biogás y biometanación

BIOGÁS Y BIOMETANACIÓN
Grupo de Trabajo
Planeación Energética
CONCYTEG
Una foto al microscopio de las
bacterias
productoras
de
metano.
El biogás es una mezcla de gases, comúnmente dióxido de
carbono y metano. Se produce por pocos tipos de
microorganismos, generalmente cuando el aire o el oxígeno
están ausentes (La ausencia de oxígeno se conoce como
“condiciones anaeróbicas”). Los animales que comen
muchas plantas, particularmente los animales que pastan
como las vacas, producen grandes cantidades de biogás. El
biogás se produce no por las vacas mismas, sino por los
millones de microorganismos que viven en sus sistemas
digestivos. El biogás también se produce en los fondos
lacustres y en pantanos, donde la descomposición de
materia orgánica se realiza bajo condiciones húmedas y
anaeróbicas.
En el proceso de biometanación, desperdicios orgánicos o
biomasa con alto contenido de humedad se alimentan a un
recipiente llamado digestor biológico. El biogás se considera
como fuente de energía renovable. Esto es porque la
producción de biogás depende del suministro de pastos, los
cuales generalmente vuelven a crecer cada año. En
comparación, el gas usado en la mayoría de nuestros hogares
no se considera una forma de energía renovable. El gas
natural se formó de los remanentes fosilizados de plantas y
animales, un proceso que tomó millones de años. Estos
recursos no “vuelve a crecer” en una escala de tiempo que
sea significativa para los humanos.
Los
animales
plantígrados como las
vacas, liberan grandes
cantidades de biogás
a la atmósfera.
El biogás no es algo nuevo, en el año 1776 el científico italiano volta descubrió que el
principal compuesto del gas natural era metano. Solo 100 años después se descubrió
el origen microbiológico de la formación de metano. En el año 1887 el científico
Hoppe-Seyler pudo comprobar la formación de metano a partir del ión acetato. La
misma Observación hizo Omelianski en 1886 con estiércol de vacas. En 1888 Gayon
obtuvo gas al mezclar estiércol y agua, a una temperatura de 35 °C. En 1895 la
digestión anaeróbica llegó a Inglaterra cuando el biogás fue recuperado de una
instalación de tratamiento de aguas residuales, -cuidadosamente diseñado-, y se usó
para alimentar el alumbrado público de Exeter.
Soehngen descubrió en 1906 la formación de metano a partir de hidrógeno y dióxido
de carbono. A su vez describió los primeros dos organismos que participaban en la
formación de metano. En 1920 Imhoff puso en práctica el primer biodigestor en
Alemania. Este consistía en un estanque hermético, el cual era alimentado con
material fermentable Para la obtención de biogás.
La historia de la exploración y utilización del biogás en China cubre un periodo de más
de 50 años. Las primeras plantas de biogás fueron construidas en la década de los
1940 por familias prósperas. Desde los años 1970, la investigación y tecnología del
biogás se ha venido desarrollando a pasos agigantados y esta tecnología la ha
promovido con singular vigor el gobierno chino. En las áreas rurales, más de 5
millones de pequeños digestores se han construido y actualmente más de 20 millones
de personas usan biogás como combustible. En la India, el desarrollo de plantas de
biogás para las viviendas rurales empezó en la década de los 1950. Un incremento
acelerado en el número de plantas de biogás se registró en los 70 a través de un
fuerte apoyo gubernamental. Así más de un millón de plantas de biogás existen en la
India.
En Alemania y Dinamarca la diseminación plantas de biogás se debe a la necesidad
de fuentes alternas de energía como frente a economías en crisis energética, además
de la elevación de precios en electricidad.
Con la nueva legislación eléctrica del año 1991 en Alemania, los agricultores que
producían electricidad recibieron un pago por kWh producido y entregado a las
empresas de distribución, lo cual produjo una segunda ola de construcción de
biodigestores que aún no termina. Una nueva ley de energía renovable mejora en un
30% el precio de compra a los pequeños productores. Además, se está considerando
un nuevo aumento del precio por el cierre paulatino de las plantas nucleares. Este
proceso comienza el año 2002 con el cierre de dos reactores en Alemania y termina
con el cierre total de los reactores para el año 2030 en toda Europa.
Por otra parte, el gobierno danés ha hecho esfuerzos considerables en el desarrollo de
la tecnología del biogás, al tener programas de biogás financiados y apoyados por el
gobierno. Las primeras plantas estaban únicamente diseñadas para generar energía,
más tarde, sin embargo, las mismas plantas hicieron contribuciones significativas al
resolver problemas en las áreas agrícola, energética y ambiental. La primera planta
centralizada de biogás en Dinamarca fue establecida en 1984 a iniciativa del condado
de Jutlandia del norte como una reacción a los altos precios del petróleo a inicio de los
años 1980. A esta planta le siguieron otras dos como parte de la misma iniciativa y
actualmente están 20 plantas en operación.
La empresa AgCert ha construido ya 4 biodigestores en el estado de Guanajuato, que
pertenecen a 2 personas morales diferentes: Productores Agropecuarios del Bajío,
cuyas granjas se denominan “Nombre de Dios” y “San miguel”, ubicadas en el
municipio de Dolores Hidalgo, Gto.; y Grupo Soles, cuyas granjas se denominan “San
Isidro”, ubicada en el municipio de Villagrán, Gto y “Las norias”, ubicada en Santa Cruz
de Juventino Rosas, Gto. Actualmente, dicha empresa tiene proyectados otros
biodigestores en los municipios de León, Salamanca y Jaral del Progreso.
En el estado de Guanajuato, el CONCyTEG apoya el proyecto denominado
“Aprovechamiento de los desechos agropecuarios para la producción de biogás
y biofertilizante para las comunidades rurales del Estado de Guanajuato”,
teniendo como investigador responsable al Dr. Ernesto Camarena. El objetivo del
proyecto es el uso y aprovechamiento de los desechos agropecuarios para producir
biogás y bioabono por medio de la instalación de biodigestores de plástico de bajo
precio y de fácil operación en las comunidades rurales del Estado de Guanajuato
(Producir un biodigestor de los usados en el proyecto tiene un costo de $2,500.00).
La implementación de biodigestores beneficia a los hogares que lo usen al ahorrarles
del 60 al 100% del gasto de gas y/u otro(s) combustible(s); reduce la contaminación de
suelo, agua y aire al dejar de depositarse el estiércol de que se produce a cielo
abierto; se aprovechan materias para producir bioabono y energía, logrando así una
mejor organización y arraigo a sus medios de producción; además de que al dejar de
usar leña para cocinar se reducen enfermedades respiratorias ocasionadas por el
humo del fogón sobre todo en mujeres y niños. Actualmente se encuentran en
operación 5 biodigestores. En el municipio de Irapuato se encuentra uno en el Instituto
de Ciencias Agrícolas, y en las comunidades de Hacienda de Márquez, Guadalupe de
Rivera y Molino de Santa Ana. En el municipio de Salamanca se encuentra uno en la
comunidad de El Huaricho.