Generación de biogás en rellenos sanitarios, para producción energética

La generación de biogás en rellenos sanitarios, si se trata de manera adecuada, es una fuente muy rentable de energía que merece la pena ser analizada cuidadosamente para lograr su mayor rendimiento posible  sin dañar  en su entorno natural.

Obtención energética de los residuos de un relleno sanitario o vertedero 

El biogás es una fuente de energía renovable que se obtiene a partir de residuos orgánicos. Su extracción nos ofrece un beneficio doble, por la  rentabilidad económica del volcado de la energía producida y por todo lo que representa la gestión propia del residuo.

La responsabilidad en el tratamiento de los residuos, especialmente en la evitación de fugas de la fuente, es esencial en la generación de biogás en rellenos sanitarios. Hay que tener en cuenta que estos sitios deben cumplir con el control de los líquidos y gases que se generan durante la descomposición de los sólidos, y que pueden dañar el medio ambiente. Si no se toman estas medidas, se podrían provocar accidentes ambientales y sociales graves.

Si los rellenos sanitarios presentan síntomas de inestabilidad, los residuos de los taludes formados pueden empezar a caer y ocasionar que los gases producidos por la descomposición natural de los desechos acaben escapando, poniendo en peligro la seguridad de los trabajadores y de las personas que viven en el entorno.

Finalmente, hay que tener en cuenta que la administración deficiente de los terrenos donde se realiza la generación de biogás en rellenos sanitarios  también puede causar daños importantes.

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Fases de la generación de biogás dentro de un relleno sanitario o vertedero 

La extracción de biogás en un relleno sanitario implica un complejo proceso de descomposición de los residuos orgánicos, que tiene lugar en diversas etapas. Estas dependen de factores como el medio, la temperatura, la presencia de oxígeno, las características propias de cada residuo y la edad del relleno sanitario. De todos modos, podemos identificar 5 fases básicas:

  • La fase I es la aeróbica. Se inicia justo después de depositar los residuos, y cuando las sustancias más fácilmente biodegradables se descomponen por la presencia de oxígeno.
  • La fase II es aeróbica con condiciones anaeróbicas. Aquí ocurre el proceso de fermentación y se dan las condiciones adecuadas para la liberación de metales en el agua y la generación de dióxido de carbono
  • La fase III de la generación de biogás en rellenos sanitarios es la anaeróbica. En ella, se genera metano y se reduce la generación de dióxido de carbono
  • La fase IV se conoce como metanogénica estable. Es el momento de todo el proceso en el que se produce entre el 40% y el 60% del metano en volumen. 
  • La fase V es  la de la estabilización del gas que se crea en un relleno sanitario o vertedero. En ella, se empieza a reducir la producción de metano y el aire empieza a introducir condiciones aeróbicas en el proceso.

Todas estas fases conforman la producción de biogás en un relleno sanitario, y deben ser controladas para lograr que el proceso se desarrolle de manera adecuada, evitando fugas y otros problemas que causen daños en el entorno.

 

Como se extrae el biogás de un vertedero o relleno sanitario 

La  generación de biogás en rellenos sanitarios implica un proceso de extracción, que se lleva a cabo esencialmente a través de dos métodos: el activo y el pasivo. Conocer cómo se llevan a cabo estos procesos de drenaje de biogas y sus características nos permite conocer cuál resulta más eficiente en cada situación.

Drenaje activo del biogás 

Este método de extracción de biogás se basa en el uso de un soplador de aire conectado por tuberías a un sistema de pozos de captación dentro del vertedero. Su principal objetivo es crear vacío para forzar que salga el gas. 

Este sistema de generación de biogás en rellenos sanitarios está formado por los siguientes elementos:

  • Colectores de gas, que incluyen los pozos de recolección y las tuberías horizontales que los conectan. 
  • Puntos de recolección, hacia los que se dirige el biogás aspirado.  Puede tratarse de tubos o tanques de almacenamiento. Es posible que aquí se condense una parte del agua que contiene el gas
  • Separador de agua, que separa el fluido del flujo de gas
  • Tubo de aspiración de gas, que lo lleva hasta el soplador
  • Soplador, que genera succión. De esta manera, extrae los gases y los lleva al incinerador o a los puntos de recolección
  • Tubo de transporte, que lleva los gases hasta el incinerador
  • Antorcha, donde se produce la combustión del biogás
  • Incinerador, que incluye todo el equipo de aprovechamiento de la energía

      Al crear este sistema de generación de biogás en rellenos sanitarios, hay que tener en cuenta que el vacío del soplador debe tener capacidad para actuar sobre el cuerpo de la basura. Además, al preparar el relleno sanitario es recomendable la instalación de una tubería horizontal en los diversos niveles de la basura almacenada. De esta manera, se pueden recoger los gases eficientemente.

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Drenaje pasivo del biogás 

Los procesos de drenaje de biogás pasivos pueden llevarse a cabo con y sin pozos de recolección, lo que determina la estructura del relleno sanitario o vertedero.

El drenaje pasivo sin pozos de recolección hace que el biogás generado se mueva horizontalmente entre las distintas capas de basura. De esta manera, los taludes laterales y la capa de recubrimiento se convierten en un filtro biológico. Una de las características de este sistema es que el gas se mezcla en la atmósfera y se diluye. Evitar fisuras en un relleno sanitario en funcionamiento es, por lo tanto, esencial. En consecuencia, será necesario añadir cada día una capa de tierra encima de la basura, que ayude a evitar que los gases acaben generando contaminación atmosférica.

Por otro lado, el drenaje pasivo con pozos de recolección crea pozos verticales en el relleno sanitario, para aprovechar la difusión horizontal de gases en su interior. Los gases se llevan hasta ellos y se llevan hacia el exterior de forma controlada. Es prioritario que estos pozos de recolección tengan una alta permeabilidad de gases para facilitar su desalojo.

Los pozos de recolección de los sistemas de generación de biogás en rellenos sanitarios pueden estar hechos de malla de acero y puntales de madera, y rellenados con rocas o grava. También pueden ser de tubo  perforado, con los mismos elementos en su interior.

Contar con los pozos y todos los elementos adecuados para la  generación de biogás en rellenos sanitarios es esencial para que este proceso se pueda llevar a cabo con todas las garantías de eficiencia en la  producción de energía y, sobre todo, seguridad para los trabajadores y el entorno.

En Genia Bioenergy somos especialistas en sacar rendimiento de los residuos. Descubre las soluciones energéticas que podemos ofrecerte.