Para volver a creer de nuevo en el biocombustible, han sido necesarias varias crisis económicas. Este tipo de combustible existe desde que se fabricaron los primeros automóviles, pero el hallazgo de grandes depósitos de petróleo, condujo a la sociedad a llevar la investigación del biocombustible a un segundo plano. Con la primera caída del precio del petróleo, países del norte de Europa como Dinamarca o Alemania, centraron sus esfuerzos en buscar una manera de gestionar sus residuos, observando la formación de un subproducto que era capaz de generar energía.
La actual crisis energética ha hecho que las energías renovables cada vez susciten un mayor interés y sea necesario investigar la forma de controlar las producciones de biocombustible.
¿Qué es una planta de biogás?
Una planta de biogás es una instalación diseñada para la recepción de residuos y restos orgánicos para su tratamiento con el objeto de producir energía y enmiendas orgánicas. Estas plantas son las encargadas de recibir los residuos orgánicos para producir energía renovable mediante una serie de procesos.
¿Cómo se lleva a cabo la producción de combustible?
Cuando la materia orgánica de deshecho se encuentra en ausencia de oxígeno y en contacto con bacterias que produzcan la fermentación bacteriana, se origina la descomposición de ésta, que llevada a cabo de forma controlada, facilita la recolección de la energía desprendida en forma de metano y otros gases residuales. Así, se obtiene el metano, un gas incoloro, inodoro y muy inflamable, más ligero que el aire.
En la producción de metano, la materia orgánica empleada puede ser de diversas fuentes, pero siempre se busca que sean las más sostenibles. Las más potenciales son los residuos ganaderos y agrícolas como purines, estiércol o excedentes de cosechas entre otros, siempre y cuando sean materia fermentable y de composición estable.
La descomposición o digestión anaerobia empieza por una fase de hidrólisis en la que se produce la escisión de las macromoléculas orgánicas en moléculas más simples (carbohidratos a azúcares, proteínas a aminoácidos…). La hidrólisis dependerá siempre de la complejidad del sustrato, su estructura química o la tasa de biodegradabilidad.
Los monómeros que se forman en esta etapa se degradan a ácidos orgánicos volátiles (FOS) en la fase acidogénica, además de formarse alcoholes, dióxidos de carbono o hidrógeno. Los productos FOS son degradados en la fase acetogénica a acetato, hidrógeno y dióxido de carbono, para que, en la fase final metanogénica, las bacterias existentes produzcan metano en condiciones estrictamente anaeróbicas. Durante el proceso digestivo, los gases deben encontrarse en unas determinadas condiciones para facilitar el proceso biológico de las bacterias presentes y obtener el mayor porcentaje de metano.
El biogás es un gas compuesto principalmente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), en proporciones variables dependiendo de la composición de la materia orgánica a partir de la cual se ha generado.
¿Qué parámetros se deben controlar en la formación del metano?
El proceso digestivo requiere de una elevada actividad enzimática, lo que se traduce a una necesidad de controlar el pH de forma continua. Este debe ser siempre cercano a la neutralidad, además de asegurar un correcto nivel de alcalinidad para estar en equilibrio con el CO2 y así actuar de tampón. La relación de nutrientes (propia de cada sustrato) afecta directamente a la cinética de la reacción, ya que, si en proporción la cantidad de carbono es cercana a la de nitrógeno, se puede producir un incremento sustancial de especies nitrogenadas en el digestor e inhibir la producción de metano.
La temperatura es otro de los parámetros esenciales en el control, debido a que a mayores temperaturas existe un mayor crecimiento bacteriano y por lo tanto una mayor producción de metano.
Sin embargo, es el análisis FOS/TAC desarrollado por el Centro Federal Alemán de Investigación Agrícola el que tiene como objetivo establecer valores guías para evaluar el proceso de fermentación, mediante la determinación del cociente del ácido con la capacidad compensadora del sustrato de fermentación.
Si quieres saber más acerca de esta relación, no dudes en leer nuestro siguiente artículo que publicaremos en unos días.
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