Biogás o biometano: todo lo que necesitas saber

El biogás o biometano es un gas combustible que se produce por la fermentación de biomasa de cualquier tipo. Se produce en plantas de biogás, donde se fermentan residuos y materias primas renovables.

El prefijo bio de las palabras biogás o biometano hace énfasis en su origen biológico. Esto en contraste con el gas natural obtenido del petróleo, que es un combustible fósil.

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Y hablando de electricidad, el biogás o biometano se puede utilizar para generar electricidad, así como para hacer funcionar vehículos con motores a combustión o incluso para alimentar una red de gas natural doméstico.

Para estas aplicaciones el componente más importante del biogás es el metano.

biogás o biometano

Metano, el componente clave

El biogás se produce por el proceso natural de fermentación microbiana de la materia orgánica en condiciones anóxicas, es decir, en ausencia de oxígeno. Los microorganismos convierten los carbohidratos, proteínas y grasas de las materias primas en metano y dióxido de carbono, principalmente.

Además del metano y el dióxido de carbono, el biogás puede contener pequeñas cantidades de vapor de agua y sulfuro de hidrógeno. Este último es un gas que tiene un característico olor a huevos podridos, además de otros olores corrosivos.

De todos estos compuestos el metano es el gas combustible y el componente deseado en la mayoría de las aplicaciones.

Biogás mejorado, producción de biometano

El valor energético del biogás depende del contenido de metano, que es variable. Este contenido depende de la duración y la calidad del proceso de fermentación, el tipo de instalación y de la naturaleza del material fermentable utilizado.

Este potencial de convertirse en metano recibe el nombre de potencial metanogénico. Se le considera un índice de la biodegradabilidad de la materia orgánica.

Por ejemplo, un material fermentable rico en carbono e hidrógeno, como la celulosa de la madera, produce un biogás que contiene hasta un 90% de metano. Mientras que un material más pobre en celulosa producirá un biogás con solo un 60% de metano (y un 40% de dióxido de carbono).

Para obtener el biometano valioso, el biogás se purifica para eliminar, en la medida de lo posible, el dióxido de carbono y los demás compuestos. Una vez purificado, el biometano es equivalente al gas natural obtenido del petróleo en la mayoría de sus características.

¿Cómo se produce el biogás y el biometano?

El biogás se produce principalmente de dos formas. En primer lugar, se puede producir por la descomposición de los residuos biodegradables dentro de un vertedero.

El gas que se obtiene de esta forma recibe el nombre de gas de vertedero y se recupera mediante pozos perforados que llegan a las capas que contienen el gas. También puede producirse como gas digerido, es decir producido dentro de un digestor anaerobio.

Digestores anaerobios para producir biogás

Un digestor, también llamado reactor de biogás o metanizador, es un recipiente que se utiliza en el proceso de conversión de materiales orgánicos en biogás.

Hay diferentes formas y tamaños de digestores. Pueden estar hechos de metal o de ladrillos. En todo caso se trata de un pozo hermético donde se vierte la materia orgánica, previamente desmenuzada, y otros compuestos orgánicos que facilitan el proceso de fermentación.

El proceso de fermentación dura, en promedio, unos 15 días. En climas muy fríos puede demorar hasta 30 días. Para que el rendimiento sea adecuado, la mayoría incorporan formas de calentamiento para mantenerlos operando a temperatura óptima, entre 35 y 40°C.

Cuando la fermentación comienza, el gas producido empieza a subir hacia la superficie, donde es capturado para purificarlo y convertirlo en biometano. El lodo que queda, llamado digestato, puede ser drenado y convertido en fertilizante.

Usos del biogás y el biometano

El biometano puede utilizarse como combustible de vehículos. También puede inyectarse en la red de distribución de gas natural o utilizarse para producir electricidad, especialmente en plantas de cogeneración.

Inyección de biogás en las redes de distribución

Antes de ser inyectado en la red de gas natural, el biogás pasa por un proceso de limpieza, durante el cual se adecua a la calidad del gas natural. Durante el proceso de limpieza, se eliminan los compuestos dañinos, como el sulfuro de hidrógeno. También se elimina la humedad y el dióxido de carbono.

Una vez limpio, el gas es comprimido hasta la presión de operación de la red e inyectado en la misma.

Biogás en el transporte

Si el biogás es comprimido, puede usarse en vehículos de transporte como alternativa al Gas Natural Comprimido. El biogás comprimido se utiliza ampliamente en Suecia, Suiza y Alemania. En Suecia existen trenes que funcionan enteramente a partir de biogás.

Existen aproximadamente 50.000 vehículos siendo alimentados con biogás mejorado en todo el mundo, principalmente en Europa. Para los vehículos, el biometano se adapta fácilmente a los motores de encendido por chispa y contamina mucho menos que el diesel y la gasolina.

Producción de biogás en áreas urbanas

Producir biogás en un entorno urbano es posible. El proceso de micro-metanización no es innovador en sí mismo, porque desde principios del siglo XX es muy usado en China.

Para 2015 existen más de 50 millones de estas instalaciones en China e India. En el mundo occidental, existen soluciones tecnológicas que se han desarrollado en Europa, Estados Unidos o Israel.

Este es el caso del proceso Homebiogas, cuyo biogás se utiliza para fines domésticos, o el contenedor Flexibuster, que permite tanto el tratamiento de residuos como la valorización del biogás generando electricidad.

Es una forma totalmente innovadora de gestionar los residuos biológicos urbanos, basada en un valor agregado local, como parte de un proceso de economía circular. A medio plazo, la producción de biogás puede convertirse en una herramienta de apoyo a la gestión de residuos de las comunidades

En 2019, se establecerán dos plantas piloto en tamaño real en la ciudad francesa de Lyon y en Barcelona.

Biogás en España

En España existen varios proyectos en pequeña escala de producción de biogás, principalmente a partir de desechos agrícolas y ganaderos. En Navia, en Asturias, se construyó en 2017 la planta de cogeneración a biogás más grande de España.

Los desechos, principalmente ganaderos, se compran directamente a grandes y medianos propietarios. La planta tiene capacidad para tratar 1000 toneladas diarias de residuos en sus tanques de digestión.

El Biogás producido alimenta una planta de cogeneración, que produce energía eléctrica y calor. La energía eléctrica es utilizada por la planta y el excedente se exporta a la red eléctrica. El calor es utilizado para calentar los digestores y secar los residuos sólidos del proceso.

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