Energías Alternativas - Producción de Biogás

Producción de Biogás

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Biodigestor

Biodigestores: toman su término de digestivo o digestión, son máquinas simples que convierten las materias primas en subproductos aprovechables, en este caso gas metano y abono, comúnmente se los denomina biodigestores. El principio básico de funcionamiento es el mismo que tienen todos los animales, descomponer los alimentos en compuestos más simples para su absorción mediante bacterias alojadas en el intestino con condiciones controladas de humedad, temperatura y niveles de acidez.

Condiciones para la biodigestión

Las condiciones para la obtención de metano en el digestor son las siguientes:

Temperatura entre los 20°C y 60°C
pH ( nivel de acidez/ alcalinidad) alrededor de siete.
Ausencia de oxigeno.
Gran nivel de humedad.
Materia orgánica
Que la materia prima se encuentra en trozo más pequeños posible .
Equilibrio de carbono/ nitrógeno.

Temperatura

Factor importante en la producción de biogás, dado que debemos simular las condiciones optimas para minimizar los tiempos de producción. La temperatura óptima es de 30° a 35°C aproximadamente.

Acidez

Este factor indica cómo se desenvuelve la fermentación . Se mide con un valor numérico Llamado pH , que en este el valor es 7 , o sea es neutro .

Por encima de este número significa alcalinidad ; por debajo , ácidez .

Cuando los valores superan el pH 8 , esto indica una acumulación excesiva de compuesto alcalino . Y la carga corre riesgo de putrefacción . Los valores inferiores a 6 indican una descompensación entre las fases ÁCIDAS y METANOGENICA, pudiendo bloquearse esta última .

Existen dos grupos de biodigestores, ambos tienen características similares de mantenimiento, pero el resultado no es el mismo. Son estos :

	Biodigestores ConTÍnuos
	Biodigestores discontÍnuos

Biodigestores Discontínuos

Ventajas de los biodigestores discontínuos:

	Pueden procesarse una gran variedad de materiales La carga puede juntarse en campo abierto porque, aunque tenga tierra u otro inerte mezclado, no entorpece la operación del biodigestor.
	Admiten cargas secas que no absorban humedad, así como de materiales que flotan en el agua.
	Su trabajo en ciclos, los hace especialmente aptos para los casos en que la disponibilidad de materia prima no sea continua, sino periódica .
	No requiere prácticamente ninguna atención diaria.

Las principales desventajas son:

	La carga requiere un considerable y paciente trabajo.
	La descarga, también es una operación trabajosa.

BIODIGESTORES CONTINUOS

Ventajas de este :

	Permite controlar la digestión , con el grado de precisión que se quiera.
	Permite corregir cualquier anomalía que se presente en el proceso, en cuanto es destacada.
	Permite manejar las variables relacionadas, carga especifica, tiempo de retención y temperatura, a periodos son del orden de 10 años.
	La tarea de “ puesta en marcha” , después del inicial , sólo se vuelve a repetir cuando hay que vaciarlo por razones de mantenimiento .
	Las operaciones de carga y descarga, de material a procesar y procesados, no requieren ninguna operación especial .

Inconvenientes

	La baja concentración de sólidos que admiten.
	No poseer un diseño apropiado para tratar materiales fibrosos, o aquellos cuyo peso especifico sea menor que el de el agua.
	Problemas de limpieza de sedimentos, espuma e incrustaciones.
	El alto consumo de agua , por lo que al agregado liquido se reduce, con el agregado de orinas, un buen sustituto.

BIODIGESTORES CONTINUOS INDUSTRIALES

Calidad de los sólidos volátiles

Para mejorar la producción de metano de los biodigestores, es conveniente mejorar de los SV, es decir que nuestra mezcla de estiércoles se encuentre balanceada la cantidad de Carbono/Nitrógeno, que sea homogénea en cuanto no hayan impurezas como trozos de materia mayores a 1cm3 , que se encuentre con niveles de pH balanceados y que posea una alta cantidad de organismos metanizantes.

Queda claro que en el proceso la temperatura es un factor muy importante.

Alimentado con mezcla de distinta calidad se obtuvieron resultados bastante diferentes.

Los biodigestores industriales de gran porte no solo tienen en cuenta la temperatura de la biomasa, o el pH, sino la cantidad y calidad de SV que se ingresa, teniendo en cuenta que esta es parte integrante de cualquier estiércol.

Presión de trabajo para la descomposición metánica.

Otro factor a tener en cuenta, aunque solo afecta al proceso en circunstancias muy particulares, es la presión. Se ha llegado a contestar que a presiones del orden de 700 Kg/cm2, los microorganismos aún cumplen su proceso metabólico aunque muestran grandes dificultades para desarrollar su tarea, en cambio a presiones menores que la atmosférica , se vio que por debajo de 0,35 Kg/cm2 de presión absoluta , el proceso de metanización se detiene . Alos efectos prácticos , para las condiciones usuales de presión a que se realiza la fermentación metánica , entre 0,7 y 1/4 Kg/ cm2 de presión absoluta , la destrucción de sólidos volátiles es del orden del 60% , en las condiciones optimas de temperatura y pH, para tiempos de retención entre 12 u 25 días .

Comportamiento de gases sometidos a presión

Humedad del biogas

Las características naturales de generación del biogás hacen que este sea un gas naturalmente húmedo y que en las cañerías se almacene un elevado porcentaje de humedad , esta humedad no siempre es conveniente ya que disminuye la caloría por m3 , produce oxidación de materiales y además obstruye cañerías , por lo que es conveniente su eliminación si queremos comprimir el biogás . Una forma de hacerlo es mediante filtro de silicato de silicio llamados comúnmente silicagel.

Sulfuro de hidrógeno (SH2)

Este compuesto debe ser eliminado no solo porque es venenoso, sino que acelera el fenómeno de oxidación de una manera increíble, envejeciendo toda la instalación, esto se elimina fácilmente con un filtro de viruta de hierro y como se lo conoce en el mercado (virulana).

Nuestro país posee yacimientos de gas natural en varias zonas, pero lo más importantes son los de Comodoro Rivadavia, Plaza Huincul y Campo Durán por ser los más explotados y de mejor aprovechamiento, los gasoductos se extienden desde el norte, en la frontera con Bolivia, hasta el Sur en Tierra del Fuego, y desde el Oeste, en Neuquen y Mendoza hasta llegar dentro de poco tiempo, al límite con el Uruguay.

SUGERENCIAS SOBRE SEGURIDAD

La operación de los biodigestores atañe distintos peligros. No obstante vale la pena insistir que si se toman en cuenta las debidas precauciones, los problemas potenciales quedan solucionados.

	Cuidar que no se produzcan mezclas de gas con el aire. Si se producen en la proporciones de 1:5 a 1:15, la combustión puede comenzar por una chispa producida por un interruptor de luz, una herradura, cigarrillo encendido, destellador fotográfico, etc.
	Cuando se pone en marcha, la red de distribución está llena de aire, que hay que eliminar. Después de haber purgado el gasómetro o el digestor, de los primeros gases generados, cuando ya se tiene la producción normal, hay que dejar correr el gas por todas las cañerías y dejarlo escapar a la atmósfera, antes de intentar encenderlo. Para esto sugerimos que se ventilen los ambientes dado que la toxicidad del biogás es muy parecida a la del gas natural.
	Mantener siempre presión positiva en el digestor, gasómetro y línea de distribución. Este es para evitar la entrada de aire o un posible retroceso de llama.
	Frente a cualquier duda que pueda indicar la posibilidad de un retroceso de llama, hay que colocar trampas de llama, o matafuegos, en líneas próximas a los lugares de combustión.
	Periódicamente constatar la inexistencia de pérdidas en la línea de gas, en todas las uniones, acoplamientos, válvulas, etc, de la instalación.
	Asegurar la eliminación de SH2 (sulfuro de hidrógeno), sea para evitar su acción tóxica, como corrosiva, ya que esto último a la larga origina pérdida y lo primero mata.