Investigador saltillense estudia la energía de segunda mano

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22 junio, 2021

La segunda oportunidad de los residuos: generación de biogás

Tal vez has visto brotar sustancias extrañas cerca de los cementerios o en lugares pantanosos y te has preguntado a qué se debe, pues se trata de un fenómeno químico que podría convertirse en la solución de muchos problemas actuales de energía.

Los fuegos fatuos, emanaciones gaseosas de los pantanos o suelos saturados con abundante humedad, producto de la descomposición de la materia orgánica y de la intervención de organismos microscópicos, no son otra cosa más que biogás o gas natural.

El biogás es una mezcla de diferentes compuestos (gases), como el metano y el dióxido de carbono, por lo que es de interés energético. Sin embargo, antes de emplearlo, es necesario eliminar su olor característico a huevo podrido, ocasionado por su contenido de ácido sulfhídrico (también conocido como gas de alcantarilla).

Entre las principales aplicaciones que se le dan al biogás, se encuentra la producción de energía eléctrica mediante plantas o turbinas, generación de calor en hornos, estufas u otros sistemas de combustión a gas, la introducción en la red de gas natural (con previa purificación y aditivos) y como combustible para vehículos.

Su uso se ha incrementado debido a la gran cantidad de desechos generados por el ser humano, con potencial económico, energético y ambiental, y al identificar que el manejo inadecuado de residuos, tanto agropecuarios como urbanos han generado problemas de contaminación y daño a los ecosistemas.

Usos y beneficios alrededor del mundo

Diversos países encaminaron políticas hacia la generación de biogás, con el fin de implementar formas de energía limpia y renovable, reducir gases de efecto invernadero y fomentar tecnologías para la captura de carbono. Pues su importancia no solo radica en ser una gran alternativa sustentable, sino en aportes como el ahorro en el consumo mensual de energía, reducción de olores ofensivos derivados de un manejo y almacenamiento inadecuado de biomasa, alta calidad de los fertilizantes y en la reducción de la contaminación de la superficie y mantos acuíferos.

Tal es el caso de Suecia, donde un desarrollo urbanístico llamado Hammarby Sjöstad, localizado al sureste del centro de Estocolmo, es el ejemplo de un proyecto consolidado de manera sostenible, pues una de sus fuentes de energía se basa en extraer el material orgánico para crear biogás y usarlo como combustible para cocinas de restaurantes, automóviles, la flota de casi 100 autobuses y más de 1000 departamentos. Como resultado, los habitantes de este lugar ahorran cerca del 50 por ciento de combustible proveniente de otras fuentes externas en comparación con el resto de la población.

Otro ejemplo donde se demuestra el potencial de este combustible, pero esta vez empleado en el sector industrial, lo da Argentina con la Planta de Generación de Energía Eléctrica de Citrusvil, dedicada al procesamiento del limón, donde se genera biogás desde sus biodigestores, destinado desde sus inicios a la producción de vapor en las calderas de la industria.

En México, la transición a este tipo de alternativas está tomando rumbo, pues megaproyectos como la Habilitación de la Planta de Generación de Energía del Bordo Poniente, que pretendía generar electricidad con biogás a partir de residuos orgánicos para 517 mil luminarias que conforman el alumbrado público de la capital del país, fue cancelado.

Proyectos del Cinvestav en desarrollo

Sin embargo, universidades y centros de investigación como el Cinvestav, cuentan con varias decenas de científicos que trabajan en este tema, para aportar en el crecimiento y desarrollo del sector energético con enfoque al cuidado del medio ambiente.

Tales son los casos de Fabián Fernández Luqueño, investigador en los Programas en Sustentabilidad de los Recursos Naturales y Energía, quien trabaja en el aprovechamiento de residuos urbanos industriales y agropecuarios en la generación de biogás.

Y Héctor Mario Poggi Varaldo que, junto con un grupo de investigadores del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería, diseñaron una planta piloto de una biorrefinería que descompone residuos orgánicos, buscando optimizar el rendimiento energético a través de la combinación de técnicas con las que se trata la biomasa, con lo cual pueden mejorar la producción de hidrógeno hasta en un 50 por ciento más, en comparación si solo se emplea una de ellas.

Origen y proceso: de la degradación de desechos a fuente de energía

El biogás se origina gracias a un proceso bioquímico llamado digestión anaeróbica, que degrada la materia orgánica y produce metano a través de la actividad de diversos microorganismos.

La digestión anaeróbica se caracteriza por cuatro fases: la hidrólisis, donde la materia orgánica o biomasa se descompone y se logra la solubilización de la materia orgánica. En las fases de acidogénesis y acetogénesis, los productos de la fase uno se transforman en ácidos grasos volátiles, ácido acético, hidrógeno y dióxido de carbono.

En cada una de las fases participan diferentes grupos de microorganismos y en la última, la metanogénesis, se origina el 90 por ciento del metano que produce un contenedor cerrado de forma hermética que contiene residuos orgánicos, llamado biodigestor.

También se pueden obtener subproductos como el digestato o lodo digerido, material líquido o sólido que queda al terminar el proceso. El cual puede emplearse como fertilizante y mejorador del suelo.

Prácticamente todos los residuos orgánicos son susceptibles de uso en la digestión anaeróbica. Esto incluye a los residuos orgánicos de origen vegetal, animal, agroindustrial, forestal, doméstico u otros.

La digestión anaeróbica es una tecnología prometedora que emplea como materia prima residuos o biomasa sin aparente valor comercial. Por tanto, una de sus principales ventajas es el dar valor agregado a los residuos. Sin embargo, esta tiene algunos retos técnicos y económicos, de entre los que destacan la inestabilidad del proceso, la formación de espuma y la acumulación de algunos inhibidores naturales. Los retos económicos están relacionados con la inversión inicial.

Lo que distingue al biogás de otros gases que pueden estar conformados por los mismos componentes, es su origen, dichas fuentes pueden ser: las zonas pantanosas, la descomposición de los residuos orgánicos ya sea en tiraderos o rellenos sanitarios e incluso en los procesos de digestión y defecación de animales.

El biogás se puede obtener de casi cualquier fuente natural en cuyo proceso se lleve a cabo la descomposición de la materia orgánica y es una fuente de energía renovable porque, gestionada correctamente, es un recurso inagotable. (CINVESTAV)