¿Qué es el diseño de biogás?

El diseño del biogás difiere según los materiales disponibles y la escala de producción. El biogás es un tipo de biocombustible formado por la descomposición anaeróbica, o libre de oxígeno, de materiales orgánicos por bacterias. Los materiales orgánicos generalmente incluyen desechos de animales y plantas, y cultivos energéticos, o cultivos que se cultivan con el propósito expreso de producir combustible. El gas formado a partir de este proceso puede usarse para propósitos de calentamiento o, en su forma concentrada, para propulsión de vehículos. Si bien el diseño del biogás difiere en los detalles, la mayoría de las plantas de biogás tienen componentes principales similares, que incluyen un digestor y un soporte de gas.

El digestor es un recipiente hermético en el que los desechos se vierten y descomponen, y el contenedor de gas es un tanque que aprovecha los gases emitidos por la lechada. Las bacterias dentro del tanque del digestor descomponen los desechos y, a medida que se descompone, se liberan gases como el monóxido de carbono, metano, hidrógeno y nitrógeno. Para facilitar la descomposición rápida con una producción óptima de gas, el tanque se mantiene entre las temperaturas de 29 ° C y 41 ° C (84.2 ° F-105.8 ° F). Es mejor mantener la suspensión en el tanque a un pH ligeramente básico para garantizar una descomposición más rápida. En un intento de neutralizar la suspensión, el material tenderá a emitir más dióxido de carbono ácido, un producto deseado de descomposición.

A través de un sistema presurizado, los gases liberados en el digestor se conducen a un orificio en el tambor del soporte de gas. El diseño de biogás del soporte de gas está especializado para permitir que el gas fluya libremente hacia el soporte mientras evita que el gas aprovechado vuelva al digestor o al ambiente exterior. Esto es importante, tanto para la eficiencia como para la seguridad, porque muchos de estos gases son combustibles y pueden causar explosiones cuando se mezclan con oxígeno u otros gases. La lechada dentro del tanque también debe agitarse ocasionalmente para evitar que se forme una corteza dura en la parte superior de los desechos. Una corteza puede atrapar los gases dentro de la lechada e impedir la capacidad de la maquinaria para aprovechar los gases.

El diseño del biogás puede variar dependiendo de la cantidad de gas necesaria, la cantidad de desechos disponibles y si el digestor está construido para alimentación por lotes o alimentación continua. Los sistemas de alimentación por lotes utilizan principalmente desechos sólidos que se agregan al tanque en cuotas, y los modelos de alimentación continua alimentan líquidos continuamente al digestor. Un diseño de biogás puede colocar una planta sobre el suelo o bajo tierra, aunque existen ventajas y desventajas para ambos modelos. Una planta de biogás por encima del suelo es más fácil de mantener y puede beneficiarse del calentamiento solar, pero requiere más inversión en la construcción porque debe construirse para manejar la presión interna del digestor. Una planta de biogás subterránea es más barata de construir y más fácil de alimentar, pero más difícil de limpiar y reparar.

El biogás a menudo se prefiere a las fuentes de energía de combustibles fósiles, como el petróleo o el carbón, tanto por razones ambientales como económicas. La creciente concentración de carbono en la atmósfera se ha convertido en un tema central en el problema del calentamiento global. Aunque tanto el biogás como los combustibles fósiles emiten carbono, los combustibles fósiles liberan carbono que ha estado enterrado durante muchos años en la biomasa antigua y efectivamente eliminado del ciclo del carbono. El carbono liberado durante la producción y el uso del biogás se ha almacenado en forma de materia orgánica solo recientemente y todavía es parte del ciclo. Por lo tanto, no causa tanto malestar en la concentración de carbono en la atmósfera cuando se libera.

Los defensores de la producción de biogás también prefieren el biogás a los combustibles fósiles porque es una fuente de energía renovable y de bajo costo que utiliza materiales desperdiciados. El diseño de biogás puede abastecer a sitios de pequeña escala, lo que lo convierte en una opción viable para las regiones de los países en desarrollo. Los críticos del diseño de biogás argumentan que los cultivos alimentarios cultivados con fines de producción de biogás crearán una escasez mundial de alimentos. Los biocombustibles también pueden causar deforestación, contaminación del agua, erosión del suelo y un impacto negativo en las naciones productoras de petróleo.