Con el termino biogas se designa a la mezcla de gasees resultantes

1. Introducción / ¿Qué es el Biogas?
Con el termino biogas se designa a la mezcla de gases resultantes de la descomposición de
la materia orgánica realizada por acción bacteriana en condiciones anaerobias.
El biogas se produce en un recipiente cerrado o tanque denominado biodigestor el cual
puede ser construido con diversos materiales como ladrillo y cemento, metal o plástico. El
biodigestor de forma cilíndrica o esférica posee un ducto de entrada a través del cual se
suministra la materia orgánica (por ejemplo, estiércol animal o humano, las aguas sucias de
las ciudades, residuos de matadero ) en forma conjunta con agua, y un ducto de salida en el
cual el material ya digerido por acción bacteriana abandona el biodigestor. Los materiales
que ingresan y abandonan el biodigestor se denominan afluente y efluente respectivamente.
El proceso de digestión que ocurre en el interior del biodigestor libera la energía química
contenida en la materia orgánica, la cual se convierte en biogas.
Los principales componentes del biogas son el metano (CH4) y el dióxido de carbono
(CO2). Aunque la composición del biogas varia de acuerdo a la biomasa utilizada.
El metano, principal componente del biogas, es el gas que le confiere las características
combustibles al mismo. El valor energético del biogas por lo tanto estará determinado por
la concertación de metano.
A pequeña y mediana escala, el biogas ha sido utilizado en la mayor parte de los casos para
cocinar en combustión directa en estufas simples. Sin embargo, también puede ser utilizado
para iluminación, para calefacción y como reemplazo de la gasolina o el acpm (combustible
diesel) en motores de combustión interna.
La utilización de los biodigestores además de permitir la producción de biogas ofrece
enormes ventajas para la transformación de desechos:

Mejora la capacidad fertilizante del estiércol. Todos los nutrientes tales como
nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio así como los elementos menores son conservados
en el efluente. En el caso del nitrógeno, buena parte del mismo, presente en el estiércol
en forma de macromoléculas es convertido a formas mas simples como amonio (NH4),
las cuales pueden ser aprovechadas directamente por la planta. Debe notarse que en los
casos en que el estiércol es secado al medio ambiente, se pierde alrededor de un 50%
del nitrógeno

El efluente es mucho menos oloroso que el afluente.

Control de patógenos. Aunque el nivel de destrucción de patógenos variará de acuerdo
a factores como temperatura y tiempo de retención, se ha demostrado
experimentalmente que alrededor de 85% de los patógenos no sobreviven el proceso de
biodigestión. En condiciones de laboratorio, con temperaturas de 35ºC los coliformes
fecales fueron reducidos en 50-60% y los hongos en 95% en 24 horas.

El biogas puede ser empleado: Para accionar motores de combustión interna y
sustituir el aceite diesel en pequeños generadores eléctricos.
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2. Principio de funcionamiento y Factores a tener en cuenta
Principio de funcionamiento
La generación de biogas se produce básica mente a partir de un proceso de fermentación.
Este proceso se lleva a cabo en la cámara de digestión por la acción de dos tipos de
bacterias:
1)
Bacterias acidógenas: actúan sobre la materia orgánica desgradándola a ácidos
volátiles y son poco sensibles a los cambios que se operan en el medio en que actúan.
2)
Bacterias metanogénicas: actúan sobre los ácidos volátiles provenientes de la acción
de las anteriores y las degradan hasta obtener Biogas.
Bacterias metanogénicas termofílicas: actúan entre 50-57ºC
Bacterias metanogénicas mesofílias: actúan entre 30-37ºC.
La mayor producción se logra con las termofílicas, pero las mesofílicas tienen como
ventajas un balance energéticamente mas favorable.
Las bacterias metanogénicas son muy sensibles al aumento de acidez considerándose que el
Ph óptimo debe estar cercano a la neutralidad (Ph=7).
Los productos fundamentales que se obtiene de ese proceso digestivo son:
a) Biogas
b) Efluente
La composición de ambos es la siguiente:
a) Biogas
Es una mezcla constituida fundamentalmente por metano (CH4), dióxido de carbono (CO2)
y pequeñas cantidades de hidrógeno (H), sulfuro de hidrógeno (SH2) y nitrógeno (N),
constituye un proceso vital dentro del ciclo de la materia orgánica en la naturaleza.
Las bacterias metanogénicas en efecto constituyen el último eslabón de la cadena de
microorganismos encargados de digerir la materia orgánica y devolver al medio los
elementos básicos para reiniciar el ciclo. Se estima que anualmente la actividad
microbiológica libera a la atmósfera entre 590 y 880 millones de toneladas de metano.
Metano ------ 60-70%
CO2 ------ 30-45%
Hidrógeno ------ 1-3%
Anhídrido sulfuroso ------ vestigios
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b) Efluente (entre otros componentes posee):
Proteínas ------ 25-27%
Nitrógeno ------ 2-7%
Fósforo ----- 1.1-2.9%
Potasio ------ 0.8-1.8%
El mismo es utilizado como fertilizante, como mejorador de suelos y como alimento del
ganado al incorporarlo en las raciones. Aporta al suelo elementos orgánicos e inorgánicos
que pueden ser aprovechados por los vegetales.
Etapas intervinientes
La fermentación anaeróbica involucra a un complejo número de microorganismos de
distinto tipo los cuales pueden ser divididos en tres grupos principales.
La real producción de metano es la última parte del proceso y no ocurre si no han actuado
los primeros dos grupos de microorganismos.
Las bacterias productoras del biogas son estrictamente anaeróbicas y por lo tanto solo
podrán sobrevivir en ausencia total de oxígeno atmosférico. Otra característica que las
identifica es la sensibilidad a los cambio ambientales debido a lo cual será necesario un
mantenimiento casi constante a los parámetro básico como la temperatura.
Fase de hidrólisis:
Las bacterias de esta primera etapa toman la materia orgánica virgen con sus largas cadenas
de estructuras carbonadas y las van rompiendo y transformando en cadenas mas cortas y
simples (ácidos orgánicos) liberando hidrógeno y dióxido de carbono.
Este trabajo es llevado a cabo por un complejo de microorganismos de distinto tipo que son
en su gran mayoría anaerobios facultativos.
Fase de acidificación:
Esta etapa la llevan a cabo las bacterias acetogénicas y realizan la degradación de los ácidos
orgánicos llevándolos al grupo acético y liberando como productos hidrógeno y dióxido de
carbono.
Fase metanogénica:
Las bacterias intervinientes en esta etapa pertenecen al grupo de las archibacterias y poseen
características únicas que las diferencian de todo el resto de las bacterias, por lo cual, se
cree que pertenecen a uno de los géneros mas primitivos de vida colonizadoras de la
superficie terrestre.
La transformación final cumplida en esta etapa tiene como principal substrato el acético
junto a otros ácidos orgánicos de cadena corta y los productos finales liberados están
constituidos por el metano y el dióxido de carbono.
El siguiente cuadro resume las distintas características de cada una de las etapas vistas que
por simplificación se han agrupado en dos fases (ácida que involucra la de hidrólisis y
acidificación, y la metanogénica); con los principales compuestos químicos intervinientes:
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FASE ACIDOGÉNICA
FASE METANOGÉNICA
 Bacterias facultativas (pueden vivir en  Bacterias anaeróbicas estrictas (no pueden
presencia de bajos contenidos de O2)
vivir en presencia de O2)
 Reproducción muy rápida (alta tasa  Reproducción lenta (baja tasa reproductiva
reproductiva)
 Muy sensibles a los cambios de acidez y
 Poco sensibles a los cambios de acidez y temperatura
temperatura
 Principales productos finales, metano y
 Principales metabolitos, ácidos orgánicos dióxido de carbono
Factores a tener en cuenta
La actividad metabólica involucrada en el proceso metanógénico se ve afectada por
diversos factores. Entre los factores mas importantes a tenerse en cuenta se desarrollarán
los siguientes:

Material de carga

la temperatura del sustrato;

la carga volumétrica;

el tiempo de retención hidráulico,

el nivel de acidez (Ph);

la relación Carbono/Nitrógeno;

la concentración del sustrato;

el agregado de inoculantes;

el grado de mezclado;

la presencia de compuestos inhibidores del proceso.
Material de carga
Los digestores anaeróbicos pueden ser alimentados con diversos deshechos orgánicos. El
rendimiento de los mismos está influenciado en gran parte por el contenido en materia
orgánica del material, una idea aproximada de dicho contenido nos da el % de sólidos
volátiles.
Se denomina así a la cantidad de sólidos que se volatilizan al someter la muestra a 550ºC en
porcentajes sobre el total (restante luego de 12 hora en la mufla). Otras características que
también inciden en la producción son la presencia de antibióticos, detergentes y materiales
de difícil digestión como las ligninas ( material leñoso).
En el caso de los estiércoles es muy importante tanto la especie del cual proviene, como
también el tratamiento al que fue sometido.
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A medida que se va degradando el material disminuye su parte orgánica y por lo tanto esto
se evidencia en una disminución del porcentaje de sólidos volátiles.
Especie
Peso Vivo
Kg.Estiercol/Dia l./Kg. S.V.
%CH4
Cerdos
50
4.5-6
340-550
67-70
Vacunos
400
25-40
90-310
65
Equinos
450
12-16
200-300
65
Ovinos
45
2.5
90-310
63
Aves
1.5
0.006
310-620
60
Caprinos
40
1.5
110-290
63
Mediante análisis de material de distintas partes del digestor se puede que en el material del
fondo que es va acumulando, presenta menores porcentajes de sólidos volátiles que el de la
parte superior.
Temperatura
Este parámetro encuentra importancia no solo en su valor sino también su constancia a
través del tiempo.
Según su actividad, las bacterias metanogénicas pueden dividirse según su temperatura
ideal de actividad, en mesófilas (30-37ºC) y termófilas (50-57ºC).
Su razón de que el proceso fermentativo interior no genera una apreciable cantidad de
calor, las temperaturas antes citadas deben lograrse mediante calor exterior.
Es esta la razón por la cual no obstante el proceso termofilico el que produce mayor
cantidad de gas, el mesofílico lleva como ventaja el tener mayor energía neta
producida.
El proceso termofílico presenta ventajas en los casos en los que la cantidad de
material a digerir es muy grande, dado que a mayores temperaturas el material
permanece menos tiempo dentro del digestor (tiempo de retención) y en consecuencia
acelera el pasaje evitando el tener que disponer de enormes digestores para realizar la
fermentación.
La estabilidad de la temperatura elegida es de suma importancia, dado que las variaciones
rápidas mayores en mas o menos 2ºC influyen negativamente en la estabilidad del digestor
y en la producción de gas. Es mas conveniente trabajar a menores temperaturas, si resulta
difícil mantener las temperaturas mas elevadas. Es aconsejable, cuando se trate de regiones
frías, calefaccionar el digestor y obtener así mayores rendimientos y mejor funcionamiento
del sistema, o bien aislar convenientemente el biodigestor.
Para que se inicie el proceso se necesita una temperatura mínima de 4 a 5ºC y no se debe
sobrepasar una máxima de alrededor de 70ºC. Se realiza generalmente una
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diferenciación en tres rangos de temperatura de acuerdo al tipo de bacterias que
predominan en cada una de ellas. (Ver cuadro siguiente).
Bacterias
Rango de Temp.
Sensibilidad
Psicrofilicas
Menos de 20ºC
+- 2ºC
Mesofílicas
20-40ºc
+-1ºC
Termofílicas
Mas de 40ºC
+-0.5ºC
La actividad biológica y por lo tanto la producción de gas aumenta con la temperatura. Al
mismo tiempo se deberá tener en cuenta que al no generar calor el proceso, la temperatura
deberá ser lograda y mantenida mediante energía exterior.
Velocidad de carga
Expresa este parámetro la cantidad de carga de material orgánico que se introduce en el día
en el digestor y por unidad de volumen del mismo.
Se expresa como kg. de sólidos volátiles por día y metro cúbico de digestor (kg. S.V./m3
dig.x día) siendo este parámetro de gran importancia pues determina rendimiento para el
tipo de digestor.
Todos los parámetros enunciados están interrelacionados entre si, ya que modificaciones en
algunos de ellos provoca alteraciones en los demás, siendo ella la razón de que deben
tenerse muy en cuenta para el diseño y el dimensionamiento de un digestor.
Es importante tener el dato de los potenciales materiales de carga, para poder modificar la
velocidad de carga y obtener la misma producción. Eso sí los potenciales materiales de
carga van a estar estrechamente relacionados con el volumen de carga del digestor.
Tiempo de retención
En los digestores continuos y semicontinuos el tiempo de retención se define como el valor
en días del cociente entre el volumen del digestor y el volumen de carga diaria.
El T.R. esta íntimamente ligado con dos factores: el tipo de sustrato y la temperatura
del mismo.
La selección de una mayor temperatura implicará una disminución en los tiempos de
retención requeridas y serán menores los volúmenes de reactor necesarios para digerir un
determinado volumen de material.
Con relación al tipo de sustrato, generalmente los materiales con mayor proporción de
carbono retenido en moléculas resistentes como la celulosa, demandará mayores tiempos de
retención para ser totalmente digeridos.
En el siguiente gráfico se observa como se distribuyen en función al tiempo de retención la
producción diaria de gas para materiales con distintas proporciones de celulosa.
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Prod. diaria de biogas
Tiempo de retención
50
40
Serie1
Serie2
30
20
Serie3
10
0
0
20
40
60
80
T.R.H. Dias
El límite mínimo de los T.R. esta dado por la tasa de reproducción de las bacterias
metanogénicas debido a que la continua salida de efluente del digestor extrae una
determinada cantidad de bacterias que se encuentran en el líquido. Esta extracción debe ser
compensada por la multiplicación de las bacterias que permanecen dentro del reactor.
Por esta razón en los últimos años se han buscado diseños de cámaras de digestión que
procuren lograr grandes superficies internas sobre las cuales se depositan como una película
las bacterias u otros sistemas que logran retener a las metanogénicas puediendose lograr de
este modo T.R. menores.
Acidez
Este parámetro nos indica la forma en la cual se desenvuelve la fermentación dentro del
digestor. Se mide mediante papeles indicadores o aparatos electrónicos llamados
peachimetros, ambos indican un valor numérico llamado Ph. En esta escala el valor 7 indica
la neutralidad, los valores inferiores acidez y los superiores alcalinidad.
Cuando los valores superan el Ph 8 esto indica una acumulación excesiva de compuestos
alcalinos y el digestor corre el riesgo de putrefacción, los valores inferiores a 6 indican una
descompensación entre la fase ácida y la metanogénica, pudiéndose bloquear esta última.
Normalmente los digestores no presentan las alteraciones mencionadas exceptuando el
período de estabilización luego del arranque inicial o cuando se los somete a violentos
cambios ambientales o en el material de alimentación.
Los digestores acidificados pueden volver a estabilizarse luego de un prolongado período.
Por esta razón se aconseja no someter a los digestores a fuertes cambios en la temperatura
de funcionamiento ni en el material de carga. Si se cumplen estas premisas los digestores
funcionan sin interrupción y tienen la capacidad de mantener la estabilidad a pesar de que
el material con el cual se los alimenta tenga variaciones en su acidez.
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Contenido de sólidos
La movilidad de las bacterias metanogénicas dentro del sustrato se ve crecientemente
limitada a medida que se aumenta el contenido de sólidos y por lo tanto puede verse
afectada la eficiencia y producción de gas.
Mediciones realizadas utilizando mezclas de estiércoles animales en agua han determinado
que para digestores continuos el porcentaje de sólidos óptimo oscila entre el 8 y el 12 %.
Inclusión de inoculantes
El crecimiento bacteriano dentro de los digestores sigue desde su arranque la curva típica
1ªarranque
2ªestabilización
3ªdeclinación
La primera etapa puede ser acortada mediante la inclusión de un determinado porcentaje, de
material de otro digestor rico en bacterias que se encuentran en plena actividad. Esto es
particularmente importante en los digestores discontinuos que deben ser arrancados
frecuentemente.
Los dos factores a tener en cuenta en la inoculación de un digestor es la proporción en que
se agrega y la edad del mismo. Cuanto mayor sea la proporción y menor la edad, mayor
la eficacia.
Agitación-mezclado
Objetivos de la agitación:

remoción de los metabolitos producidos por las bacterias metanógenas.

Mezclado del sustrato fresco con la población bacteriana.

Evitar la formación de costra que se forma dentro del digestor.

Uniformar la densidad bacteriana y evitar la formación de espacios “muertos” sin
actividad biológica.
En la selección del sistema, frecuencia e intensidad de la agitación se deberán realizar las
siguientes consideraciones: el proceso fermentativo involucra un equilibrio simbiótico entre
varios tipos de bacterias. La ruptura de este equilibrio en el metabolito de un grupo
específico implicara la merma en la actividad biológica y por ende una reducción en la
producción de gas. Como conclusión en la elección de un determinado sistema se tendrá
siempre presente tanto los objetivos buscados como el prejuicio que puede causar una
agitación excesiva debiéndose buscar un punto medio óptimo. Existen varios mecanismos
de agitación utilizados desde los más simples que consisten en un batido manual o el
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provocado por la entrada y salida de los líquidos hasta sofisticados equipos que involucran
agitadores a hélices, recirculadores de sustrato e inyectores de gas.
Inhibidores
La presencia de metales pesados, antibióticos y detergentes en determinadas
concentraciones pueden inhibir e incluso interrumpir el proceso fermentativo.
Cuando es demasiado alta la concentración de ácidos volátiles (mas de 2.000 ppm para la
fermentación mesofílica y de 3.600 para la termofílica) se inhibirá la digestión. También
una elevada concertación de N y Amoníaco destruyen las bacterias metanogénicas. En el
siguiente cuadro se dan valores de concentraciones de ciertos inhibidores comunes.
Inhibidores
Conc. Inhibidora
SO4
5.000 ppm
NaCl
40.000 ppm
Nitrato
0.005 mg/ml
Cu
100 mg/l
Cr
200 mg/l
Ni
200-500 mg/l
CN
25 mg/l
ABS (detergente sintético)
20-40 mg/l
Na
3.500-5.500 mg/l
K
2.500-4.500 mg/l
Ca
2.500-4.500 mg/l
Mg
1.000-1.500 mg/l
Dilución de la carga
El material que se utiliza tiene un contenido de humedad variable y se lo mezcla con agua
para lograr una dilución adecuada. Las proporciones de agua son variables y se toma como
parámetro el porcentaje de sólidos, valor que representa en forma porcentual el residuo seco
que queda luego de someter al material a 105ºC hasta constancia de peso (uniforme). Sobre
este punto se ha llegado a la conclusión de que trabajando con estiércoles la dilución
óptima está alrededor del 9%. En casos especiales, estas diluciones deben reducirse para
disminuir la cantidad de amoníaco (estiércol aviar) a alrededor de un 6%. Estos límites
recomendados para las diluciones se logran con una relación agua/estiércol de 1 a 1.5
dependiendo de la humedad y porcentaje de sólidos del estiércol.
En caso de usar restos vegetales, es conveniente que se encuentren finamente picados para
evitar atascamientos y costras en la zona superior de los digestores. Por esta razón el
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material debe ser bien mezclado y homogeneizado antes de su entrada al digestor. El
mezclado se facilita cuando las cargas son preparadas con un día de antelación, de ser
posible, en las cámaras de carga, siendo una fermentación aeróbica aconsejable, para
obtener una oxidación completa, reducir la acidez, calentar la biomasa, reducir gérmenes
patógenos.
Niveles de amoníaco
Es un parámetro que cobra mucha importancia cuando se utilizan determinados materiales
que tienen de él un alto contenido, como lo es el estiércol de las aves.
Para obtener un correcto funcionamiento, los niveles de amoníaco dentro de los digestores
deberán ser mantenidos por debajo de los 2.000 mg/litro lo que se logra aumentado las
diluciones de entrada del material.
Relación Carbono-Nitrogeno
Las bacterias necesitan carbono y nitrógeno para vivir, pero usan el primero de 30 a 35
veces mas rápidamente que el segundo. Cuando la proporción en la materia bruta es
alrededor de 30:1, la digestión ocurre de manera óptima, si las demás condiciones son
favorables. Cuando la proporción es baja, hay pérdidas de nitrógeno asimilable, afectando
así el valor fertilizante de la materia digerida.
Otros factores
Se encuentran en proceso varias investigaciones referidas a la influencia del sodio, potasio,
niquel, calcio, cobre, zinc, plomo, así como también sulfuros solubles, en los procesos de
producción de biogas.
Elementos básicos para la producción de biogas
Cámara de carga
En esta cámara es donde se prepara de manera previa la materia prima.
La cámara de carga debe encontrarse aislada térmicamente, para poder llevar la mezcla a la
misma, o en su defecto aproximarse, a la temperatura a la que se encuentra el material,
fermentando dentro del biodigestor. La temperatura debe ser obtenida de manera externa al
proceso de fermentación, pudiendo ser calentamiento de agua por colectores solares o con
la utilización del mismo biogas producido.
La cámara de carga debe poseer un sistema de agitación, que pueden ir desde simples paleta
de accionamiento manual hasta complejos sistemas de motor y poleas. La finalidad de los
sistemas de agitación es un mezclado correcto y homogéneo de la materia prima.
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El ingreso de la materia prima y el agua debe ser de fácil acceso, para facilitar su carga y
evitar atascamientos. Por otro lado el sistema de conexión al biodigestor debe estar
controlado con un grifo, para evitar el ingreso de la mezcla aun no preparada.
Biodigestor
Esta constituido por un tanque, que puede estar presentado de manera aérea o semi
enterrado, según el volumen de producción y las condiciones climáticas del lugar donde
coloquen este sistema.
El biodigestor debe encontrarse aislado térmicamente poder mantener la temperatura
optima de producción de biogas. La temperatura puede ser mantenida de la misma manera
de que la cámara de carga. Generalmente se le colocan sistemas de serpentina para poder
obtener una temperatura homogénea y de esa manera favorecer un proceso de digestión
más productivo, para el volumen del biodigestor.
El biodigestor debe poseer un termómetro para poder saber la temperatura de la materia
prima en proceso. De manera complementaria debe poseer, un nivel de liquido, ya que en
el biodigestor un volumen se debe dejar un equivalente al 20 % para el biogas producido;
agitador para producir un proceso de digestión homogéneo y no permitir la formación de
costras, la mecanización de estos, puede encontrase conectada al mismo sistema de
agitación de la cámara de carga; llave esclusa en la parte inferior, para la descarga de los
efluentes ya digerido, estos sistemas de descarga varia de un sistema de producción
continua a un sistema de producción en bach.
Pileta de Descarga
Esta pileta de descarga puede estar realizada enteramente en material de mampostería, y
generalmente poseen un sistema de tipo cámara de sedimentación, para poder disponer el
agua ya estabilizada, y obtener los barros ricos en nutrientes.
En caso de no poder diseñar una cámara de sedimentación, se puede realizar una pileta de
baja profundidad y gran extensión , para poder acelerar el secado del efluente, y de esta
manera obtener los barros ricos en nutrientes.
Gasómetro
Este elemento no es esencial en la producción de biogas, ya que este equipo es un tambor
utilizado para almacenar la producción extra de biogas. Estos equipos deben estar
separados del digestor por una llave exclusa.
Estos elementos son tenidos en cuenta con mayor importancia, en equipos que trabajan de
manera discontinua.
Importante en su diseño es el material de construcción y la estanqueidad de los mismos.
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Consideraciones para instalaciones de biogas, independientemente su
magnitud.
Es importante tener en cuenta para el transporte e instalación de una red de biogas, los
siguientes aspectos:

Material utilizado:
Las cañerías a utilizarse serán de hierro cincado, cuando se encuentran en el exterior o
empotradas en muros, y las juntas entre cañerías y accesorios serán selladas con pastas
fraguante de litargiro y glicerina. Los accesorio serán de fundición maleable y terminación
cincada.
Las cañerías que se coloque enterradas serán de acero negro y las piezas de conexión serán
también de fundición maleable. Las partes de la cañerías se encuentren en contacto con
terreno natural llevarán protección aislante.
Se debe tener en cuenta que solo se puede utilizar llaves de bronce, estando vedado
específicamente el uso de material plomo, por la razón de que es un material fuertemente
atacado por el biogas, volviendo inoperable tanto las cañerías como los grifos de cierre.

Pendiente de la red de gas:
Al igual que el gas natural el biogas dentro de sus componentes posee vapor de agua, que se
condensa en las cañerías y debe ser drenado con el fin de evitar taponamientos hidráulicos,
perdida de presión o mala combustión. Es por ello que las cañerías deben tener por lo
menos una pendiente de 1 % orientada hacia los niveles mas bajos y en esos puntos instalar
un sistema de drenaje o bien una trampa de agua.
Clasificación de un biodigestor según su sistema de carga
Se utilizan dos grandes sistemas de carga: el continuo y el discotinuo. En el primero el
digestor se llena inicialmente y luego diariamente se agrega la materia prima en la cámara
de carga, calculada en 1/30 a 1/40 partes del volumen del digestor, concibiendo este cálculo
con el tiempo de retención óptimo para el sistema.
Estos digestores de tipo continuo son usados ampliamente en toda Asia, especialmente en
China e India.
En el sistema discontinuo, el digestor se llena inicialmente cuando levanta la temperatura
en fusión de la fermentación aeróbica (hasta 60-70ºC), se cierra mediante una tapa
hermética con junta hidráulica, con salida de gas en la parte superior y grifo de control,
enviando el gas que se produce a un gasómetro en el cual se acumula y se le da la presión
resultante del peso de la cámara gasometrica, o por el agregado de contrapesos. Es
conveniente la colocación de filtro de sulfhídrico para retener este gas, por sus
características tóxicas y corrosivas.
El ciclo de producción de biogas abarca en el caso de estiércol vacuno un periodo
aproximado de 90 días, comprendiendo tres fases principales:
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A) Entre 7 y 10 días, el gas desprendido es impuro, con gran proporción de CO2 hidrógeno
sulfuroso y amoniaco, por lo que no enciende.
B) Se incrementa la producción de gas metano en el biogas, enciendiendose la llama, al
principio débilmente, aumentando la proporción de metano hasta alcanzar un primer
máximo. Alrededor de la tercera semana, debido a la descomposición de la
hemicelulosa, la producción decrece ligeramente hasta incrementarse en un segundo
pico máximo alrededor de los 50 días.
C) Al reducirse la producción de biogas en los sistemas de carga discontinua, para obtener
un flujo continuo de gas es preciso disponer por lo menos, de otro digestor, cuando lo
ideal es contar con tres, es decir, uno de carga, otro de servicio y un tercero en proceso
de descarga del residuo de fermentación.
La ventaja de los sistemas discontinuos es que puede eliminarse la carga diaria del digestor.
En los sistemas discontinuos en mas factible mantener la temperatura interna de la biomasa,
dado que no tienen la influencia negativa de la introducción de agua fría mezclada con la
materia prima, y el oxigeno del aire que es introduce con la carga diaria.
Conclusiones:
El biogas es un tipo de energía bastante reciente y no muy difundido en el área nacional,
por el momento no existe ninguna industria ni instituto que este trabajando con este tipo de
proceso. No solo no produce ningún tipo de contaminante sino que también favorece a la
eliminación de residuo (estiércol) y lo transforma a este en material reutilizable
(fertilizante). Dado que en este tipo de energía se trabajo con organismos vivos hay muchas
variables que hay que tener en cuenta y que determinan el punto óptimo de utilización de
este recurso y lo hacen rentable. Una de las variables mas importantes y mas difíciles de
mantener estable es la temperatura, y esta es la determinante para un balance energético
positivo o negativo. Este tipo de proceso también esta limitado a la cantidad de material a
digerir con la que se cuente, es decir, que primero se va a contabilizar la cantidad de Kw
que se pueden satisfacer con el material (estiércol) disponible.
Este tipo de energía no tiene ninguna limitante mas allá de un correcto manejo del sistema
y la disponibilidad de estiércol, es decir que este tipo de energía estará disponible a todo
tipo de lugar que posea cierta cantidad de carga animal, es por esto que puede ser difundido
a lo largo de todo el país. Pero al ser la temperatura un factor determinante para un balance
energético positivo las zona Noreste del país se ve mas beneficiada ya que no necesitan
tanto aporte externo de energía.
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