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Tecnología del biogás

¿Qué es el biogás?
El biogás es un gas compuesto por cerca de 60 % de metano (CH4) y 40 % de bióxido de carbono (CO2). Contiene mínimas cantidades de otros gases, entre ellos 1 % de ácido sulfhídrico (H2S). Es un poco más liviano que el aire, posee una temperatura de inflamación de 700 oC y su llama alcanza una temperatura de 870 oC.

Con un contenido de metanomucho menor de 50 %, el biogás deja de ser inflamable.
El poder calórico promedio de un metro cúbico de biogás es de cinco mil kilocalorías,
lo que permite generar entre 1,3-1,6 kWh, lo cual equivale a medio litro de petróleo, aproximadamente.El biogás puede ser utilizado como cualquier otro combustible, tanto para la cocción de alimentos, en sustitución de la leña, el queroseno, el gas licuado,etc., como para el alumbrado, mediante lámparas adaptadas al biogás. Mezclas de biogás con aire, en una relación 1:20, forman un gas detonante altamente explosivo, lo cual permite que también sea empleado como combustible en motores de combustión interna adaptados.
Los límites de sus componentes principales se indican en la tabla 1.Tabla 1.
Composición química del biogás

Es importante aclararque este gas puede usarse como combustible sólo cuando el metano se encuentra en concentraciones mayores o iguales a 50 %.

¿Cómo producirlo?
El biogás es producido por bacterias de fermentación que se encargan de descomponer el residual orgánico, a lo que se le denomina proceso de fermentación anaeróbica, ya que se produce en ausencia de oxígeno.

Materiales no orgánicos, como metales,celulosa, vidrio, losa, etc., no son digeridos o modificados durante el proceso de fermentación, de ahí que resulten inapropiados para la obtención de biogás.

Por lo general se puede obtener biogás a partir de cualquier material orgánico. Comúnmente se emplean las excretas de cualquier índole, la cachaza, los desechos de destilerías, los componentes orgánicos de los desechos sólidos municipales,los residuos orgánicos de mataderos, el lodo de las plantas de tratamiento residuales, los residuales agropecuarios, los desechos orgánicos de las industrias de producción de alimentos, etcétera.

Todos los materiales orgánicos que pueden ser empleados como «cieno de fermentación» están compuestos, en su mayor parte, por carbono (C) y nitrógeno (N). La relación entre ambos tiene gran influenciasobre la producción de biogás.

Con el agua aumenta la fluidez del material de fermentación, lo cual es importante para lograr un proceso de fermentación más eficiente y, por tanto, una mayor producción de biogás. En un cieno de fermentación líquido las bacterias de metano llegan con mayor facilidad al material de fermentación fresco, lo que acelera el proceso.

El proceso de fermentación secompone de dos fases principales: la ácida y la metanogénica. En la primera se forman los aminoácidos, ácidos grasos y alcoholes,
a partir de las proteínas, grasas e hidratos de carbono disueltos en el residual.
En la segunda se forman el metano, el bióxido de carbono y el amoníaco, entre otros.

La instalación destinada a la producción y captación del biogás recibe el nombre de planta debiogás. Existen múltiples diseños y formas, en función de su tamaño, materia prima (residual) que se emplea, materiales de construcción con que se construye, etc.
Su variedad es tal que los modelos existentes se adaptan prácticamente a todas las necesidades y variantes que se deseen, en cuanto a volumen, materiales empleados y residuales orgánicos que se deben tratar.

Básicamente puede afirmarseque en todos los casos el proceso de producción de biogás se efectúa en un recipiente denominado digestor, ya que en él se realiza el proceso de fermentación, similar a la digestión producida en nuestro aparato digestivo al ingerir los alimentos, que son descompuestos por la acción de las enzimas, mientras que la captación del biogás se realiza mediante una campana o superficie abovedada o...