¿Cuál es la producción de biogás por kg de materia orgánica utilizado en el proceso de biodigestión?
La biodigestión es el proceso biológico que degrada la materia orgánica en ambientes anaeróbicos (sin oxígeno) para transformarla en biogás y digestato. En otras palabras, convierte residuos orgánicos en energía limpia y fertilizante. Con dicho biogás obtenido, se puede generar electricidad, cocinar o servir como combustible de motores, por ejemplo. Veamos cómo funciona un biodigestor y qué cantidad de biogás por materia orgánica se puede conseguir.
¿Qué es un biodigestor y cómo funciona?
Un biodigestor es un recinto sellado de manera hermética, en el cual prosperan microorganismos en un entorno sin presencia de oxígeno, como protozoos, hongos y bacterias, que descomponen la materia orgánica disuelta en un medio líquido. Esto produce un gas químico, el cual es un recurso energético utilizado para la producción de electricidad, calor, entre otros usos. Además, se genera un subproducto constituido por una suspensión acuosa denominada fango o digestato, que puede ser empleado como fertilizante orgánico, conocido como BIOL y BIOSOL. Este fango, rico en nutrientes como nitrógeno, fósforo y potasio, junto con otros minerales, posee una calidad agronómica elevada, ya que mejora la absorción de nutrientes y estimula el desarrollo de tallos, frutas y raíces.
Producción de biogás por kg de materia orgánica
El proceso de digestión anaerobia puede llegar a producir de 400 a 700 litros de gas por cada kilogramo de materia volátil destruida, en función de las características de la materia orgánica introducida en el biodigestor. Este biogás posee un poder calorífico de entre 4.500 a 5.66 Kcal/m3, el cual está determinado por la concentración de metano (8.500 Kcal/m3). Esto puede aumentar eliminando todo o parte del CO2 presente en el biogás. Según la cantidad que las bacterias hayan consumido de alimento, o la cantidad de sustrato eliminado, la producción total de gas será una u otra.
Una vez tengamos establecidos los objetivos, las posibilidades de los interesados, la cantidad de materia prima disponible como sustrato y las demandas energéticas de los beneficiarios, el biodigestor se diseña a una escala u otra.
Equivalencias de biogás con otras fuentes de energía
El biogás es un combustible gaseoso cuya composición depende principalmente del tipo de material utilizado y descompuesto en el proceso. Su alta concentración de metano, con una capacidad calorífica elevada (5.750 kcal/m3), le otorga características ideales para su uso como combustible en motores de cogeneración, calderas y turbinas, permitiendo generar electricidad, calor o emplearse como biocombustible.
Aproximadamente, se puede afirmar que el gas natural contiene un 100% de CH4. Por lo tanto, se puede decir que 1 m3 de biogás equivale a la energía de aproximadamente 0,65 m3 de gas natural (asumiendo que el biogás tiene una concentración media de metano del 65%). Además, se requiere aproximadamente 1 m3 de metano para obtener 10 kWh de energía total. Considerando que el rendimiento eléctrico de un motor es del 40-45%, se puede concluir que 1 m3 de biogás puede producir alrededor de 2,8 kWh de energía eléctrica renovable.
Posibles usos del biogás en el sector agroindustrial
El biogás es un combustible gaseoso con diversas aplicaciones energéticas, tal como se ha mencionado anteriormente. Además, es posible inyectar en la red el biogás enriquecido o biometano.
La forma más común de aprovechamiento energético del biogás es mediante motores de cogeneración, los cuales logran rendimientos de energía eléctrica entre el 35% y el 40%, y de energía térmica entre el 30% y el 40%. La energía eléctrica generada puede ser entregada a la red eléctrica, recibiendo a cambio una compensación económica.
En el caso del biogás agroindustrial, especialmente cuando se utilizan estiércoles como sustrato, una gran parte de la energía térmica producida (entre el 40% y el 80%) se utiliza para mantener la temperatura óptima del proceso de digestión, ya sea mesofílica o termofílica. El excedente de energía térmica puede ser utilizado para diferentes fines, como calefacción, agua caliente sanitaria, secado, invernaderos o producción de frío.
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