La digestión anaeróbica puede parecer un proceso bien conocido pero la realidad es que todavía existen retos en optimizar las reacciones químicas que tienen lugar en ella y la microbiología bacteriana asociada.
Se trata de un proceso biológico que ocurre con el “denominado gas de pantanos” que brota en aguas estancadas, en la formación de gas natural y en los yacimientos petrolíferos, y que, actualmente, es esencial para la producción de gas renovable, en forma de biogás o biometano.
Veamos en qué consiste y qué beneficios aporta.
¿Qué es la digestión anaeróbica?
La digestión anaeróbica es un proceso biológico espontáneo en el que intervienen una serie de microorganismos que degradan la biomasa en ausencia de oxígeno.
Como resultado de este proceso, se obtiene una mezcla de gases (metano y dióxido de carbono) conocida como biogás y una suspensión acuosa o digestato, que contiene los componentes no degradados o parcialmente degradados y restos orgánicos presentes en la biomasa.
A la digestión anaeróbica controlada también se la denomina biometanización, siendo un proceso complejo que ocurre dentro de un reactor o biodigestor anaeróbico de una planta de biogás.
Está enmarcada dentro del ciclo anaerobio del carbono, lo que implica la capacidad de transformar la biomasa en ausencia de oxígeno, obteniendo compuestos volátiles como el metano (CH4), el dióxido de carbono (CO2), el amoniaco (NH3), el sulfuro de hidrógeno (H2S), el nitrógeno (N2) y otros gases menores.
En una primera fase del proceso, la acumulación de materia orgánica (carbohidratos, proteínas, celulosas, lípidos, etc.) en un medio acuoso y en condiciones herméticas hace que actúen los microorganismos aeróbicos que tratan de alimentarse de ella. De este modo, se consume el oxígeno disuelto que pueda existir en el medio.
En la siguiente fase, cuando se ha agotado el oxígeno, las condiciones permiten el desarrollo de los microorganismos anaeróbicos, que consumen la materia orgánica disponible. Aquí intervienen las bacterias metanogénicas que favorecen el ambiente para que las bacterias acidogénicas fermenten los compuestos orgánicos, produciendo ácido acético que luego es convertido en metano.
Aplicaciones del proceso de digestión anaeróbica
La digestión anaeróbica permite gestionar gran cantidad de residuos orgánicos procedentes de la industria agroalimentaria, ganadera (estiércoles y purines), derivados de otras industrias o residuos urbanos, y convertirlos en productos útiles y económicamente bien valorados.
Además, es un proceso eficiente que tan solo consume un 10% de la energía en el crecimiento de los microorganismos implicados y transforma en biogás el 90% de la energía disponible en la mezcla.
Tras la digestión anaeróbica que tiene lugar en el biodigestor de la planta de biogás, se obtienen los siguientes productos:
Biogás + impurezas
Es la mezcla gaseosa obtenida del biodigestor rica en metano, pero que también contiene otros gases.
Los principales componentes de esta mezcla son: 70% metano, 30% el dióxido de carbono y trazas de otros gases (entre los que se encuentran el vapor de agua y el ácido sulfhídrico).
Este biogás obtenido puede emplearse en el ámbito industrial o ganadero para la generación de calor (calderas), y para la creación de electricidad en el funcionamiento de motores.
Si la mezcla es purificada mediante procesos de upgrading, se obtiene el biometano que puede ser inyectado en las redes de gas natural, consiguiendo mayor rango de usos del gas, al ser un gas homogéneo al gas natural fósil, pero en este caso de origen renovable.
¿Quieres saber por qué el biogás es uno de los combustibles del futuro?
Digestatos
Se trata de una mezcla líquida cuya composición y cualidades depende de los sustratos empleados para obtener biogás. Contiene cantidades considerables de elementos minerales (nitrógeno, fósforo, potasio) con bajos índices de C/N, lo que los hace interesantes como fertilizantes del suelo en la producción agrícola.
Las propiedades de los digestatos, en cuanto a la capacidad de absorción de elementos por las plantas, los asemeja a los fertilizantes minerales, ya que el nitrógeno, el fósforo y el potasio están fácilmente disponibles para ellas.
Si, además, se procesa esta mezcla obteniéndose una pasta postdigestión, se dispone de materia orgánica que puede ser empleada en la recuperación de suelos fertilizados, gracias a sus efectos en las propiedades fisicoquímicas de los mismos.
Beneficios asociados a la digestión anaeróbica
Todo este complejo proceso de digestión anaeróbica trae una serie de beneficios asociados:
- Se genera energía renovable altamente versátil en forma de biogás y el subproducto que queda después del proceso es un fertilizante orgánico rico en nutrientes.
- Se capturan y utilizan todas las emisiones de metano que se podrían haber emitido a la atmósfera durante la descomposición o tratamiento de los residuos orgánicos mediante otros medios. Con lo que se reduce así, la emisión de gases de efecto invernadero (GEI).
- El nitrógeno suministrado a los cultivos proveniente del digestato es más accesible para las plantas que otras fuentes, lo que promueve un crecimiento rápido de los cultivos, al tiempo que reduce la pérdida de suelo fértil, como consecuencia de su uso intensivo.
- La fracción sólida que se obtiene del digestato es una excelente fuente de materia orgánica que permite recuperar suelos deteriorados por las técnicas agrícolas modernas y el sobre cultivo.
Junto a estos beneficios, hay que añadir que el tratamiento de los residuos orgánicos mediante digestión anaeróbica en plantas de biogás, permite el cumplir con la normativa nacional e internacional en materia de gestión de residuos.
La digestión anaeróbica controlada permite, por tanto, el aprovechamiento y correcta gestión de los residuos orgánicos, al tiempo que se obtienen los beneficios de generar energía renovable, obtener subproductos derivados de alto valor y reducir la contaminación ambiental.
Si tú también quieres obtener estos beneficios, desde Genia Bioenergy podemos ayudarte a evaluar la viabilidad técnica y económica de aplicar este proceso de digestión anaeróbica en la gestión de tus residuos orgánicos, a través de un proyecto de planta de biogás para tu empresa.
