El BIOGAS es una mezcla de gases, que se obtiene tras la fermentación de casi cualquier sustrato orgánico, contiene aproximadamente un 60% de metano (CH4 gas combustible), 30% de dióxido de carbono (CO2 no combustible), el restante 10% son otros gases y un poco de agua que también deben ser separados, dependiendo el grado de pureza requerido.

Luego de tener concentrado el metano, el mismo puede utilizarse para varios propósitos, puede ser usado simplemente como gas comprimido y obtener energía térmica o puede emplearse en un generador eléctrico y obtener electricidad y calor; existen actualmente en el mundo ejemplos donde se utiliza como un reemplazo del GNC, o en calderas de uso industrial.

Cada país, provincia, región o municipio poseen diferentes regímenes y normativas, el aprovechamiento de estos productos debe evaluarse apropiadamente según cada necesidad, para determinar en cada caso si es necesario energía eléctrica, térmica, solo el gas o las tres al mismo tiempo.

Además del biogás, como segundo producto de esta reacción se obtiene un biosólido con una gran cantidad de nutrientes y materia orgánica, estable químicamente, de PH neutro o levemente alcalino, el cual puede aplicarse al suelo sin ningún inconveniente, mejorando la calidad física y química de los suelos.

Para cualquier proyecto es importante contar con información de base que permita realizar los cálculos adecuados para poder dimensionar estructuras civiles, valores estimados de potencia eléctrica y generación de energía eléctrica, así como las posibles fuentes de financiación con lo que es muy importante trabajar en conjunto con varias áreas para recabar dicha información.

Proyecto base – sólo como ejemplo

Resumen de los principales números del proyecto por línea de procesamiento

Tecnología propuesta

Se desarrollarán proyectos cuya estrategia de solución a la problemática ambiental generada tanto por los residuos de las diferentes agroindustrias cercanas al casco urbano como a la fracción orgánica de los RSU que producen las ciudades.

Se podrán incluir residuos provenientes de actividades agroindustriales, pesqueras y otros residuos voluminosos, así como también el uso de lodos cloacales.

Se podrán procesar además residuos de podas, que no necesariamente se emplearán en el proceso de biodigestión pero que si para que la misma ocurra.

Es importante destacar que no existe una mejor dieta que otra si no que debe trabajarse buscando la mejor proporción de las biomasas existentes evitando fletes costosos.

Una de las fortalezas de esta tecnología, es el poder procesar diversas fuentes de biomasas, donde en la mayoría de los casos son pasivos ambientales que generan no solo los municipios sino las agroindustrias en su conjunto, pudiendo en una sola planta resolver situaciones regionales a un menor costo por tonelada gestionada.

Este es el modelo de “Regionalización de RSU”. Se detallan a continuación los procesos tecnológicos que serán empleados y las etapas de desarrollo de los mismos.

Tecnología para la separación del RSUo

Uno de los sustratos que se emplearan en los proyectos es la porción orgánica que poseen los residuos urbanos, y como primer paso, esta fracción debe separarse de la inorgánica como plásticos, vidrio, etc.

Por lo tanto, el primer paso para la producción de BIOGAS comienza en el procesamiento mecánico y químico de la totalidad de los residuos para separar posteriormente las diferentes fases.

Diferentes sustratos que admiten las tecnologías disponibles:

A) Residuos domésticos parcialmente separados en bolsas plásticas.
B) Residuos comerciales.
C) Residuos domésticos parcialmente separados en biobolsas.
D) Residuos de restaurantes.
E) Residuos comerciales.
F) Productos enlatados

Modelo de línea para el procesamiento de 200 Tn/día de Residuos Sólidos Urbanos y los sistemas para la obtención de la BIOPULPA

Esquema de los productos obtenidos tras el procesos de pulpado.

A) RSU.
B) Tecnología de procesamiento.
C) Biopulpa.
D) Homogeneización y separación de elementos orgánicos y no orgánicos.
E) Fracción inorgánica de RSU.

El crecimiento de la planta de biogás no posee limite, pueden adicionarse líneas de operación en función de los volúmenes de residuos urbanos de los que se dispongan.

Tecnología para la producción de Biogás

Luego de la obtención de la biopulpa explicada su obtención en el punto anterior, la misma ya se encuentra en condiciones para ser procesada en esta segunda etapa junto con todos los residuos agroindustriales. Una de las principales características de este proceso, es que trabaja a 53 °C de temperatura elevando, ofreciendo frente a otros sistemas de biodigestión que trabajan a 37°C dos ventajas a destacar:

 

  1. La primera es que las tasas bioquímicas de los procesos involucrando son más rápidas con lo que se necesitan instalaciones más pequeñas y por ende menor costo de infraestructura.
  2.  

  3. La segunda ventaja es el manejo de patógenos, los cuales son destruidos a esta temperatura, como salmonela y coliformes, asegurando la inocuidad del efluente del digestor en caso de querer emplear este como un fertilizante agrícola sin ningún inconveniente tanto para el ambiente como para los seres humanos.

Del porcentaje en el que se encuentren los orgánicos y la manera en la que estén mezclados con los residuos no orgánicos dependerá de la eficiencia de separación del sistema. Tras la separación de la fracción de RSUo, resta por procesar la fracción inorgánica la cual está parcialmente separada y su posterior clasificación puede realizarse más fácilmente.

Las ventajas de este sistema son:

  • Alta eficiencia en la extracción de la materia orgánica.
  • Sistema completamente automatizado.
  • Bajo costo de mantenimiento.
  • Resistente a materiales extraños como rocas o piezas metálicas.
  • Permite trabajar sin inconvenientes hasta un 20% de plásticos.

Productos producidos por el sistema

Se detallan los principales componentes que se obtienen del sistema:

  • Metano (CH4).
  • Energía eléctrica y térmica.
  • Biosólido.
Actualmente si bien no puede inyectarse el metano directamente a la red de gas el mismo puede ser dispensado, como sustituto en estaciones de GNC en un porcentaje o puro, o bien utilizado en diferentes procesos industriales sin ningún inconveniente.
A) Caldera industrial.
B) Estación de carga de metano.
C) Red perteneciente al tendido eléctrico y
D) Biosólido.

Tomando la hipótesis de una planta cuya capacidad sea de 200 Tn/día de operación de procesamiento de RSU de una sola línea de procesamiento, la cantidad de biopulpa diaria es suficiente para generar 12.000 Nm3 CH4, por día que pueden representar una potencia instalada de 2.5 MWp equivalente a 21.000 MWh de energía eléctrica al año.

Esta planta de procesamiento ocupa una superficie aproximada de 15.000m2.

Las ventajas que presenta esta tecnología son:

  • Altas tasas de producción de biogás.
  • Baja carga patogénica.
  • Bajo costo de mantenimiento.
  • Requiere de poco espacio para su operación.

Pueden fermentarse conjuntamente sustratos tan variables como:

  • Residuos de frigoríficos.
  • Residuos pesqueros.
  • Residuos avícolas.
  • Residuos de molinos.
  • Residuos de maltería.
  • Barros Cloacales.