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Obtención de energía de la biomasa: fermentación anaeróbica



Biomasa   17 noviembre, 2016

Existen varias maneras de sacar aprovechamiento energético de la biomasa, que van más allá de los procesos de combustión de los que obtener directamente energía térmica. Una de estas formas de aprovechar la energía de la biomasa es mediante un proceso de fermentación anaeróbica.
 

Obtención de energía de la biomasa: fermentación anaeróbica

Una de formas de obtener energía a partir de la biomasa consiste en someterla a procesos de fermentación anaeróbica, en los que se produce la digestión de la materia orgánica en condiciones de ausencia de oxígeno. Esto origina una mezcla de distintos gases, compuesta fundamentalmente por metano y dióxido de carbono, que se conoce por el sobrenombre de biogás.

La materia prima a partir de la que se generan estos gases es la biomasa, que presenta altos contenidos de humedad. Es normalmente es de origen residual, procedente de determinadas fracciones orgánicas de residuos sólidos urbanos, de origen ganadero y agrícola o de lodos procedentes de plantas de depuración de aguas residuales.

Durante el proceso de fermentación, la biomasa se descompone en moléculas más pequeñas hasta llegar a producir el biogás como resultado de la acción de diferentes tipos de bacterias.

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Existen diferentes variables que pueden influir en este proceso:

  • La temperatura: El proceso óptimo se realiza a temperaturas que giran en torno a los 35ºC.
  • La acidez: El valor de pH adecuado para obtener la máxima cantidad de gas, con el mayor porcentaje de metano, oscila entre 6.6 y 7.6.
  • El contenido de sólidos: El porcentaje de materia sólida adecuado es del 10%.
  • La presencia de nutrientes: Para un crecimiento adecuado de la flora bacteriana, esta debe contener carbono, nitrógeno, fósforo, azufre y sales minerales.  La mezcla óptima es difícil de conseguir y depende de las características particulares de la mezcla de materia orgánica. En muchas ocasiones se utilizan pequeñas cantidades de nutrientes procedentes de otras instalaciones para conseguir una flora bacteriana adecuada en el arranque de nuevos procesos de digestión.
  • La presencia de tóxicos: Si en la flora se encuentran determinadas sustancias tóxicas, el crecimiento de las bacterias se minimiza, y por lo tanto también la producción de biogás.

¿Cómo se lleva a cabo la fermentación anaeróbica?

El proceso de fermentación anaeróbica suele tener lugar en recipientes grandes y verticales, que se llaman digestores y que pueden estar conectados en serie, con varias etapas de preparación, pretratamiento y digestión. De hecho, en los vertederos tradicionales de residuos sólidos urbanos se producen efectos similares de fermentación, y también en los depósitos de residuos de las modernas plantas de tratamiento una vez que estos son clausurados.

La tasa de generación de gas ronda los 350 litros de gas por kilogramo de sólidos degradables, y el comportamiento del gas generado a partir de este proceso se asimila en muchas ocasiones con el del gas natural o el del gas ciudad.

De esta manera, si las condiciones de humedad y de ausencia de oxígeno son favorables, se desarrollan procesos de digestión anaeróbica de los que deriva la formación de gases con altos contenidos en metano. El aprovechamiento del biogás resultante de este proceso se lleva a cabo mediante la instalación de redes de captación basadas en conducciones plásticas de polietileno de alta densidad, tanto de forma vertical como horizontal, que permiten captar y conducir el gas hasta un depósito de almacenamiento y regulación.

Este biogás, con contenidos de hasta el 70% de metano, puede también ser aprovechado para la generación de energía eléctrica a partir de su inyección en motores de combustión interna acoplados a generadores eléctricos.


¿Te ha quedado más claro el proceso de fermentación anaeróbica?

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