Escrito por La idea de producir gas inflamable a partir de materia vegetal en descomposición fue planteada por los antiguos persas. La idea culminó con la construcción de la primera planta de aguas residuales en 1859 en Bombay, India. Luego, el concepto se llevó al Reino Unido en 1895 cuando el biogás generado se utilizó para encender farolas. Se presenciaron más avances en los sistemas de biogás en Alemania y el Reino Unido a principios del siglo XX para fines de tratamiento de aguas residuales.
Los sistemas de drenaje centralizados se extendieron por toda Europa y la digestión anaeróbica se consideró un medio para minimizar la cantidad de desechos sólidos en las aguas residuales. El gas resultante se utilizó esporádicamente como fuente de energía para propulsar vehículos.
Según Britannica,
“Biogás, gas natural que se genera por la descomposición de materia orgánica por bacterias anaeróbicas y se utiliza en la producción de energía. El biogás se diferencia del gas natural en que es una fuente de energía renovable producida biológicamente a través de la digestión anaeróbica en lugar de un combustible fósil producido por procesos geológicos”.
En la década de 1930, se utilizó estiércol de granja para producir gas metano en Bombay. A principios de la década de 1960 se desarrolló un diseño mejorado que utilizaba un tambor de gas de acero flotante, que se convirtió en la piedra angular del programa de divulgación del gobierno de la India para ofrecer a los aldeanos un medio conveniente para cocinar sus alimentos.
En el mismo año, China lanzó la misma iniciativa y, en 1980, había más de 5 millones de plantas de biogás. La década de 1980 vio el reemplazo del diseño de la planta de biogás rectangular por el diseño en forma de cúpula. El programa de biogás se exportó a Nepal, que hoy se conoce como Biogas Sector Partnership (BSP).
Los precios vertiginosos del petróleo en la década de 1980 llevaron a muchas personas a adoptar el biogás. Sin embargo, los precios del petróleo bajaron más tarde, lo que se tradujo en una importante caída de la factura de la luz. Este fenómeno redujo el entusiasmo por el biogás, pero pocas plantas de biogás lograron sobrevivir. Los programas de biogás en India, China y Nepal se han ampliado constantemente a lo largo de los años. Hoy en día, el interés por el biogás en todo el mundo ha cobrado impulso y más personas están instalando plantas de biogás para producir biogás.
India invierte más de INR 6 mil millones cada año en el sector de generación de biomasa, produciendo más de 5000 millones de unidades de electricidad en el proceso. La industria también crea empleo anual de 10 millones de días-hombre en aldeas remotas.
Por definición, el biogás es un tipo de biocombustible generado a través de la descomposición biológica de materia orgánica, como restos de comida, estiércol, lodos de aguas residuales y residuos de cultivos en ausencia de oxígeno. Esta descomposición de la materia orgánica sin la presencia de oxígeno se conoce como digestión anaerobia.
La digestión anaeróbica se lleva a cabo en un tanque grande comúnmente conocido como digestor. Dentro de este digestor, las bacterias convierten estos desechos orgánicos en gas metano, una fuente confiable de energía.
El biogás es principalmente una mezcla de metano y dióxido de carbono. También puede contener trazas de siloxanos, sulfuro de hidrógeno y humedad. La energía resultante de la digestión anaerobia (biogás) puede utilizarse directamente para cocinar quemándolo en presencia de oxígeno. También se puede convertir en electricidad utilizándola para convertir agua en vapor, que hace girar una turbina conectada a un generador.
Al igual que el gas natural, el biogás se puede comprimir fácilmente y utilizar para impulsar automóviles. Mejor aún, el biogás se puede purificar y actualizar a los estándares del gas natural cuando se convierte en biocombustible conocido como biometano. El proceso de digestión anaeróbica deja una materia rica en nutrientes llamada digestato, que se utiliza comúnmente como fertilizante.
La mayor parte de la materia orgánica comienza el proceso de descomposición cuando se expone al oxígeno y la luz solar. Sin embargo, la materia orgánica también puede descomponerse sin oxígeno, por el proceso de fermentación anaeróbica. Esto sucede debido a las bacterias presentes en la materia, que actúan durante la ausencia de oxígeno.
Los vertederos ven mucho de este tipo de descomposición, especialmente cuando el material de desecho se humedece y recibe poca luz solar. Como resultado, se produce una gran cantidad de metano y óxido nitroso que se liberan a la atmósfera. El biogás es el resultado de esta descomposición y es una fuente de energía como ninguna otra.
Ventajas del biogás
1. Es una fuente de energía renovable
Las materias primas utilizadas en la producción de biogás son renovables. Los árboles y los cultivos crecerán continuamente, lo que significa que el estiércol, los restos de comida y los residuos de cultivos estarán disponibles continuamente.
2. Es ecológico
La producción de biogás ocurre sin oxígeno, lo que técnicamente significa que no hay ninguna forma de combustión involucrada. Sin combustión significa que no hay emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera.
Sin embargo, el dióxido de carbono se produce en el proceso de descomposición biológica (digestión anaeróbica), así como en el transcurso del uso del biogás. La diferencia es que el dióxido de carbono producido es mucho menor en comparación con el producido por los combustibles fósiles.
De hecho, la cantidad de dióxido de carbono que se produce cuando se usa biogás es igual a la cantidad necesaria para que las plantas crezcan. Esto, en cierto modo, equilibra el dióxido de carbono en la atmósfera.
3. Confiable
El hecho de que se produzca a partir de fuentes renovables lo hace fiable. Otras fuentes de energía renovable, como la solar y la eólica, dependen de los patrones climáticos o de los factores diurnos para producir electricidad de manera continua. La producción de biogás continúa independientemente del clima. El proceso de producción de biogás continúa ininterrumpidamente (24/7).
4. Reduce la cantidad de residuos que van a los vertederos
Todos sabemos que los vertederos desbordados causan impactos ambientales como malos olores y líquidos tóxicos que se vierten en las fuentes de agua subterránea. En lugar de desechar estos materiales orgánicos en vertederos, se pueden utilizar para producir biogás.
5. Requiere baja inversión de capital
La tecnología utilizada para producir biogás es bastante barata. Las plantas de biogás se pueden desarrollar directamente en casa utilizando materiales de origen local. El gas resultante se puede utilizar directamente para cocinar y generar electricidad. El biogás también puede comprimirse para lograr la calidad del gas natural y utilizarse para impulsar automóviles.
Las materias primas utilizadas para la producción de biogás, como estiércol, residuos de cultivos, restos de comida y lodos de aguas residuales, son absolutamente gratuitas. Esto hace que el costo de producción de biogás sea significativamente bajo.
6. Crea empleos verdes
Las plantas de biogás han creado millones de puestos de trabajo en la mayoría de los países, especialmente en el área de recolección de residuos y generación de biogás. Por ejemplo, en la India, la industria del biogás crea más de 10 millones de puestos de trabajo por día/hombre cada año en las zonas rurales.
7. Reduce la contaminación del agua hasta cierto punto
En los últimos tiempos, la contaminación del agua se ha convertido en una importante fuente de amenaza para nuestro sustento. Con cada día que pasa, la cantidad de agua dulce disponible para nuestro uso está disminuyendo. En tal coyuntura, es extremadamente crucial que intentemos todo lo que esté a nuestro alcance para reducir la contaminación del agua. Usar biogás ayuda a hacer exactamente eso.
Los rellenos sanitarios no solo contaminan el medio ambiente, sino que la descomposición de ciertos desechos de los rellenos sanitarios libera ciertos materiales tóxicos en el suelo. Estos materiales luego se filtran a la capa freática subterránea y envenenan o contaminan el agua.
Esta agua, cuando se usa o se consume sin purificación, puede causar graves riesgos para la salud. Pero dado que el uso de biogás también controla la cantidad de desechos que van a los vertederos, también ayuda a controlar la contaminación del agua hasta cierto punto.
8. Minimiza la dependencia excesiva de los combustibles fósiles
Muchos países como India y China han invertido mucho dinero en el sector del biogás. Esto ha ayudado a estos países a reducir el uso de combustibles fósiles. Esta ley ha ayudado particularmente a China, el principal consumidor de energía del mundo, a reducir el uso de fuentes de energía de combustibles fósiles como el petróleo, el gas y el carbón.
9. Mejora el medio ambiente
La recogida y gestión de residuos mejora significativamente en las zonas con plantas de biogás. Más personas se involucran en la recolección de residuos para obtener una fuente de ingresos. Esto conduce al saneamiento general y la higiene de las áreas.
10. Produce abono orgánico enriquecido
El proceso de generación de biogás deja abono orgánico enriquecido (digestato), que es un perfecto complemento o reemplazo de los fertilizantes químicos.
Los fertilizantes químicos pueden ser dañinos para el suelo y para el medio ambiente en general. Por lo tanto, los fertilizantes naturales son la mejor y más segura opción disponible para nosotros. La generación de biogás también ayuda en este aspecto. También produce fertilizantes orgánicos. De hecho, es un subproducto de la producción de biogás.
Los fertilizantes así producidos son realmente útiles para acelerar el crecimiento de las plantas. No solo eso, el uso de estos fertilizantes naturales también ayuda a prevenir las enfermedades que de otro modo se habrían causado debido a los materiales tóxicos utilizados en los fertilizantes químicos.
11. Salva a las mujeres y los niños de las abrumadoras tareas domésticas
Recolectar y transportar leña diariamente es una tarea abrumadora. Además, la exposición al humo de la leña puede causar complicaciones de salud. El biogás proporciona un gran respiro de estas actividades. Además, el biogás minimiza el tiempo necesario para cocinar y limpiar los utensilios.
Lo crea o no, todavía hay una parte de la sociedad que depende de la leña y similares para producir fuego para cocinar. Esto los expone a varios peligros para la salud que podrían ser realmente fatales para ellos.
A pesar de saber esto, simplemente no pueden pagar los cilindros de GLP para ayudarlos con el proceso. Para estas personas, el biogás es tanto una alternativa segura como económica. Realmente ayuda a hacer que cocinar sea una mejor experiencia para ellos.
12. Fomenta el desarrollo de una economía circular
Dado que la producción de biogás requiere una tecnología simple, la inversión requerida en la producción de biogás tampoco es muy grande. Por lo tanto, el costo de producción de biogás también es mínimo.
Si la producción es a pequeña escala y está destinada al uso personal, entonces el costo de producción está realmente bajo control. Así, lo que se produce es un sistema de cocina autosustentable que se autoabastece. La economía del hogar también está bien administrada.
Lo interesante es que los materiales que se requieren para la producción de biogás para la cocina del hogar provienen de la propia cocina del hogar. Así, la cadena de productos es circular y siempre se mantiene. Esto es especialmente útil en las zonas rurales.
Desventajas del biogás
1. Pequeños avances tecnológicos
Los sistemas utilizados en la producción de biogás hoy en día no son eficientes. Todavía no existen nuevas tecnologías para simplificar el proceso y hacerlo abundante y de bajo costo.
Esto significa que la producción a gran escala para satisfacer a una gran población todavía no es posible. Aunque las plantas de biogás disponibles en la actualidad pueden satisfacer algunas necesidades energéticas, la mayoría de las personas y los gobiernos no están dispuestos a invertir mucho en el sector. Este aspecto ha llevado a muchas personas a instalar sistemas de biomasa en sus hogares, que tienen poca capacidad.
2. Contiene impurezas
El biogás todavía contiene impurezas incluso después de la refinación y la compresión. Cuando se utiliza como combustible para propulsar automóviles, puede corroer sus motores y generar costos de mantenimiento extraordinarios.
3. No puede funcionar en todas las ubicaciones
La producción de biogás solo es factible en ciertos lugares donde las materias primas son abundantes. Las áreas rurales proporcionan las mejores ubicaciones para construir plantas de biogás. Sin embargo, no es práctico construir plantas de biogás en las grandes ciudades.
4. No económicamente viable
En comparación con otros biocombustibles, la producción de biogás no es económicamente atractiva, especialmente a gran escala. Es difícil aumentar la eficiencia de las plantas de biogás, lo que explica por qué la gente y la mayoría de los gobiernos son reticentes a invertir en este ámbito.
5. La producción de biogás es un procedimiento sensible a la temperatura
La producción de biogás, al igual que la producción de energía a partir de otros recursos renovables y sostenibles, es sensible a la temperatura y se ve afectada por el clima.
Las bacterias que son responsables de la producción de biogás a partir de la descomposición de materiales orgánicos necesitan una temperatura óptima específica. Las bacterias auxiliares requieren una temperatura óptima de 37oC para funcionar correctamente. Si las temperaturas caen por debajo de eso, se debe suministrar calor externo a los digestores.
Referencias:
Introducción al biogás
Producción de biogás a partir de residuos alimentarios
El biogás como fuente de energía
