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El biogás: una oportunidad para la valorización de recursos y la sostenibilidad

Biotecnología
Economía Circular y Bioeconomía
La estrategia de economía circular lanzada por la UE en 2015 tiene en los subproductos de origen agroindustrial uno de sus objetivos y tiene en los Fondos Next Generation un impulso para su desarrollo
Planta de biogás


La Unión Europea lanzó en 2015 su estrategia de economía circular, para mejorar la eficiencia en el uso de los recursos naturales y alargar la vida útil de las materias primas. Unos de los sectores objetivo de esta política han sido los subproductos de origen agroindustrial, con el objetivo de promover su valorización

Una de las oportunidades de valorización de estos recursos es la producción de biogás, que está siendo promovido en el marco de las ayudas de los Fondos Next Generation

La digestión anaerobia como tecnología de valorización 

En este momento existen tecnologías para la digestión de residuos agroindustriales de todo tipo, entre los que se encuentran: purines, estiércoles, lodos de EDAR, lodos de industria agroalimentaria, destríos vegetales o SANDACH, entre otros. 

La digestión anaerobia es una forma de valorización energética, que tiene como objetivo convertir todos estos residuos en dos productos: biogás y digestato, un fertilizante con un gran valor potencial.

La digestión anaerobia se lleva a cabo en tanques circulares. El tiempo de retención mínimo de los sustratos en el interior del digestor debe ser mayor del tiempo necesario para que las bacterias metanogénicas puedan desarrollarse y llevar a cabo la metanogénesis y oscila entre 20 y 40 días sometidos a condiciones constantes (ausencia de O2, 35-40 ºC de temperatura) en función del tipo de sustrato. Tanto la solera como el muro suelen ser construidos de hormigón armado sulforresistente HA-35/P/20/IV+Qc y la cubierta es una membrana semipermeable al gas, para almacenar el biogás generado, a la vez que previene la entrada de oxígeno en el sistema.

Como la temperatura interna en el digestor debe encontrarse dentro del intervalo óptimo de 37ºC-40ºC (mesófilo), es necesario realizar un aporte de calor a la mezcla mediante un sistema de calefacción de acero inoxidable en el interior del digestor. El sistema de calefacción de los muros está constituido por circuitos de tubos de acero inoxidable.

Calefacción interna con tubos de acero inoxidable.

Figura 1. Calefacción interna con tubos de acero inoxidable.

 

Cada digestor está equipado con agitadores laterales que aseguran un movimiento en direcciones diversas sin que produzca ninguna estanqueidad, ya que es posible ajustar el ángulo de inclinación del agitador y cada uno de ellos está colocado a una altura distinta.

Elementos del agitador oblicuo instalado en el digestor.

Figura 2. Elementos del agitador oblicuo instalado en el digestor.

 

El biogás producido por la fermentación anaerobia de la materia orgánica del purín, estiércol y de los cosustratos agrícolas es almacenado en el almacenamiento de gas del digestor llamado gasómetro

El gasómetro está constituido por dos membranas. La membrana exterior de poliéster con recubrimiento de PVC por ambas partes y resistente a los rayos UV, de resistencia a tracción de 3.000 N/5cm, es una capa protectora y se encuentra siempre bajo presión, ya que se necesita para la estabilidad de la estructura. Este sistema ha demostrado ser adecuado para soportar tormentas y nieve y ser resistente a los rayos UV. 

Gasómetro y evaporador de un digestor.

Figura 3. Gasómetro y evaporador de un digestor.

La transformación de biogás en biometano 

El biogás de la planta de digestión anaerobia puede utilizarse como tal o transformase en biometano. Una de las tecnologías disponibles es la de membranas. Este tipo de proyectos permite inyectar el biometano en la red de gas natural, o bien emplearlo como combustible vehicular.

Planta de biogás.

Figura 4. Planta de biogás.

 

La separación de gases se basa en la diferencia en la permeabilidad de las moléculas de diferentes tamaños por la membrana. El tamaño de las moléculas, la diferencia de presión entre la entrada y el lado permeado, así como la temperatura del gas, son las principales fuerzas impulsoras para la separación de los gases.

El metano y el dióxido de carbono del biogás de alimentación deben separarse, de tal manera que el gas del producto tenga un mayor contenido de metano, que es equivalente al gas natural, es decir, el Índice de Wobbe del gas del producto debe cumplir con las tolerancias de la red local de gas.

Las unidades de enriquecimiento del biogás mediante membranas, utilizadas por Biovic, pueden producir un biometano de alto rendimiento, con una recuperación superior al 99,5%, y pérdidas inferiores al 0,5%. Además, tienen bajos costes de mantenimiento, no hay productos químicos requeridos para limpiar el biogás y las pérdidas de metano se reducen al mínimo. La unidad de Upgrading es una unidad contenerizada en un contenedor de 40 pies, para facilitar su integración en la planta existente y acortar la fase de construcción reduciendo las emisiones en esta fase. 

La transformación de biogás en biometano.

Figura 5. La transformación de biogás en biometano.

Las tecnologías para el tratamiento de digeridos y la producción de fertilizantes

Para conseguir una completa valorización circular es necesario abordar soluciones completas para el tratamiento de digeridos y otros residuos orgánicos de complejo tratamiento, como es el caso de los purines o los alperujos.  En este caso es posible utilizar sistemas de concentración por membranas o evaporación, así como otros procesos, enfocados fundamentalmente a la producción de biofertilizantes

Unidad de upgrading.

Figura 6. Unidad de ‘upgrading’.

La experiencia de Biovic en las tecnologías de biogás

Biovic consulting S.L. es una compañía de ingeniería fundada en 2009, especialista en la producción de biogás, biometano e hidrógeno verde. Se integra en 2020 en el Grupo Gimeno.

Ha participado en el diseño, construcción y operación de más de 50 instalaciones de biogás, incorporando algunas de ellas equipos de upgrading. La empresa también tiene una amplia trayectoria en la búsqueda e implementación de soluciones innovadoras, participando en diversos proyectos de I+D nacionales e internacionales enfocados en la búsqueda de soluciones innovadoras en las plantas de biogás. 


17 noviembre 2022
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