• Plantas de biogás a gran escala utilizando turbinas de gas o motores de combustión interna que alimentan electricidad directamente a las redes eléctricas.

• Pequeños digestores proporcionando soluciones de energía fuera de la red.

• Sistemas de cogeneración produciendo tanto electricidad como calor.

Los combustibles tradicionales como la leña y el carbón contribuyen a la deforestación y a la contaminación del aire en interiores, mientras que el biogás arde con una llama azul y sin humo, mejorando la calidad del aire y reduciendo los riesgos para la salud.

Muchos hogares instalan pequeños digestores de biogás para producir gas a partir de restos de cocina y estiércol animal. Las fábricas y plantas de procesamiento de alimentos utilizan biogás para calderas, secadores y hornos, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles. Incluso algunas ciudades utilizan biogás para suministrar calor a varios edificios a través de redes de calefacción centralizadas.

El biogás se puede mejorar a biometano, una forma purificada de metano con propiedades similares al gas natural, y se puede utilizar como combustible para el transporte. El gas de biometano comprimido es un combustible limpio para autobuses, camiones e incluso automóviles de pasajeros. En contraste, el biometano licuado se utiliza en vehículos pesados y transporte marítimo como una alternativa renovable al diésel.

Las industrias y granjas utilizan biogás para alimentar maquinaria y calentar instalaciones, además de reducir residuos. Al convertir sus propios desechos orgánicos en energía, las empresas reducen costos operativos y crean ciclos de producción respetuosos con el medio ambiente.

Un valioso subproducto de la producción de biogás es el digestato. A diferencia de los fertilizantes sintéticos, el digestato está lleno de nutrientes esenciales como nitrógeno, fósforo y potasio, mejorando la salud del suelo y promoviendo la agricultura sostenible. Los agricultores se benefician de menores costos de fertilizantes al tiempo que mantienen altos rendimientos de cultivos.

Con los avances en tecnología, el aumento de las inversiones en energía renovable y la creciente conciencia ambiental, el futuro del biogás parece prometedor, con un fuerte potencial para revolucionar la forma en que generamos, almacenamos y utilizamos la energía.

• Con el creciente papel del hidrógeno en la tecnología de energía limpia, el biogás podría convertirse en un importante contribuyente a la economía del hidrógeno, sirviendo como una materia prima importante para la producción de hidrógeno.

• El biogás es un gran contribuyente para alcanzar los objetivos climáticos globales, especialmente en la reducción de emisiones de metano y en la descarbonización de las industrias.

• Al cerrar el ciclo de los residuos orgánicos, el biogás se alinea perfectamente con el modelo de economía circular, donde los desechos se reutilizan, reciclan y transforman continuamente en recursos valiosos.

Muchas empresas en todo el mundo tienden a cambiar a fuentes de energía alternativas para reducir su huella de carbono mientras mantienen operaciones rentables. Sin embargo, esto requiere tecnología eficiente y de alto rendimiento que garantice una integración perfecta y una producción de energía máxima. Ahí es donde entra I-Maximum. Ya sea que se trate de biometano derivado de biogás o de gas licuado de petróleo (GLP), ofrecemos soluciones energéticas de última generación construidas en torno a Mezcladores de biometano o Mezcladores Venturi, asegurando una combustión eficiente y un rendimiento energético máximo. Podemos diseñar, ingenierizar e instalar un sistema personalizado desde cero o proporcionar una opción de integración avanzada que llevará su sistema de suministro de energía existente a un nuevo nivel. Le ayudaremos a aprovechar un futuro más verde sin sacrificar la eficiencia energética y la rentabilidad de su negocio.

Con su capacidad para generar energía limpia, reducir residuos, combatir el cambio climático y promover la sostenibilidad económica, el biogás es un actor clave en el cambio global hacia un futuro más verde. Invertir en biogás no solo beneficia a las empresas y comunidades, sino que también ayuda a crear un sistema energético más resiliente y respetuoso con el medio ambiente.