El biogás es un recurso bioenergético de gran valor. Es renovable y se puede usar para producir electricidad, como gas de refrigeración, para la iluminación, la cocción de alimentos y el funcionamiento de los motores de combustión interna de los medios de transporte automotores. La mayor parte del biogás es metano, un Gas de Efecto Invernadero (GEI) que permanece en la atmósfera entre nueve y 15 años. Se estima que en el mundo se emiten anualmente unas 6400 millones de toneladas de metano, un 15 por ciento de las emisiones globales de GEI. Este gas con alto potencial de calentamiento global, se podría aprovechar para garantizar servicios energéticos sostenibles y combatir el cambio climático.
El biogás en la historia
Varias fuentes dan cuenta del uso de biogás para calentar agua de aseo personal en el siglo X a.c. en Asiria y en el siglo XVI d.c. en Persia. La primera unidad de digestión anaeróbica para el tratamiento de residuales fue construida en el Asilo de Leprosos de Mantunga cerca de Mumbai, India, en 1859.
Jan Baptist Van Helmont determinó en el siglo XVII, que de la materia orgánica en descomposición emanan gases inflamables. Alejandro Volta concluyó en 1776 que había una correlación directa entre la cantidad de material orgánico en descomposición, y la cantidad de gas inflamable producido. En 1808, Sir Humphrey Davy determinó la presencia del metano en los gases producidos durante la digestión anaeróbica del estiércol del ganado.
En 1895 se diseñó una instalación para recuperar el biogás producido en el tratamiento de aguas residuales, y se empleó como fuente de energía para el alumbrado público en Exeter, Inglaterra.
Durante las dos conflagraciones mundiales hubo interés por el biogás. La crisis energética de 1973 hizo renacer las motivaciones por el biogás como alternativa energética, aunque decayó después debido a la pérdida de confianza en la tecnología producto de fallas de diferente naturaleza en los sistemas para su captación y utilización.
Digestión anaeróbica
La digestión anaeróbica es un proceso mediante el cual se descompone la materia orgánica en ausencia de oxígeno. En este proceso se obtiene el biogás que es un biocombustible gaseoso constituido por una mezcla de gases y además abono orgánico.
Los biodigestores son recipientes cerrados o tanques que se pueden construir con materiales como ladrillo y cemento, metal o plástico. La materia que ingresa al biodigestor se llama afluente y la que sale de este es el efluente. Los biodigestores son una alternativa para el tratamiento de los desechos orgánicos, ayudan a disminuir la carga contaminante, mejoran la capacidad fertilizante del material, eliminan los malos olores y generan un gas combustible.
Los principales componentes del biogás son el metano, que le confiere características combustibles (entre 50 y 70 por ciento), el dióxido de carbono, el sulfuro de hidrógeno, el nitrógeno y el hidrógeno. La composición del biogás varía de acuerdo a la biomasa utilizada.
Un volumen de un metro cúbico de biogás con 70 por ciento de metano, tiene un contenido energético aproximado de unas 5000 kcal (kilocalorías). Esto permite producir 1,5 kWh de energía eléctrica, cocinar tres comidas para cinco personas o reemplazar poco más de medio litro de gasolina.
La crianza intensiva de animales, la industria azucarera y la alimenticia, emiten contaminantes orgánicos que dañan los suelos y el manto freático, por lo que pueden llegar a constituir problemas ambientales de no ser tratados adecuadamente. El proceso de fermentación anaeróbica que se produce en los biodigestores es una solución atractiva al manejo de estos, ya que la mayor parte del carbono se convierte en biogás y la materia sólida que queda como uno de los residuos finales del proceso, contiene nutrientes que se pueden emplear como fertilizante natural al igual que sus residuos líquidos. La digestión anaeróbica descentralizada es considerada una opción sostenible para el tratamiento de los residuos orgánicos y de las aguas residuales.
Biogás en el mundo
El biogás es una tecnología energética renovable madura que se usa en todos los continentes. China e India están entre los países líderes en el empleo de la tecnología del biogás. China reporta unos diez millones de plantas e India cerca de cuatro millones. El desarrollo tecnológico a gran escala alcanzado por países como Dinamarca, Suecia y Alemania es también importante.
En la ciudad sueca de Linköping hay una planta de biogás anexa a un matadero de reses. La planta funciona con las vísceras de las vacas sacrificadas. La descomposición de los residuos de una sola vaca produce suficiente biogás como para impulsar un tren por unos cuatro kilómetros. La experiencia se extiende a otros medios de transporte. En Suecia se construye la mayor planta de biogás del mundo, que procesará 1600 metros cúbicos de residuos cada hora.
Los noruegos, por su parte, utilizarán heces fecales humanas para producir el biogás con que funcionará a partir de septiembre, una flota de 80 ómnibus en Oslo, la capital de ese país nórdico. A los ómnibus se les suministrará un metano libre de sustancias que puedan afectar sus motores. La medida contribuye a combatir el cambio climático, porque el carbono que se emite al quemar el metano en el ómnibus proviene de las heces, producto de la comida y esta de las plantas que fijan el CO2 atmosférico, por lo que el balance neto de carbono es cero.
EnviTec Biogas India Pvt. Ltd. obtuvo en 2008 la medalla de oro del Premio Asiático de Energía en la categoría «Mejor Planta Eléctrica de Energía Descentralizada en Asia». El proyecto abarca la construcción de 30 instalaciones de biogás con una potencia eléctrica de 1 MW cada una para abastecer de electricidad a 180 mil hogares en Punjab.
Biogás en Cuba
Según expertos del Grupo Nacional de Biogás, perteneciente al Grupo Central de Energía Renovable y Eficiencia Energética, la primera aplicación industrial del biogás en Cuba data de 1940. En aquel momento se construyeron dos biodigestores para procesar los residuales de la Cervecería del Cotorro. El uso del biogás creció aceleradamente a partir de 1980 y se construyeron biodigestores de las tecnologías de campana flotante y de cúpula fija. El principal uso ha sido en la cocción de alimentos con el consecuente ahorro de combustibles, aunque se ha empleado puntualmente en alumbrado y generación de electricidad. En Magueyal, municipio San Luis en la provincia de Santiago de Cuba, se capta el biogás obtenido en los biodigestores y se envía a un grupo electrógeno donde se mezcla con diesel para generar electricidad. Ello permite dar más servicio eléctrico ahorrando combustible.
En los años 1990 surgió el Movimiento Nacional de Biogás y hasta el 2006 se construyeron más de 500 plantas. Hoy existen unas 700 plantas de biogás en granjas estatales y en el sector campesino y se continuará construyendo plantas de biogás de pequeña escala en granjas pecuarias estatales, casas de familias campesinas e instalando biodigestores para tratar los residuos porcinos. Se construirán plantas de biogás en destilerías y en los rellenos sanitarios de asentamientos de más de 50 000 habitantes.
Se han identificado potencialidades para usar el biogás en la cogeneración de energía eléctrica y energía térmica a partir de residuales de la industria azucarera y del café, entre otros. Otra vía es captar el biogás que se produce en los rellenos sanitarios debido a la descomposición de la materia orgánica, experiencia que ya se aplica en el relleno de la calle 100 en Marianao. La creación de plantas de biogás en Centros Integrales Porcinos para tratar los residuos y generar electricidad es otra aplicación prometedora.
Según datos del Grupo Nacional de Biogás, el potencial de Cuba supera los cuatrocientos millones de metros cúbicos anuales. Si se aprovechara adecuadamente, se podría instalar una potencia de generación eléctrica de 85 MW y producir más de 700 GWh al año. Así se evitaría emitir más de tres millones de toneladas de dióxido de carbono y se ahorrarían unas 190 mil toneladas de petróleo. Además, se obtendrían unas dos millones de toneladas de abono orgánico al año y se reduciría la carga contaminante. Datos preliminares ubican a Ciudad de La Habana, La Habana y Pinar del Río, como los territorios con mayor potencial.
En el mural de una planta de biogás ubicada en las afueras de la ciudad de Camagüey se lee la frase: «El biogás no es un símbolo de pobreza, sino un combustible alternativo que nos brinda la naturaleza». El biogás es una fuente de energía consustancial con el modelo energético eficiente, descentralizado, sostenible y solidario que construimos.
* El autor es especialista de CUBAENERGÍA y miembro de CUBASOLAR.
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Rodrigo González Fernández
Diplomado en "Responsabilidad Social Empresarial" de la ONU
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