BIO GAS
¿Que es?
Cuadro 4. Beneficios directos de la aplicación de un sistema de digestión anaeróbica
Ya hablamos lo suficiente del Biogás pero ¿Cuánto puede llegar a contaminar?
Concepto de Biocombustible, es cualquier combustible sólido, líquido o gaseoso
producido a partir de materia orgánica. Se produce directamente a partir de
plantas o indirectamente a partir de desechos industriales, comerciales,
domésticos o agrícolas
Sin embargo el Biogas no es lo mismo que un biocombustible ya que el Biogas es
el término que se aplica a la mezcla de gases que se obtienen a partir de la
descomposición en un ambiente anaerobio (sin oxígeno) de los residuos
orgánicos, como el estiércol animal o los productos de desecho de los vegetales.
En este proceso realizado por bacterias, el BIOGAS está compuesto en un 50 a
70% de METANO y un 30 a 50% de dióxido de carbono, además de contener
hidrógeno sulfurado y otros gases de menor importancia Es un combustible
económico y renovable; puede ser utilizada en vehículos de motor, para mezclar
con el gas del alumbrado y para usos industriales y domésticos. La producción
de biogás, además de aprovechar materia considerada como desperdicio, origina
como subproducto un fertilizante de calidad excelente.
Pero para aclarar más este tema ¿como se consigue los biocombustibles?
Existen tres métodos principales para el desarrollo de biocombustibles
1.-quemar desechos orgánicos secos (como basuras domésticas, desechos
industriales y agrícolas, pajas, madera y turba);
2.-La fermentación de desechos húmedos (como excrementos de animales) en
ausencia de oxígeno para producir biogás (que contiene más de un 60% de
metano).
3.-La fermentación de azúcar de caña o cereales para producir alcohol y ésteres;
y las plantaciones forestales (que producen bosques de crecimiento rápido, cuya
madera se utiliza como combustible).
Nuestro proyecto que deseamos presentar es bio-gas y como el biocombustibles.
Pero ahora ¿Cómo es el proceso de obtención del Biogás?
El proceso de descomposición de residuos orgánicos resulta complejo y ocurre en diversas
etapas de acuerdo con las condiciones del medio, determinadas por la temperatura, la
presencia de oxígeno, las características del residuo y la edad del relleno sanitario,
principalmente. Así, es posible identificar cinco fases durante el proceso:
Fase I: Aeróbica, que inicia inmediatamente después de la disposición de los residuos sólidos
en el relleno sanitario y en la que las sustancia fácilmente biodegradables se descomponen por
la presencia de oxígeno y se propicia la formación de dióxido de carbono (CO2), agua, materia
parcialmente descompuesta registrando temperaturas entre 35 y 40 °C.
Fase II: Aeróbica con el desarrollo de condiciones anaeróbicas en la que ocurre el proceso de
Fermentación, actúan los organismos facultativos con la producción de ácidos orgánicos y la
reduce significativamente el pH, condiciones propicias para la liberación de metales en el agua
y la generación de dióxido de carbono (CO2).
Fase III: Anaeróbica, resultado de la acción de organismos formadores de metano (CH4), que
en las condiciones adecuadas, actúan lenta y eficientemente en la producción de este gas
mientras reducen la generación de dióxido de carbono (CO2).
Fase IV: Metanogénica estable, que registra la más alta producción de metano oscilando entre
40-60% de metano (CH4) en volumen.
Fase V: Estabilización, la producción de metano (CH4) comienza a disminuir y la presencia de
aire atmosférico introduce condiciones aeróbicas en el sistema.
Figura 1. Composición óptima de biogás en una celda de relleno sanitario [5]
Estas fases afectan la composición del biogás y la duración de cada fase se encuentra
determinada por las condiciones climáticas y los factores operativos del relleno sanitario.
Las Fases I y II pueden durar desde varias semanas hasta dos años (o más), favoreciendo
el proceso de biodegradación, las altas temperaturas de aire ambiente, la alta compactación
y la disposición de residuos en capas delgadas y celdas pequeñas, reduciendo el tiempo
transcurrido para estas fases.
¿Cuál es la importancia del Biogás?
El biogás tiene mucha importancia en los países en desarrollo, y en los
industrializados está aumentando la atención por este combustible para intentar
reducir la dependencia actual del petróleo, y lo mas importante que el biogás no
es un contaminante, y los países industrializados están apostando a la
producción de energía limpia para reducir su índice de contaminación ambiental
que poseen.
Algunas investigaciones del tema
. El trabajo de investigación consistió en utilizar el estiércol de vaca y los residuos orgánicos del comedor de la Universidad Agraria La Molina (UNALM) con el fin de generar biofertilizantes y biogás mediante biodigestores. Se utilizó como tratamiento previo a los residuos orgánicos, el bocashi, que consistió en la aplicación de microorganismos benéficos para la degradación de los residuos orgánicos.
Se emplearon tres tratamientos: el Tratamiento 1 estuvo alimentado con residuos orgánicos del comedor, el tratamiento 2 con estiércol de vaca y el Tratamiento 3 con mezcla de residuos orgánicos del comedor y estiércol de vaca. La calidad del biogás en promedio fue de 58.6 % de CH4 y 32.6 % de CO2 en el Tratamiento 3; 55 % de CH4 y 32 % de CO2 en el Tratamiento 2 y 26.2 % de CH4 y 30.1 % de CO2 en el Tratamiento 1. La producción de biogas fue de 0.23 m3/kg ST para el Tratamiento 2, seguido por el Tratamiento 3 con 0.20 m3/kg ST, y 0.009 m3/kg ST para el Tratamiento 1. El resultado del análisis de biol nos muestra que contiene buenas cantidades de nutrientes que pueden ser aprovechados por los cultivos al utilizarlo como biofertilizante.
Se emplearon tres tratamientos: el Tratamiento 1 estuvo alimentado con residuos orgánicos del comedor, el tratamiento 2 con estiércol de vaca y el Tratamiento 3 con mezcla de residuos orgánicos del comedor y estiércol de vaca. La calidad del biogás en promedio fue de 58.6 % de CH4 y 32.6 % de CO2 en el Tratamiento 3; 55 % de CH4 y 32 % de CO2 en el Tratamiento 2 y 26.2 % de CH4 y 30.1 % de CO2 en el Tratamiento 1. La producción de biogas fue de 0.23 m3/kg ST para el Tratamiento 2, seguido por el Tratamiento 3 con 0.20 m3/kg ST, y 0.009 m3/kg ST para el Tratamiento 1. El resultado del análisis de biol nos muestra que contiene buenas cantidades de nutrientes que pueden ser aprovechados por los cultivos al utilizarlo como biofertilizante.
Pero debemos de saber que tanto Biogas se puede producir pongamos un ejemplo con el que se puede obtener del relleno sanitario.
La estimación del biogás emitido desde sitios de disposición final de residuos sólidos es uno
de los objetivos previstos en el Protocolo de Kioto; de hecho, resulta fundamental evaluar la
contribución de los rellenos sanitarios, botaderos y plantas de compostaje a lo largo del
tiempo por la producción de biogás, así como establecer medidas que puedan adoptarse
para la reducción de los gases emitidos [12]. Sin embargo, la evaluación de las emisiones
de biogás de los rellenos sanitarios resulta compleja, debido a que se trata de múltiples
fuentes con una alta variabilidad espacial y temporal [13].
Es preciso aclarar que los rellenos sanitarios poseen dos fases en su vida útil: etapa de
funcionamiento, cuando los residuos sólidos urbanos son depositados y degradados en
estos sitios, y etapa de clausura, cuando se alcanza la máxima capacidad de
almacenamiento de residuos sólidos. En su etapa de operación los rellenos sanitarios
emiten mayor cantidad de metano con respecto a los rellenos clausurados, esto se debe a
que la degradación de la materia orgánica ocurre en su mayoría en los primeros años [14,
15].
Sin embargo tras el cierre, un relleno sanitario continúa con la generación y emisión de
biogás, posiblemente por varios cientos de años [16]. La producción de biogás en las
primeras etapas de vida de un relleno sanitario puede ser mínima durante varios meses, sin
embargo, en rellenos sanitarios con una vida útil media o recientemente clausurado la
producción se puede encontrar en su máxima capacidad, tardando varios años en dejar de
producir este biogás, incluso aun después de clausurado el relleno [17].
Se ha estimado de forma teórica que la cantidad de biogás generado a partir de una
tonelada de carbono biodegradable equivale a 1868 Nm
3
(Normal = Nm3
de metros
cúbicos). Para países industrializados, el potencial de biogás que puede ser generado de
los residuos sólidos municipales es de aproximadamente 370 Nm3
, aunque esta cantidad se
encuentra determinada por diversos factores, anotando que se carece de datos
relacionados para países en desarrollo. Debido a estos aspectos y a la degradación
biológica incompleta, generalmente se acepta que un volumen máximo aproximado de 200
Nm3
de biogás puede generarse a partir de una tonelada de residuos sólidos urbanos
dispuestos en el relleno sanitario [6].
En India, algunos estudios estiman que los rellenos sanitarios contribuyen aproximadamente
con el 80% de las emisiones totales de metano en Delhi, con valores que oscilan entre 83 y
138 Gg/año [8, 18, 19, 20, 21]. Se reportó que sólo entre 25-30% del biogás disponible en
la capital de India, producto de la disposición de residuos sólidos, puede ser recuperado y el
resto escapa a través de grietas y hendiduras a lo largo de la periferia del relleno sanitario
[22]; este informe también concluyó que los residuos sólidos depositados pueden producir
un promedio de 95 m3 CH4/tonelada, con un poder calorífico de 19,43 MJ/m3
y asumiendo
una eficiencia de conversión del 25% y una eficiencia de generación global del 80%, la
energía eléctrica puede ser producida a partir del biogás a una rata de 12,98 x 105
kWh /año
[23].
La producción de emisiones de biogás varía en el tiempo y con las condiciones ambientales
en las que ocurre [3], por lo que resulta importante investigar los fenómenos involucrados
para comprender la naturaleza compleja del proceso de degradación de la materia orgánica.
En este sentido, se han planteado diversos modelos para predecir aspectos tales como la
generación de biogás y la evolución del caudal de lixiviado [24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31], y
se continúan desarrollando modelos que permitan estimar y predecir la producción de
biogás generados en rellenos sanitarios en operación y clausurados.
Bueno después de ver todo esto ¿Cuáles son los costos de producir Biogas?
Cuadro 1. Producción total de biogás por año calculado para un biodigestor de polietileno
cargado anualmente con un total de 7885 kg de excrementos frescos de cerdo.
Cuadro 2. Producción total de biogás y su equivalente en MJ para un total de 7885 kg de
excrementos de cerdo al año.
Cuadro 3. Disminución en la emisión de CO2 por el uso de biogás producido por un
biodigestor de 7,2 m3 como alternativa a la combustión de diesel.
utilizando un BDP de 7,2 m3 con una carga anual de 7885 kg de excrementos
frescos de cerdo.
El gas producido naturalmente por la fermentación de los residuos agrícolas y estiércol animal, en lugar de ser liberado a la atmósfera, está atrapado dentro de los tanques, purificado, se enfrió, y se utiliza para la producción de electricidad. Al mismo tiempo, la energía térmica se produce para la calefacción de distrito, así como abono natural de calidad excepcional.
En efecto, este proceso representa una reducción de la contaminación del aire y de los acuíferos. Piense, por ejemplo el metano, que cuando se libera en la atmósfera es 21 veces más nocivo para el efecto invernadero que el dióxido de carbono - que, a diferencia de metano, es un componente natural del aire esencial para la vida vegetal.
En consecuencia, los temores de aquellos que creen que la producción de biogás puede constituir un peligro ecológico o deterioro se ha comprobado infundadas. Lo contrario es cierto: sin plantas de biogás, los residuos orgánicos se mantendría como tal y su capacidad contaminante se dispersa en el medio ambiente.
IES BIOGAS percibe su papel como una sociedad de conformidad con los principios de sostenibilidad y responsabilidad social y ambiental. Sus esfuerzos están dirigidos a minimizar la contratación externa, sino más bien a asumir la externalización de otras actividades productivas con el fin de mejorar como recursos.
Incluso desde el punto de vista del paisaje y de la belleza, que concibe sus plantas para que se integren armónicamente con el fondo agrícola y rural.