Biogás

El biogás es un gas combustible que se genera por procesos de digestión anaeróbica de la materia orgánica (como residuos de animales o plantas). Dicho proceso biológico consiste en la descomposición de este material orgánico en ausencia de oxígeno.

El biogás se puede combustionar para generar electricidad y calor, o se puede purificar en un mayor grado para obtener biometano, un gas similar al gas natural. Este último se inyecta en las redes de distribución de gas o se comprime para ser usado como biocombustible en vehículos de transporte.

Existe una amplia variedad de biomasa que puede ser transformada en biogás: residuos agrícolas, como hojas, tallos de maíz y verduras; residuos ganaderos, como purines y bostas; lodos de plantas de tratamientos de aguas servidas; y fracciones orgánicas de residuos sólidos domiciliarios.

Del proceso de conversión del biogás se obtiene una fuente de energía continua y de calidad estable ya que se puede realizar durante las 24 horas del día y los 7 días de la semana.

Biodigestores

Un biodigestor es el componente principal de la planta, existiendo diversos tipos y configuraciones posibles con sus sistemas auxiliares de calefacción, agitación del sustrato y almacenamiento del biogás producido.

Los biodigestores más utilizados para residuos orgánicos en la agroindustria son los reactores de mezcla completa. Por lo general son estanques circulares herméticos de acero u hormigón armado, en los que el sustrato es mezclado de manera regular mediante agitadores. Se utilizan para sustratos bombeables con contenido de sólidos medios/bajos como purines y aguas residuales de alto contenido orgánico.

Otro de los reactores utilizado comercialmente corresponde a los reactores de flujo de pistón. Se aplica generalmente para sustratos con contenido de sólidos medios a medios/altos, como estiércoles de porcino y bovino, residuos agroindustriales con alto contenido de fibra, y la fracción orgánica de residuos sólidos domiciliarios.

Tipos de residuos para la producción de biogás

Residuos de plantas de tratamiento de aguas servidas: Los lodos de las plantas de tratamiento de aguas servidas pueden ser tratados en biodigestores para reducir su carga orgánica y eliminar los agentes patógenos, produciendo biogás para distintos usos.

Residuos sólidos urbanos: La digestión anaeróbica ocurre naturalmente en instalaciones de disposición de residuos sólidos domiciliarios. En Chile, todo proyecto de relleno sanitario debe contemplar un sistema de manejo de biogás diseñado en base a una proyección de la cantidad de biogás que se generará en éste. El sistema debe contemplar la mayor extracción del biogás posible (Decreto Supremo Nº 189/2008 del Ministerio de Salud).

Componentes del biogás

Sus compontes principales son metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), con presencia de nitrógeno, oxígeno, ácido sulfhídrico y otros en menor proporción. Mientras mayor sea la cantidad de metano y menos las impurezas (H2, N2 y H2S) mayor será el poder calorífico o el potencial energético del biogás.

El metano es un Gas de Efecto Invernadero (GEI) que tiene una alta incidencia en el calentamiento global (23 veces mayor al de una molécula de dióxido de carbono). Por lo tanto, capturar y utilizar directamente el biogás para cocinar, calefaccionar o generar electricidad contribuye a mitigar el efecto invernadero. Además, la electricidad generada con biogás es considerada energía verde al reemplazar la quema de combustibles fósiles y reducir las emisiones de GEI.

¿Cómo el biogás se purifica y transforma en Biometano?

Si la intención es reemplazar el uso de gas natural por biogás, es necesario purificarlo hasta asimilarlo a la calidad de este combustible, de acuerdo a lo establecido en la norma chilena NCH 3213.Of.2010, sobre biometano. Este proceso corresponde a la eliminación del CO2 de la mezcla de gases, para lo cual existen varias tecnologías.

Luego de la purificación, el biogás pasa por un compresor donde se eleva su presión a los niveles necesarios para su inyección, a través de tuberías de alimentación, en los equipos de combustión (calderas o motores) o para su transporte, por ejemplo, mediante gasoductos.

Biogás en Chile

En Chile se están desarrollando proyectos de biogás a diferentes escalas y para distintos usos energéticos. Los proyectos de biogás que inyectan Energía Renovable No Convencional (ERNC) al Sistema Interconectado Central (SIC), a marzo de 2015, generaban un total de 43 MW. Destacan los proyectos: Planta Biogás HBS Los Ángeles y Tamm de residuos de planteles lecheros; KDM Loma Los Colorados y Santa Marta que aprovechan el biogás de los rellenos sanitarios; La Farfana y El Trebal que generan biogás a partir de lodos de aguas servidas.

Además, existen una serie de proyectos de biogás, liderados principalmente por la industria alimenticia y agropecuaria, cuyo objetivo ha sido la generación de energía eléctrica y/o térmica para reemplazar el consumo de combustibles fósiles, así como realizar un tratamiento adecuado de los residuos que generan sus propios procesos. Un ejemplo es la planta de tratamiento de riles de CCU, en Temuco, en la cual el biogás se utiliza para la generación de energía térmica para el proceso de producción de cerveza.

En el sector lechero se están desarrollando proyectos de biogás, y hay un interesante potencial de generación. Las iniciativas pueden concebirse como proyectos de autoconsumo energético, a escalas más reducidas que aquellos conectados a la red.

Finalmente, con el fin de disminuir emisiones atmosféricas, hay proyectos que capturan el biogás y lo queman en antorcha, sin hacer un uso energético. Es el caso de algunos rellenos sanitarios, plantas de aguas servidas y empresas del sector agroindustrial.