Biogás

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.

O biogás é un gas combustible que se xera en medios naturais ou en dispositivos específicos, por medio de reaccións de biodegradación da materia orgánica pola acción de microorganismos e outros factores, en ausencia de oxíxeno (é un proceso anaeróbico). O biogás resultante é unha mestura de gases dos cales o máis importante é o metano (CH4). Pode producirse a partir de materiais dispoñibles local ou rexionalmente como lixo reciclado ou outros materiais biodegradables como esterco, residuos vexetais ou de colleitas, e augas residuais. É unha fonte de enerxía renovable e en moitos casos produce unha signatura de cabono moi pequena. A este gas tamén se lle chama gas dos pantanos, porque neles se produce unha biodegradación de residuos vexetais semellante á descrita que xera este gas.

A produción de biogás por descomposición anaeróbica é un modo considerado útil para tratar residuos biodegradables, xa que produce un combustible valioso, ademais de xerar un efluente que pode aplicarse como acondicionador de solos ou fertilizante agrícola xenérico.

O biogás é unha mestura de gases constituída por por metano (CH4) nunha proporción entre o 50% e o 70% en volume, e dióxido de carbono (CO2), e contén pequenas proporcións doutros gases como hidróxeno (H2), nitróxeno (N2), oxíxeno (O2) e sulfuro de hidróxeno (H2S).[1] O biogás ten como promedio un poder calorífico entre 18,8 e 23,4 megajoules por metro cúbico (MJ/m³).

Este gas pode utilizarse para producir enerxía eléctrica mediante turbinas ou plantas xeradoras que funcionan con gas, ou en fornos, estufas, secadores, caldeiras ou outros sistemas de combustión a gas, debidamente adaptados.

Composición[editar | editar a fonte]

Composición típica do biogás[2]
Composto Fórmula molecular  %
Metano CH4 50–75
Dióxido de carbono CO2 25–50
Nitróxeno N2 0–10
Hidróxeno H2 0–1
Sulfuro de hidróxeno H2S 0–3
Oxíxeno O2 0–0

A composición do biogás varía dependendo da orixe do proceso de dixestión anaeróbica. O biogás de vertedoiros de lixo ten tipicamente concentracións de metano do 50%. Con tecnoloxías máis avanzadas do tratamento do lixo pode producirse biogás cun 55%–75% de metano,[3] que en reactores libres de líquido pode chegar ao 80%-90% de metano usando técnicas de purificación do gas in situ.[4] O biogás producido contén vapor de auga, e a fracción do volume correspondente ao vapor de auga é función da temperatura do biogás; a corrección do volume de gas, contido de vapor de auga e expansión térmica pode facerse con fáciles cálculos matemáticos[5] para obter o volume estandarizado de biogás seco.

Nalgúns casos o biogás contén siloxanos, que se forman pola descomposición anaeróbica de materiais que forman parte de xabóns e deterxentes. Durante a combustión de biogás que contén siloxanos, libérase silicio, que pode combinarse con oxíxeno libre ou outros elementos. Poden formarse depósitos constituídos principalmente por sílice (SiO2) ou silicatos (SixOy) e poden conter calcio, xofre, cinc, e fósforo. Estes depósitos de mineral branco acumúlanse formando unha capa de varios milímetros de grosor e deben ser retirados por medios químicos ou mecánicos.[6]

Aplicacións[editar | editar a fonte]

Un autobús a biogás en Linköping, Suecia
Véxase tamén: Dixestión anaeróbica.

O biogás pode utilizarse para a produción de electricidade a partir de residuos,[7] nun motor de gas de coxeración (CHP), que producen electricidade e calor, nos que a calor residual procedente do motor é utilizada convenientemente para quentar o dixestor; cociñar; calefacción ou producir auga quente. Se o biogás se comprime, pode substituír ao gas natural comprimido para utilizalo como combustible para vehículos.[8]

Melloramento do biogás[editar | editar a fonte]

O biogás bruto obtido directamente da dixestión ten como moito ata o 60% de metano e un 29% de CO2 con trazas de H2S (sulfuro de hidróxeno), e non ten suficiente calidade para ser utilizado como gas combustible para maquinaria. Ademais, a natureza corrosiva do sulfuro de hidróxeno pode esnaquizar as instalacións internas da planta.

O metano do biogás pode ser concentrado nun concentrador de biogás para que chegue a ter os mesmos estándares de calidade que o gas natural fósil (o cal á súa vez tamén se somete a un proceso de limpeza), de modo que o biogás se transforma en biometano. O metano concéntrase ata o 98% e deben eliminarse o dióxido de carbono, auga, sulfuro de hidróxeno, e as particulas. Hai varios métodos para conseguir este melloramento, dos cales o máis usado é o lavado con auga. No lavado con auga o gas flúe a alta presión nunha columna onde o dióxido de carbono e outros compoñentes traza son limpados por un fluxo de auga que vai contracorrente. [9]

Biodixestor[editar | editar a fonte]

Un biodixestor é un sistema natural que aproveita a dixestión anaerobia (en ausencia de oxíxeno) realizada polas bacterias que xa habitan no esterco, para transformar este en biogás e fertilizante. O biogás pode ser empregado como combustible nas cociñas e iluminación, ou, en grandes instalacións, pódese utilizar para alimentar un xerador que produza electricidade. O fertilizante inicialmente considerouse un produto secundario, mais actualmente se lle está dando a mesma importancia ou maior, que ao biogás, xa que proporciona ás familias campesiñas de moitas partes do mundo un fertilizante natural que mellora moito o rendemento das colleitas.

Os biodixestores familiares de baixo custo están amplamente implantados en países do sureste asiático, ou en India, e, en menor medida noutros países como Arxentina, Cuba, Colombia e Brasil. Estes modelos de biodixestores familiares son de baixo custo, doada instalación e mentemento.

Equipo de reciclaxe de esterco fácil de construír.

A produción de biogás en Europa varía notablemente dun país a outro. Os máis avanzados na produción e uso de biogás son Alemaña, Austria e Suecia. [10] Outro reto para o éxito do uso do biogás é a percepción negativa da poboación europea desta fonte de enerxía. [11]

Pulado pola disputa sobre o gas de decembro de 2008 entre Rusia e Ucraína e a súa posible repetición, decidiuse iniciar na Unión Europea o proxecto "SEBE" (Sustainable and Innovative European Biogas Environment) que está financiado polo programa CENTRAL. O obxectivo é abordar a dependencia enerxética de Europa establecendo unha platforma en liña para compartir coñecementos e lanzar proxectos piloto encamiñados a concienciar á poboación e desenvolver novas tecnoloxías para a produción de biogás.[10]

En 2009 fundouse en Bruxelas a Asociación do Biogás Europea (EBA) como unha organización sen ánimo de lucro que promova o desenvolvemento da produción de biogás sostible e o seu uso en Europa. En xullo de 2013 contaba con 60 membros de 24 países europeos.[12]

Adaptación dos biodixestores[editar | editar a fonte]

Os biodixestores deben ser deseñados de acordo coa súa finalidade, o gando que se dispoña, e a temperatura á que van traballar. Un biodixestor pode ser deseñado para eliminar todo o esterco producido nunha granxa de porcos, ou ben como ferramenta de saneamiento básico nun colexio. Outro obxetcivo sería proporcionar cinco horas de combustión nunha cociña a unha familia, para o que se requiren 20 quilos de esterco fresco diariamente. O fertilizante líquido obtido tamén é valioso, e un biodixestor deseñado para tal finalidade debe permitir que a materia prima estea máis tempo no interior da cámara hermética, e reducir a mestura con agua a 1:3.

A temperatura ambente á que vai funcionar o biodixestor indica o tempo de retención que cómpre para que as bacterias poidan dixerir a materia. En ambientes de 30 °C requírense uns 10 días a 20 °C, e con temperaturas menores o tempo aumenta.

Produción de biogás en vertedoiros[editar | editar a fonte]

Uns dos lugares onde se produce biogás en grandes cantidades é nos vertedoiros de lixo, onde se descompón o lixo orgánico húmido acumulado no vertedoiro en condicións anaerobias.[13][14][15]

Primeiramente, o lixo cóbrese e comprímese mecanicamente polo peso do material que se deposita enriba. Este material impide que se produza unha exposición ao oxíxeno, o que permite que prosperen os microbios anaerobios que realizarán a fermentación. O gas que se acumula nas capas inferiores do vertedoiro libérase lentamente á atmosfera (e pode ser explosivo) se o vertedoiro non foi preparado para capturalo.[16]

Como o metano do biogás é un potente gas de efecto invernadoiro (20 veces máis potente que o dióxido de carbono) pode contribuír significativamente ao efecto invernadoiro e quecemento global. Ademais, os compostos orgánicos volátiles desprendidos contribúen á formación de smog fotoquímico.

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Basic Information on Biogas, [www.kolumbus.fi consultado 20/07/2008].
  2. Basic Information on Biogas, www.kolumbus.fi. Retrieved 2.11.07.
  3. Juniper Biogas Yield Comparison
  4. Richards, B.; Herndon, F. G.; Jewell, W. J.; Cummings, R. J.; White, T. E. (1994). "In situ methane enrichment in methanogenic energy crop digesters". Biomass and Bioenergy 6 (4): 275–274. doi:10.1016/0961-9534(94)90067-1. [1]
  5. Richards, B.; Cummings, R.; White, T.; Jewell, W. (1991). "Methods for kinetic analysis of methane fermentation in high solids biomass digesters". Biomass and Bioenergy 1 (2): 65–26. doi:10.1016/0961-9534(91)90028-B. [2]
  6. Tower, P.; Wetzel, J.; Lombard, X. (March 2006). "New Landfill Gas Treatment Technology Dramatically Lowers Energy Production Costs". Applied Filter Technology. http://www.appliedfiltertechnology.com/Userfiles/Docs/AFT_SWANA_2006_Paper_Rev1.pdf. Consultado o 30 April 2009. [Ligazón morta]
  7. Biogas CHP engine fitted to Anaerobic Digestion Plant
  8. Biogas CHP engines make money
  9. Evaluation of Upgrading Techniques for Biogas, Margareta Persson, October 2003, School of Environmental Engineering, Lund University
  10. 10,0 10,1 SEBE Website
  11. Presentación da Asociación do Biogás Alemá
  12. European Biogas Association | Website of European Biogas Association (EBA)European Biogas Association
  13. 2011 International Conference on Food Engineering and Biotechnology Landfill Biogas production process
  14. "Biogas - Bioenergy Association of New Zealand (BANZ)". Bioenergy.org.nz. 29 November 2006. http://www.bioenergy.org.nz/biogas.asp. Consultado o 21 February 2010.
  15. LFG energy projects
  16. Safety Page, Beginners Guide to Biogas, www.adelaide.edu.au/biogas. Retrieved 22.10.07.

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]